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Ecole Nationale de Génie de l’Eau et de l’Environnement de STRASBOURG Institut

Ecole Nationale de Génie de l’Eau et de l’Environnement de STRASBOURG Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II MODELISATION DU RESEAU D’ASSAINISSEMENT UNITAIRE : CAS DE LA VILLE DE BOUJAAD MASTERE SPECIALISE EN MANAGEMENT ET INGENIERIE DES SERVICES D’EAU D’ASSAINISSEMENT ET DECHET (MISEAD) Pr 9 Réalisé par : MELLE Laaziza LAMRAOUI Encadré par : Mr Pierre –Jean DESSEZ Mme Narjis ELHAMZAOUI ojet d 200 e fin d’étude MISEA Electrowatt Ingénieurs-Conseils Maroc 13, rue Demnate, Rabat Tél. : (037) 701630 - Fax: (037) 723082 E-mail: ewimaroc@ewimaroc.com Modélisation du réseau d’assainissement unitaire : cas de la ville de Boujaad Remerciement Je tiens à remercier, tout d’abord, toute l’équipe pédagogique de L’ENGEES, pour avoir assuré la partie théorique de la formation du MISEAD, ainsi que les différents intervenants professionnels. Je remercie tout particulièrement, Monsieur Pierre jean Dessez pour ses directives et ses orientations et pour le temps qu’il m’a accordé. Je tiens à remercier aussi Madame Nargis Elhamzaoui pour sa générosité, pour l’aide et les conseils qu’elle m’a apportés lors des différents suivis. Je remercie également, toute personne qui a contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail. Mastère Spécialisé en Management et Ingénierie des Services Laaziza LAMRAOUI d’Eau d’Assainissement et Déchet (MISEAD) Modélisation du réseau d’assainissement unitaire : cas de la ville de Boujaad RESUME Au Maroc, en général, la vérification des réseaux d’assainissement unitaires dans le cadre de leur réhabilitation se réalise par la méthode classique (Caquot). Ces dernières années, grâce au développement des programmes informatiques qui sont basés sur la modélisation déterministe, il est devenu facile de réaliser ces vérifications par le biais de simulation de fonctionnement des réseaux d’assainissement. Dans l’objectif de montrer l’importance de ces nouvelles méthodes, on a étudié, dans le cadre de ce travail de fin d’étude, une partie du réseau d’assainissement de la ville de Boujaad, qui connait des inondations : le collecteur A, C et C15, par la méthode classique et le logiciel de simulation. La partie de réseau d’assainissement étudié se caractérise par des pentes moyennes à fortes et des Bassins versants un peu allongés. Au terme de ce travail, on a aboutit aux résultats et conclusions suivants : 9 La vérification par simulation du réseau d’assainissement permet d’optimiser le réseau par une réduction des diamètres des collecteurs, ce qui a un impact direct sur les coûts d’investissement à réaliser. Ce gain a été évalué à 50% dans le cas de la ville de Boujaad. 9 Le modèle de simulation, comparativement avec la méthode classique, est moins sensible aux variations des paramètres de base de l’imperméabilisation et la rugosité. En effet, dans le cas de notre étude, une variation de l’imperméabilisation de 10% et de 20% n’affecte respectivement les diamètres des collecteurs que de 0% et 17%, le coût de projet de 0% et 7%. De même, une variation de la rugosité de 60 à 70 n’a aucun effet sur les diamètres de base des conduites. Par contre avec la méthode de classique, les même variations affectent respectivement les diamètres des collecteur de 57% et 66%, et le coût du projet de 20% et 30%, alors que la variation de la rugosité de 70 à 60 affecte les diamètre des collecteurs de 17% et le coût du projet de 20%. Mastère Spécialisé en Management et Ingénierie des Services d’Eau d’Assainissement et Déchet (MISEAD) Laaziza LAMRAOUI Modélisation du réseau d’assainissement unitaire : cas de la ville de Boujaad ABSTRACT In, Morocco, generally, to verify unitarian networks of purification for their rehabilitation the classic method (Caquot) is used. However, these last years, the development of informatics programs which are based on the determinist modelling, make easier to do those verifications by means of simulation. In the objective to show the importance of these new methods, we studied, in the frame of this end study’s work, a part of the network of purification of the city of Boujaad. The collector A, C and C15 who have known flood, has been verified with booth methods : the classic method of Caquot and the method based on informatics programs (simulation). The part of the studied network is characterized by average in strong slopes and a little stretched out ponds hillsides. In the term of this work, we have reached to the following results and conclusions: 9 The check by simulation of the network of purification allows to optimize the network by a reduction of the diameters of the collectors. This reduction has a direct impact on costs of investment. These gains were estimated at 50 % in the case of the city of Boujaad. 9 The model of simulation, by comparison with the method classic, is less sensitive to the variations of the basic parameters of the waterproofing and the roughness. Indeed, in the case of our study, a variation of 10 % and 20 % of waterproofing, can only lead the reduction of the diameters of the collectors, respectively for 0 % and 17 %, and only 0 % and 7 % on the cost of the project. Also, a variation of the roughness from 60 to 70 has no effect on the basic diameters of pipes. On the other hand, with the classic method, the same range of variations affect respectively the diameters of the collector about 57 % and 66 %, and the cost of the project about 20 % and 30 %, while the variation of the roughness around 70 and 60 lead to the reduction of the collectors diameter for 17 % and the cost of project for 20 %. Mastère Spécialisé en Management et Ingénierie des Services d’Eau d’Assainissement et Déchet (MISEAD) Laaziza LAMRAOUI Modélisation du réseau d’assainissement unitaire : cas de la ville de Boujaad SOMMAIRE INTRODUCTION7 CHAPITRE I : GENERALITES ........................................................................................................................ 1 I. PROBLEMATIQUE DE L’ASSAINISSEMENT EN MILIEU URBAIN EN TEMPS DE PLUIE ................ 1 II. PROBLEMATIQUE ETUDIEE.................................................................................................................. 1 III. METHODOLOGIE .................................................................................................................................... 2 IV. MODELISATION EN ASSAINISSEMENT ............................................................................................... 3 4.1 Définition.................................................................................................................................................. 3 4.2 Présentation et classification des différents modèles : ..................................................................... 3 CHAPITRE II : COMPARAISON ANALYTIQUE ENTRE LA METHODE CLASSIQUE ET LA MODELISATION DETERMINISTE........................................................................................ 4 I. LES METHODES HYDROLOGIQUES UTILISEES EN TRANSFORMATION PLUIE-DEBIT AU NIVEAU DES BASSINS VERSANTS ...................................................................................................... 4 1.1 Transformation pluie-débit par méthode classique............................................................................ 4 1.1.1 Méthode rationnelle ............................................................................................................................ 4 1.1.2 Méthode de Caquot ............................................................................................................................ 7 1.2 Transformations pluie-débit par modélisation..................................................................................... 9 1.2.1 Fonction de production....................................................................................................................... 9 1.2.2 Fonction de transfert ........................................................................................................................ 10 II. LES METHODES HYDRAULIQUES UTILISEES AU NIVEAU DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT . ............................................................................................................................................. 14 II.1 Généralités............................................................................................................................................. 14 II.1.1 Ecoulement à surface libre............................................................................................................... 14 II.1.2 Ecoulement permanent et non permanent....................................................................................... 14 II.1.3 Ecoulement uniforme et non uniforme ............................................................................................. 14 II.2 Calcul hydraulique par la méthode classique.................................................................................... 14 II.2.1 Formule de Maning- Strickler ........................................................................................................... 14 II.3 Calcul hydraulique par modélisation déterministe ........................................................................... 15 II.3.I Formule de Barré de Saint Venant .................................................................................................... 15 CHAPITRE III : ETUDE DE CAS PAR LA METHODE CLASSIQUE ET PAR LA MODELISATION DETERMINISTE. .................................................................................................................................... 18 I. PRESENTATION DU CENTRE DE BOUJAAD..................................................................................... 18 I.1 Situation géographique et administrative.......................................................................................... 18 I.2 Climatologie ............................................................................................................................................. 18 II. ECOULEMENT DES EAUX PLUVIALES EXTERNES ........................................................................ 19 II.1 Description des bassins versants extérieurs. ................................................................................... 19 II.2 Système existant de protection du centre contre les inondations.................................................. 19 III. DESCRIPTION DU RESEAU D’ASSAINISSEMENT EXISTANT ......................................................... 21 IV. VERIFICATION DU FONCTIONNEMENT DU RESEAU PAR METHODE CLASSIQUE ET PAR MODELISATION DETERMINISTE......................................................................................................... 23 IV.1 Données de base. ................................................................................................................................. 23 IV.1.1 Délimitation des bassins versants................................................................................................... 23 VI.1.2 Choix des périodes de retour des pluies......................................................................................... 23 IV.1.3 Préparation des paramètres de la méthode de Caquot................................................................... 23 IV.1.4 Préparation des données pour la modélisation................................................................................ 24 IV.2 Résultat de la vérification du réseau par méthode classique.......................................................... 26 IV.3 Résultat de la vérification du réseau par modélisation (logiciel SWMM) : ..................................... 29 Mastère Spécialisé en Management et Ingénierie des Services d’Eau d’Assainissement et Déchet (MISEAD) Laaziza LAMRAOUI Modélisation du réseau d’assainissement unitaire : cas de la ville de Boujaad IV.4 Comparaison des résultats de la verification du reseau par la methode classique et la modélisation deterministe :........................................................................................................................ 30 IV.4.1 Analyse des graphiques :................................................................................................................. 33 V. MESURE DE REHABILITATION POUR AUGMENTER LA CAPACITE HYDRAULIQUE PAR METHODE CLASSIQUE ET PAR MODELISATION............................................................................ 34 V.1 Mesure de Réhabilitation du réseau d’assainissement par méthode de Classique...................... 34 V.1.1 Conception des canalisations ........................................................................................................... 34 V.1.2 Conception des Déversoirs d’orage ................................................................................................. 35 V.1.3 Travaux de réhabilitation projetée..................................................................................................... 35 V.2 Réhabilitation par modélisation déterministe.................................................................................... 37 V.2.1 Conception du réseau...................................................................................................................... 37 V.2.2 Conception des Déversoirs d’orage................................................................................................. 37 V.2.3 Les travaux à réalisé........................................................................................................................ 37 V. 3 Comparaison des résultats.................................................................................................................. 39 V.3.1 Comparaison des débits .................................................................................................................. 39 V.3.2 Comparaison des diamètres ............................................................................................................. 40 VI. ESTIMATION DES COUTS DU PROJET ETABLIS PAR METHODE CLASSIQUE ET PAR MODELISATION : .................................................................................................................................. 42 VI.1 Coût du projet étudié par méthode classique : ................................................................................ 42 VI.2 Coût du projet étudié par modélisation............................................................................................. 42 VI.3 Comparaison des coûts des du réseau projeté par les deux méthodes. ....................................... 42 VII. IMPACT DES DONNEES DE BASE SUR LE CHOIX DES DIAMETRES POUR LES DEUX METHODES ............................................................................................................................................. 44 VII.1 L'impact du coefficient de ruissellement et de la rugosité sur le réseau projeté par la méthode de Caquot. uploads/Ingenierie_Lourd/ lamraoui-rapport.pdf