Eau Potable Et Surpresseur (Bouazizi-raki)

UNIVERSITE ARABE DES SCIENCES

Département de Génie Civil

Sommaire :

Liste des tableaux :.................................................................................................................................3Liste des figures :...................................................................................................................................3Liste des équations :...............................................................................................................................3INTRODUCTION GENERALE :.........................................................................................................4Présentation de la société.......................................................................................................................5

CHAPITRE I...........................................................................................................................................6CAHIER DE CHARGE..........................................................................................................................6

Présentation du projet :...........................................................................................................................7Les données exigées par le maître d’ouvrage :......................................................................................7

CHAPITRE II.........................................................................................................................................9ETUDE DU RESEAU DE DISTRIBUTION.........................................................................................9

I. Étude topographique du lieu :.........................................................................................................10II. Conduite de refoulement :............................................................................................................11II.1 Caractéristiques technique de la conduite :.................................................................................11II.1.1 Généralités :..............................................................................................................................11II.1.2 Avantage :................................................................................................................................11II.1.3 Normes:...................................................................................................................................12II.1.4 Charges et surcharges :.............................................................................................................12II.1.5 Rayon de courbure :.................................................................................................................12II.2 Types des réseaux:......................................................................................................................13III. Dimensionnement du réseau :.....................................................................................................14

CHAPITRE III......................................................................................................................................17DIMENSIONNEMENT DES POMPES..............................................................................................17

I. La hauteur manométrique total (HMT) :.....................................................................................18I.1 La hauteur géométrique :...........................................................................................................18I.1.1 La Hauteur géométrique d'aspiration Ha :..............................................................................18I.1.2 La Hauteur géométrique entre l'origine et point haut de la conduite :....................................19I.2 Pertes de charge "J" :.................................................................................................................19I.2.1 Théorème de Bernoulli :..........................................................................................................19I.2.1 Pertes de charge linéaires "JL" :...............................................................................................20I.2.2 Perte de charge Locale :............................................................................................................24I.2.2.a Pertes de charges singulières (Les coudes) :..........................................................................25I.2.2.b Réduction :.............................................................................................................................26I.2.2.c Rétrécissement brusque :........................................................................................................28I.2.2.d Tee symétrique, séparation des courants:.............................................................................29I.2.2.e Pièces en Tee, Branchement de départ :..............................................................................30I.2.3 Résumés des pertes de charges singulières :............................................................................31II. Choix des pompes :.....................................................................................................................33

Projet de Fin d’Année 1 Bouazizi Mohamed Hedi Dahech Houcine

http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://www.memoireonline.com/11/06/252/introduction-bourse-tunis1.png&imgrefurl=http://www.memoireonline.com/11/06/252/introduction-bourse-tunis.html&usg=__YCok0-motQ1jg0OQY48ilbYcBkE=&h=231&w=187&sz=45&hl=fr&start=1&um=1&tbnid=1j3oELk8CeSP9M:&tbnh=108&tbnw=87&prev=/images?q=UNIVERSITE+ARABE+DES+SCIENCES+tunisie&hl=fr&rlz=1W1GGLD_fr&um=1



II.1 Puissance des pompes :..............................................................................................................33II.2 La puissance absorbée :..............................................................................................................33II.3 La puissance de démarrage Pd :..................................................................................................34II.4 Dimensionnement hydraulique :.................................................................................................34II.4.1 NPSH :Net Positive Suction Head (charge nette absolue à l’aspiration) :..............................34II.5 Choix commercial des pompes :..................................................................................................39II.5.1 Fournisseurs :..........................................................................................................................39II.5.1 Etudes comparatifs des pompes :............................................................................................39II.5.1.1 données du projet:................................................................................................................39II.5.1.2 Pompes "CAPRARI" :..........................................................................................................39II.5.3 Caractéristique de la pompe choisie :.......................................................................................40II.5.3.a Caractéristiques hydraulique:............................................................................................40II.5.3.b Mode d' Application :.............................................................................................................40II.5.3.c Caractéristique moteur électrique :.......................................................................................41

CHAPITRE IV......................................................................................................................................42VERIFICATION DU STABILITE DU RESEAU...............................................................................42

I. Vérification du stabilité du réseau au coup de bélier :..............................................................43I.1 Estimation de la surpression, la dépression et des contraintes :..................................................43I.1.1 Estimation de la vitesse de propagation des ondes :..................................................................43I.1.2 Estimation de la surpression et la dépression :..........................................................................44I.1.3 Estimation de la pression :.........................................................................................................45II. Vérification du stabilité du réseau aux pressions :.......................................................................46

CHAPITRE V.......................................................................................................................................47MONTAGE ET EXECUTION DES TRAVAUX DE POSE...............................................................47

I. Exécution des travaux de pose :........................................................................................................48I.1 Le matériel nécessaire :...................................................................................................................48I.2 Précautions nécessaires :.................................................................................................................48II. Implantation des conduites :......................................................................................................48II.1 Travaux topographiques :.............................................................................................................49II.2 Le terrassement :............................................................................................................................49II.2.1 Pose de conduite :.......................................................................................................................50II.2.1.a Electrosoudage par manchon :................................................................................................50II.2.1.b Soudage bout à bout par élément chauffant :.........................................................................51II.2.1.C Pose de diapositive avertisseuse :..........................................................................................53III. Essai du réseau:.........................................................................................................................54III.1 Mise en pression préliminaire :...................................................................................................54III.1.a L’essai principal :....................................................................................................................54III.1.b Jugement de l’essai :................................................................................................................54

CONCLUSION :..................................................................................................................................55

ANNEXES............................................................................................................................................56





Liste des tableaux :

Tableau 1 : Récapitulatif des débits.......................................................................................................7Tableau 2 : Récapitulatif des nivellements..........................................................................................10Tableau 3 : Récapitulatif des diamètres en fonction des débits...........................................................16Tableau 4: la viscosité cinématique en fonction de la température......................................................20Tableau 5: Récapitulatifs de la nature de l'écoulement en fonction des vitesses et diamètres.............22Tableau 6: Exemple de calcule de λ.....................................................................................................23Tableau 7: Récapitulatif des pertes de charge linéaire par tronçon de conduite..................................24Tableau 8 : Valeur de k en fonction de θ.............................................................................................26Tableau 9: Tableau récapitulatifs de calcul ∆ H ..................................................................................28Tableau 10 : Récapitulatif de ΔH.........................................................................................................29Tableau 11: Coefficients kb et kr.........................................................................................................30Tableau 12: Récapitulatifs des calculs de ∆ H pour pièces en Tee et Branchements de départ :........31Tableau 13 : Valeur de pression de vapeur saturante en fonction de T° :............................................37

Liste des figures :

Figure 1 : Réduction.............................................................................................................................26Figure 2: Rétrécissement brusque........................................................................................................28Figure 3: Tee symétrique......................................................................................................................29Figure 4: Schéma explicatif du NPSH.................................................................................................37Figure 5: Pose conduite........................................................................................................................50

Liste des équations :

Équation 1 :..........................................................................................................................................15Équation 2:...........................................................................................................................................18Équation 3:...........................................................................................................................................18Équation 4:...........................................................................................................................................19Équation 5:...........................................................................................................................................20Équation 6:...........................................................................................................................................20Équation 7:...........................................................................................................................................21Équation 8:...........................................................................................................................................25Équation 9:...........................................................................................................................................33Équation 10:.........................................................................................................................................33Équation 11:.........................................................................................................................................36Équation 12:.........................................................................................................................................43Équation 13:.........................................................................................................................................45





INTRODUCTION GENERALE

Dans ce projet , le maitre de l'ouvrage SO.T.A.CI.B se propose de réaliser un réseau

d’alimentation en eau potable des bâtiments de l’usine de ciment gris de Kairouan.

Touts en tenant compte des bâtiments existantes a alimenté en eau potable, ces besoins en

débit, leurs altitudes et leurs implantations, voir aussi l'emplacement du réservoir de stockage d'eau et

ces capacités, notre étude prendrait en charge toutes ces données a fin d'assurée une conception

simple pour l'exécution et une dimensionnement économiques assurant les besoins espérés.





Présentation de la société

La Société Tuniso-Andalouse du Ciment Blanc (SOTACIB), dont le projet de privatisation

totale a été finalisé en 2005, a mis en place une nouvelle société spécialisée dans l’industrie des

dérivés du ciment, et ce en collaboration avec des investisseurs privés tunisiens, espagnols, algériens

et suédois.

Entamé depuis la fin de l’année 2003, le projet de privatisation de la société Tuniso-Algérienne de

ciment blanc (SOTACIB) vient d’être finalement, achevé par sa cession à un groupe industriel

espagnol. Il y a lieu de souligner que cette dernière a été créée en 1983 avec un capital détenu à

raison de 50% par des actionnaires tunisiens et 50% par des actionnaires algériens. La société

exploite depuis novembre 1987 une usine de fabrication de ciment blanc d’une capacité nominale de

200 mille tonnes, située à Fériana. La cession de la SOTACIB au groupe espagnol renforce la

présence des investisseurs étrangers dans l’industrie du ciment en Tunisie. En fait, suite au rachat de

65% du capital de la SOTACIB, intervenu début mars 2008, Cemolins International SL, nouvel

actionnaire majoritaire, a pris le contrôle de sa filiale SOTACIB Kairouan Rappelons que des

groupes espagnols et même portugais sont présents dans ce secteur en Tunisie depuis plusieurs

années.

SOTACIB compte construire une nouvelle cimenterie à Kairouan, cette cimenterie aura une

capacité annuelle d’un million de tonnes de ciment blanc et nécessite l’investissement de 95,7

millions d’euros, enfin elle a était installée à ROUISSAT gouvernorat de KAIROUAN.






CHAPITRE I

CAHIER DE CHARGE




Présentation du projet :La SO.T.A.CI.B se propose de réaliser un réseau d’alimentation en eau potable des bâtiments

de l’usine de ciment gris de Kairouan.

Un Cahier des Charges définit les spécifications techniques des matériaux et des conditions

d'exécution des travaux des installations.

Les données exigées par le maître d’ouvrage : Les matériaux, produits et composants devant être mis en œuvre, seront toujours neufs et de

première qualité l’en espère indiquée. Les matériaux quels qu’ils soient ne devront en aucun cas

présenter des défauts susceptibles d’altérer l’aspect des ouvrages ou d’en compromettre l’usage

et la pérennité.

L’entreprise ne pourra mettre en œuvre que des matériaux et produits conforme aux

normes en vigueur.

Tous les matériaux défectueux et ceux non conformes aux normes et standard international

seront remplacés par l’entreprise.

Débits

Locaux Débit

Bâtiments 2 4,00 m3/h

Bâtiments 3 4,00 m3/h

Locaux sociaux 5,00 m3/h

Département POL 2,00 m3/h

Atelier Pt 1 1,00 m3/h

Atelier Pt 2 1,00 m3/h

Local Camion 1,80 m3/h

WC 1 0,60 m3/h

WC 2 0,60 m3/h

Tableau 1 : Récapitulatif des débits

Soit Un total de 20 m3/heure





Conduite :

Matière : Polyéthylène

Contrainte minimale requise (MRS) : 10 MPa

Pression nominal : 10 bar

Normes : EN 12 201 pour tubes PEHD sous pression pour l’eau potable. SDR : 17






CHAPITRE II

ETUDE DU RESEAU DE DISTRIBUTION




I. Étude topographique du lieu :

Locaux Côte (m) ΔH/pt de refoulement

Origine de refoulement 88,00 0,00

Sortie réservoir 89,00 1,00

Réservoir (plein) 91,00 3,00

Bâtiments 2 79,30 -8,70

Bâtiments 2 1ère étage 82,80 -5,20

Bâtiments 3 79,51 -8,49


Locaux sociaux 83,10 -4,90

Département POL 79,00 -9,00

Atelier Pt 2 83,22 -4,78

Atelier Pt 1 83,30 -4,70

Local Camion 77,50 -10,50

WC 1 79,50 -8,50

WC 2 97,00 9,00

Tableau 2 : Récapitulatif des nivellements

- Certains locaux sont à une amplitude plus haute que la sortie du réservoir, « WC2 ».

- Certains sont à un niveau plus bas mais ne satisfait pas la condition de pression demandé « Atelier

pt1 »

Dans ce cas la topographie des lieux impose un écoulement en charge dans le quel l’eau

remplit complètement la canalisation (section pleine).

On distingue deux types d’écoulement en charge : gravitaire et par refoulement ;

- Voir le niveau bas du réservoir par rapport aux bâtiments a alimentés, l'écoulement en

charge serait un écoulement par refoulement;

Le système d’écoulement par refoulement est constitué par une station de pompage et la

conduite de refoulement (réseau de distribution).





II. Conduite de refoulement :Les réseaux de distributions d’eau ont pour objectif de ramener l’eau, à partir du réservoir,

jusqu’aux consommateurs (ou abonnées) : fournir le débit maximal avec une pression au sol

compatible avec la hauteur des immeubles.

II.1 Caractéristiques technique de la conduite :

II.1.1 Généralités :

Il existe différents types de polyéthylène (PE), chaque PE étant caractérisé par sa contrainte

minimale requise.

II.1.2 Avantage :

- flexibilité : aptitude à suivre les mouvements du terrain.

- soudabilité : réseau continu étanche et homogène.

- longévité : coûts d’exploitation réduits.

- inertie chimique et électrique : pas de corrosion, stabilité du réseau en milieu agressif.

- excellentes propriétés mécaniques : résistance aux chocs, gel, tenue aux U.V.

- légèreté et grande longueur : mise en œuvre facile et mécanisable.

- faible coefficient de rugosité : pertes de charge réduites.

- fiabilité des réseaux : jonctions adaptées à l’application.

- respect de l’environnement : recyclage.



41 50d

33 40d

26 30d

17 20d

11 20d

7.4 20d



II.1.3 Les Normes:

Normes : EN 12 201 pour tubes PEHD sous pression pour l’eau potable.

II.1.4 Charges et surcharges :

Sous l’influence du poids des terres et des surcharges roulantes, les tuyaux en polyéthylène

ont tendance à s’ovaliser car ils font partie de la catégorie de tubes dits à comportement flexible.

Sous l’effet de la pression, ils ont, à l’inverse, tendance à reprendre en partie leur

forme originelle ronde. En fonction de la rigidité du tube, donc de son épaisseur, il est

conseillé ce qui suit :

Pour les tubes de SDR < 11 posés à des profondeurs comprises entre 0,8 et 6 m,

il convient d’appliquer les règles de pose décrites dans le fascicule 71 sans aucune précaution

supplémentaire.

Il en est de même pour les tubes de SDR 13,6 mais sous des

hauteurs de remblai situées entre 0,8 et 3m.

Au delà de 3 m, tout comme les séries de SDR 17 et 21 entre 0,8 et 6 m, il

convient d’opter pour la zone d’enrobage du tube pour un sol de type 1 ou 2 et

d’effectuer un compactage de type CC (compacté-contrôlé), ainsi que ces notions sont

définies par le fascicule 70.

Pour les tuyaux de SDR 26, il est nécessaire d’être encore plus attentif comme

l’indique le tableau ci-après résumant ces recommandations :

II.1.5 Rayon de courbure :

Pour les tubes, en fonction du SDR, un rayon de courbure minimum du tube est

recommandé, selon le schéma.

Il n’est pas recommandé d’employer des rayons dont l’angle est inférieur aux valeurs ci-

dessous pour 20° C :

RSDR

rayon R autorisé(d=diamètre extérieur)





II.2 Types des réseaux:Les principaux éléments dans un réseau de distribution sont les conduites, les branchements

et les pièces spéciales (coudes, raccordement, Vannes, compteurs …).

Selon les liaisons entre les différents tronçons de distribution, on distingue généralement deux types

de réseaux : réseau ramifié et réseau maillé.

Réseau ramifié :

La caractéristique d’un réseau ramifié est que l’eau circule dans un seul sens (des conduites

principales, vers des conduites tertiaires…), de ce fait, chaque point du réseau n’est alimenté en eau

que d’un seul coté.

Ce type de réseaux présente l’avantage d’être économique, mais il manque de sécurité (en cas

de rupture d’une conduite principale, tous les abonnés situés à l’aval seront privés d’eau).

Conditions sur les vitesses et les pressions :

Le calcul hydraulique des canalisations se fait avec le débit de pointe (pendant l’heure de pointe).

VITESSE :

La vitesse de l’eau dans les conduites de distribution sera de l’ordre de 0.6 à 1.20 m/s.

Les vitesses inférieures à 0.6 m/s favorise le dépôt solide dans les canalisations qu’il sera

parfois difficile de les évacuer ;

Les vitesses supérieures à 1.20 m/s permettent d’envisager des argumentations de

consommation sans que l’usager n’en soufre trop.

PRESSION :

Le réseau doit satisfaire les conditions de pression suivantes :

Une charge minimale de 4 m doit être prévue sur les orifices de puisage les plus élevés.

en vue de la bonne tenue de la canalisation et des joints, il faut éviter des pressions

supérieures à 60 m (voir même 40 m) qui risquent d’apporter des désordres (fuites) et certains

bruits désagréables dans les installations intérieurs de l’abonnée.





Profils en long : (Voir annexe)

En vue de l'établissement de la conduite de refoulement, il y'aura lieu de tenir compte

de certains impératifs que l'on s'efforcera, dans la mesure du possible, de respecter.

Tout d'abord, il importe de rechercher un profils en long aussi régulier que possible, établi,

de préférence, avec une rampe toujours dans le même sens (régulièrement ascendante) vers le

réservoir d'accumulation.

Il ya lieu d'éviter, en effet, la contre-pente qui, au droit du point haut ainsi formé, peuvent

donner lieu, en exploitation, à des cantonnements d'air plus au moins difficiles à évacuer.

De plus en cas d'arrêt inopiné, et si les dispositions prises pour s'opposer à l’effet de coup de

bélier n'ont pas été suffisantes, il peut apparaître en ces point hauts, en régime transitoire, par la suite

de la dépression régnant dans la conduite une cavitation pouvant occasionner des éclatements au

cours de la phase de surpression qui succède.

Ainsi le tracé idéal est celui qui correspond à une rampe régulière de la station de pompage

vers le réservoir. Si le tracé ne peut être accepté que moyennant de point haut, des cantonnements

d'air seront à craindre et un ou plusieurs diapositives pourront être éventuellement installées.

A fin d'accomplir un profil en long parfait, une étude topographique aura lieu.

III. Dimensionnement du réseau :

Pour élever un débit Q à une hauteur géométrique H donnée on peut, à priori, donner à la

canalisation un diamètre quelconque car, en faisant varier la puissance du groupe élévatoire, on peut

toujours obtenir le débit Q imposé dans un tuyau de diamètre donné.

Si on adopte donc un grand diamètre, le prix de la canalisation sera élevé, par contre la perte

de charge (J) sera faible, on économise donc sur le prix du groupe et le prix de l´énergie nécessaire

au pompage.

Si au contraire on adopte un petit diamètre, le prix de canalisation est plus faible mais le prix

de groupe et le prix de l´énergie nécessaire au pompage seront plus élèves.

Il y a donc intérêt à choisir le diamètre qui permettra dóbtenir le prix de revient minimal de l

énsemble de línstallation en exploitation.

Actuellement, le diamètre économique est déterminé par la relation suivante :





Formule de BRESSE : Déco = 1.5√Q

La vitesse obtenue avec cette formule s’établit à des vitesses faible (environs 0,56 m/s), dans

ces études il c’est intéresser à la stabilité du réseau.

Vue les données de notre projet la formule de BRESSE est la plus convenable, voir un petit

débit demander et une installation moyenne d’environ deux kilomètre de longueur.

Équation 1 :

D=1.5 √Q

Avec D : diamètre de la conduite en (m)

Q : Le débit en m3/s





TronçonDébit Aval

Q(m3/h)linéaire L (m)

diamètre

Théorique

(mm)

diamètre

commercial

(mm)

diamètre

intérieur

(m)

1-2 20 120,00 111,80 125 110.8

2-7 1,8 360,00 33,54 50 44.2

2-3 18,2 200,00 106,65 110 97 ,4

3-8 8 100,00 70,71 90 79,8

8-9 4 100,00 50,00 63 55,8

8-10 4 100,00 50,00 63 55,8

3-4 10,2 200,00 79,84 90 79,8

4-15 7 90,00 66,14 90 79,8

11-12 1 5,00 25,00 32 28,4

13-14 5 30,00 55,90 63 55,8

15-16 1 42,00 25,00 32 28,4

4-5 3,2 200,00 44,72 63 55,8

5-6 0,6 400,00 19,36 32 28,4

5-19 2,6 120,00 40,31 50 44,2

17-18 0,6 100,00 19,36 32 28,4

Tableau 3 : Récapitulatif des diamètres en fonction des débits






CHAPITRE III

DIMENSIONNEMENT DES POMPES




I. La hauteur manométrique total (HMT) :

Pour véhiculer un liquide d'un endroit à un autre, la pompe doit fournir une certaine pression

appelée hauteur manométrique totale, cela dépend des conditions d'aspiration et de refoulement.

La hauteur manométrique totale est égale à :

Équation 2:

HMT=H g+J

Avec H g : La hauteur géométrique

J : La somme des pertes de charges singulières et linéaires dans la conduite de

refoulement et d’aspiration.

I.1 La hauteur géométrique :La hauteur géométrique est égale à :

Équation 3:

H g=H a+H r

Avec Ha : la hauteur géométrique d'aspiration du plan d'eau dans la bâche jusqu'au départ de

refoulement.

Hr : la hauteur géométrique entre l'origine et le point haut de la conduite de refoulement.

I.1.1 La Hauteur géométrique d'aspiration Ha :

La hauteur géométrique d'aspiration est négative (-) si la conduite d'aspiration est en charge et

Positive (+) s'il n'est pas le cas

D’ou Ha = (-2.00) m ; comme l'indique la figure si dessous.





I.1.2 La Hauteur géométrique entre l'origine et point haut de la conduite :

Suivant les données topographiques : (Voir Tableau 2 : récapitulatif des nivellements)

- Hr = 9.00 m

- Hg = 9 + (-2) = 7.00 m

Calculons HMT : La hauteur manométrique totale est égale à H=H g+J

I.2 Pertes de charge "J" :

I.2.1 Théorème de Bernoulli :

La perte de charge correspond à l'énergie dissipée par le frottement du liquide. Cette énergie

doit être compensée afin de permettre au liquide de se déplacer.

Lorsque l'on est en présence de frottements, le théorème de Bernoulli n'est plus constante. On

parle alors de perte de charge.

On utilise dans ce cas le théorème de Bernoulli généralisé, qui s'écrit :

Équation 4:

V 12

2. g+

P1

ρ . g+Z1=

V 22

2. g+

P1

ρ . g+Z2+J

Soit J=J L+J S avec J L : la sommedes pertes decharges linéaires

JS : La sommedes pertes decharges singulières





I.2.1 Pertes de charge linéaires "JL" :La perte de charge linéaires J est définie par l’expression universelle suivante :

Équation 5:

J= λ ×LD

×U 2

2. g : Formule de Darcy-Weisbach

Avec L : Longueur total de la conduite

λ :Coefficient de perte de charge (0.005 ≤λ ≤ 0.1)

D : Diamètre intérieur de la conduite

U : Vitesse de l’eau

g : Accélération de la pesanteur (en m/s2)

Le coefficient de perte de charge λest en fonction :

Équation 6:

- Du nombre de REYNOLDS Re=U × DH

ν

- De la rugosité de la paroi (Ks)

- Et de la viscosité cinématique du liquide

Le nombre de REYNOLDS : Re=U × DH

ν

Avec U : vitesse (m/s)

DH : Diamètre hydraulique 4 × RH en (m) ; RH=Sm

Pm

Sm=¿Section mouillée (m²)

Pm = Périmètre mouillée (m)

ν: La viscosité cinématique du liquide

NB : Pour notre cas, on suppose que la température de l’eau est à 20°C.

T°

C0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ν 1,79

10−6

1,52

10−6

1,31

10−6

1,14

10−6

1,01

10−6

0,8

10−6

0,66

10−6

0,56

10−6

1,48

10−6

0,41

10−6

0,36

10−6

0,33

10−6

0,3

10−6





Tableau 4: la viscosité cinématique en fonction de la température

Nature de l’écoulement :

L’écoulement est laminaire si : Re < Re critiques, min

L’écoulement est turbulent si : Re > Re critique, max

L’écoulement est critique si : Re critiques, min < Re < Re critique, max

Pour une conduite circulaire ; Re critiques, min≅ 2200 et Re critique, max ≅2400.

Nous donnerons ci-après les formules les plus connus et les plus usuelles pour le calcul de λ :

L’écoulement laminaire :

λ=64Re

; Pour une conduite circulaire ; Formule de Poiseuille.

λ=96Re

; Pour une conduite circulaire ; Formule de Poiseuille.

L’écoulement Turbulent :

Formule de Calebrook:

Équation 7:

1

√ λ=−2 log( k

3,7 D+ 2,51

ℜ√ λ )

Avec :

λ : Coefficient de perte de charge.

D : Diamètre intérieur du tuyau, ou diamètre hydraulique pour les conduites non

cylindriques, en (m).

K s: coefficient de rugosité équivalente(m) ks = 0.01 suivant fiches techniques des

constructeurs. « Bestoplast Tunisie et AGRU »

Re : Nombre de Reynolds





D (m)section

(S) m²

Débit (Q)

m3/s

Vitesse U

(m/s)

Viscosité

(m²/s)Pm

Rayon

Hydro.

D.

Hydro.Re

Re.critique

max

Nature de

l'écoulement

0,110

80,00963 0,005556 0,5765182 1.01 10-6 0,347912 0,0277 0,1108 63245,7 2400

écoulement turbulent

0,094

70,00703 0,005556 0,7892100 1.01 10-6 0,297358 0,0236 0,0947 73998,2 2400


0,079

80,00499 0,005556 1,1114419 1.01 10-6 0,250572 0,019 0,0798 87814,9 2400


0,055

80,00240 0,005556 2,2731295 1.01 10-6 0,175212 0,013 0,0558 125584,7 2400


0,044

20,00153 0,005556 3,6228307 1.01 10-6 0,138788 0,011 0,0442 158543,6 2400


0,028

40,00063 0,005556 8,7751773 1.01 10-6 0,089176 0,0071 0,0284 246747,5 2400


Tableau 5: Récapitulatifs de la nature de l'écoulement en fonction des vitesses et diamètres

La détermination du coefficient λ se fait selon deux méthodes :

Soit par itération de la formule de Calebrook.

Soit on utilisant la traduction graphique de la formule en fonction du rapport KD

et Re

Calcul de λ par itération de la formule de Calebrook (écoulement Turbulent).

Le calcul est fait sur Excel vu le calcul intensif.





Exemple de calcul ; pour les tronçons 5-6 et 17-18

calcul de λ Diamètre viscosité Débit Débit Débit Vitesse Re K

Formule de

Colebrookλ (mm) (m²/s) (l/s)

(m3/

h)(m3/s) (m/s) (mm)

7,66964989 0,0170 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,138140761 0,0378781 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,471110923 0,0334079 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,419312597 0,0340496 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,42717045 0,033951 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,425973823 0,033966 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

5,426155944 0,0339637 28,4 1,01E-06 0,17 0,6 0,00017 0,267398,

10,01

Tableau 6: Exemple de calcule de λ

Exemple Tronçon 5-6





Calculons J (5-6) :

J= λ ×LD

×U 2

2. g

J=0.0339637 ×400

0.0284×

(0.263234)2

2× 9.81

J=0.42236 m





Tableau 7: Récapitulatif des pertes de charge linéaire par tronçon de conduite.


Tronçon

Débit

Aval

Q

linéaire

L (m)

diamètre

Thé

(mm)

diamètre

réel

(mm)

diamètre

int. (m)λ

Vitesse

(m/s)section Q( m3/s) JL

1-2 20 120,00 111,80 1250,1108

0,0202

40,57647 0,00964 0,00556 0,371281

2-7 1,8 360,00 33,54 500,0442

0,0350

10,32603 0,00153 0,0005 1,544941

2-3 18,2 200,00 106,65 1100,0974

0,0350

10,67886 0,00745 0,00506 1,688705

3-8 8 100,00 70,71 900,0798

0,0454

20,44454 0,005 0,00222 0,573257

8-9 4 100,00 50,00 630,0558

0,0249

30,45459 0,00244 0,00111 0,470658

8-10 4 100,00 50,00 630,0558

0,0249

30,45459 0,00244 0,00111 0,470658

3-4 10,2 200,00 79,84 900,0798

0,0218

40,56679 0,005 0,00283 0,89606

4-15 7 90,00 66,14 90 0,0798 0,0237 0,38897 0,005 0,00194 0,206082

11-12 1 5,00 25,00 320,0284

0,0298

30,43872 0,00063 0,00028 0,051523

13-14 5 30,00 55,90 630,0558

0,0237

30,56824 0,00244 0,00139 0,209955

15-16 1 42,00 25,00 320,0284

0,0298

30,43872 0,00063 0,00028 0,432796

4-5 3,2 200,00 44,72 630,0558

0,0262

50,36367 0,00244 0,00089 0,63416

5-6 0,6 400,00 19,36 320,0284

0,0339

60,26323 0,00063 0,00017 1,689441

5-19 2,6 120,00 40,31 500,0442

0,0261

90,47093 0,00153 0,00072 0,803854

17-18 0,6 100,00 19,36 320,0284

0,0339

60,26323 0,00063 0,00017 0,42236




Total pertes de charges linéaires = 10.46573 m

I.2.2 Perte de charge Locale :

Pertes de charges singulières :

Les singularités dans les canalisations sont généralement :

Des changements de la section : élargissements, rétrécissements, diaphragme…

Des changements de la direction d’écoulement : Coudes, déviations, branchements…

Appareil divers : Robinets, vannes, clapet, soupapes…

Ces singularités se comportent comme des ouvrages courts et provoquent des pertes de charges

locales.

La perte de charge locale ΔH pourra se mettre sous la formule suivante :Équation 8:

∆ H=k ×U ²2. g

I.2.2.a Pertes de charges singulières (Les coudes) :les coudes arrondis

∆ H =k ×U ²2. g

avec: g = Accélération de pesanteur = (9,81

m/s²)

U = Vitesse (m/s)

Un tableau donné suivant les caractéristiques

des coudes et ces dimensions suivant angle et

diamètre de la conduite


Ø

d




Pour angle égale a Ǿ= 90°

Fournisseur AGRU

dimension

"d" (mm)

rayon "r"

(mm)

50 50

63 63

75 75

90 90

110 110

125 125

160 160

Valeur de k

r/d 1 1,5 2 3 4

θ = 22° 0,11 0,10 0,09 0,08 0,08

θ = 45° 0,19 0,17 0,16 0,15 0,15

θ = 60° 0,25 0,22 0,21 0,20 0,19

θ = 90° 0,33 0,29 0,27 0,26 0,26

θ = 135° 0,41 0,36 0,35 0,35 0,35

θ = 180° 0,48 0,43 0,42 0,42 0,42

Tableau 8 : Valeur de k en fonction de θ

r= 125 mm r/d = 1 k=0,33

Coude 90° Ǿ125

d= 125 mm

U=05662 m/s

AN: ΔH= 0,00545 x 0,0054= 0,027





I.2.2.b Réduction :

Cône convergent

∆ H=∆ H 1+∆ H 2

Perte par frottement : ∆ H=x . ∆ H ' 1 Figure 1 : Réduction

Avec ΔH'1 : Perte de charge linéaire

dans un tuyau de même longueur et de section égale à la grande section

x=n .(n4−1)4.(n−1)

D’où n =D/d

Perte par décollement :

Valeur de k2

n=D/d 1,15 1,25 1,5 1,75 2 2,5

θ = 6° 0,006 0,018

0,085 0,230 0,500

1,500

θ = 8° 0,009 0,028

0,138 0,373 0,791

2,420

θ = 10° 0,012 0,040

0,200 0,530 1,050

3,400

θ = 15° 0,022 0,070

0,344 0,934 1,980

6,070

θ = 20° 0,045 0,120

0,600 1,730 3,500

11,000

θ = 30° 0,280 0,250

1,250 3,400 7,000

-

Tableau 9 : Valeur de k2 en fonction de n et θ

- Cône convergent 125/63 : θ = 32°≈ θ = 30°

K2=7,00

Avec U=0,546 m/s


D d

L

Ø




x = 7,2581

avec ΔH'1 = 0,0001387

ΔH = 0,1064

Dimension θ théorique θ (tableau) n = D/d ≈ n k2 U ΔH2 x ΔH'1 ΔH1 ΔH

cone 125/6332° 30° 1,98

27,0000 0,3260 0,0379 7,2581 0,002958

0,02146941 0,024427

cone125/1109° 9° 1,13

1,15

0,0915 0,5460 0,0014 1,3701 0,0027750,0038016

6 0,006576

cone 125/9019° 20° 1,38

1,50,6000 0,5460 0,0091 2,3848 0,002065

0,00492462 0,006990

cone 110/9011° 10° 1,22

1,25

0,0400 0,4215 0,0004 1,6849 0,0020650,0034793

1 0,005544

cone 110/6325° 25° 1,74

1,75

2,5650 0,4215 0,0232 4,8005 0,0020650,0099130

3 0,011978

cone 90/6315° 15° 1,42

1,50,3440 0,4445 0,0035 2,5914 0,002839

0,00735695 0,010196

Tableau 9: Tableau récapitulatifs de calcul ∆ H

Itération :

Pour θ = 8° et n = 1,15 ; k2 = 0,009

Pour θ = 10° et n = 1,15 ; k2 = 0,012

Pour θ = 9° et n = 1,15 ; k2 = x





x = 0,0915 = k2

Itération :

Pour θ = 20° et n = 1,75 ; k2 = 1,73

Pour θ = 30° et n = 1,75 ; k2 = 3,40

Pour θ = 25° et n = 1,75 ; k2 = x

x = 2,565 = k2

Total perte des cônes = 0,0657 m

I.2.2.c Rétrécissement brusque :

Figure 2: Rétrécissement brusque

Avec:

Soit : U1= 0,386 m/s U2= 0,47 m/s

Pour un rétrécissement brusque 63/50 :

ΔH = 0.00136 m

I.2.2.d Tee symétrique, séparation des courants:Figure 3: Tee symétrique


U1 U2

Qa1 Qa2

Q




Pour Tee 125/125 ; Tee 90/90

Qa1 (m/s)

Qa2

(m3/s) Q (m3/s) kr1 kr2 U (m/s) ΔH

Tee 125/125 0,0005 0,00505 0,00555 1,00243487 1,24838081 0,5662 0,03677737

Tee 90/90 0,00111 0,00111 0,00222 1,075 1,075 0,4445 0,02165125

Tableau 10 : Récapitulatif de ΔH

I.2.2.e Pièces en Tee, Branchement de départ :

Q = débit total en m3/s

Qa= débit dans le branchement de départ en (m)

V = vitesse du courant total en (m/s)

Kb = coefficient relatif au branchement.

Kr = coefficient relatif à la partie rectiligne.


Q-QaQ

Qa




Qa /Q 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

kb 1 1 1,01 1,03 1,05 1,09 1,15 1,22 1,32 1,38 1,45

kr 0 0,004 0,02 0,04 0,06 0,1 0,15 0,2 0,26 0,32 0,4

Tableau 11: Coefficients kb et kr

Q

(m3/h)

Q

(m3/s)

Qa

(m3/h)

Qa

(m3/s)Qa/Q kb kr U (m/s) ΔH

Tee 125/125 18,2 0,0051 8 0,00222 0,439560441,0

50,06 0,5662 0,01813693

Tee 110/110 11,3 0,0031 7 0,00194 0,619469031,1

50,15 0,4389 0,01276367

Branchement de départ

Tee 50/32 (Local

camion)1,8 0,0005 1,8 0,0005 1

1,4

50,4 0,326 0,01002093

Tee 50/32 (W.C1) 2,6 0,0007 0,6 0,00017 0,230769231,0

10,02 0,2632 0,00363672

Tee 50/32 (W.C 2) 2,6 0,0007 0,6 0,00017 0,23076923 1,0 0,02 0,2632 0,00363672





1

Tee 50/32

(Départ.Poly.)2 0,0006 2 0,00056 1

1,4

50,4 0,4709 0,02090885

Tee 63/32 (Bat.2) 4 0,0011 4 0,00111 11,4

50,4 0,45459 0,01948554

Tee 63/32 (Bat.3) 4 0,0011 4 0,00111 11,4

50,4 0,45459 0,01948554

Tee 63/32 (Locaux S.) 5 0,0014 5 0,00139 11,4

50,4 0,56823 0,03044536

Tee 90/63 (Locaux S.) 7 0,0019 5 0,00139 0,714285711,2

20,2 0,3889 0,01094625

Tee 90/32 (Atelier1) 7 0,0019 1 0,00028 0,14285714 1 0,004 0,438724 0,00984958

Tee 90/32 (Atelier2) 7 0,0019 1 0,00028 0,14285714 1 0,004 0,438724 0,00984958

Tableau 12: Récapitulatifs des calculs de ∆ H pour pièces en Tee et Branchements de départ :

Soit un total de perte pour les Tee et branchement de départ égale à 0,16916565 m

I.2.3 Résumés des pertes de charges singulières :

Perte Local Coude Réductionrétrécissement

brusque

Tee

symétriques

, séparation

des courants

Pièces en

Tee

Branchement

de départ

Valeur Total 0,027 0,06571178 0.00136 0,05842862 0,0309006 0,138265053

Total perte de charge singulière = 0,28940545

Hauteur manométrique totale (HMT)

La hauteur géométrique est égale à : Hg = Ha + Hr

Avec Ha : la hauteur géométrique d'aspiration du plan d'eau dans la bâche jusqu'au départ de refoulement





Hr : la hauteur géométrique entre l'origine et le point haut de la conduite de refoulement

Ha : (-2.00) m

Hr : 9.00 m Hg = 9 + (-2) = 7.00 m

La hauteur manométrique totale (HMT) est égale à : HMT= Hg + J

HMT = 7.00+ 10,74 = 17.74 m

II. Choix des pompes :

Caractéristiques hydrauliques des pompes :

II.1 Puissance des pompes :

Équation 9:

Ph= ρ. g . H . Q (enwatt )





Avec ρ : masse volumique de l’eau (ρeau=1000 kg /m3)

g : accélération de pesanteur (g = 9.81 N/kg)

H : Hauteur manométrique totale (en m)

Q : Débit (en m3/s)

AN: Ph=1000 × 9.81× 19.74 ×0.00555=1074.75 (watt )=1.075 (kw)

II.2 La puissance absorbée :La puissance absorbée ou puissance électrique Pa à fournir au groupe électropompe dépend de

Ph, du rendement du moteur électriques (Re) et du rendement hydraulique (Rh) de l’ensemble roue-

volute, elle est égale à :

Équation 10:

Pa=Ph

Re . Rh

(enwatt )

Lors du choix du moteur, c'est la puissance absorbée par la pompe qui détermine la puissance

délivrée par le moteur et donc aussi la puissance absorbée au réseau. Il faut donc prendre garde à ce

que le moteur ait une puissance suffisante pour satisfaire toutes les situations de fonctionnement de

l'installation.

Pompes à piston Rh= 0,6 à 0,7 Pompes centrifuges Rh= 0,4 à 0,8

En général : Re=0.85

Rh=0.6 à0.7

AN:

Pa=1074.750.85 . 0.7

=1806.30 ( watt )=1.806(kw )





II.3 La puissance de démarrage Pd :

La puissance de démarrage Pd à fournir au groupe électropompe est égale à :

Pd = 3. Pa

AN:

Pd = 3 × 1806.30 = 5418.90 (watt) =5.419 (kw)

II.4 Dimensionnement hydraulique :

Les données nécessaires au choix de la pompe, le débit, Q, la NPSHrequise et la hauteur

manométrique totale, HMT, au point de fonctionnement souhaité, sont considérées connues à partir

de la courbe caractéristique de réseau.

II.4.1 NPSH :Net Positive Suction Head (charge nette absolue à l’aspiration) :

Une pompe possède une capacité maximum d'aspiration qui est la valeur du vide qu'elle peut

produire. Cette caractéristique varie suivant le type et la conception technique de la pompe.

Théoriquement, la hauteur maximale d’aspiration, dans une cavité où règne le vide absolu, est

égale à la pression atmosphérique, c’est à dire à 1013 m bars au niveau de la mer (10,33 m d'eau).

Elle diminue progressivement quand l'altitude augmente.

En réalité cette hauteur est limitée, non seulement par les pertes de charge dans la conduite

d’aspiration mais également par les propriétés physiques à chaque type de liquide.

Exemple :

Soit une pompe qui aspire l’eau contenue dans une cuve. La hauteur d’eau au-dessus de la

pompe est H. La pompe crée une dépression au niveau de l’aspiration et on constate des mouvements

de convection près de l’orifice de sortie.





Pour une certaine hauteur d’eau restante au-dessus de la pompe il apparaît une aspiration de

la surface de l’eau, celle-ci se creuse, on conçoit qu’il faille stopper l’aspiration.

NPSH requis

Si l’aspiration continue, il y a création de bulle d’air au sein du liquide ce qui implique une

diminution du volume d’eau aspiré et donc une diminution du débit. Le débit d’air risque alors d’être

tel que le débit d’eau devient nul, la pompe n’aspire plus, il y a une brusque variation du débit. Celui-

ci étant nul, les bulles disparaissent ce qui permet une brusque reprise de l’aspiration puisque la

pompe tourne toujours.

On conçoit qu’il faille respecter une hauteur minimum d’eau au-dessus de la pompe, cette

hauteur est le NPSH requis pour le bon fonctionnement de l’installation, il est indiqué par le

fabricant de la pompe en considérant que le liquide est à sa température d’ébullition.





Pour être sûr d’éviter le phénomène présenté précédemment (CAVITATION) il faut

conserver une hauteur supérieure au NPSH requis, c’est le NPSH disponible. Il dépend de

l’installation et il faut donc le calculer.

Équation 11:

NPSH=105( P0

ρ .g−

Pv

ρ .g )+H−J

Avec P0 : La pression à la surface du réservoir (dans notre cas c’est la pression atmosphérique).

H : La hauteur géométrique (+) pompe en charge ; (-)

J : La perte de charge (linéaire et singulière) de la conduite d'aspiration





Pv : La pression de vapeur saturante.

ρ : Densité volumique du fluide. Figure 4: Schéma explicatif du NPSH

g : l'accélération de pesanteur.

Applications numériques : P0 = 1013 mbars = 1.013 bars J = 0,14 m Pv = 23,4 mbars = 0.0234 bars (voir tableau 14)

Température (°c) Pression de vapeur saturante (mbars)

-60 0.001

-40 0.13

-20 1.03

-10 2.6

0 6.10

5 8.72

10 12.3

15 17.0

20 23.4

25 31.7

30 42.4

40 73.8

50 123

60 199

100 1013

Tableau 13 : Valeur de pression de vapeur saturante en fonction de T° :

ρ = 999.2 soit 1000 kg/m3

g = 9.81 m.s

NPSH=105( P0

ρ .g−

Pv

ρ .g )+H−J





AN :

NPSH=105( 1,0131000 ×9,81

− 0,02341000× 9,81 )+2−0.14

NPSH=1,03.10−4−2,38 .10−6+2−0.14

NPSH=10,3.−0,238+2−0.14

NPSH=¿ 11.92 m On prendra 0.5 m comme coefficient de sécurité et donc la NPSH disponible sera

11.42 m

N.B: on cherchera donc une pompe dont la NPSHrequise est inférieur ou égale à la NPSH

disponible (de l'installation).





II.5 Choix commercial des pompes :

II.5.1 Fournisseurs :

(Voir annexes)

II.5.1 Etudes comparatifs des pompes :

II.5.1.1 données du projet:

Débit (Q) = 20 (m3/h) = 0,00556 (m3/s) = 5,56 ( l/s) Hauteur Manométrique Total (HMT) = 17,00 (m) Puissance des pompes = 1,075 (kw) Puissance absorbée = 1,806 (kw) Puissance de démarrage = 5,419 (kw) NPSHdiponible = 11,42 (m)

Notre choix sera basé sur nos données théoriques, les valeur seront égale ou superieur (dans le cas favorable) aux caractéristiques techniques des pompes.

On a contacter la société la plus proche, CAPRARI, sis à BEN AROUS, et on a consulter

leur catalogue (Voir annexes ) , les pompes a caractéristiques proches à notre projet.

Parmi ces pompes on doit choisir la plus fiable.

II.5.1.2 Pompes "CAPRARI" :

(Voir annexes )

Débit "Q" (l/s) HMT (m) Puissance (kw) NPSH (m)

Pompe 1 60 85 18,5 3,7 - 10

Pompe 2 7 220 15 2 - 9,1

Pompe 3 50 250 90 5 - 12

Pompe 4 26 280 55 4 - 18,2

Caractéristiques demandées 5,56 17,74 1,075 11,42

Tableau 15: Comparatif du choix des pompes

Notre choix est la gamme de la pompe 2 : CAPRARI, CVX électropompe

monophasé vertical





II.5.3 Caractéristique de la pompe choisie :

II.5.3.a Caractéristiques hydraulique:

II.5.3.b Mode d' Application :





II.5.3.c Caractéristique moteur électrique :





I. Vérification de la stabilité du réseau au coup de bélier :


CHAPITRE IV

VERIFICATION DE LA STABILITE DU RESEAU




Le phénomène de coup de bélier consiste en des oscillations de pression, surpressions et

dépression alternatives, provoquées par une modification rapide du régime d’écoulement dans une

conduite. Ces oscillations parcourent la canalisation, d’une extrémité à l’autre, en un mouvement

d’aller et retour périodique.

Les causes les plus fréquentes sont :

- l’arrêt brutal d’un groupe électropompe alimentant une conduite de refoulement.

- La fermeture brusque d’une vanne.

I.1 Estimation de la surpression, la dépression et des contraintes :

I.1.1 Estimation de la vitesse de propagation des ondes :

La vitesse des ondes de surpression et de dépression (ou célérité) se calcule par la formule

d’ALLIEVI :

Équation 12:

c= 9900

√49+ k . De

Dans laquelle :

c : célérité (elle est de l’ordre de 1000 m/s)

D : diamètre de la conduite(en m).

e : épaisseur de la conduite (en m) :{ l’épaisseur varie en fonction de la matière et le diamètre}.

K : dépend de l élasticité du matériau constituant la conduite ;

- k = 0.5 pour l’acier

- k = 1.0 pour la fonte

- k = 5.0 pour le béton (amiante de ciment)

- k = 0.5 pour le béton armé (comme l’acier), mais on remplace l’épaisseur « e » par

l’épaisseur fictive qui correspond à la surface d’acier de la section.

- k (Polyéthylène) = 8,33

k= 1E

. 1010

Avec E : Module d'élasticité du polyéthylène = 1200.106 N/mm²

AN : k= 1

1200. 106.1010=8,33





I.1.2 Estimation de la surpression et la dépression :

- En cas d’arrêt brusque, c’est à dire si le temps d’arrêt (fermeture d’une vanne) est inférieur à

2.Lc

, la hauteur de surpression ou de dépression est égale à :

∆ H=c . U 0

g

- En cas d’arrêt progressif, si t¿2. L

c , la hauteur de surpression ou de dépression est égale à :

∆ H =2. L .U 0

g .t

Dans les quelles :

∆ H : est la hauteur (en mètres d’eau) de la pression ou de la dépression.

c : est la célérité de l’onde ou vitesse de propagation calculée par la formule d’ALLIEVI

(en première approximation : c = 1000 m/s environ).

U0 : est la vitesse initiale dans la canalisation (en m)

L : est la longueur de la canalisation (en m)

t : est le temps d’arrêt des pompes ou des fermeture d’une vanne (en secondes).

Exemple : tronçon 1-2, 2-3, 3-4, 4-5

Longueur total = 720,00 ml

Vitesse de départ = 0,57 m/s

Fermeture d’une robinet vanne à opercule DN 80.

Temps d'arrêt de la vanne = 15 seconde (d'après fournisseur)





la vitesse de propagation des ondes

Équation 13:

c= 9900

√49+ k . De

c= 9900

√49+ 8,33 ×0,11080,0081

c=775,86 m /s

Estimation de la surpression et la dépression

2.Lc

=2× 720775,86

=1,86 seconde<15 seconde(tempreél de la fermet ure de la vanne)

∆ H =2. L .U 0

g .t=2 ×720 × 0,57

9,81× 15=¿ 5,57m

I.1.3 Estimation de la pression :

Pour obtenir la pression au sol, il faut ajouter les pertes de charge « J » du régime permanant

avant l’apparition du coup de bélier.

La pression totale dans la conduite est P= (∆ H+J ) ×9,81.10−2 (bars)

∆ H=3,34 m

J = 3,89 m

AN:P= (5,57+3,89 ) ×9,81. 10−2=0,92 (bars )≅ 1( s̄ )<PN de laconduite=10 s̄

N.B : A vérifier la pression trouver avec la pression admissible du conduit donnée par le

constructeur.

VERIFIER





II. Vérification du stabilité du réseau aux pressions :

Locaux Cote (m) ΔH/pt de refoulement

Origine de

refoulement 88,00 0,00

Sortie réservoir 89,00 1,00

Réservoir (plein) 91,00 3,00

Bâtiments 2 79,30 -8,70


Bâtiments 3 79,51 -8,49


Locaux sociaux 83,10 -4,90

Département POL 79,00 -9,00

Atelier Pt 2 83,22 -4,78

Atelier Pt 1 83,30 -4,70

Local Camion 77,50 -10,50

WC 1 79,50 -8,50

WC 2 97,00 9,00

Pour le "local camion" et la "WC 2" il y'a une différence max de hauteur ± environ10 m le

maître de l'ouvrage demandait une pression max aux orifices de 15 à 35 mètres, ce que nous pousse a

régler suivant un pressostat la pression entre une pression min de 25 mètre plus les pertes de charge

et une pression max de 25 mètre plus la perte de charge.






CHAPITRE V

MONTAGE ET EXECUTION DES

TRAVAUX DE POSE




I. Exécution des travaux de pose :

I.1 Le matériel nécessaire :Tractopelle.

Pelle équipée d’une brise roche.

Machine de soudure bout-à-bout.

Machine de soudure par manchon électro-soudable.

Camion pour évacuation des déblais.

I.2 Précautions nécessaires :Il est tenu de prendre toutes les précautions nécessaires au voisinage des câbles et canalisation

existantes, on doit avant tout :

Contacter les différents concessionnaires (STEG, PTT, ONAS, Communes, …) afin de

prendre connaissance de l’encombrement du sol.

Exécution des profils en long : (Voir annexe profil en long)

Avant de procédé au travaux de terrassement et au pose l’entreprise et tenu de faire les profils

en long du conduite tout en respectant des pentes bien déterminé exigé par la réglementation qui

défini une pente minimale égale à 0.2% et une rampe maximale égale à 0.4%.

II. Implantation des conduites :

SOTACIB comme étant le maitre d’ouvrage fourni un tracé de principe qui devra être

reconnu par l’entreprise, celle ci procédera au piquetage définitif.

On peut exceptionnellement s’approcher à 1,50 m des arbres à condition de prendre des

dispositions particulières avec le propriétaire ou le gestionnaire des arbres pour éviter la

détérioration des réseaux par les racines et le dépérissement des végétaux.

Il est interdit de couper des racines de diamètre supérieur à 5 cm. En cas de coupure

accidentelle de racines de dia- mètre supérieur à 5 cm, le gestionnaire de l’arbre doit en être averti.

Les tranchées longitudinales ne doivent pas être situées à proximité immédiate de

constructions (y compris bordures, caniveaux,...) pour ne pas les déstabiliser.





Une distance minimale de 0,30 m est à respecter sauf en cas d’impossibilité technique et

après accord du gestionnaire du domaine public ou privé.

0,30 m

II.1 Travaux topographiques :

Avant tous travaux le topographe de l’entreprise devra établir le profil en long du tracé, ainsi

que l’emplacement des ouvrages, ces plans devront être soumis à la probation de la SONEDE.

Pour exécuter le profile en long, le topographe devra observer les règlements suivant :

A- Le calage devra être tel que la profondeur de la génératrice supérieure des conduites ne soient pas

inferieure à 80cm

B- La pente minimale ascendante est de 2/1000

C- La pente minimale descendante est de 4/1000

D - fouille en tranchée :

Après approbation du profil en long par le maître de l’ouvrage et l’obtention de l’accord des

autorités locales, l’Entrepreneur devra procéder à l’exécution normale des fouilles.les largeurs des

fouilles en tranchée devront être compatibles avec une bonne pose de tuyaux. En aucun cas, elles ne

pourront être inferieures au diamètre nominal des conduites majorées de 0,50 m. les largeurs qui

prises en compte pour les attachements sont les suivantes :

II.2 Le terrassement :


DE 90 L=0,6

DE

110

L=0,6

DE

160

L=0,65

DE

200

L=0,70

DE

315

L=0,80




D'une façon générale, tout mouvement de terres (remblai ou déblai) constitue un

terrassement.

Creuser une fouille, rigole ou plus généralement modifier le relief du sol représente en soi des

terrassements. (Voir fig.5)

Figure 5: Pose conduite

II.2.1 Pose de conduite :L’Entrepreneur procède à la pose des conduits en respectant les profils en long

particulièrement en ce qui concerne l’implantation des ouvrages. Le fond de fouille sera

soigneusement préparé avant la pose et il sera purgé des gros éléments pierreux. En ce qui concerne

la pose des tuyaux en polyéthylènes l’entreprise doit respecter les conditions et les étapes de

l’éléctrosoudage par manchons et celle relatives au soudage bout à bout par élément

chauffant distinguons ainsi ces deux types :

II.2.1.a Eléctrosoudage par manchon :Etapes de soudure :

Le personnel qualifié pour effectuer les opérations des soudures doit obligatoirement suivre

les étapes suivantes dans leur ordre de classement d’une façon continue et sans interruption :

- utiliser obligatoirement un positionneur .

- couper perpendiculairement les tuyaux par des outils de coupe appropriés (coupe tube).

- tracer les limites de soudage sur la conduite .





- afin d’enlever la couche oxydée, préparer les surfaces de soudages des tuyaux et raccords par

grattage des tuyaux de l’ordre de 0,15 mm en utilisant obligatoirement un grattoir mécanique ou

surfaçeur et éliminer tous les copeaux.

- nettoyer la surface de soudage en utilisant un décapant ou un tissu de dégraissage spécial. Ne pas

oublier le nettoyage de l’intérieur des manchons.

- veiller à l’emboîtement des deux extrémités jusqu’au marquage.

- respecter le mode de soudage et les temps de soudage et de refroidissement suivant les

recommandations des fournisseurs des raccords et des machines de soudage .

Les caractéristiques d’électro-soudage (n° d’ordre, temps de soudage de refroidissement,

température…) doivent être indiquées, par soudure, soit par impression journalière des données

enregistrées par la machine d’électro-soudage soit par le remplissage d’un tableau selon le modèle ci-

après.

Les numéros d’ordre des soudures de référence (première soudure, point haut, point bas,

raccord, point intermédiaire …) doivent être obligatoirement indiqués sur les profiles en long

d’exécution des conduites.

II.2.1.b Soudage bout à bout par élément chauffant : Le soudage bout à bout est utilisé pour rassembler des tubes et des raccords en polyéthylène

d’épaisseurs identiques et d’indices de fluidités comparables entre eux sans apport de matière. Le

procédé de soudage bout à bout consiste à chauffer à l’aide d’un miroir les extrémités alignées des

tubes ou/et des raccords dans des conditions de pression définies.

Après le retrait du miroir, les extrémités portées à bonne température sont rapidement mises

en contacte et maintenues sous pression pendant le cycle complet de refroidissement

La qualité de l’assemblage exige le respect des règles de mise en œuvre et l’utilisation d’une

machine à souder hydraulique.

Les paramètres de soudage doivent être impérativement relevés des documents fournis par le

fabricant de la machine à souder.

La machine à souder hydraulique comprend obligatoirement :

- la machine de base avec outils de serrage et tuyaux hydrauliques.

- le groupe hydraulique .

- le rabot.

- le miroir à souder avec sonde température

- les bagues de compensation (Mâchoires)

- les accessoires de mesure : thermomètre, chronomètre …





Les étapes pratiques de soudage bout à bout par élément chauffant :

1- Mettre en place l’appareil de soudage.

2- Si nécessaire, installer une tente pour le soudage (en cas de fort ensoleillement)

3- Aligner et caler les tuyaux à souder à l’aide de support à rouleaux ou autre moyens.

4- Positionner les tubes ou les raccords et obturer les autres extrémités des tubes.

5- Mettre en place le rabot.

6- Raboter les surfaces à souder .les extrémités des tubes ou pièces sont considérées planes quand,

sur toutes la circonférence, un copeau uniforme s’est formé sur les deux côtés de rabot.

7- Retirer le rabot.

8- Eliminer les copeaux à l’aide d’un pinceau en évitant de toucher les surfaces raboTees

9- Vérifier le parallélisme des surfaces de contact en les rapprochant l’un de l’autre, le jeu ne doit pas

dépasser 0,5 mm.

10- Vérifier le dénivellement des tubes.

11- Vérifier la propreté de l’élément chauffant. au cas où ses surfaces sont sales nettoyer les deux faces

avec un papier non peluchant imprégné d’alcool à bruler.

12- Vérifier température de soudage de l’élément, la chauffant la réajuster si nécessaire.

13- Déterminer la pression P nécessaire au déplacement de la pièce ou le tube et l’inscrire dans le

procès verbal de la soudure.

14- Déterminer la valeur de la pression pour le chauffage et l’égalisation (le soudage) et l’inscrire dans

le procès verbal de la soudure.

15- Insérer l’élément chauffant.

16- Monter la pression d’égalisation qui est de l’ordre de 1,5 bars pour passer les surfaces à souder

contre l’élément chauffant jusqu’à la formation du bourrelet sur le tout le pourtour du tube de

hauteur selon l’épaisseur des tuyaux.

17- Réduire la pression pour le chauffage à une valeur de 0,1 à 0,2 bars.

18- Après un temps de chauffage suffisant, éloigner de l’élément chauffant les surfaces à souder.

19- Retirer l’élément chauffant et assembler les pièces (escamotage). la durée de l’escamotage est de

l’ordre de quelques secondes.

20- Augmenter de façon presque linéaire la pression de soudage jusqu’à la valeur de 1,5 bars.





21- Tout en maintenant la pression de soudage, laissé refroidir la pièce pendant la durée de

refroidissement indiquée.

22- Les caractéristiques de soudage (n° d’ordre, pression, d’égalisation, pression de soudage …)

doivent être indiquées, par soudure, soit par impression journalière des données enregistrées par la

machine de soudage.

Directives Générales de soudage bout a bout :

- Il est indispensable de suivre les paramètres de soudage indiqués par le fabriquant de la machine de

soudage.

- Si des rayons solaires échauffants irrégulièrement le tube, il faut égaliser les températures en

couvrant à temps le tube à proximité de la soudure.

- Les surfaces à assembler ne doivent pas être détériorées et doivent être exemptées de souillures

(telles que poussières, graisses ou copeaux).

- Ne nettoyer les surfaces à assembler que juste avant le soudage.

- Il faut s’assurer que les zones de soudage ne soient pas soumises à des contraintes pendant le

soudage et jusqu’à refroidissement complet des pièces.

- Les extrémités des tubes doivent être rabotées simultanément. l’épaisseur des copeaux doit être

égale ou inferieur à 0,2 mm. les surfaces ainsi usinées ne doivent pas être touchées, sinon il faut

recommencer la préparation.

- Après le rabotage, contrôler si les surfaces à souder soudé sont exactement parallèles. a cet effet,

les surfaces à souder des pièces fixées dans la machine sont appliquées l’une contre l’autre. Le jeu

ne doit en aucun cas dépasser les 0,5 mm.

- Afin d’éviter un refroidissement par courant d’air à l’intérieur du tube, il faut obturer les ouvertures

situées à l’opposé de la soudure.

- Avant le début de soudage vérifier la température de soudage préréglée sur l’élément chauffant

(210 ± 10 °C) en utilisant un thermomètre intégré ou un appareil de mesure à indication rapide. ne

commencer le soudage des pièces que (05) minutes après que l’élément chauffant ait atteint sa

température.

- Dans le but d’assurer une bonne répartition de la température sur l’élément chauffant et d’éviter les

souillures ou les détériorations, il faut maintenir l’élément chauffant avant et après chaque soudure

- dans une diapositive de protection.

II.2.1.C Pose de la diapositive avertisseuse :





La pose du dispositif avertisseur avec fil conducteur se fera en même temps que la pose de la

canalisation à 0,3 m au dessus de la génératrice supérieure de la conduite au centre de la tranchée y

compris toutes sujétions après accord du maître de l’ouvrage.

III. Essai du réseau:

Après calage, les tuyaux posés seront soumis à un essai d’étanchéité par tronçon. Cet essai

devra se faire en présence du représentant du Maître de l’ouvrage et faire l’objet d’un procès verbal

contradictoire.

Le matériel nécessaire aux essais (pompe, compteurs, manomètres, butées, appareil

enregistreur) sera fourni par l’entrepreneur et les dispositions correspondantes devront obtenir

l’approbation du Maître de l’ouvrage.

La longueur des tronçons d’essai sera définie en accord avec le Maître de l’ouvrage. Durant le

remplissage, l’Entrepreneur devra vérifier le bon fonctionnement des ventouses

Tuyaux en polyéthylène :

L’essai doit être effectué conformément aux prescriptions de la norme internationale 4279 :

III.1 Mise en pression préliminaire : Cette mise en charge préliminaire a pour but de stabiliser la conduite sur le plan volume,

longueur, différence de température, ….suite à son remplissage sous pression .cette opération

préliminaire joue un rôle important dans le bon déroulement de l’essai définitif et s’effectue pendant

12 heures au moins avec une pression égale à 1,5 PN, qui doit être remise en état toutes les deux

heures.

III.1.a L’essai principal :

L’essai principal à lieu directement après la fin de la mise en pression préliminaire et sa durée est

indiqué ci-après. La pression est égale à 1,3 PN.

III.1.b Jugement de l’essai :

Les conditions d’essai sont remplies lorsque pendant la durée de l’essai principale la chute de

pression n’a pas dépassé 0,1 bars par heure.


DE (mm) Durée

d’essai

DE≤160 3h

DE≥200 6h




Remblayage des tranchées :

L’exécution des remblais pour le comblement des tranchées.

CONCLUSION

Dans le cadre de ce projet de fin d’année en a étudier un réseaux d'eau potable

exceptionnellement avec un système de pompage ce qui nous a donner l'opportunité d'étudier la

partie hydraulique toutes en tenant compte de l'étude de dimensionnement des pompes, et comme

toutes études de projet, la bonne exécution de ce dernier a une grande influence sur son succès, ce

qui nous a pousser a étudier la partie pose de la conduite en tenant compte des conditions

nécessaires qui donneraient plus de valeur a notre étude et assure son succès.

Les Techniques acquises:

- La conception et le dimensionnement des conduites en polyéthylènes .

- Dimensionnement des pompes .

- l'implantation des conduite suivant un profils en longs en utilisant le logiciel micro-piste.

- Les différentes étapes de la pose des conduites

- Les Techniques de soudures pour les conduites en PEHD.






ANNEXES




Résistance maximum à la traction :

Pose à 20° C

Ømm10

SDR 51ép. daN- -

SDR 41ép. daN- -

SDR 33ép. daN- -

SDR 26ép. daN- -

SDR 22ép. daN- -

SDR 21ép. daN- -

SDR 17.6ép. daN

- -12 - - - - - - - - - - - - - -16 - - - - - - - - - - - - - -20 - - - - - - - - - - - - - -25 - - - - - - - - - - - - - -32 - - - - - - - - - - - - 1.8 17540 - - - - - - 1.8 221 1.9 232 1.9 232 2.3 27850 - - - - 1.8 278 2.0 308 2.3 352 2.4 366 2.9 43863 - - 1.8 353 2.0 391 2.5 485 2.9 559 3.0 577 3.6 68575 1.8 422 1.9 445 2.3 536 2.9 670 3.5 802 3.6 824 4.3 97490 1.8 509 2.2 619 2.8 782 3.5 970 4.1 1128 4.3 1181 5.1 1387

110 2.2 760 2.7 928 3.4 1161 4.2 1424 5.0 1682 5.3 1778 6.3 2093125 2.5 981 3.1 1211 3.9 1513 4.8 1848 5.7 2178 6.0 2287 7.1 2681140 2.8 1231 3.5 1530 4.3 1869 5.4 2328 6.4 2739 6.7 2861 8.0 3382160 3.2 1607 4.0 1999 4.9 2434 6.2 3054 7.3 3570 7.7 3756 9.1 4398180 3.6 2034 4.4 2475 5.5 3074 6.9 3825 8.2 4512 8.6 4721 10.2 5547200 3.9 2450 4.9 3062 6.2 3448 7.7 4742 9.1 5564 9.6 5854 11.4 6886225 4.4 3109 5.5 3867 6.9 4820 8.6 5960 10.3 7082 10.8 7409 12.8 8699250 4.9 3847 6.2 4841 7.7 5975 9.6 7391 11.4 8711 11.9 9074 14.2 10723280 5.5 4835 6.9 6035 8.6 7475 10.7 9228 12.8 10953 13.4 11441 15.9 13448315 6.2 6132 7.7 7578 9.7 9484 12.1 11738 14.4 13863 15.0 14411 17.9 17031355 7.0 7802 8.7 9649 10.9 12012 13.6 14870 16.2 17577 16.9 18299 20.1 21558400 7.9 9920 9.8 12246 12.3 15272 15.3 18850 18.2 22253 19.1 23299 22.7 27428450 8.8 12434 11.0 15465 13.8 19278 17.2 23840 20.5 28197 21.5 29504 25.5 34666500 9.8 15385 12.3 19211 15.3 23749 19.1 29416 22.8 34844 23.9 36440 28.4 42892560 11.0 19340 13.7 23969 17.2 29899 21.4 36912 25.5 43649 26.7 45600 31.7 53632









CATALOGUE DES POMPES : Pompe N°1:





Pompe N°2

Pompe N°3





Pompe 4





SOUDURE BOUT A BOUT :



Documents

Eau Potable Et Surpresseur (Bouazizi-raki)