Les réseaux d'assainissement, 5e éd. , livre ebook

Réseaux… (Bourrier) I-XXVI.indd 6 14/05/2008 10:52:32Les réseaux
d’assainissement
Calculs – Applications – Perspectives
e5 édition
Régis Bourrier
11, rue Lavoisier
F-75008 Paris
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Chez le même éditeur
Diagnostic, aménagement et gestion des rivières
G. Degoutte, 2006
La gestion du risque inondation
B. Ledoux, 2005
Traitement des eaux de refroidissement
Aquaprox, 2005
Les stations de pompage d’eau
eASTEE, 6 édition, 2005
Gestion patrimoniale des réseaux d’assainissement urbains
RERAU et al., 2005
Restructuration des collecteurs visitables – tome 2
RERAU, 2004
Transfert gaz-liquide dans les procédés de traitement des eaux et effluents gazeux
M. Roustan, coord., 2003
Restructuration des collecteurs visitables – tome 1
RERAU, 2002
DANGER
LE
PHOTOCOPILLAGE
TUE LE LIVRE
© LAVOISIER, 2008
eISBN : 978‑2‑7430‑1051‑5 (5 édition)
eISBN : 2‑7430‑0164‑X (4 édition)
eISBN : 2‑85206‑711‑0 (3 édition)
eISBN : 2‑85206‑282‑8 (2 édition)
reISBN : 2‑85206‑113‑9 (1 édition)
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© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délitPréface
« Depuis quelques décennies, la manière dont se posent les problèmes de
conception et de gestion des systèmes d’assainissement, n’a cessé de se modifier,
et de plus en plus rapidement. Les raisons en sont nombreuses : développement de
l’urbanisation et du transport routier, qui nécessite davantage de zones revêtues,
diminution du temps de concentration des eaux, par de meilleurs écoulements,
accroissement de la consommation d’eau des individus et des industries. Outre
la conception des réseaux neufs, se pose également le problème de l’utilisation
optimale des réseaux existants, le plus souvent hétérogènes puisque construits au
cours des temps avec des techniques différentes.
Les réseaux d’aujourd’hui comportent déjà un nombre important de points
singuliers : vannes, dérivations, barrages, déversoirs, relevages,… Ils ne peuvent,
dans l’avenir, que devenir plus complexes encore. On tendra en effet toujours à en
accroître l’efficacité tout en cherchant à réduire la pollution, d’où par exemple la
multiplication d’indicateurs permettant de mieux prendre en compte les flux les
plus pollués.
Il existe d’excellents ouvrages de technologie de l’assainissement, mais l’auteur,
spécialiste de la conception des réseaux dans un bureau d’études en génie urbain
et environnement, s’est souvent trouvé quelque peu démuni dans la pratique, que
ce soit en France ou à l’étranger, pour rassembler les données physiques, hydrolo‑
giques, nécessaires à chaque projet et pour choisir entre les nombreuses méthodes
de calcul existantes ».
Tel était mon propos d’introduction quand j’écrivis la préface de la première
édition, je pus constater par sa qualité, que cet ouvrage annonçait un succès légi‑
time, et l’auteur trouve sa récompense dans l’accueil des professionnels pour qui
cet ouvrage a été conçu.
Il m’incombe à nouveau de présenter aux lecteurs cette édition qui, en bien des
endroits du texte, fut revue, complétée, considérablement augmentée, et qui traite
notamment :
– de la modélisation, cet ouvrage est le premier à ma connaissance à avoir exposé
clairement les outils de description topologique, de structuration des données
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© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délitIV Les réseaux d’assainissement
et les moyens informatiques disponibles dans le domaine, en particulier la
conception et la gestion assistée par ordinateur ;
– des données hydrologiques, en insistant sur leur analyse à partir d’exemples
caractéristiques, sur la construction des hyétogrammes synthétiques ou orage
modèle, sur les « pluies de projet » et pluies nettes ;
– des méthodes d’évaluation des débits pluviaux avec des développements
originaux sur la détermination des isochrones de ruissellement, ainsi que les
résultats d’essais comparatifs entre divers modèles ;
– d es rétentions du ruissellement sous toutes ses formes et l’influence des
méthodes de calcul sur le dimensionnement ;
– de l’appréciation des flux polluants, de l’effet des rejets et de leur impact sur
les milieux naturels ;
– d es calculs hydrauliques des réseaux existants en régime permanent et
variable en dotant le domaine du fondement solide indispensable. Les orga‑
nigrammes précis des opérations permettent d’appréhender manuellement le
calcul de quelques tronçons ;
– des dimensionnements des ouvrages à ciel ouvert et enterrés avec leurs singu‑
larités où l’utilisation de l’informatique trouve naturellement sa place ;
– d e la gestion fonctionnelle des réseaux et de la préoccupation essentielle de
l’auteur en matière de diagnostic permanent, de simulations des comporte‑
ments et de réhabilitation ;
– d es réflexions pertinentes sur les modélisations pour satisfaire à une approche
hiérarchisée des processus d’études et d’aides à la gestion automatisée ;
– des aspects urbanistique et écologique ou : « comment concevoir un urba‑
nisme qui intègre le mieux les contraintes techniques de l’assainissement, et
les rendre plus légères, voire esthétiques », bien que les aspects proprement
économiques ne soient pas négligés.
On trouve généralement peu d’élements sur les coûts, sans doute en raison de
la crainte de voir les données fournies, rapidement faussées par l’inflation. Il n’en
demeure pas moins que si ces renseignements ne sont pas d’une grande précision,
ils permettent d’estimer les ordres de grandeur, d’apprécier la valeur des patri‑
moines et de comparer les solutions.
Un tel ouvrage eût été incomplet — et l’auteur l’a bien compris — si une large
place n’y avait été réservée aux dispositions constructives où les systèmes et
composants dépendent de technologies avancées, de techniques harmonisées qui
n’entraînent pas pour autant de surcoûts, qui doivent faire l’objet de chartre de
qualité ou de label et c’est au concepteur de les promouvoir.
À mes yeux, le principal mérite de la nouvelle édition est d’avoir réuni en un
seul volume, une somme de renseignements d’ordre pratique dont la collecte
nécessiterait la consultation d’un grand nombre d’ouvrages particuliers, de publi‑
cations sur l’hydrologie et l’hydraulique urbaine.
Avec cette quatrième édition, c’est plus qu’un complément de mise à jour, ce
sont les résultats d’investigations pragmatiques sur d’importantes études menées
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© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit‑
Préface V
en France et à l’étranger, d’applications raisonnées de modèles dans tous les
domaines, où l’efficacité repose sur l’expérience.
C’est une autre démarche, sans complaisance sur les pratiques actuelles,
non par goût du paradoxe, mais pour qu’il ne s’agisse pas de répéter les mêmes
doctrines conceptuelles applicables à tous les cas.
C’est en parfaite adéquation avec les réalités des systèmes d’assainissement
qu’il convient de requérir à une approche graduée, confortée d’outils spécifiques à
chaque problème à résoudre, qui se résume à ces concepts :
– analyser pour comprendre ;
– calculer pour proposer ;
– simuler pour agir.
Aussi, la démarche préconisée tout au long de cet ouvrage sous tend comme
dans tout autre processus d’études, la nécessité d’analyses préalables, de modes
de calculs différenciées et de comparaisons avant de procéder à une simulation
globale.
L’ambition de cet ouvrage est en résumé, de présenter clairement les techniques
actuelles de l’assainissement en pleine mutation et de contribuer, par les réflexions
qu’elles pourront susciter, à la protection indispensable de l’environnement.
J. G. Claudon
Ingénieur des Ponts et Chaussées
Président du Groupe Poliet
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Avant-propos
L’assainissement, lié étroitement à l’alimentation en eau et à l’urbanisation,
requiert des réalisations aussi anciennes que la civilisation humaine. On possède
de nombreux témoignages dans l’antiquité de l’existence d’ouvrages, de canaux
d’évacuation des eaux usées, dont le plus célèbre fut le grand collecteur de Rome
Cloaca maxima menant à un épandage dans les champs d’oliviers.
Depuis ces temps anciens, les progrès furent lents et laborieux, pour donner
enfin le jour à une évolution progressive des sciences de l’hydrologie et de
l’hydraulique, avec notamment A. Chezy, ingénieur du « Pavé de Paris » au
e siècle, qui établit la première formule d’écoulement en régime uniforme,
et ce n’est qu’en 1897, il y a juste 100 ans que H.E. Bazin donnera la formule de
perte de charge la plus connue et ensuite les formules du débit des déversoirs à
crête mince, épaisse ou arrondie, à seuil vertical et incliné, encore couramment
utilisées de nos jours.
Dans le même temps, R. Manning s’appuyant sur la formule de A. Chezy
donnera l’expression monôme de la perte de charge et de la vitesse, formule la
plus préconisée actuellement.
Jusqu’à cette époque, les techniques de l’assainissement se réduisaient à des
caniveaux, des fossés à ciel ouvert, qui conduisaient les effluents,