Présentation
INTRODUCTION
Concevoir un réseau ou une installation sanitaire impose de s’intéresser de très près aux lois fondamentales qui régissent la mécanique des fluides. L’expression de la vitesse, de l’énergie, les équations déterminant l’écoulement des liquides dans les tuyaux cylindriques, autant de concepts nécessaires aux calculs des canalisations. Pour aider à l’approche théorique, il est fait appel à des définitions ou des notions comme les coefficients pondérateurs de pointe, de simultanéité, les débits de base, probables, simultanés et instantanés. Sont déterminés ensuite, sur la base des besoins, les éléments de calcul spécifique aux canalisations qu’elles soient d’adduction, d’alimentation, d’évacuation des eaux usées et eaux-vannes. Les eaux pluviales possèdent des données de base autres, qui sont l’intensité moyenne de précipitation et le coefficient de ruissellement, caractérisant la capacité de rétention d’une surface.
Les conditions d’écoulement à l’intérieur des conduites sont impactées directement par le débit, la vitesse du fluide, le diamètre de la canalisation. Elles sont 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 est également asservi au matériau constituant la conduite, sa nature (fonte, acier, ciment poli, béton, matière plastique), la qualité de sa paroi intérieure et son degré d’incrustation. Les équations théoriques sont donc corrigées pour tenir compte de ces influences multiples et en perpétuelle évolution de certains de ces matériaux.
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- Version courante de sept. 2016 par Éditions Techniques de l’Ingénieur
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Réseaux d’évacuation| Plan de la page |
I - Canalisations métalliques
Malgré la faveur de certaines formules modernes, les trois formules anciennes suivantes sont encore utilisées pour le calcul de la perte de charge avec :- D : diamètre de la conduite, en mètres ;
- U : vitesse moyenne d’écoulement de l’eau en mètres par seconde ;
- J : perte de charge en mètres d’eau par mètre de longueur de tuyau.
A - Tuyaux en fonte
Formule de Darcy (1857)
La formule de Darcy est acceptable pour des diamètres compris entre 0,040 m et 0,500 m. Elle exprime la perte de charge en fonction du diamètre, de la vitesse et de coefficients pondérateurs (α = 0,000507 et β = 0,000013) qui rendent compte de l’état d’incrustation des tuyaux en service. Il est à noter que pour des tuyaux neufs la perte de charge serait égale à la moitié de celle qui est obtenue à l’aide de la formule de Darcy :
B - Tuyaux en fonte ou en acier
Formule de Maurice Lévy (1867)
La formule de Maurice Lévy est à réserver aux diamètres supérieurs à 0,500 m. Sa mise en pratique se fait à l’aide d’un abaque ( cf . Fig. 1 ). Elle exprime la vitesse en fonction de la perte de charge et du diamètre :
C est un coefficient correcteur dont la valeur est de 20,5 pour la fonte incrustée et 26 pour les tuyaux en acier en service.
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Dimensionnement des canalisations d’eau
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