Par: Jacques Rémy MINANE, PhD Enseignant Chercheur ...€¦ · 1 Jacques Rémy MINANE, PhD Enseignant Chercheur [email protected] HYDRAULIQUE APPLIQUEE 2 Par:

1

Jacques Rémy MINANE, PhDEnseignant Chercheur

[email protected]

HYDRAULIQUE APPLIQUEE 2

Par:

2

Objectifs du cours

� Consolider les acquis de base en hydrologie

� Concevoir et dimensionner un réseau d’assainissement

Organisation du cours (42h)

� Cours +TD : 30 heures

� Projet: 12 heures

3

PLAN DU COURS

Chap. I – Introduction et définitions

Chap. II – Données hydrologiques

Chap. III – Etude des écoulements

Chap. IV – Gestion des eaux usées

Chap. V – Valorisation des boues de vidange

4

CHAPITRE IINTRODUCTION ET DEFINITIONS

I. Terminologie

II. Systèmes d’assainissement

III. Etudes préalables au dimensionnement d’un réseau

5

CHAPITRE IINTRODUCTION ET DEFINITIONS

Objectifs du chapitre

� Connaitre les différents systèmes d’assainissement

6

I -TERMINOLOGIE

� Assainissement: démarche visant à améliorer la situation

sanitaire globale de l'environnement et le cadre de vie des

populations

� Gestion des eaux usées

� Gestion des eaux pluviales

7

I -TERMINOLOGIE

� Hydrologie: Science qui étudie le cycle de l’eau dans

l’atmosphère

8

I -TERMINOLOGIE

� Bassin versant: portion de

territoire délimitée par des

lignes de crête (ou lignes de

partage des eaux) et

irriguée par un même

réseau hydrographique

(rivière, cours d’eau) Bassin Durance: Vallée de Ceillac, Hautes Alpes

Photo: Philippe Bois

9

II –SYSTEMES D’ASSAINISSEMENT

� Réseau d’assainissement est composé:

� Système de collecte

� Système de transport

� Système d’épuration

10


� Différents types de systèmes d’assainissement

� Réseaux unitaires

� Réseaux séparatifs

� Réseaux pseudo-séparatifs

� Réseaux composites

� Réseaux spéciaux

11


� Système unitaire

L’évacuation de l’ensemble des eaux usées et pluviales est

assurée par un seul réseau

12


� Système séparatif

Le réseau d’évacuation des

eaux usées domestiques (eaux

ménagères et eaux vannes) est

différent du réseau

d’évacuation des eaux

pluviales

13


� Système pseudo-séparatif

Le réseau d’évacuation des eaux

usées peut recevoir certaines eaux

pluviales provenant des propriétés

riveraines

14


� Système composite

Variante du système séparatif qui prévoit grâce à divers

aménagements, une dérivation partielle des eaux plus polluées du

réseau pluvial vers le réseau d’eaux usées en vue de leur traitement

� Systèmes spéciaux

Réseaux sous pression sur toute la totalité du parcours

15

� Choix du type de réseau

� Localisation des points de rejets

� Type et implantation des ouvrages de stockage

� Implantation des ouvrages de traitement

� Tracé en plan du réseau

� Dimensionnement

Analyse de plusieurs variantes (Pas de solution unique)

III –CONCEPTION D’UN SYSTÈME ASSAINISSEMENT

16

III –CONCEPTION D’UN SYSTÈME ASSAINISSEMENT

� Données naturelles (Pluviométrie, topographie, géologie, etc.)

� Caractéristiques de l’agglomération (mode d’occupation)

� Contraintes liées à l’assainissement (transport des e.u., nuissance)

Facteurs importants sur la conception d’un projet

Critères de choix

� Proximité d’un exutoire naturel

� Existence d’un ancien réseau

� Pente du terrain naturel

17

CHAPITRE IIDONNEES HYDROLOGIQUES

I. Etude des précipitations

II. Méthodes de détermination des débits de pointe

18

CHAPITRE IIDONNEES HYDROLOGIQUES


� Evaluer la pluviométrie moyenne

� Evaluer le débit de pointe de ruissellement

19

I-ETUDE DES PRECIPITATIONS

Genèse

� Nuage est composé de gouttelettes d’eau (5 à 10 microns) oudes cristaux de glace en suspension dans l’air

� Pour avoir une pluie, il faut que les gouttes de pluies soientassez lourdes pour qu’elles puissent tomber (malgré lescourants ascendants) et assez grosses pour ne pas êtreévaporées avant d’arriver au sol

20


Typologie des pluies

� Précipitations de convection

� Précipitations frontales ou cycloniques

� Précipitations orographiques

21



� Précipitations de convection

� Ascension d’air chaud, d’où la saturation

de l’air

� Intensité importante

EPFL

22



� Précipitations frontales ou cycloniques

� Formation au contact de deux massesd’air de caractéristiques différentes

• Front chaud: précipitations longuesétendues et peu intenses

• Front froid: précipitations brèves peuétendues et intenses

EPFL

23



� Précipitations orographiques

� Barrière montagneuse élève les

masses d’air.

� Le côté au vent reçoit plus d’eau

que le côté abrité

EPFL

24


Classification en fonction du module pluviométrique annuel Pan

� Régime désertique : Pan ≤ 100 mm

� Régime subdésertique : 100 mm < Pan ≤ 300 mm

� Régime sahélien : 300 mm < Pan ≤ 750 mm

� Régime tropical sec ou soudanien : 750 mm < Pan ≤ 1200 mm

� Régime tropical humide : 1200 mm < Pan ≤ 2000 mm

� Régime équatorial pur : Pan ≥ 2000 mm

25


Mesures de la pluie

� Méthodes qualitatives

� Existence d’une pluie : permet de connaitre le nombre de jours

de pluie

� Heure de début / heure de fin : permet de connaitre le nombre

de jours de pluie, la durée, et sa position dans la journée

26


Mesures de la pluie

� Méthodes quantitatives

� Pluviomètre : hauteur de pluie (mm)

� Pluviographe : intensité de pluie (mm/h)

27


Mesures de la pluie


Pluviomètre : Appareil équipé d’un

seau assez grand surmonté d’une

bague biseautée de surface connue

de 400 cm2

28


Mesures de la pluie


Pluviographe: enregistre en continu de la

pluie qui tombe (intensité de pluie)

� Bague réceptrice (400 ou 2000 cm2)

� Mécanisme d’enregistrement

� Seau de contrôleSite de Tougou (BF)

29


Implantation des postes de mesures

30


Densité du réseau de mesure de pluie

Source : IRD

Surface (km2)

1 2 5 10 25 50 100 500

Nombre d’appareils

4 5 6 6-8 8-12 12-15 15-20 20-25

31


Autres méthodes de mesures de la pluie

Radar météorologique

32

II-METHODES DE DETERMINATION DES DEBITS DE POINTE

Caractéristiques d’un bassin versant

� Surface : A

� Coefficient de ruissellement :

� Longueur du chemin hydraulique :

� Pente moyenne : � = ∆Z/L

� Temps de concentration : Tc (KIRPICH, RICHARDS, TURAZZA)

33


Evaluation de la pluie moyenne sur un bassin versant

� Méthode moyenne arithmétique

� Méthode du Polygone de THIESSENS

� Méthode des isohyètes

� Méthode d’abattement

34



� Méthode moyenne arithmétique

�� = 1��

�� Méthode simple

Source d’erreurs si mauvaise répartition des postes

35



� Méthode des Polygones de THIESSENS

�� =∑��∑ ��

Tracer les médiatrices entre stations;

Définir les surfaces d’influence (Si) des stations par la

surface géométriquement la plus proche d’une station

36



� Méthode des isohyètes

�� =∑��(�� + �� )/2∑��

Assez rigoureuse et considère toutes les données

disponibles

37



� Méthode coefficient d’abattement spatial

�� = � ×�

Formule de G. VUILLAUME

� = � − �. �� × (� !"�� # − �. �$%�&' + �(%) × !"��)

Pan: Pluie moyenne (mm)

T: Période de retour (an)

S: Surface du bassin versant (km2)

38


Approches de détermination des débits

� Méthodes statistiques

� Méthodes analytiques

� Méthodes déterministes

39



Méthodes statistiques (Données d’au moins 20 années)

� Loi de GUMBEL

� Loi de FRECHET

� Loi de GOODRICH

� Loi de PEARSON III

� Loi de GIBRAT-GALTON

40



Méthodes analytiques

Fonction de transfert des données de

l’averse à la crue

� Hypothèses simplificatrices

� Coefficients arbitraires

Méthode de l’hydrogramme unitaire (SHERMAN, 1932)

41



Méthodes déterministes

� Formule de MYERS

* = +,',: ./012345416/7&..4'812.&'9

+19' ∶ 5!'.9&'91.Exemples de crue décennale (Niger)

Groupe Milo-Niandan * = �, %<(,�,��<Groupe Tinkisso * = �, %��,�,��<Bani jusqu’à Douna * = �, =%,�,<>�

42




� Méthode rationnelle (, < $@A%)

* = �, %>BCDEC : Coefficient de ruissellement

I : Intensité de l’averse (mm/h)

A : Superficie du B.V. (km2)

Q : Débit (m3/s)

43




� Méthode rationnelle (, < $@A%)

Calcul du temps de concentration (Tc)

• Formule empirique de KIRPICH

• Formule de RICHARDS

44




• Formule empirique de KIRPICH

F5 = �(% �,�(G�,=B

Tc : temps de concentration (min)

L : distance en (m) entre l’exutoire

et le point le plus éloigné du B.V.

H : Dénivelée (m) entre l’exutoire

et le point le plus éloigné du B.V.

Tc peut se déterminer à l’aide d’un abaque

45




• Formule de RICHARDS

F5=F5 + � = �, B +CH

%0

Tc : temps de concentration (heures)

K : coefficient fonction de CR

L : longueur du chemin hydraulique (km)

H: Hauteur d’eau tombée en mm pendant

Tc en heures

C : coefficient de ruissellement du B.V.

p : pente du B.V.H = G+ GF5

46




� Méthode de type CAQUOT (petits bassins urbanisés)

* = +IAC'E0

C : Coefficient de ruissellement

K : Coefficient fonction de la crue

A : Superficie du B.V. (km2)

Q : Débit (m3/s)

J : Pente

K, m, n et p : constantes à déterminer

(à voir Coeff. Des débits décennaux CI)

* = CDE

47




� Formule CRUETTE et LEMOINE

* = �<>. �%��7&. C. I7/% J7E�,�(

C : Coefficient de ruissellement

L : Longueur du chemin en mètre

A : Superficie du B.V. (ha)

Q : Débit (l/s)

J : Pente (m/m)

a et b pour différentes zones africaines et

pour des averses de diverses fréquences

* = CDE

48




� Méthode de ORSTOM ou RODIER-AUVRAY

� Méthode CIEH (Puech & Chabi Goni)

49

CHAPITRE IIIETUDE DES ECOULEMENTS

I. Classification des écoulements à surface libre

II. Régime d’écoulement

III. Eléments géométriques et hydrauliques d’un canal

IV. Ouvrages de franchissement (Buses et dalots)

50


Ouvrages de franchissement (Buses et dalots)

Objectifs du cours:

� Déterminer les dimensions des ouvrages hydrauliques

� Vérifier les conditions de fonctionnement des ouvrages

51


IV. Petits ouvrages de franchissement

Buses Dalot

52


1. BUSE:

� Buses en béton (D ≤ 1,20 m)

� Buses métalliques (D > 1,20 m)

Ouvrage sous chaussée de forme circulaire nécessitant un

minimum de remblai (au minimum 80 cm)

Types et choix de buses dans la mise en œuvre

N.B: Il existe aussi des buses arches beaucoup plus aplaties

53


2. DALOT (Q > 10 m3/s):

Ouvrage sous chaussée de forme rectangulaire qui ne nécessite

aucun remblai: une circulation à même la dalle est envisagée

Types de dalots

Dalot portique Dalot cadre

54


3. Conditionnement de fonctionnement des ouvrages

� Sortie noyée: Le niveau de l’eau à l’exutoire immédiat de

l’ouvrage dépassé le bord supérieur de l’ouvrage

L’écoulement des eaux dans l’ouvrage est dit en charge

55



� Sortie libre: Le niveau de l’eau à l’exutoire immédiat de

l’ouvrage est en dessous du bord supérieur de l’ouvrage

� Deux conditions d’écoulement en amont de l’ouvrage existent:

• Si le niveau H1 ≤ 1,25 D: l’écoulement est en surface libre

• Si le niveau H1 > 1,25 D: l’écoulement est en charge

56



� Sortie libre: Le niveau de l’eau à l’exutoire immédiat de

l’ouvrage est en dessous du bord supérieur de l’ouvrage

Ecoulement à surface libre Ecoulement en charge

57


4. Revanche

Elle est destinée à constituer une sécurité contre les

déversements de l’eau par-dessus les remblais

Un minimum de R = 80 cm est observé dans la pratique

H = K + L%%"

h: hauteur des vagues (m)

V: Vitesse des vagues (m/s)

R: Revanche (m)

58


5. Sortie noyée

∆G = NEO − NEL = *%

%"E% (+1 +%"

+%HG$=+ �)

D’après le théorème de BERNOULLI:

Choix des coefficients K

� K = 67 pour les buses en béton

� K = 37 pour les buses métalliques

L: Longueur de l’ouvrage (m)

Ke: coefficient de perte de charge

RH: Rayon hydraulique (m)

A: Section de l’ouvrage

59


5. Sortie noyée

Valeurs de Ke en fonction des conditions d’entrée de l’ouvrage

60


5.1. Buses circulaires (D = diamètre, g = 9,8 m/s2)

� Méthode numérique

∆G = �, �B=*%

P$ (+1 + �, �%B P$/= + �) Pour les buses en béton, K = 67

∆G = �, �B=*%

P$ (+1 + �, �� P$/= + �) Pour les buses métalliques, K = 37

61



� Méthode graphique

La formule de base peut s’écrire sous la forme

∆G*%

%"E%Q= (+1+�) + $$/= %" /+

%

P$=

)(�)

62




∆G∗ = ∆G*%

%"E%Q19+∗ = �%, >" /+%

P$/=

∆G∗ = +1 + � ++∗

En posant:

L’équation (1) devient:

63



� Méthode graphique (Détermination de ∆G)• Déterminer +∗à partir de l’abaque

+% STP

• Puis on détermine ∆G∗en fonction de +1• Déduire ∆G

64


5.2. Buses arches (section A, de périmètre P et de HG = E/�)

∆G = �, �(�*%

E% (+1 + �, ��$ HG$/= + �)

� Méthode numérique (" = �, BA/.%19+ = =>)

Les valeurs de Ke d’entrée sont les mêmes que pour les buses circulaires

65


5.2. Buses arches

Section A, Périmètre P et de HG = E/�(Voir caractéristiques géométriques buses arches)


∆G∗ = ∆G*%

%"E%Q19+∗ = %" /+%

HG$/=

∆G∗ = +1 + � ++∗

66


5.2. Buses arches

(Section A, Périmètre P et de HG = E/�)� Méthode graphique (Détermination de ∆G)

• Déterminer D et RH sur l’abaque

• Déterminer +∗à partir de l’abaque +% STHG


67


5.3. Dalots (Largeur B, hauteur D et longueur L)

∆G = *%

%"E% +1 +%"

+%HG$=+ � &815HG = UP

% (U + P)

∆G = *%

%"E% +1 +%" +%P$

=%$=. (� + P

U)$/= + �

68



∆G = �, �(� *%

U%P% +1 + �, �� P$/= . (� +

PU)

$/= + �

� Méthode numérique (" = �, B A.% 19+ = <>7é9!')

∆G = �, �(�*%

P$ +1 + �, �%B P$/= + � .4U = P

69



� Méthode numérique (Valeurs de Ke pour les dalots)

70




∆G∗ = ∆G*%

%"E%Q19+∗ = %" /+%

P$/= %$/= = (, �$" /+%

P$/=

∆G∗ = +1 + � + (� + PU)

$/=+∗

PU = �, (; �, >(; �; �, (; %

71



� Méthode graphique (Détermination de ∆G)• Fixer la hauteur D du dalot

• Déterminer +∗ = (, �$ " /+%P$/= , &815+ = <>


72



� Méthode graphique (Détermination de ∆G)

PU = �, (; �, >(; �; �, (; %

73


6. Sortie libre

Les méthodes de calcul des ouvrages sont graphiques et

s’appuient sur les courbes expérimentales

• Si le niveau H1 ≤ 1,25 D: * = C, %"(G� − X)• Si le niveau H1 > 1,25 D: * = C′, %"(G� − X)

Q: débit de l’ouvrage

C, C’: Coefficient de la forme d’entrée

H1: hauteur d’eau en amont de l’ouvrage

Y: profondeur d’eau dans l’ouvrage

S: surface mouillée de l’ouvrage

74


6. Sortie libre

Méthodologie de résolution en sortie libre

� Connaissant le débit Q à évacuer, on fixe une valeur du diamètre D

� Détermination de Q* et H1*

� Détermination de la pente critique correspondante Ic

� Détermination de la vitesse de l’eau dans l’ouvrage (V≤ 2-3 m/s)

� Si V > à la vitesse admissible, augmenter le diamètre D

75


6.1. Buses circulaires *∗ = *%"P( et G�∗ =G�

PVariables adimensionnelles

76


6.1. Buses circulaires

� Détermination de la pente critique Ic

Si R est le rayon de la buse, on a alors:

, = H%Z − �%H

%. .4'%Z� = %HZ

U = %H. .4'ZZ = %&25.4' X %H⁄

77




Connaissant le débit Q et le diamètre D

*∗ = * "H(\ D5∗ = D5" +%H�/=⁄

• On détermine Ic* par l’abaque

• On déduit Ic

78



� Détermination de la vitesse dans l’ouvrage

Connaissant le débit Q et ayant Ic et R

*∗ = * +. D5�/%H%/=⁄L = L∗+. D5�/%H%/=

V* est obtenue par l’abaque

79


6.2. Buses arches

� Variables adimensionnelles

*∗ = *E %"P et G�∗ =G�

P

80


6.2. Buses arches


*∗ = * "(P%)(\ D5∗ = D5

" +%(P%)�/=⁄

D étant la flèche de la buse arche

81


6.2. Buses arches

*∗ = <, =(*+D�/%PB/= L∗ = �, (�L

+D�/%P%/=

� Détermination de la vitesse dans l’ouvrage

D étant la flèche de la buse arche et K = 37

V* est obtenue par l’abaque

82


6.3. Dalots

*∗ = *E %"P = *

UP %"P 19G�∗ =G�P


Ces variables sont fonction des conditions en tête du dalot:

• Murs en aile, faisant 30°à 75° avec l’axe de l’ouvrage

• Murs de tête mais sans mur en aile

• Tête saillante ou coupée en sifflet suivant le talus

83


6.3. Dalots

� Variables adimensionnelles (Q* et H1* calculés par les abaques)

84


6.3. Dalots


, = UX� = U + %X

HG = UX (U + %X)⁄

*∗ = * "U(\ D5∗ = D5" +%U�/=⁄

85


6.3. Dalots


Connaissant le débit Q et la largeur B,

• On calcule Q*

• A l’aide de l’abaque ci-contre, on détermine Ic*

• On déduit Ic

86


6.3. Dalots

*∗ = *+D�/%UB/= L∗ = L

+D�/%U%/=

avecK=67


87


6.3. Dalots

� Détermination de la vitesse dans le dalot

Connaissant le débit Q et la largeur B du dalot

• On calcule d ’abord Q*

Connaissant Q, la pente I et la largeur B,

• On détermine V* par l’abaque ci-dessus

• On déduit la vitesse V dans l’ouvrage

88


89

CHAPITRE IVEAUX USEES

I. Généralités

II. Provenance et classification des eaux usées

III. Principe et processus de l’épuration

IV. Différents types de traitement des eaux usées

V. Systèmes fondamentaux d’évacuation et de traitement

90



� Catégoriser les eaux usées suivant leur potentiel polluant

� Se familiariser aux procédés de traitement des eaux usées

91


I. Généralités

� Nature des eaux usées

• Eaux usées à faible charge organique (Effluents domestiques

de zones urbaines, d’hôtels, etc.)

• Eaux usées à forte charge organique (Effluents d’abattoirs,

d’hôpitaux, etc.)

92


I. Généralités

� Caractéristiques des eaux usées

• Paramètres physiques: température, conductivité, pH, MES

• Paramètres chimiques organiques: DCO, DBO5

• Paramètres chimiques minéraux: métaux lourds, azote,

macromolécules, phosphore, etc.

• Paramètres biologiques: bactéries, virus, microfaunes

93


I. Généralités

� Paramètres et types de pollution

• Pollution physico-chimique: Couleur, turbidité, pH,phosphore, azote, métaux lourds

• Pollution organique: BDO, DCO, COT

• Pollution bactérienne: coliformes fécaux, salmonelles, etc.

94


I. Généralités� Degré de pollution

• Pollution primaire: paramètres physiques

• Pollution secondaire: paramètres chimiques (organique)

• Pollution tertiaire: paramètres chimiques (minéral)

• Pollution quaternaire: paramètres biologiques

95


II. Provenance et classification des eaux usées urbaines

� Eaux usées domestiques

� Eaux usées industrielles

� Eaux usées agricoles

� Eaux usées de ruissellement

96


� Extraire les éléments les plus grossiers

� Eliminer les matières en suspension

� Assurer l’élimination de la pollution carbonée

� Eliminer la pollution bactérienne

DANS LE RESPECT DES NORMES EN VIGUEUR

III.1. Principe de l’épuration des eaux usées

97


III.2. Principales étapes de l’épuration des eaux usées

98


IV. Différents types de traitement des eaux usées

� Traitement physico-chimique

� Traitement biologique

� Traitement tertiaire

99


IV.1. Traitement physico-chimique (1/3 étapes)

� Le pré-traitement: éliminer une grande partie des éléments

décantables (grosses particules, graisses, huile, etc.)

• Dégrillage

• Dessablage

• Déshuilage-dégraissage

100



� La décantation primaire: réduire 90% les matières décantables

contenues dans l’effluent primaire

Ses performances:

• Réduction de 25% à 35% de la DBO5

• Réduction de 50 à 65% de la MES

• Réduction faible de l’azote, du phosphore, des métaux

101



� La floculation: consiste à ajouter à l’effluent pré-traité une

substance chimique (polyélectrolytes, sels de fer et d’aluminium,

chaux) pour faire floculer les MES résiduelles; les flocs formés

vont décanter dans le fond du floculateur et être éliminés.

102


IV.1. Traitement physico-chimique

Schéma d’une station d’épuration physico-chimique

103


IV.2. Traitement biologique

� Procédé utilisé en aval d’un décanteur primaire. Il est composé:

• Lit bactérien

• Boue activée

• Lagunage

• L’infiltration percolation

• Méthanisation

104



� Lit bactérien

• Lits de cailloux 5 à 10 cm épais

• Ventilation naturelle à la base

• Existence d’un auto curage des boues

105



� Boue activée: système appliqué soit en traitement secondaire,

soit en traitement tertiaire (finition après le lit bactérien)

• Principe: l’eau décantée séjourne dans un bassin où existe

une concentration de biomasse (2-5mg/l) qui va consommer

la matière biodégradable; puis cette eau est séparée des

boues dans un décanteur secondaire.

106



Synoptique d’une station d’épuration de boues activées

� Boue activée:

107



� Lagunage: système utilisé en tant que traitement primaire,

secondaire ou traitement tertiaire.

• Principe: les temps de séjour des effluents à traiter oscillent

entre 5 et 60 jours (bonne épuration biologique)

• Lagunage aéré

• Lagunage naturel ou aérobie

108



Lagunage aéréLagunage naturel

� Lagunage

109



� L’infiltration percolation: procédé utilisé tant en traitement

secondaire qu’en traitement tertiaire.

• Principe: consiste à faire percoler les eaux usées issus d’un

traitement primaire soit dans les bassins de faible

profondeur remplis de sable, soit dans le sol directement.

110



� Synoptique d’une station d’épuration par infiltration percolation

111



� Méthanisation: Processus biologique dans lequel les

microorganismes épurateurs se développent en l’absence d’air

et produisent un gaz combustible (biogaz)

112


IV.3. Traitement tertiaire

� Procédé encore appelé épuration complémentaire ou avancée

constitue un complément d’épuration des eaux usées

• L’irrigation

• L’épandage

• La désinfection

• L’infiltration percolation

113



� L’épandage: procédé qui consiste à recycler l’eau et les

éléments fertilisants dans le sol; les racines végétaux peuvent

ainsi absorber ces éléments minéraux, donc minéraliser la

matière organique

� Performances:

• Réduction des MES, MO, composés phosphorés à 100%

114



� L’irrigation: procédé qui consiste à réutiliser les eaux usées

dans l’agriculture et utiliser le sol comme support pour

l’épuration

� Quelques inquiétudes: Charge polluante peut engendrer

• problèmes sanitaires (éléments traces et toxiques)

• Problèmes agronomiques (fertilisants, azote, etc.)

115



� La désinfection des effluents secondaires: procédé qui consiste

en une élimination durable des agents pathogènes de l’eau

(chloration, ozonation, rayons ultraviolets, température)

� Inconvénients:

• Dépend de la nature des microorganismes à éliminer

• Production des dérivés halogénés cancérigènes

116


IV.3. Récapitulatif des étapes et ouvrages nécessaires

117



� Systèmes collectifs: réseau d’égout avec STEP

� Systèmes individuels ou autonomes (fosses septiques)

118



� Systèmes individuels (Fosses septiques)

FS à doubles compartiments FS à triples compartiments

119



� Dispositions annexes des fosses septiques (FS)

• Séparateur de graisse: ouvrage facultatif situé en amont de FS

• Débourbeur: bac rectangulaire muni d’un panier pour le

rétention des déchets lourds et indésirables

• Filtre bactérien: 3ième compartiment de la FS qui permet

d’éliminer la MO en solution

120



� Critères d’aptitude du sol à l’assainissement autonome

• Perméabilité du sol évalué par le test de percolation

• Niveau de la nappe phréatique

• Profondeur du substratum (>1 m) pour les sols à

granulométrie fine

121



� Hypothèses de dimensionnement des fosses septiques

• Taux d’accumulation des boues: 0,18-0,5l/hab./j

• Fréquence de vidange de 2 à 5 ans

• Volume minimal de la fosse: de 1,5 à 2m3

• Volume additif pour chaque supplément de 2 personnes: de

0,4 à 0,5 m3

122



� Différentes méthodes de dimensionnement

• Méthode française

• Méthode belge

• Méthode canadienne

• Méthode anglaise

123



� Ouvrages autonomes à faible coût

• Latrines à fosses ventilées (VIP, VIDP)

• Latrines à siphon (latrines à chasse d’eau)

124

CHAPITRE VVALORISATION DES BOUES DE VIDANGE

I. Concept de valorisation

II. Etat des lieux sur la gestion des boues de vidange

III. Notion de traitement des boues de vidange

125



� Réduire le volume des boues

� Réduire leur pouvoir fermentescible

� Faciliter leur conditionnement et leur transport vers

les lieux de mise en décharge ou de valorisation

126


I. Concept de valorisation

Procédé qui consiste à recycler un matériau pour lui donner une

fonction autre que celle initiale

127



Cheminement des excrétas en zone urbaine

128



Fosses septiques, latrines àchasse d’eau, latrines simples

Ces équipements produisent des boues qu’il fautmanager de façon responsable et appropriée

129


II. Etat des lieux sur la gestion

des boues de vidange

Pratiques actuelles de gestiondes boues de vidange

130


II. Etat des lieux sur la gestion


Pratiques actuelles de gestiondes boues de vidange

131


II. Etat des lieux

sur la gestion

des boues de

vidange

Les défis à relever

132


III. Options de traitements


Protocole de gestiondes boues de vidange

133


III. Options de traitements des boues de vidange

134



Bassins de sédimentation/épaississement non mécanisés

135



Bassins de sédimentation/épaississement non mécanisés

136



Système de lagunage

Boues fraîches ouprédécantées

Boues flottantes +

décantées(Lit de séchage)

Boues décantées

• Grande surface requise

• Entretien minime

• Traitement des boues fraîches (de toilettes publiques) ⇒ concentration élevée de NH3

• ⇒ aucun développement d’algues (NH3-toxicité et opacité) aucun apport d’oxygène

137



Boues devidange

BA

Boues vers la digestion anaérobie et/ou déshydratation/séchage

FL Filière de lagunage

BA Boues activées

Boues devidange

FL

Eau

x

usées Co-traitement avec des eaux usées

138



Co-traitement avec des boues d’épuration

Boues deSTEP

Gaz

Boues devidange

vers la déshydratation-séchage

Surnageantvers la STEP

139


III. Options de traitements des boues de vidangeCross section A-A

Cross section B-B

Couche de boues 30 cm

Couche de sable 10 cm; d = 0,2 - 0,6 mm

Couche de gravier 10 cm; d = 7-15 mm

Couche de gravier 20 cm; d = 15-30 mm

Lits de déshydratation ou de séchage non plantés

140



Lits de déshydratation plantés

• Stabilisation et déshydratation des

biosolides en «une» étape de traitement

• Croissance des plantes requiert une

attention particulière (bilan hydrologique)

• Percolat: besoin de post-traitement

selon le cas

• Approprié en climat tropical humide; pas

encore testé en région aride

141



Bassin de séchage

Lit de séchage

Boues de vidangefraîches

°C

Co-compostage avec des déchets organiques solides

142

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

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Par: Jacques Rémy MINANE, PhD Enseignant Chercheur ...€¦ · 1 Jacques Rémy MINANE, PhD Enseignant Chercheur [email protected] HYDRAULIQUE APPLIQUEE 2 Par: