Calcul des réseaux en charge Hydraulique urbaine Calcul des réseaux en charge

Variation mensuelle de l’eau distribuée

Cycle hebdomadaire de l’eau distribuée

Cycle journalier moyen de distribution de l’eau

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

Besoins d ’un logement DTU 60.11 règle de calcul DTU P 40-202 octobre 1988 règles de calcul des installations de plomberie sanitaire et des 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.

Besoins d ’un groupe de logements DTU 60.11 Formule de Tribut Avec Q, débit maximum probable n, nombre de foyers concernés

Grand nombre de logements Consommation journalière par habitant : 200-250 litres/jour/habitant Coefficient de pointe p : 1,5 (100 000 hab. et +) < p p < 3 (1 000 hab. et -)

Consommation industrielle Type de zone Moyenne m3/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

Prise en compte d ’un débit en route Débit fictif Qf équivalent à une répartition linéaire du débit prélevé. Calcul de la perte de charge JAB avec le débit Qf Q Qa Qb A B Qa = Qb + Q Qf = Qb + 0,55.Q

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

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

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 = 10 + 4.n Prises d’incendie : Débit : 17 l/s Hauteur piézométrique minimum : 10 mcE Diamètre d’alimentation : 100 mm Rayon d’action : 100 à 150 m

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 Vmax = 0,8 + 2.D , D en m Vmax en m/s Sur les réseaux d’adduction il est possible d’aller jusqu’à 2 – 2,7 m/s

D mm V m/s Q l/s 80 0,96 4,83 100 1 7,85 125 1,05 12,89 150 1,1 19,44 175 1,15 27,66 200 1,2 37,70 250 1,3 63,81 300 1,4 98,96 350 1,5 144,32 400 1,6 201,06 450 1,7 270,37 500 1,8 353,43 Débits maximums Il est possible de calculer la vitesse maximum et le débit maximum pour chaque diamètre commercial

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

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

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

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

Pose des conduites (accessoires)

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/v. Ligne de charge et ligne piézométrique sont confondues.

Calcul des réseaux maillés Nœud Nœud

Lois de Kirchoff

Méthode de Cross

Correction des débits

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