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q Rle dun rservoirq Classification des rservoirsq Emplacement des rservoirsq Capacit thorique dun rservoirq Construction des rservoirsq Applications

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q Rle dun rservoir Cas dune adduction gravitaire :

Pouvoir stocker leau au moment de faible consommation et larestituer au moment de la pointe

Avoir une rserve dincendie Cas dune adduction par refoulement : Labsence dun rservoir prsente les inconvnients suivants :

l Coupure deau en cas de : panne lectrique, travaux sur adduction, panne de pompe

Les avantages de la prsence dun rservoir sont :l Rgularit dans le fonctionnement du pompage (Q=cte, H=cte),

do une rgularit de la pression dans le rseau.

l Assurer les dbits de pointel Avoir une rserve dincendie

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q Classification des rservoirs Daprs la nature des matriaux, on distingue :

Les rservoirs mtalliques Les rservoirs en maonnerie Les rservoirs en bton arm ou en bton prcontraint

Le matriau le plus utilis est le bton arm (dosage en ciment de 400kg/m3 environ).

D

aprs la situation des lieux, les rservoirs peuvent tre : Enterrs Semi-enterrs Surlevs

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q Emplacement des rservoirs Introduction

Ladduction transite le dbit de la pointe journalire : Qpj = Kj.Qmj(Qmj : dbit moyen journalier : produit de la dotation en eau et du

nombre de population, Kj : coefficient de la pointe journalire).

Le rseau de distribution transite le dbit de la pointe horaire : Qph =Kh.Qpj (Kh: coefficient de la pointe horaire)

Avec Qph > Qpj car Kh > 1

Lemplacement optimal dun rservoir se situe au centre de gravit de

lagglomration desservir.

Soit un puits situ une distance L dune agglomration alimenter et

examinons les cas extrmes pouvant se prsenter.

Le rservoir peut tre envisag, soit au centre de gravit delagglomration, soit au dessus du puits.

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Figure : Rservoir en ville Figure : Rservoir sur captage

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Dans le premier cas :Pour une pression au sol H ncessaire en A, la pompe fonctionnera avec

une pression au sol de : H + jL si j est la perte de charge unitaire dans la

conduite de refoulement PA de diamtre D et qui dbite Qpj, le Rservoir

aura une hauteur H. Dans le deuxime cas :PA est une conduite de distribution qui doit pouvoir transiter le dbit de

pointe horaire Qph. En consquence, pour obtenir en A la mme pression

H, il faudra :

l Soit, en conservant la conduite le mme diamtre D que dans lepremier cas, construire au dessus du puits un rservoir dehauteur H+jL

Si= Cte j > jH + jL > H + jL

niveau rservoir 2 > niveau rservoir 1

l Soit, augmenter le diamtre D de la conduite pour diminuer laperte de charge et, par consquent, la hauteur du rservoir.

Qph > Qpj Dist > Add .

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Choix du site dun rservoir : La prsence dun relief proximit dune localit peut faciliter

ltablissement dun rservoir semi enterr qui sera toujoursplus conomique quun rservoir surlev ( capacit gale).

Le rservoir doit tre plac sur un site dont laltitude luigarantit une pression suffisante sur le rseau au moment de la

pointe.

La pression sur le rseau doit tre comprise entre 20 et 60 m. Sil existe entre la localit et le site du rservoir une grande

dnivele, on fait recours une distribution tage.

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6.1: Types des rseaux de distribution

Exemple dune distribution tage :

Ville situe entre les cotes 30 et 70NGM Pmax = 60 m, Pmin = 20 m.

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Exemple distribution tage : Ville situe entre les cotes 30 et 70 NGM

1- Rservoir 1 plac la cote 70

* Bas de la ville : 70 30 = 40m

* Haut de la ville : 70 x = 20m x =50 NGM

Le rservoir 1 alimente la zone situe entre les cotes 30 et 50

2- Entre les cotes 50 et 70On place un rservoir qui puisse garantir une pression minimale de 20 m sur

la partie du rseau situe la cote 70 ; soit : 70+20 = 90 NGM. Sur la cote

50, on aura une pression de:

90 - 50 =40m.

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q Capacit thorique dun rservoirLes fonctions fondamentales assures par les rservoirs sont rsumes ci-

dessous :

Rgulation de dbit Rgulation de pression Scurit dapprovisionnement Simplification de lexploitationLe volume des rservoirs sur un rseau de distribution est dtermin

partir des fonctions indiques ci-dessus.

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Fonction de rgulation entre la demande et laproduction :

Ce volume se dtermine thoriquement en comparant sur un graphique,

pour une journe donne (gnralement la journe de pointe de lhorizon

considr pour le projet), lvolution en fonction du temps :

De la courbe des consommations cumules telle quelle peut treestime partir de mesure sur les conditions actuelles et de prvisionssur son volution.

De la courbe des productions cumules telle quelle rsulte desconditions de production (dbit constant ou variable suivant la naturede la ressource et ses conditions dexploitation)

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Fonction relative la scurit dapprovisionnement :Volume ncessaire assurer en cas dinsuffisance de lalimentation

(Ex:incident sur les quipements, dure dune pollution accidentelle,dure de rparation dune canalisation matresse dalimentation).

Ce second volume dpend par ailleurs de la ressource, de l

unicit ou de lamultiplicit des origines de la ressource.

Fonction rserve dincendie :La rserve dincendie dans un rservoir est destine alimenter le rseau de

distribution dun dbit de 60m3/h durant 2 heures (17l/s), soit une rserve de

120 m3.

Charge :La charge, ou laltitude, du rservoir ncessaire pour assurer la distribution,est

fournie par le calcul du rseau.

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Dtermination de la capacit thorique dunrservoir :

Le rservoir doit stocker leau pendant les heures de faibleconsommation.

Le rservoir doit combler le dficit en eau pendant les heures depointe.

La dtermination de la capacit thorique ncessite la connaissancede la variation du dbit de la pointe horaire Qph :

06h 7h = Qpj 07h 11h = 3.5 Qpj 11h 16h = 0.4 Qpj 16h 18h = 2 Qpj 18h 22h = 0.5 Qpj 22h 06 h = 0.125 Qpj

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l h di

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Figure:Capacit thorique en

adduction continue 24h/24La consommation totale (de la journede pointe) = 24 Qpj Qpj =

Consommation totale de la journe de

pointe / 24

Le volume thorique du rservoir = 10Qpj = (10 /24)x consommation totale de la

journe de poin te= 42 % de laconsommation totale de la journe de

pointe.

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Capacit pratique dun rservoir (fonctionnementdadduction 24h/24):

En pratique, la capacit dun rservoir destin alimenter uneagglomration est gale la moiti de la consommation de la journe

de pointe augmente de la rserve d

incendie. Le volume total stocker dans un rservoir est :

V = Vres tho + Vincendie

Si on rduit le temps de fonctionnement de ladduction en passant de24h/24 10h/24, le rapport du volume de rservoir la consommation

totale en journe de pointe passe de 42% 92% correspondant 22.Qpj (voir applications ci-dessous). Quant au pompage limitstrictement aux 8 heures creuses, il requiert un volume assez peusuprieur au prcdant = 23 Qpj, soit 23/24 = 95.8% de laconsommation totale de la journe de pointe.

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q Construction des rservoirs Exigence technique satisfaire dans la

construction dun rservoir : Rsistance : le rservoir doit, dans toutes ses parties,

quilibrer les efforts auxquels il est soumis

Etanchit : Il doit constituer pour le liquide quil contient unvolume clos sans fuite. Il doit donc tre tanche.

Durabilit : Le rservoir doit durer dans le temps, cest dire que le matriau :

bton, dont il est constitu, doit conserver ses proprits initialesaprs un contact prolong avec leau.

Enfin le contact avec le bton du parement intrieur du rservoir nedoit pas altrer les qualits du liquide emmagasin. Le revtementintrieur, sil protge le bton sous-jacent doit aussi protger le liquidede linfluence du bton.

Un rservoir se compose de : Cuve (s) Chambre des vannes

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Cuve : Les rservoirs sont :

l enterrsl semi-enterrsl surlevs

Les deux premiers sont utiliss quand les conditions topographiquessont favorables et aussi pour de grandes capacits. Les sections de

ces rservoirs sont : rectangulaires : V > 3000 m3 circulaires : V < 3000 m3

On utilise les rservoirs surlevs (ou chteaux deau) quand lesconditions topographiques limposent et quand la capacit est faible.

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v Rservoirs enterrs et semi-enterrs :Les rservoirs doivent tre :

l couverts contre les contaminationsl arsl bien protgs contre la chaleur et le froid (protection thermique)l Visitablesl Compartiments pour faciliter le nettoyage (cuves identiques)

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Rservoirs rectangulaires : La hauteur utile deau : 4-5 m (revanche 1 m) La cuve peut comporter un ou plusieurs refends pour consolider

louvrage en cas de sisme et aussi pour garantir une bonne

circulation de l

eau l

intrieur de l

ouvrage. Les parois sont constitues par des voiles en bton, lintrieur doit

tre couvert dun enduit tanche.

La dalle (couverture) doit reposer sur des poteaux en bton arm La couverture doit comporter :

Etanchit multicouche Isolation thermique

1 couche de sable dallettes en bton 1 couche vgtale

Le rservoir doit comporter un systme de drainage priphriqueet sous le radier

Le rservoir doit comporter des lanterneaux daration

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Figure : rservoir enterr rectangulaire

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Rservoirs circulaires:Ces rservoirs ont une section circulaire et la couverture parfois bombe, le

reste est identique au rservoir rectangulaire.

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v Rservoirs surlevsCes rservoirs ont deux problmes :

l esthtiquel adaptation au site

Les formes des cuves de ces rservoirs sont :

l Cylindrique : V < 1000 m3l Tronconique : V > 1000 m3

Ils comprennent une cuve monte sur tour ou sur des piliers. La cuve est

en bton arm ou en bton prcontraint.

l La hauteur deau dans la cuve =5- 6 m, avec revanche = 1ml La cuve doit tre visitable et ventile.l La cuve doit tre accessible par des escaliers, des chelles ou des

chelons disposs lintrieur ou lextrieur de la tour.

l Pour la prservation contre les variations de temprature, on utiliseune couche de protection thermique sur la coupole. Elle est parfoisdouble dune enveloppe en briques creuses.

l Un tuyau de descente deau doit tre plac pour recueillir les eaux depluie reues par la couverture

l Lintrieur de la cuve doit tre revtu par un enduit tanche

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Chambre des vannes (ou chambre de manuvre) :v Rservoirs enterrs ou semi-enterrsLa chambre des vannes comprend :

conduite darrive (ou adduction) conduite de dpart (ou de distribution) trop plein vidange robinetterie

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Conduite darrive: La conduite dadduction, son dbouch dans le rservoir doit pouvoir

sobturer quand leau atteint dans la cuve son niveau maximal : uneobturation par robinet flotteur si ladduction est gravitaire ou undispositif permettant larrt du moteur si ladduction seffectue par

refoulement. Larrive peut tre place soit au fond du rservoir, soit la partie

suprieure ou mme dverser au dessus de la surface libre.

Conduite de distribution: Pour faciliter le brassage de leau dans le rservoir, lorifice de dpart

de la conduite de distribution devra tre situ autant que possible loppos de larrive, il sera plac 0.15 ou 0.20m du fond pour viterdentraner dans la conduite de distribution dventuels dptsdcants dans le rservoir.

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Trop plein:Cette conduite de trop plein devra pouvoir vacuer la totalit du dbit Q

entranant le dpassement du niveau maximum de leau au rservoir. Elle

ne comporte pas de robinet sur son parcours.

Le trop- plein comporte :

Un vasement en forme de tronc de cne dont la plus grandecirconfrence du rayon R formera dversoir seuil circulaire pourle passage du dbit Q sous une hauteur h.

Le dbit vacu est donn par :( )

La canalisation de trop plein doit dboucher un exutoire voisin.

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3/2..27,85. hRQ = 4,0=

2/3..15,11 hRQ =

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Vidange:Elle part du point bas du rservoir et se raccorde sur la canalisation de trop

plein. Elle comporte un robinet vanne. Son diamtre dpend du temps de

vidange du rservoir.

By-pass entre adduction et distribution :En cas dindisponibilit (nettoyage ou rparation du rservoir), il est bon deprvoir une communication entre ces deux conduites.

Comptage :A la sortie de la conduite de distribution, un compteur doit tre mnag

pour pouvoir effectuer des relevs priodiques de la consommation totale.

Robinets- vannes :Dans chaque canalisation (arrive, dpart, vidange..) un robinet-vanne

doit tre prvu pour pouvoir effectuer le sectionnement de chacune de ces

conduites en cas de besoin.

Tuyauterie :Pour la protection de tuyauterie contre la corrosion, celle-ci doit tre galvanise.

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Figure : Chambre des vannes d

un rservoir enterr rectangulaire

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v Rservoirs surlevs :La chambre de manuvre se situe

au pied de la tour o se trouvent

runies les vannes. Seule la vanne

de vidange se manoeuvre partirdune plate-forme mnage sous la

cuve.

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q ApplicationsCalcul des capacits thoriques dun rservoir pour les cas suivants :

Cas 1 : correspond un pompage nocturne de dure 10 heures/24,entre 20 heures et 6 heures

Cas 2 : correspond au cas dun pompage nocturne de dure 8 heures/24, limit aux heures creuses de fourniture dnergie, c'est--direentre 22h et 6h

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q Solution :On voit sur les deux figures ci-dessous :

Figure 1 : Le pompage nocturne pendant 10 heures, avec un dbit gal 2,4 Qpj, ncessite un rservoir pouvant contenir 22 heures du dbitQpj, soit 22/24 = 91.7% de la consommation de la journe de pointe.

Figure 2 : Si le pompage est limit strictement aux 8 heures creuses,le rservoir requiert un volume assez peu suprieur au prcdant =23heures de dbit Qpj, soit 23/24 = 95.8% de la consommation de la

journe de pointe.

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Figure1 : Capacit du rservoir en adduction nocturne (pompage 10h/24)

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Figure 2 : Capacit du rservoir en adduction nocturne (pompage 8h/24)