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RÉSUMÉ
Cet article traite spécifiquement des conditions d’écoulement à l’intérieur des conduites d’un réseau d’alimentation en eau, et des pertes occasionnées par les raccords, coudes, ainsi que par la géographie du réseau. La connaissance des débits et des pertes de charge locales est déterminante pour le bon dimensionnement des canalisations.
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Éditions Techniques de l’Ingénieur -
INTRODUCTION
Après avoir utilisé les lois fondamentales de la mécanique des fluides [TBA2515], la conception de réseaux d’alimentation en eau (dont la fourniture d’eau destinée à la consommation humaine), et d’évacuation et traitement des eaux usées, doit aborder la démarche hydraulique et ainsi toutes les conditions d’écoulement à l’intérieur des conduites, que l’adduction soit gravitaire ou par refoulement. Ces conditions sont impactées directement par le débit, la vitesse du fluide, le diamètre de la canalisation, mais également conditionnées par la résultante des pertes de charge ; pertes locales occasionnées par les raccords, coudes, divergents et convergents des canalisations, et les commandes des appareils ; pertes dues à la géographie du réseau.
Le dimensionnement des canalisations, fonction du matériau constituant la conduite, de sa nature (fonte, acier, ciment poli, béton, matière plastique), de la qualité de sa paroi intérieure, est traité dans l’article [TBA2517].
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3. Débits et pertes de charge dans les réseaux
3.1 Réseau ramifié
La géographie d’un réseau ramifié (figure 11) ressemble à l’architecture d’un arbre, celle-ci convient le plus souvent aux réseaux d’évacuation et aux réseaux d’alimentation intérieurs des bâtiments. Son principal inconvénient consiste en l’isolement des puisages d’aval en cas de problème intervenant sur une conduite.
Les réseaux ramifiés vérifient la première loi de Kirchhoff selon laquelle la somme des débits qui aboutissent à un nœud est égale à la somme des débits qui s’en éloignent.
HAUT DE PAGE3.2 Réseau maillé
Un réseau est maillé (figure 12) lorsque les éléments de canalisation forment un ensemble de bouclages refermés sur eux-mêmes. Cette structure offre l’avantage d’équilibrer les débits et d’assurer l’adduction de l’eau dans tout le réseau en cas de désordre localisé.
Dans un réseau maillé de quelque complexité, le sens de la circulation de l’eau dans les canalisations ne peut être déterminé avec exactitude du premier coup. La répartition des débits dans les canalisations ne peut être évaluée que par hypothèse, en tenant compte du fait que pour assurer une circulation normale, il doit y avoir égalité des pressions au point de rencontre de deux courants.
Les bases de la méthode d’évaluation sont issues des lois de Kirchhoff, appliquées à l’hydraulique, qui régissent l’écoulement permanent et uniforme des fluides :
-
équations de continuité ;
-
équations des pertes de charge.
Parmi les diverses méthodes utilisées, celle de Hardy-Cross, dite d’égalisation des charges, permet par ajustements successifs d’obtenir le débit et le sens d’écoulement du fluide qui circule dans les canalisations.
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Les lois de Kirchhoff définissent...
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Débits et pertes de charge dans les réseaux
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Conception des réseaux et des installations en eau- Approche par la mécanique des fluides
-
Conception des réseaux et des installations – Dimensionnement (2016)
ANNEXES
Loi 2006 – 1772 du 30 décembre 2006 portant sur l’eau et les milieux aquatiques
Règlement sanitaire
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Code de la santé publique Articles R 1321-1 à R 1321-66, D 1321-67 et D 1321-68
Code des collectivités locales – Articles R 2224-6 à R 2224-22-6
Code de la construction et de l’habitation – Articles L135-1 et R135-1 – Chapitre V : Économie des consommations d’eau dans les immeubles
Décret n° 2007-49 du 11 janvier 2007 relatif à la sécurité sanitaire des eaux destinées à la consommation humaine
Décret n° 2001-1220 du 20 décembre 2001 modifié relatif aux eaux destinées à la consommation humaine, à l’exclusion des eaux minérales naturelles
Arrêté du 17 décembre 2008 relatif au contrôle des installations privatives de distribution d’eau potable, des ouvrages de prélèvement, puits et forages et des ouvrages de récupération des eaux de pluie
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NF EN 806-1 (juin 2001), Spécifications techniques relatives aux installations pour l’eau destinée à la consommation...
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