Systèmes unitaires et séparatifs

Comprendre les systèmes unitaires et séparatifs

Une zone résidentielle en pleine expansion est prévue pour accueillir 500 maisons. Dans le cadre de ce développement, la municipalité est confrontée à un choix crucial concernant le type de système d’assainissement à mettre en place : un système unitaire ou un système séparatif. Pour faire un choix éclairé, elle doit considérer les coûts de construction ainsi que la capacité nécessaire pour gérer efficacement les eaux usées et les eaux pluviales.

Objectif de l’exercice :

Cet exercice vise à analyser et comparer les systèmes d’assainissement unitaire et séparatif en termes de capacité, coûts de construction et adaptabilité aux conditions météorologiques et démographiques futures de la zone.

Données fournies :

Population estimée par maison : 4 personnes
Consommation moyenne d’eau par personne : 150 litres/jour
Production moyenne d’eaux pluviales : 80 litres/jour par personne
Coût de construction par kilomètre pour le système unitaire : 2 millions d’euros
Coût de construction par kilomètre pour le système séparatif :
- Eaux usées : 1,5 million d’euros
- Eaux pluviales : 1 million d’euros

Questions :

Calcul de la production quotidienne d’eaux usées et pluviales :
- Calculez le volume quotidien total d’eaux usées généré par les résidents.
- Déterminez le volume quotidien total d’eaux pluviales en prenant en compte la consommation moyenne et les conditions climatiques prévues.
Comparaison des coûts de construction :
- Estimez et comparez le coût total de construction pour un réseau de 10 kilomètres pour chaque système, en intégrant les coûts des deux composantes du système séparatif.
Analyse des avantages et inconvénients :
- Discutez des avantages et des inconvénients de chaque système, en considérant les aspects comme l’efficacité, la maintenance, l’impact environnemental et la capacité à gérer les variations importantes du volume d’eaux dues à des conditions météorologiques extrêmes.

Correction : systèmes unitaires et séparatifs

1. Calcul de la production quotidienne d’eaux usées et pluviales

Calcul de la production quotidienne d’eaux usées:

Pour calculer la production quotidienne d’eaux usées, nous multiplions la consommation moyenne d’eau par jour par le nombre total de résidents.

Formule:

Volume quotidien d’eaux usées:

= Nombre de maisons \(\times\) Population par maison \(\times\) Consommation d’eau par personne par jour

Données:

Nombre de maisons = 500
Population par maison = 4 personnes
Consommation moyenne d’eau par personne \(= 150 \text{ litres/jour}\)

Calcul:

\[ = 500 \times 4 \times 150 \] \[ = 300,000 \text{ litres/jour} \]

Calcul de la production quotidienne d’eaux pluviales:

Cette mesure est basée sur la quantité moyenne de précipitations absorbées ou dirigées vers le système d’assainissement par personne chaque jour.

Formule:

Volume quotidien d’eaux pluviales:

= Nombre de maisons \(\times\) Population par maison \(\times\) Production moyenne d’eaux pluviales par personne par jour

Données:

Production moyenne d’eaux pluviales par personne \(= 80 \text{ litres/jour}\)

Calcul:

\[ = 500 \times 4 \times 80 \] \[ = 160,000 \text{ litres/jour} \]

3. Comparaison des coûts de construction pour un réseau de 10 km

Nous comparerons les coûts de construction totaux pour les deux systèmes sur une longueur de réseau prévue de 10 km.

Formule pour système unitaire:

Coût total:

= Coût par kilomètre \(\times\) Longueur du réseau

Données pour système unitaire:

Coût par kilomètre = 2 millions d’euros

Calcul pour système unitaire:

\[ = 2 \text{ millions d’euros} \times 10 \] \[ = 20 \text{ millions d’euros} \]

Formule pour système séparatif:

Coût total:

= Coût des eaux usées par kilomètre + Coût des eaux pluviales par kilomètre \(\times\) Longueur du réseau

Données pour système séparatif:

Coût des eaux usées par kilomètre = 1.5 millions d’euros
Coût des eaux pluviales par kilomètre = 1 million d’euros

Calcul pour système séparatif:

\[ = (1.5 \text{ millions d’euros} + 1 \text{ million d’euros}) \times 10 \] \[ = 25 \text{ millions d’euros} \]

4. Analyse des avantages et inconvénients

Avantages du système unitaire :
- Coût initial moins élevé pour la construction par kilomètre.
- Simplicité de conception et de maintenance.
Inconvénients du système unitaire :
- Risque accru de pollution en cas de fortes pluies due à la combinaison des eaux usées et pluviales.
Avantages du système séparatif :
- Meilleure gestion et traitement des eaux pluviales et usées, réduisant le risque de surcharge et de contamination lors des précipitations abondantes.
- Flexibilité accrue pour les extensions ou améliorations futures du système.
Inconvénients du système séparatif :
- Coût de construction initial plus élevé.