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Hydraulique urbaine Calcul des réseaux en charge.

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1 Hydraulique urbaine Calcul des réseaux en charge

2 Variation mensuelle de l’eau distribuée

3 Cycle hebdomadaire de l’eau distribuée

4 Cycle journalier moyen de distribution de l’eau

5 Notion de coefficient de pointe Le coefficient de pointe, p, est le rapport du débit maximum au débit moyen Le coefficient de pointe, p, est le rapport du débit maximum au débit moyen

6 Besoins d ’un logement  DTU DTU DTU règle de calcul DTU P octobre 1988 règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et des installations d'évacuation des eaux pluviales installations de plomberie sanitaire installations d'évacuation des eaux pluvialesinstallations de plomberie sanitaire installations d'évacuation des eaux pluviales Ce document définit les règles de calcul de dimensionnement des tuyauteries d'alimentation d'eau froide et d'eau chaude et des canalisations d'évacuation des eaux usées et des eaux pluviales.

7 Besoins d ’un groupe de logements  DTU  Formule de Tribut Avec Q, débit maximum probable n, nombre de foyers concernés

8 Grand nombre de logements  Consommation journalière par habitant : litres/jour/habitant litres/jour/habitant  Coefficient de pointe p : 1,5 ( hab. et +) < p 1,5 ( hab. et +) < p p < 3 (1 000 hab. et -)

9 Consommation industrielle Type de zone Moyenne m 3 /jour /ha loti Entrepôts, haute technologie 10 à 12 Emplois, petites industries, ateliers 20 à 25 Industries moyennes 50 à 150 Coefficient de pointe de 2 à 3

10 Prise en compte d ’un débit en route Débit fictif Q f équivalent à une répartition linéaire du débit prélevé. Débit fictif Q f équivalent à une répartition linéaire du débit prélevé. Calcul de la perte de charge J AB avec le débit Q f Calcul de la perte de charge J AB avec le débit Q f QaQaQaQa QbQbQbQb Q AB Q a = Q b + Q Q f = Q b + 0,55.Q

11 Besoins d ’un tronçon  Sur la base des débits déterminés par les besoins du tronçon, on choisit les diamètres de la conduite et on vérifie, après calcul des pertes de charge, que les pressions sont suffisantes  On vérifie que les conditions incendie sont bien respectées

12 Tronçon  Diamètre constant  Extrémités Points hauts et points bas (vérification des pressions Points hauts et points bas (vérification des pressions Nœuds Nœuds Branchements importants Branchements importants Changements de diamètres Changements de diamètres

13 Réglementation  Besoins : débit moyen, débit de pointe  Pression : hauteur piézométrique minimum 10 mcE aux points les plus défavorisés, maximum 70 mcE Ex : immeuble de n étages, hauteur piézométrique au sol P = n  Prises d’incendie : Débit : 17 l/s Débit : 17 l/s Hauteur piézométrique minimum : 10 mcE Hauteur piézométrique minimum : 10 mcE Diamètre d’alimentation : 100 mm Diamètre d’alimentation : 100 mm Rayon d’action : 100 à 150 m Rayon d’action : 100 à 150 m

14 Vitesse et diamètre  Diamètre minimum : 80 mm ; 100 mm si prise incendie  Vitesse limitée (bruit et coup de bélier) Sur les réseaux de distribution la vitesse maximum dépend du diamètre de conduite retenu D par V max = 0,8 + 2.D, Sur les réseaux de distribution la vitesse maximum dépend du diamètre de conduite retenu D par V max = 0,8 + 2.D, D en m V max en m/s Sur les réseaux d’adduction il est possible d’aller jusqu’à 2 – 2,7 m/s Sur les réseaux d’adduction il est possible d’aller jusqu’à 2 – 2,7 m/s

15 Débits maximums D mm V m/s Q l/s 800,964, , ,0512, ,119, ,1527, ,237, ,363, ,498, ,5144, ,6201, ,7270, ,8353,43 Il est possible de calculer la vitesse maximum et le débit maximum pour chaque diamètre commercial

16 Ligne piézométrique Q P/P/ Plan de charge relatif Conduite Le tracé de la ligne piézométrique et du profil en long de la conduite permet, graphiquement, de connaître la pression Le tracé de la ligne piézométrique et du profil en long de la conduite permet, graphiquement, de connaître la pression

17 Ligne piézométrique Si la perte de charge devient trop importante, la conduite peut être en dépression Si la perte de charge devient trop importante, la conduite peut être en dépression Q P/P/ Zone en dépression Règles générale de l’écoulement en charge dans les réseaux

18 Réseaux ramifiés Voie de circulation Voie d’accès Réseau principal Réseau ramifié Bâtiment 1 Bâtiment 2 Bâtiment 3 Souvent utilisé pour la desserte des branchements particuliers

19 Réseaux maillés  Suit le tracé des voies de circulation  Permet de maintenir un haut niveau de sécurité dans la distribution  Se rencontre sur le réseau principal

20 Pose des conduites (accessoires)

21 Règles générales Dans une section quelconque, y compris celle d’un nœud, la valeur de la charge est unique et elle ne se partage pas Dans un nœud, la somme des débits entrants est physiquement égale à celle des débits sortants. Toutefois, dans les calculs où l’on tient compte de la simultanéité, la somme des débits entrants pourra être choisie fictivement inférieure à la somme des débits sortants. Le débit qui s’établit dans une conduite utilise obligatoirement toute la charge disponible. Ce n’est pas la charge qui est déterminée par les débits fixés a priori. Pour modifier un débit il faut agir sur les pertes de charge, par exemple avec une vanne. Les pertes de charge singulières sont généralement négligeables. Certains projeteurs les prennent en compte en majorant les pertes de charge linéaire de 5 à 10 %. Le terme V²/2g est négligeable vis-à-vis de la hauteur piézométrique P/ . Ligne de charge et ligne piézométrique sont confondues.

22 Calcul des réseaux maillés Nœud

23 Lois de Kirchoff

24 Méthode de Cross

25 Correction des débits

26 Résultat  On recommence les calculs jusqu ’à l ’obtention d ’une valeur satisfaisante des différentes sommes de pertes de charge  La solution obtenue donne les débits dans chaque tronçon de canalisation et les pertes de charge qui permettront de vérifier si les contraintes de pression aux nœuds sont respectées  Si les contraintes de pression ne sont pas respectées, il faut augmenter certains des diamètres de conduites retenus initialement et recommencer l ’ensemble du calcul


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