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Les rservoirs
Les rservoirs d'eau sont gnralement ncessaires pour pouvoir
alimenter,
convenablement, une agglomration en eau potable. On peut
regrouper les diverses
fonctions des rservoirs sous quatre rubriques principales :
Un rservoir est un rgulateur de dbit
Le rservoir permet de rgler le dbit suivant la distribution,
c'est--dire mme si le
rservoir se remplie avec un dbit dadduction constant, il peut
fournir limporte quel dbit,
voir, le dbit de pointe horaire pendant les heurs de forte
consommation. Donc le premier
rle du rservoir est la rgularisation entre le dbit de captage ou
de refoulement d'eau
(plutt constant) et le dbit d'eau consomm par l'agglomration
(variable en fonction de
l'heure de la journe). Le rservoir assure lquilibre entre Le
rgime d'adduction (dtermin
par le pompage et/ou le traitement) et le rgime de distribution
(dtermin parla courbe deconsommation). Il permet alors de
transformer, les pointes de consommation horaire en
demande moyenne.
Un rservoir est un rgulateur de pression
En tout point du rseau, le rservoir permet de fournir aux abonns
une pression suffisante
et plus ou moins constante, indpendamment de la consommation. En
effet, la pression
fournie par les stations de pompage peut varier : au moment de
la mise en marche et de
l'arrt, coupure ou disjonction du courant, modification du point
de fonctionnement par
suite de la variation du dbit demand.
Un rservoir est un lment de scurit
Un rservoir est un lment de scurit vis--vis des risques
d'incendie, de demande en eau
exceptionnelle ou de rupture momentane de l'adduction (panne
dans la station de
pompage, rupture de la conduite d'adduction, arrt de la station
de traitement,...).
Un rservoir a une fonction conomique
Un rservoir a une fonction conomique puisqu'il permet une
certaine adaptation dufonctionnement du pompage de telle faon
optimiser l'ensemble adduction +rservoirs
(moins de consommation d'nergie lectrique pendant les heures de
pointe, pompes
refoulant un dbit constant correspondant au rendement
maximum).
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Emplacement gographique dun rservoir
La perte de charge a un rle essentiel dans le choix de
lemplacement gographique dun
rservoir. Lemplacement dun rservoir loin de lagglomration
demande une conduite
(conduite adduction) reliant le rservoir la ville, au moment des
heurs de pointe, la perte
de charge augmente dune faon considrable avec le dbit de pointe,
ce qui implique une
chute importante de la pression dans le rseau de distribution.
Ce type demplacement
ncessite des grandes altitudes des rservoirs.
Dans le cas dun rservoir au milieu de la ville, la perte de
charge aux moments de pointe est
due seulement aux conduites de distribution. La conduite
dadduction qui alimente le
rservoir est responsable dune perte de charge constante due au
dbit dadduction
constant.
Figure 1 : Rservoir loin de la ville
La ligne verte est la ligne pizomtrique lorsque le dbit de
consommation est nul, la ligne
en rouge est la ligne pizomtrique lorsque le dbit de
consommation est moyen, la ligne en
bleu est la ligne pizomtrique lorsque le dbit de consommation
maximal. La perte decharge est considrable au moment de pointe. Aux
moments des heurs de pointe
(coefficient de point gale 3), le dbit de distribution est trois
fois plus grand que le dbit
dadduction. Lemplacement dun rservoir loin de lagglomration
demande une conduite
(conduite adduction) reliant le rservoir la vil le, la perte de
charge augmente dune faon
considrable avec le dbit de pointe, ce qui impliquera une chute
importante de la pression
dans le rseau de distribution.
R1
Agglomration
Conduite
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Figure 2 : Rservoir dans la ville
Dans le cas ou la topographie de lagglomration le permet par
exemple la prsence dun
relief, les ingnieurs prfrent construire des rservoirs enterrs
ou semi-enterrs au lieu
des rservoirs surlev pour des raisons dconomie :
Figure 3 : Emplacement des rservoirs
Dans quelques cas, on peut adopter, en mme temps, les deux types
de rservoirs : rservoir
enterr et rservoir surlev (ou chteau d'eau). Le rservoir
semi-enterr est aliment par
la station de pompage, avec un dbit constant. Le chteau d'eau,
situ avant la distribution,
est aliment par une autre station de pompage qui fonctionne dbit
variable (voir le
schma ci-dessous). L'adoption de ce type de schma permet de
limiter le volume ncessairedu rservoir surlev.
Agglomration
Rservoir semi enterr
Bon choix
Rservoir surlev
Mauvais choix
R1
Agglomration
Conduite de refoulement
Puits
Pompe
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Figure 4 : Rservoir enterr et rservoir surlev
Rservoirs dquilibre
Dans le cas o l'agglomration s'tend dans une direction donne, un
rservoir unique peutdevenir insuffisant et fournir, en extrmit du
rseau, des pressions trop faibles aux heures
de pointe. On peut ajouter alors un ou plusieurs rservoirs
d'quilibre, situs l'autre
extrmit de la ville, qui permettent d'avoir une pression
acceptable dans leur zone d'action.
Ces rservoirs d'quilibre sont en liaison avec le rservoir
principal et se remplissent au
moment des faibles consommations, la nuit principalement.
Figure 5 : Rservoir dquilibre
Dans le cas d`une agglomration prsentant des diffrences de
niveau importantes, la
distribution assure par un seul rservoir pose dnormes problmes
d`exploitation, de trsfortes pressions peuvent tre enregistres dans
une partie suprieure du rseau :
Rservoir enterr
Rservoir surlev
Conduite dadduction
ou de refoulement Pompe rgime variable
Distribution
R1
Agglomration
RE
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Figure 2 : Rservoirs tags
Altitude des rservoirs
Un des principaux rles du rservoir est de fournir, pendant
l'heure de pointe, une pression
au sol suffisante en tout point du rseau de distribution (voir
plus loin les valeurs de cettepression), en particulier au point le
plus dfavorable du rseau (le point le plus loin et/ou le
plus lev). L'altitude du rservoir d'eau (prcisment la cote de
son radier) doit tre
calcule donc pour que, dans toute l'agglomration alimenter
pression convenable. C'est
la cote du radier du rservoir qui est prise en compte, ce qui
correspondant au cas
d'alimentation le plus dfavorable (le rservoir est alors presque
vide).
C'est le calcul du rseau de distribution, pendant l'heure de
pointe, qui permet de
dterminer les diffrentes pertes de charge et d'en dduire la cote
de radier du rservoir.
La valeur de cette cote et la topographie des lieux dtermineront
le type de rservoir
adopter (enterr ou semi-enterr ou surlev). On peut, si un relief
est disponible,
augmenter les diamtres des conduites de distribution pour
diminuer les pertes de charge et
viter la surlvation du rservoir (solution justifier par un
calcul conomique).
Retage
Agglomration de forte pente
R1
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Volume des rservoirs
Diffrentes mthodes sont utilises pour le calcul de la capacit
utile des rservoirs.
Calcul forfaitaire:
100% de la consommation journalire maximale de l'agglomration
dans le cas d'une
commune rurale.
50% de la consommation journalire maximale de l'agglomration,
dans le cas d'une
commune urbaine.
25% de la consommation journalire maximale de l'agglomration,
dans le cas d'une grande
ville
Calcul partir des courbes d'alimentation et de distribution
:
La capacit des rservoirs est dtermine partir des courbes de
variation du volume deau
d'alimentation et du volume deau de distribution, en fonction
des heures de la journe de
pointe :
Max (VA -VD)
Volume deau en (m3)
24 (h)
VD en (m3)
VA en (m3)
VA -VD en
Min (VA -VD)
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Lorsque la fonction VA -VDest positive le rservoir salimente
:
Le volume minimal du rservoir pour que leau ne se dverse pas est
Max (VA -VD).
Lorsque la fonction VA -VD est ngative le rservoir se vide
Le volume minimal du rservoir pour quil rpond limporte quel la
demande limporte
quel instant est la valeur absolue de Min (VA -VD).
Donc le volume minimal du rservoir pour que leau ne se dverse
pas lorsquil est remplit
du volume ncessaire pour satisfaire limporte quel demande est
Max (VA -VD) + la valeur
absolue de Min (VA -VD).
Formes et types de rservoirs
La forme des rservoirs est gnralement circulaire, et est
rarement carre ou rectangulaire.
En ce qui concerne le chteau d'eau, la forme de la cuve est
aussi gnralement circulaire,
son aspect extrieur doit s'adapter au paysage et demande une
architecture approprie au
site pour ne pas dtruire l'environnement.
La hauteur d'eau dans les rservoirs est comprise entre 3 et 6 m,
et atteint,
exceptionnellement, 10mpourles grandes villes. Le diamtre du
rservoir circulaire, impos
par le volume varie de 1,5 2 fois la hauteur de la cuve.
Pour des raisons conomiques, les rservoirs sont construits en
bton arm jusqu' un
volume de 2500 m3
en bton prcontraint jusqu' 20 000 m3.
Pour des faibles volumes, et rarement, ils peuvent tre
mtalliques. Les rservoirs semi-
enterr sont les plus utiliss, avec un toit gnralement vot, et
une couverture par de la
terre ou du sable sur 0,2 0,3m pour des raisons disolation
thermique d'eau.
Quelques quipements sont aussi prvoir dans les rservoirs : une
fentre d'aration
(entre et sortie de l'air lors du remplissage et de la vidange),
un accs pour le nettoyage de
la cuve, une chambre de vannes, un trop-plein (vacuation de
l'excdent d'eau), une galerie
de vidange (au fond), une fermeture par flotteur de
l'alimentation, un enregistreur du niveaud'eau dans le rservoir et
un by-pass entre adduction et distribution (utile en cas
d'indisponibilit du rservoir: nettoyage, entretien,
rparation,...).
Eventuellement, On peut prvoir aussi une bche d'arrive de l'eau
quipe d'un dversoir
permettant la mesure des dbits d'adduction.
Autres dispositions prendre : l'arrive de l'eau se fait parle
haut(en chute libre ou noye),
la sortie se fait parle bas du rservoir ( 0,2m au-dessus du
radier), prvoir une charge
minimale de 0,5m au-dessus de la conduite de sortie (pour viter
des entres d'air dans la
canalisation), garder la rserve d'incendie toujours disponible,
assurer un renouvellement
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continu des eaux et contrler priodiquement les rservoirs (qualit
de l'eau, tanchit de
la cuve, nettoyage, dpt de matires solides, fonctionnement des
accessoires,...)
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By passe
By-pass : Permet de transfrer directement leau vers la conduite
de distribution dans le cas
ou le rservoir est indisponible.
