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Partie 2 : Assainissement du centre Safsaf
Introduction
De nos jours, l’assainissement est devenu une discipline si importante, que nul ne doit
s’en passer.
En effet, vu les progrès et développement constatés ces dernières décennies, grandes
sont les quantités de rejets liquides, émanant non seulement des ménages mais surtout des
industries nouvellement nées. D’où la nécessité de remédier davantage à ce fléau en collectant
ces eaux de rejet ainsi que les eaux pluviales à travers un réseau d’égout dans un soucis de
préservation de l’environnement.
L’assainissement liquide des agglomérations a pour but d’assurer l’évacuation de
l’ensemble des eaux usées et pluviales ainsi que leur rejet dans des exutoires naturels sous des
modes compatible avec les exigences de la santé publique et de l’environnement.
But du projet
Le projet consiste à l’établissement d’une étude préliminaire d’assainissement d’une
agglomération, ayant pour objectif de concevoir le type de système d’assainissement
convenable au site et le dimensionnement des ouvrages y afférent.
L’étude se fera pour l’horizon de saturation du plan d’aménagement, aussi bien pour
l’évacuation des eaux pluviales que pour les eaux usées rejetées.
L’assainissement de ce centre vise à définir les solutions adéquates pour l’évacuation
des eaux usées et pluviales, de les rassembler en un ou plusieurs points afin de les épurer en
respectant les contraintes environnementales.
La présente partie a pour objet l’étude d’assainissement liquide du centre safsaf. Les
points à aborder au niveau de cette étude sont :
- Choix du système d’assainissement
- Calcul des débits des eaux usées pour l’horizon de saturation du plan d’aménagement.
- Calcul des débits des eaux pluviales pour une période de retour de 10 ans
- Implantation et dimensionnement des collecteurs selon le système d’assainissement
adopté.
I- Choix du système d’assainissement
La conception d’un réseau d ‘assainissement nécessite au préalable une étude
approfondie rassemblant de nombreuses informations sue la zone à assainir.
Ces renseignements portent essentiellement sur la topographie, la pluviométrie et le
mode actuel d’occupation du sol, ainsi que celui prévu. C’est à partir d’une analyse adéquate
de ces différents paramètres que se disposeront les éléments nécessaires à la conception du
réseau.
Trois principaux systèmes d’évacuation des eaux usées et des eaux de pluie sont susceptibles d’être mis en service pour la réalisation d’un système d’assainissement collectif :
• Le système unitaire ;
• Le système séparatif ;
• Le système pseudo - séparatif.
Système unitaire :
Il consiste en l’évacuation de l’ensemble des eaux usées et pluviales par un unique
réseau, généralement pourvu de déversoirs permettant, en cas d’orage, le rejet d’une partie des
eaux, par surverse, directement dans le milieu naturel. Ce système s’impose lorsqu’il n’y a pas
de possibilités de concevoir économiquement un réseau séparatif ou pseudo – séparatif.
Il présente l’avantage de la simplicité, puisqu’il suffit d’une canalisation unique dans chaque
voie publique et d’un seul branchement pour chaque habitation.
Il présente, toutefois, l’inconvénient de devoir effectuer parfois des déversements intempestifs
dont le niveau de pollution n’est guère à négliger et qu’il convient de gérer au plus juste. En
plus, le fonctionnement de la station d’épuration devient difficile du fait de l’irrégularité des
débits et des charges polluantes.
Système séparatif :
Il comprend :
¿Un réseau eaux pluviales ayant pour fonction d’évacuer les eaux de ruissellement.
Les collecteurs sont de taille importante et les eaux sont généralement rejetées directement
dans le milieu récepteur.
¿Un réseau eaux usées, pour la collecte et le transport des effluents usés, de taille
réduite par rapport au précédent et dont les eaux collectées transitent obligatoirement par une
station d’épuration avant leur rejet dans le milieu récepteur.
Si ce système présente l’inconvénient de gros investissements, vu le nombre de
collecteurs à prévoir, il a cependant l’avantage de rabattre la pollution des eaux usées grâce à
l’épuration. Alors cette eau pourra être réutilisée en agriculture pour l’irrigation par exemple.
Système pseudo-séparatif :
C’est un système dans lequel les eaux pluviales sont divisées en deux parties
l’une provenant uniquement des surfaces de voirie qui s’écoule par des ouvrages conçus à cet effet ;
l’autre provenant des toitures et cours intérieures qui sont raccordées au réseau d’assainissement évacuant les eaux usées.
Dans le contexte marocain et, toujours, par souci d’économie, il est recommandé
d’adopter, particulièrement dans le milieu, le système pseudo - séparatif restreint. Dans ce
système, seules les eaux pluviales provenant des cours sont admises dans le réseau
d’évacuation des eaux usées.
Pour choisir le système d’assainissement adéquat, des facteurs suivants devront être
tenus en compte :
Les données naturelles du site :
- La pluviométrie de la région.
- La topographie
- L’hydrographie et le régime des nappes souterraines
- La géologie.
Les données relatives à la situation actuelle des agglomérations existantes
- Nature des agglomérations.
- Importance de l'agglomération
- Modes d'occupation du sol.
- Assainissement en place.
- …
Le système proposé
Compte tenu :
- d’une part, des caractéristiques urbanistiques du centre SAFSAF , de l’éloignement de l’exutoire…;
- et, d’autre part, des considérations développées ci-dessus à propos des différents systèmes ;
Il ressort que c’est le système unitaire qui est le mieux adapté.
Le dimensionnement se fera donc pour les débits des eaux pluviales uniquement.
II- Calcul des débits des eaux usées pour les horizons 2015-2020 et 2025 du centre safsaf :
Sur la base des résultats obtenus pour le calcul des besoins en eau de consommation,
de distribution et de production du centre Safsaf , pour les horizons futurs (2010, 2015, 2020
et 2025) , on calcule les débits des eaux usées pour ces mêmes horizons en utilisant les
relations suivantes :
Il suffit de les pondérer par le taux de rejet (Te) pour obtenir les débits moyens d’eaux
usées.
QE.U = Te x consommation
On admet que le centre safsaf sera raccordé à 100% au réseau d’assainissement avec
un coefficient de retour au réseau d’égout de 80%.
Les débits de pointe horaire sont obtenus en pondérant les débits moyens par les
coefficients de pointe dont la formule est :
C pte .horaire=MIN (1 .5+ 2 .5
√QE .U
;3 )
N.B : on prend QE.U en l / s.
On peut donc calculer les débits de pointe , ainsi :
Qpte horaire = Cpte horaire x QE.U
Ainsi, les calculs des débits de conception sont résumés dans le tableau ci-dessous :
Enquête PREVISION DES BESOINS EN EAU
Années 2 002 2 010 2 015 2 020 2 025POPULATION TOTALE (hab) 1 200 1406 1552 1714 1892
TAUX D'ACCROIT (%) 2 2 2 2TAUX BRANCH. 100 100 100 100
DOTATIONS ( l/hab/j ) Pop. Branchée 50 50 50 50 Administrative 5 5 5 6
CONSOMMATIONS (m3/j) Pop. Branchée 70,30 77,62 85,69 94,61 Administrative 7,0 7,8 8,6 11,4
0,0 0,0 0,0besoins en eau moyens( m^3/j) 77,33 85,38 94,26 105,97
Cpj 1,5 1,5 1,5 1,5Cph 2 2 2 2
TRAC DOM 100 100 100 100TRAC AD+INDS 100 100 100 100
RAPPORT EU PARASITE 0 0 0 0Q EU DOMES 56,2 62,1 68,6 75,7
Q EU INDUS+ADM 5,62 6,21 6,86 9,08Q EU PARASITE 0 0 0 0Q EU moy SEC 61,86 68,30 75,41 84,77Q EU MAX l/s 2,15 2,37 2,62 2,94
III- Découpage du centre en bassins versants
On a découpé le centre SAFSAF en 17 bassins versants, comme il est présenté dans les
images suivantes :
NB : les eaux pluviales du souk seront évacuées directement vers le cour d’eau avoisinant ,
c’est pour cette raison qu’on a pas envisagé un découpage supplémentaire en bassins versants
au niveau du souk.
Chaque bassin versant sera subdivisé par la suite suivant le type d’occupation
IV- Calcul des débits des eaux pluviales du centre pour une période de retour de 10 ans :
Les coefficients de Montana à retenir pour l’évaluation des débits des eaux pluviales sont
issus de la station pluviométrique de Meknès.
D’après le Plan Directeur d’Assainissement Liquide de la ville de Meknès, les coefficients
de Montana (I (mm/h) = a.tb, t en mn) pour des périodes de retour de 2ans, 5ans, 10 ans, 20
ans, 50 ans et 100 ans sont :
Période de retour a b2 ans 241.10 -0.675 ans 385.11 -0.6910 ans 480.85 -0.6920 ans 572.83 -0.6950 ans 692.03 -0.70100 ans 781.42 -0.70
Pour une période de retour T = 10 ans, on donne a(T) = 8,014 et b(T) = -0.69.
Les autres paramètres utilisés dans la formule de CAQUOT sont :
µ c d f +
0,5 -0,41 0,507 -0,287 1,1 0,05
Le coefficient de ruissellement d’une surface donnée est défini par le rapport du
volume d’eau ruisselé au volume d’eau tombée .ce rapport est généralement assimilé au taux
d’imperméabilité de la surface considérée.
Les coefficients de ruissellement à retenir pour les différents types d’occupation du sol sont :
- Voirie : 0.90
- Zones d’habitat R+1 et R+2 : 0.70
- Administration et Equipements socio-économiques : 0.60
- Souk : 0.50
- Espace vert : 0.20
Ainsi les caractéristiques des bassins versants , nécessaires pour le calcul des débits des eaux
pluviales, sont présentés dans le tableau ci-dessous :
BV Type d'occupation Si (ha) Ci ST (ha) L (m) I (%) CR M
V2 0,52 0,2
Voiries 1,59 0,9A5 0,21 0,6V1 0,51 0,2Z2.16 0,40 0,7
Voiries 0,89 0,9A6,A7 0,31 0,6V3,V4 0,37 0,2Z2.12 - Z2.14 1,73 0,7
voiries 1,31 0,9Z2.13 1,05 0,7
voiries 0,52 0,9Z2.15 0,46 0,7voiries 0,23 0,9MA 0,11 0,6V5,V6,V7 0,33 0,2Z2.9 - Z2.11 1,75 0,7voiries 1,65 0,9Z2.10 1,15 0,7
voiries 0,40 0,9F.H1 0,08 0,6Z1.4 0,38 0,7voiries 0,32 0,9SNA 3,02 0,6V8 0,10 0,2Z2.7 - Z2.8 0,57 0,7
voiries 1,00 0,9F.F1 0,08 0,6V19 0,06 0,2Z1.3 0,25 0,7
voiries 0,32 0,9MA2 0,11 0,6V9, V10 , V11 0,83 0,2Z1.17 - Z1.18 - Z1.19 - Z1.20 - Z1.21 2,78 0,7
voiries 1,54 0,9Z1.3 - Z1.8 - Z1.9 -Z1.14 - Z1.15 - Z1.16 1,96 0,7V15 , V16 ,V17 , V18 ,V19 , V20 0,20 0,2
Voiries 0,97 0,9B13 Ecole primaire 8,54 0,6 8,54 470 0,3 0,60 1,608
M1 0,08 0,6V21 , V22 ,V23 0,15 0,2Z1.2 - Z1.6 - Z1.7 -Z1.13 - Z2.1 1,50 0,7voiries 2,11 0,9F.F2 0,09 0,6V22 ,V23 , V24 , V25 ,V26 0,24 0,2
Z1.1 - Z1.2 - Z1.5 -Z1.6 - Z2.1 - Z2.2 1,29 0,7voiries 2,13 0,9Z2.4 - Z2.5 - Z2.6 1,51 0,7M2 0,09 0,6MA 0,15 0,6V28 0,21 0,2Voiries 2,06 0,9Z2.3 0,94 0,7S1 1,00 0,6Voirie 0,86 0,9
A1,A2,A3,A4 1,61 0,6
0,732,80 167 0,3
B16
B17
1,8193,84 338 0,3 0,74
0,176
3,13
3,85
3,76
0,73
0,79
0,78
0,3
0,3
194,3 1,0980,3
143
141
0,729
0,727
0,77
0,998
0,8603,86 169,1 0,3 0,78
0,477
0,476
0,641
0,477
0,67
0,69 42,68 0,3
0,68
0,65 0,859
0,3
0,3
B3 3,72 337
0,3
B6
B5
B2 2,02 122
B10
5,26 40,35
3,72 338 0,3 0,67 1,753B1
1,813B9
0,78 42,13 0,3 0,77
0,3 0,71 1,748
B4 1,57 79 0,3 0,77 0,630
B12
B14
B15
B7 0,75801,56 0,3
B11
0,72 40,35 0,3 0,73
B8
4,68 392,418
Ces résultats permettent de déduire le débit des eaux pluviales dans chaque bassin par
la formule de CAQUOT pour une période de retour de 10 ans :
QE .U=( a×μb6( β+δ ))1
1−b . f . Ib.c
1−b . f .C1
1−b. f . Ab .d+1−ε
1−b . f
avec : Q : débit brute des eaux usées du bassin (m3 / s)
I : pente moyenne du terrain naturel (m / m)
C : coefficient de ruissellement du bassin.
A : aire du bassin (ha)
Rappelons que cette formule n’est valable que dans les conditions suivantes:
bassins versants urbanisés,
Bassin de superficie inférieure à 200ha,
Pentes des bassins comprises entre 0.2 et 5 %
Coefficient de ruissellement compris entre 0.2 et1.
Pour tenir compte de l’allongement du bassin nous faisons intervenir un coefficient de correction :
m(E )=( E2 )0.84 .b1−b . f =( 4 . A
L ² )−0,42 .b1−b. f
avec : E= L
√ A , L est le plus long cheminement hydraulique du bassin versant.
D’où : Qcorrigé = Qbrute x m(E)
Paramètres pondérés :
Dans l’assemblage des bassins, l’adoption des paramètres équivalents est nécessaire.
En effet, la formule superficielle mentionnée ci-avant est valable pour un bassin de
caractéristiques physiques homogènes. L’application du modèle à un groupement de sous-
bassins hétérogènes de paramètres Ai, Ci, Ii, Li et Qpi, nécessite l’emploi de formules
d’équivalence pour les paramètres A ,C ,I, L et Q du groupement.
Ces formules diffèrent selon que les bassins constituant le groupement soient en
‘‘série’’ ou en ‘‘parallèle’’:
Paramètres
équivalentsAéq. Céq. Iéq. Léq.
Bassins en série Ai
∑ Ci AiAaq ( ∑ Li
∑Li
√I i )2
Li
Bassins en parallèle Ai
∑ Ci AiAaq
∑ Ii .Qi
∑ QiL(Qi)max
Les résultats de calcul des paramètres équivalents, ainsi que les débits calculés par la méthode de Caquot, sont présentés dans le tableau ci-dessous :
Collecteur point Tronçon Assemblage Aeq Leq Ceq Ieq Meq/2 Q1 0--1 B1 3,72 338,00 0,67 0,003 0,88 0,1992 1--2 A1:B1+B2 5,74 460,00 0,69 0,003 0,96 0,2473 2--3 de transition 5,74 460,00 0,69 0,003 0,96 0,2471 0--1 B3 3,72 337,00 0,71 0,003 0,87 0,2142 1--2 A2:B3+B4 5,29 416,00 0,73 0,003 0,90 0,2603 2--3 A3:A2+B5 5,98 458,68 0,73 0,003 0,94 0,275
col -A 4 3--4 A4:A1//A3 11,71 458,68 0,71 0,003 0,67 0,4071 0-1 B6 3,84 338,00 0,74 0,003 0,91 0,2262 1--2 A5: B6+B7 5,39 418,00 0,74 0,003 0,90 0,2694 2--4 A6:A5+B8 6,18 460,13 0,75 0,003 0,93 0,287
col A 5 4--5 A7: A4//A6 17,89 458,68 0,72 0,003 0,54 0,5451 0--1 B9 4,68 392,42 0,67 0,003 0,91 0,2195 1--5 A8: B9+B10 5,40 432,77 0,68 0,003 0,93 0,238
col A 6 5--6 A9:A7//A8 23,29 458,68 0,71 0,003 0,48 0,6331 0--1 B11 5,26 40,35 0,68 0,003 0,09 0,4626 1--6 A10: B11+B12 8,39 234,65 0,70 0,003 0,41 0,3897 6--7 A11: (A9//A10)+B14 35,53 601,68 0,72 0,003 0,50 0,7748 7--8 A12: A11+B15 39,28 742,68 0,72 0,003 0,59 0,7849 8--9 A13: A12+B16 43,15 911,78 0,73 0,003 0,69 0,79210 9--10 A14: A13+B17 45,95 1078,78 0,73 0,003 0,80 0,785
col A-4
col A
col -A
col A-1
col A-2
col A-3
V- Implantation et dimensionnement du réseau d’assainissement et d’autres ouvrages proposés.
Les canalisations élémentaires et les collecteurs seront calculés en fonction des débits
pluviaux pour la fréquence retenue (en général décennale) compte non tenu des débits d'eaux
usées, négligeables par rapport aux premiers. On notera les pentes motrices disponibles entre
leurs extrémités, on évaluera les débits au point caractéristique
des différents tronçons compte tenu des déclivités du sol et de la profondeur des ouvrages et
l'on déduira de ces données le diamètre à retenir , suivant les formules :
Q = 60 . Rh 3/4 . I 1/2 . S
Dans lesquelles :
Q = Débit de dimensionnement en m3/s.
Rh = Rayon hydraulique en m.
I = Perte de charge unitaire ou pente en m/m.
S = Section mouillée en m²
Donc la vitesse est : V =60 . Rh 3/4 . I ½
Soit Qh le débit calculé des eaux à faire évacuer par l’ouvrage.on doit dimensionner par :
QH=Qh/1,06
Le diamètre de la conduite est donné par la formule suivante :
D= QH 4/11/(16,661) 4/11 * I 2/11
Une fois le diamètre calculé, on détermine le diamètre nominal correspondant. D’une
façon générale, les diamètres adoptés seront ceux normalisés immédiatement supérieurs aux
diamètres calculés.
Par ailleurs, et par sécurité, les diamètres minimaux à utiliser en début de réseaux ou
pour les petits débits ne devront en aucun cas être inférieur à 300mm pour éviter le colmatage
généralement faciles à des petits diamètres.
Les résultats des calcules seront présentés dans le tableaux suivant :
Un réseau d’assainissement doit, dans toute la mesure du possible, être auto-cureur.
Les sables doivent être automatiquement entraînés, ces conditions sont généralement
satisfaites dans les ouvrages calculés pour l’évacuation des ruissellement en y réalisant
des vitesses à pleine section de l'ordre de 1 mètre par seconde dans des
canalisations circulaires.
Dans le cas de notre projet , l’autocurage est généralement vérifié .
Pour les collecteurs ayant des vitesses d’écoulement de 0,8m /s , on
envisage un autocurage manuel (surtout pendant les périodes seches).
Calage du réseau
Pour remplir ses fonctions de façon économique et efficace, le
réseau d’assainissement doit tirer profit au maximum de la topographie
locale. En particulier, il conviendra d’éviter les longueurs des canalisations
inutiles, et surtout d’éviter les surprofondeurs des tranchées coûteuse.
La profondeur de tranchée sera égale à 2 mètre au départ.
Le calage sera effectué pour le collecteur principal sur lequel on
placera des regards de visite sur des distances de l’ordre de quarante à
soixante mètres.
Ces regards seront fixés :
- à chaque changement de direction.
- A chaque changement de pente .
- A chaque jonction de canalisation.
- A chaque changement du diamètre.
Procédure
Le calage d’un réseau d’assainissement s’établit autour d’un certain
nombre de paramètres :
La pente : on la choisit assez proche de celle du terrain naturel tout
en vérifiant l’autocurage.
Contrainte sur le niveau des collecteurs.
Contrainte sur la couverture minimale.
Contrainte de la profondeur maximale
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