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Analyse la Demande en Eau

Analyse la Demande en Eau en eau potable

Analyse la Demande en Eau en eau potable

Contexte : Le dimensionnement des réseaux d'eau potableLe processus de calcul des tailles des tuyaux, pompes et réservoirs pour assurer une distribution d'eau fiable et efficace..

L'estimation précise de la demande en eau est la première étape cruciale dans la conception de tout système d'adduction en eau potable (AEP). Un sous-dimensionnement entraîne des pénuries et des pressions insuffisantes, tandis qu'un surdimensionnement engendre des coûts de construction et d'exploitation excessifs, ainsi qu'une mauvaise qualité de l'eau due à de longs temps de séjour. Cet exercice vous guidera à travers les calculs fondamentaux pour quantifier les besoins en eau d'une agglomération.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à calculer les débits clés utilisés par les ingénieurs pour concevoir les infrastructures hydrauliques, du captage jusqu'au robinet de l'usager.

Objectifs Pédagogiques

  • Calculer le volume et le débit moyen journalier (Qmj) pour une population donnée.
  • Appliquer les coefficients de pointe pour déterminer le débit de pointe journalier (Qpj).
  • Calculer le débit de pointe horaire (Qph), la valeur critique pour le réseau.
  • Comprendre quel débit utiliser pour le dimensionnement des différentes composantes d'un réseau AEP.

Données de l'étude

On nous demande de réaliser une étude préliminaire pour le dimensionnement du futur réseau d'eau potable d'une nouvelle zone urbaine. Les données de base pour l'horizon du projet sont les suivantes.

Fiche Technique du Projet
Caractéristique Valeur
Zone d'étude Quartier résidentiel "Les Rivières"
Type d'habitat Mixtes (pavillons et petits collectifs)
Horizon du projet 2045
Schéma de principe de la zone à desservir
Zone du Projet "Les Rivières" Château d'eau Réseau de distribution
Nom du Paramètre Symbole Valeur Unité
Population future estimée P 15 000 habitants
DotationLa consommation moyenne d'eau par personne et par jour, incluant les besoins domestiques, municipaux et les petites industries. en eau D 200 L/jour/habitant
Coefficient de pointe journalier \(k_{\text{p}}\) 1.5 sans dimension
Coefficient de pointe horaire \(k_{\text{h}}\) 2.0 sans dimension

Questions à traiter

  1. Calculer le volume journalier moyen \(V_{\text{m}}\) nécessaire pour la zone.
  2. Calculer le débit moyen journalier \(Q_{\text{mj}}\) en m³/h et en L/s.
  3. Calculer le débit de pointe journalier \(Q_{\text{pj}}\) en m³/h et en L/s.
  4. Calculer le débit de pointe horaire \(Q_{\text{ph}}\) en m³/h et en L/s.
  5. Quel débit doit être utilisé pour dimensionner les conduites principales du réseau ? Justifiez votre réponse.

Les bases du calcul de la demande en eau

Pour concevoir un réseau d'AEP, il faut évaluer la consommation d'eau à différentes échelles de temps. On ne se base pas sur la moyenne, mais sur les pics de consommation pour éviter les manques.

1. Débit Moyen Journalier (\(Q_{\text{mj}}\))
C'est la consommation totale d'une journée, lissée sur 24 heures. Il représente le besoin de base et est fondamental pour calculer les volumes de stockage. \[ Q_{\text{mj}} = \frac{\text{Population} \times \text{Dotation}}{24 \times 3600} \quad [\text{L/s}] \]

2. Débits de Pointe
La consommation n'est pas constante. Il y a des jours de la semaine (week-ends, été) et des heures de la journée (matin, soir) où la demande est bien plus forte. Les coefficients de pointe permettent de modéliser ces pics :

  • Débit de pointe journalier (\(Q_{\text{pj}}\)) : Représente le débit moyen du jour le plus chargé de l'année. Il sert notamment au dimensionnement des stations de pompage et des réservoirs. \[ Q_{\text{pj}} = k_{\text{p}} \times Q_{\text{mj}} \]
  • Débit de pointe horaire (\(Q_{\text{ph}}\)) : Représente le débit maximal durant l'heure la plus chargée de la journée de pointe. C'est la valeur critique pour dimensionner les canalisations du réseau. \[ Q_{\text{ph}} = k_{\text{h}} \times Q_{\text{mj}} \]

Correction : Analyse la Demande en Eau en eau potable

Question 1 : Calculer le volume journalier moyen (\(V_{\text{m}}\))

Principe

Le volume journalier moyen est la quantité totale d'eau consommée par l'ensemble de la population en une journée. C'est la base de tous les autres calculs. On l'obtient en multipliant le besoin individuel (dotation) par le nombre d'individus (population).

Mini-Cours

La notion de "dotation" est une moyenne statistique. Elle varie fortement d'une région à l'autre en fonction du climat, du niveau de vie, des habitudes culturelles et du type d'activités (résidentiel, industriel, touristique). Le choix d'une dotation pertinente est une étape clé d'un projet AEP.

Remarque Pédagogique

Visualisez ce volume comme la quantité d'eau que l'on devrait stocker au minimum chaque jour si la consommation était parfaitement régulière, sans tenir compte des pics. C'est le besoin "brut" de la communauté.

Normes

Il n'y a pas de norme stricte pour la valeur de la dotation, mais des recommandations. En France, les Agences de l'Eau et les manuels techniques (comme l'ASTEE) fournissent des fourchettes de valeurs typiques (souvent entre 150 et 250 L/j/hab) selon le contexte.

Formule(s)

Formule du Volume Journalier Moyen

\[ V_{\text{m}} = P \times D \]
Hypothèses
  • La population estimée pour 2045 est correcte.
  • La dotation de 200 L/j/hab est considérée comme constante et représentative pour toute la population de la zone.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
PopulationP15 000habitants
DotationD200L/jour/habitant
Astuces

Pour une estimation rapide, retenez que 10 000 habitants avec une dotation de 200 L/j/hab consomment 2 000 m³ par jour. C'est un ordre de grandeur facile à mémoriser.

Schéma (Avant les calculs)
Concept du Volume Journalier
×15 0001 Habitant200 LDotation / jour=Vm ?
Calcul(s)

Étape 1 : Calcul du volume en Litres/jour

\[ \begin{aligned} V_{\text{m}} &= 15000 \text{ hab} \times 200 \frac{\text{L}}{\text{jour} \cdot \text{hab}} \\ &= 3 \, 000 \, 000 \frac{\text{L}}{\text{jour}} \end{aligned} \]

Étape 2 : Conversion en m³/jour

\[ \begin{aligned} V_{\text{m}} &= \frac{3 \, 000 \, 000 \text{ L}}{1000} \\ &= 3000 \text{ m}^3/\text{jour} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Visualisation du Volume Journalier
Vm = 3000 m³(équivalent de 3 piscines olympiques)
Réflexions

Ce volume de 3000 m³ représente la quantité d'eau que la source (captage, forage) doit fournir de manière fiable chaque jour de l'année pour satisfaire les besoins de base de la population projetée.

Points de vigilance

Ne pas confondre volume (en m³ ou L) et débit (en m³/h ou L/s). Cette première question ne s'intéresse qu'à la quantité totale sur 24h, pas à la vitesse à laquelle elle est consommée.

Points à retenir

Le volume journalier moyen est le produit direct de la population et de la dotation. C'est la pierre angulaire de tous les calculs de dimensionnement en AEP.

Le saviez-vous ?

Les Romains étaient de grands ingénieurs hydrauliciens. L'aqueduc de Nîmes (Pont du Gard) pouvait acheminer environ 20 000 m³ d'eau par jour, soit de quoi alimenter une ville moderne de plus de 100 000 habitants !

FAQ
Ce volume inclut-il les fuites du réseau ?

En général, la dotation est une mesure de la consommation *facturée* ou *utilisée*. Les pertes et fuites du réseau sont souvent ajoutées par la suite, en majorant le volume de production nécessaire (par exemple, en ajoutant 15 à 20% au volume calculé).

Résultat Final
Le volume journalier moyen nécessaire est de 3 000 m³.
A vous de jouer

Pour une population de 25 000 habitants avec une dotation de 180 L/j/hab, quel serait le volume journalier moyen en m³ ?

Question 2 : Calculer le débit moyen journalier (\(Q_{\text{mj}}\))

Principe

Le débit est un volume par unité de temps. Pour obtenir le débit *moyen* sur une journée, on divise le volume journalier total (calculé à la question 1) par le nombre d'heures (ou de secondes) dans une journée. Cela représente un flux constant d'eau sur 24h.

Mini-Cours

Le débit est une grandeur fondamentale en hydraulique. Il est noté Q et s'exprime le plus souvent en mètres cubes par seconde (m³/s), litres par seconde (L/s) ou mètres cubes par heure (m³/h). Le choix de l'unité dépend de l'échelle : on utilise L/s pour les petits réseaux et m³/s pour les grands fleuves ou aqueducs.

Remarque Pédagogique

Imaginez que vous devez remplir le réservoir de 3000 m³ en exactement 24 heures avec un tuyau à débit constant. Le \(Q_{\text{mj}}\) est le débit que ce tuyau doit avoir. Il est crucial pour dimensionner la production d'eau (pompes de captage, filtres de traitement).

Normes

Les unités sont normalisées par le Système International (SI). L'unité de base pour le débit est le m³/s. Cependant, en ingénierie de l'eau potable, le m³/h et le L/s sont extrêmement courants pour des raisons de praticité et d'ordres de grandeur.

Formule(s)

Formule du débit moyen en m³/h

\[ Q_{\text{mj}} = \frac{V_{\text{m}}}{24} \]

Formule de conversion en L/s

\[ Q_{\text{mj}} [\text{L/s}] = \frac{Q_{\text{mj}} [\text{m}^3/\text{h}] \times 1000}{3600} \]
Hypothèses
  • La consommation est répartie uniformément sur les 24 heures de la journée pour ce calcul de moyenne.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
Volume journalier moyen\(V_{\text{m}}\)3000m³
Astuces

Pour passer rapidement des m³/h aux L/s, divisez par 3.6. Pour passer des L/s aux m³/h, multipliez par 3.6. C'est un raccourci très utile ! Exemple : 125 / 3.6 ≈ 34.7.

Schéma (Avant les calculs)
Concept de Débit Moyen
Vm = 3000 m³Débit Qmj ?Temps = 24h
Calcul(s)

Calcul du débit moyen en m³/h

\[ \begin{aligned} Q_{\text{mj}} &= \frac{3000 \text{ m}^3}{24 \text{ h}} \\ &= 125 \text{ m}^3/\text{h} \end{aligned} \]

Conversion du débit moyen en L/s

\[ \begin{aligned} Q_{\text{mj}} &= \frac{125 \times 1000 \text{ L}}{3600 \text{ s}} \\ &\approx 34.72 \text{ L/s} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Débit Moyen Journalier
Qmj = 34.72 L/sSourceRéseau
Réflexions

Ce débit de 34.72 L/s est le débit que la station de traitement d'eau doit produire en continu, 24h/24, pour répondre à la demande moyenne. Les pompes de captage sont souvent dimensionnées sur la base de cette valeur.

Points de vigilance

L'erreur classique est la conversion d'unités. Ne divisez jamais un volume en Litres par 24 pour obtenir un débit en m³/h sans avoir préalablement converti les litres en m³.

Points à retenir

Le débit moyen est le volume journalier divisé par le temps (24h ou 86400s). C'est la référence pour calculer tous les autres débits de pointe.

Le saviez-vous ?

Un robinet qui goutte à raison d'une goutte par seconde peut gaspiller plus de 10 000 litres d'eau par an, soit l'équivalent de la consommation annuelle moyenne d'une personne dans certains pays en développement.

FAQ
Pourquoi ne pas dimensionner tout le réseau avec \(Q_{\text{mj}}\) ?

Car personne ne consomme l'eau de manière parfaitement régulière. Il y a des pics de demande (le matin, le soir) où le débit nécessaire est bien plus élevé. Dimensionner avec \(Q_{\text{mj}}\) provoquerait des manques d'eau et des chutes de pression importantes durant ces pics.

Résultat Final
Le débit moyen journalier est de 125 m³/h, soit environ 34.72 L/s.
A vous de jouer

Si le volume journalier moyen est de 4800 m³, quel est le \(Q_{\text{mj}}\) en m³/h ?

Question 3 : Calculer le débit de pointe journalier (\(Q_{\text{pj}}\))

Principe

Le débit de pointe journalier (\(Q_{\text{pj}}\)) représente le débit moyen du jour de l'année où la consommation est la plus élevée (par exemple, un dimanche chaud d'été). On l'obtient en majorant le débit moyen journalier (\(Q_{\text{mj}}\)) par un coefficient de pointe journalier (\(k_{\text{p}}\)).

Mini-Cours

Le coefficient \(k_{\text{p}}\) dépend de nombreux facteurs : la taille de la ville (plus une ville est grande, plus les pointes sont "lissées" et \(k_{\text{p}}\) est faible), la saisonnalité (les zones touristiques ont des \(k_{\text{p}}\) très élevés en été), et les activités économiques. Il est généralement compris entre 1.2 et 1.8.

Remarque Pédagogique

Ce débit est crucial pour le dimensionnement des ouvrages de "transport" et de "stockage" principaux. La conduite qui amène l'eau du captage au réservoir et les pompes de refoulement doivent être capables de fournir ce débit pour pouvoir remplir le réservoir même pendant la journée la plus chargée.

Normes

Les valeurs des coefficients de pointe sont souvent issues de recommandations de guides techniques nationaux ou de retours d'expérience sur des réseaux similaires. En France, les instructions techniques ministérielles et les guides de l'ASTEE donnent des ordres de grandeur.

Formule(s)

Formule du Débit de Pointe Journalier

\[ Q_{\text{pj}} = k_{\text{p}} \times Q_{\text{mj}} \]
Hypothèses
  • Le coefficient \(k_{\text{p}}\) = 1.5 est jugé représentatif du comportement des futurs usagers de la zone.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
Débit moyen journalier\(Q_{\text{mj}}\)125m³/h
Coefficient de pointe journalier\(k_{\text{p}}\)1.5-
Astuces

Si on vous donne le \(Q_{\text{pj}}\) et que vous cherchez le \(Q_{\text{mj}}\), il suffit de faire l'opération inverse : divisez le \(Q_{\text{pj}}\) par \(k_{\text{p}}\).

Schéma (Avant les calculs)
Relation entre les débits
QmjQpj× 1.5
Calcul(s)

Calcul du débit de pointe en m³/h

\[ \begin{aligned} Q_{\text{pj}} &= 1.5 \times 125 \text{ m}^3/\text{h} \\ &= 187.5 \text{ m}^3/\text{h} \end{aligned} \]

Conversion du débit de pointe en L/s

\[ \begin{aligned} Q_{\text{pj}} &= \frac{187.5 \times 1000 \text{ L}}{3600 \text{ s}} \\ &\approx 52.08 \text{ L/s} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Comparaison des Débits Journaliers
Qmj (125)Qpj (187.5)+50%
Réflexions

Le jour le plus chargé de l'année, le système devra fournir en moyenne 52.08 L/s au lieu des 34.72 L/s habituels. Cela représente une augmentation de 50% de la production d'eau nécessaire ce jour-là.

Points de vigilance

Ne pas confondre \(k_{\text{p}}\) et \(k_{\text{h}}\). Le \(k_{\text{p}}\) s'applique à la journée entière, tandis que le \(k_{\text{h}}\) s'applique à l'heure la plus critique. Utiliser le mauvais coefficient mènerait à un sous-dimensionnement ou sur-dimensionnement important.

Points à retenir

Le débit de pointe journalier (\(Q_{\text{pj}}\)) est le débit moyen (\(Q_{\text{mj}}\)) affecté du coefficient de pointe journalier (\(k_{\text{p}}\)). Il caractérise la journée la plus exigeante de l'année pour le système de production et de stockage.

Le saviez-vous ?

Lors de grands événements sportifs (comme une finale de Coupe du Monde), les services d'eau observent des pics de consommation synchronisés et massifs durant la mi-temps, lorsque des millions de personnes tirent la chasse d'eau simultanément.

FAQ
Comment est déterminée la valeur de \(k_{\text{p}}\) = 1.5 ?

Cette valeur est généralement issue de mesures sur des réseaux existants ayant des caractéristiques similaires (taille, climat, type de population). Pour un nouveau projet, on se base sur ces retours d'expérience. C'est une valeur empirique mais fondamentale.

Résultat Final
Le débit de pointe journalier est de 187.5 m³/h, soit environ 52.08 L/s.
A vous de jouer

Avec un \(Q_{\text{mj}}\) de 200 m³/h et un \(k_{\text{p}}\) de 1.4, quel serait le \(Q_{\text{pj}}\) en m³/h ?

Question 4 : Calculer le débit de pointe horaire (\(Q_{\text{ph}}\))

Principe

C'est le débit maximal absolu que le réseau devra fournir. Il correspond à la consommation durant l'heure la plus chargée de la journée la plus chargée. On l'obtient en multipliant le débit moyen journalier par le coefficient de pointe horaire \(k_{\text{h}}\).

Mini-Cours

Le coefficient \(k_{\text{h}}\) est toujours supérieur à \(k_{\text{p}}\). Il traduit la concentration de la demande sur de courtes périodes (le pic du matin entre 7h et 8h, le pic du soir). Plus la ville est petite, plus les habitudes sont synchronisées et plus \(k_{\text{h}}\) est élevé (il peut atteindre 3 ou 4 pour de très petites communes).

Remarque Pédagogique

C'est LE débit de dimensionnement pour les tuyaux du réseau de distribution. Chaque conduite doit être capable de transporter ce débit de pointe sans que la pression chez l'abonné le plus défavorisé ne tombe en dessous d'un seuil réglementaire (souvent 1 bar au robinet).

Normes

Les réglementations sanitaires et les normes de conception (comme les fascicules techniques) imposent des pressions minimales et des vitesses maximales dans les canalisations, qui doivent être respectées même lorsque le débit transité est égal à \(Q_{\text{ph}}\).

Formule(s)

Formule du Débit de Pointe Horaire

\[ Q_{\text{ph}} = k_{\text{h}} \times Q_{\text{mj}} \]
Hypothèses
  • Le coefficient \(k_{\text{h}}\) = 2.0 est jugé représentatif pour cette zone résidentielle.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
Débit moyen journalier\(Q_{\text{mj}}\)125m³/h
Coefficient de pointe horaire\(k_{\text{h}}\)2.0-
Astuces

Attention, une erreur commune est de calculer \(Q_{\text{ph}}\) à partir de \(Q_{\text{pj}}\) (\(Q_{\text{ph}} = k_{\text{h}} \times Q_{\text{pj}}\)). C'est incorrect ! Les deux coefficients de pointe s'appliquent TOUJOURS au débit de base, le \(Q_{\text{mj}}\).

Schéma (Avant les calculs)
Hiérarchie des Débits
QmjQpjQph× kp× kh/kp
Calcul(s)

Calcul du débit de pointe en m³/h

\[ \begin{aligned} Q_{\text{ph}} &= 2.0 \times 125 \text{ m}^3/\text{h} \\ &= 250 \text{ m}^3/\text{h} \end{aligned} \]

Conversion du débit de pointe en L/s

\[ \begin{aligned} Q_{\text{ph}} &= \frac{250 \times 1000 \text{ L}}{3600 \text{ s}} \\ &\approx 69.44 \text{ L/s} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Courbe de consommation sur 24h
Heures de la journéeDébitQph7h
Réflexions

Le réseau devra être capable de fournir 69.44 litres *chaque seconde* pendant l'heure de pointe. C'est le double du débit moyen. C'est cette valeur qui va déterminer le diamètre des tuyaux principaux.

Points de vigilance

Ne jamais calculer \(Q_{\text{ph}}\) en appliquant \(k_{\text{h}}\) à \(Q_{\text{pj}}\). La référence est toujours \(Q_{\text{mj}}\). L'erreur serait : \(2.0 \times 187.5 = 375 \text{ m}^3/\text{h}\), ce qui conduirait à un surdimensionnement massif et coûteux du réseau.

Points à retenir

Le débit de pointe horaire (\(Q_{\text{ph}}\)) est le débit de dimensionnement des canalisations. Il est obtenu en multipliant le débit moyen journalier (\(Q_{\text{mj}}\)) par le coefficient de pointe horaire (\(k_{\text{h}}\)).

Le saviez-vous ?

Pour lutter contre les pics de consommation qui sollicitent énormément les infrastructures, de plus en plus de villes mettent en place la "tarification saisonnière" ou "horo-saisonnière", où le prix de l'eau est plus élevé pendant les périodes de pointe pour inciter aux économies.

FAQ
Que se passe-t-il si un incendie se déclare à l'heure de pointe ?

C'est le scénario le plus défavorable. Le réseau doit être capable de fournir le \(Q_{\text{ph}}\) pour les usagers ET le débit requis par les pompiers (souvent normalisé à 17 L/s ou 60 m³/h par poteau incendie). On vérifie donc que le réseau peut fournir \(Q_{\text{ph}} + Q_{\text{incendie}}\) sans que la pression ne s'effondre.

Résultat Final
Le débit de pointe horaire est de 250 m³/h, soit environ 69.44 L/s.
A vous de jouer

Avec un \(Q_{\text{mj}}\) de 80 m³/h et un \(k_{\text{h}}\) de 2.2, quel serait le \(Q_{\text{ph}}\) en m³/h ?

Question 5 : Quel débit utiliser pour dimensionner les conduites ?

Principe

Chaque composant d'un système AEP est conçu pour faire face à une contrainte spécifique. Les tuyaux, qui forment le réseau de distribution, doivent pouvoir acheminer l'eau jusqu'au dernier usager même au moment où tout le monde en demande le plus. Leur contrainte est donc le pic de débit instantané.

Mini-Cours

Le dimensionnement d'une conduite se fait via des formules d'hydraulique en charge (comme la formule de Colebrook-White ou de Hazen-Williams) qui lient le débit, le diamètre du tuyau, sa rugosité et la perte de pression (appelée perte de charge). L'objectif est de trouver le plus petit diamètre possible qui permet de faire passer le débit de pointe sans dépasser une perte de charge ou une vitesse maximale autorisée.

Remarque Pédagogique

Pensez à une autoroute. On ne la dimensionne pas pour le trafic moyen à 3h du matin, mais pour le trafic de pointe à 8h le matin. C'est la même logique pour les tuyaux d'eau : ils doivent être capables d'absorber le "rush" sans créer d'"embouteillages" (chutes de pression).

Normes

Les normes de conception imposent généralement que la vitesse de l'eau dans les conduites ne dépasse pas 1.5 à 2 m/s pour éviter l'érosion et les coups de bélier, et que la pression au sol chez l'abonné le plus défavorisé reste supérieure à 10 mètres de colonne d'eau (1 bar) en période de pointe.

Formule(s)

Règle de Dimensionnement des Conduites

\[ Q_{\text{dimensionnement}} \Rightarrow Q_{\text{ph}} \]
Hypothèses

On suppose que le réseau est "maillé" et que les besoins de lutte contre l'incendie sont soit inclus dans le coefficient de pointe, soit vérifiés dans un calcul séparé, ce qui est la pratique la plus courante.

Donnée(s)

La seule donnée pertinente ici est le résultat de la question 4.

ParamètreSymboleValeurUnité
Débit de pointe horaire\(Q_{\text{ph}}\)250m³/h
Astuces

Retenez cette hiérarchie simple : Production (pompes, traitement) ≈ \(Q_{\text{pj}}\). Stockage (réservoir) ≈ f(\(Q_{\text{pj}}\)). Transport (conduites) = \(Q_{\text{ph}}\).

Schéma (Avant les calculs)
Composants d'un réseau AEP
SourceRéservoirConduites
Calcul(s)

Pas de calcul numérique ici, la réponse est une justification technique.

Schéma (Après les calculs)
Synthèse du Dimensionnement
Quel débit pour quel ouvrage ?Captage &TraitementRéservoirRéseau deDistributionQpjf(Qpj)Qph
Réflexions

Le choix du bon débit de dimensionnement est un compromis technico-économique. Utiliser \(Q_{\text{ph}}\) garantit la sécurité et le confort de l'usager, même si cela signifie que la plupart du temps, les tuyaux fonctionnent en dessous de leur pleine capacité.

Points de vigilance

Ne jamais dimensionner les conduites sur le débit moyen (\(Q_{\text{mj}}\)) ou journalier (\(Q_{\text{pj}}\)). Cela conduirait inévitablement à un réseau défaillant aux heures de pointe.

Points à retenir

Les conduites de distribution sont dimensionnées avec le débit de pointe horaire (\(Q_{\text{ph}}\)) car elles doivent pouvoir répondre à la demande maximale instantanée du réseau.

Le saviez-vous ?

Les premiers grands réseaux de distribution d'eau modernes, comme celui de Londres au 19ème siècle, ont été construits en réaction à de grandes épidémies de choléra. L'ingénieur Joseph Bazalgette a compris que l'accès à l'eau potable et l'évacuation des eaux usées étaient des enjeux de santé publique majeurs.

FAQ
Est-ce que toutes les conduites du réseau sont dimensionnées avec le même \(Q_{\text{ph}}\) ?

Non. Le \(Q_{\text{ph}}\) total est utilisé pour les conduites principales en sortie de réservoir. Au fur et à mesure que le réseau se ramifie et dessert différentes zones, le débit dans chaque branche diminue. On calcule alors un débit de pointe spécifique pour chaque tronçon en fonction de la population qu'il dessert.

Résultat Final
Pour dimensionner les conduites principales, il faut utiliser le débit de pointe horaire (\(Q_{\text{ph}}\)), soit 250 m³/h.
A vous de jouer

Un ouvrage de traitement d'eau est généralement conçu pour fonctionner 24h/24. Quel débit utiliseriez-vous pour le dimensionner ?

Outil Interactif : Simulateur de Demande en Eau

Utilisez les curseurs ci-dessous pour faire varier la population et la dotation. Observez en temps réel l'impact sur les débits de pointe. Le graphique montre l'évolution du débit moyen journalier en fonction de la population pour la dotation sélectionnée.

Paramètres d'Entrée
15000 habitants
200 L/j/hab
Débits Calculés
Débit Moyen Journalier (m³/h) -
Débit Pointe Journalier (m³/h) -
Débit Pointe Horaire (m³/h) -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Quel débit est principalement utilisé pour calculer le volume d'un réservoir d'eau potable ?

2. Si la population d'une ville double, mais que la dotation reste la même, que devient le débit moyen journalier (\(Q_{\text{mj}}\)) ?

3. Le coefficient de pointe horaire (\(k_{\text{h}}\)) est toujours...

4. À quoi correspond la "dotation" en eau potable ?

5. Une augmentation du coefficient de pointe horaire (\(k_{\text{h}}\)) signifie que...

Glossaire

Dotation
Quantité d'eau moyenne consommée par un habitant en une journée (en Litres/jour/habitant). Elle englobe tous les usages : domestique, services publics, petites entreprises, etc.
Débit de pointe
Le débit maximal de consommation observé sur une période donnée (journalière ou horaire). Il est essentiel pour s'assurer que le réseau peut répondre à la demande à tout moment.
Coefficient de pointe
Un multiplicateur sans dimension (\(k_{\text{p}}\) ou \(k_{\text{h}}\)) appliqué au débit moyen pour estimer les débits de pointe. Il reflète les habitudes de consommation d'une population.
Horizon de projet
La durée de vie future pour laquelle une infrastructure est conçue. On utilise des projections de population à cet horizon pour dimensionner les ouvrages de manière durable.
Analyse la Demande en Eau en eau potable

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