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L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 1
Mémoire
Stage d’initiation en Entreprise (SE)
Titre du mémoire
L’Assainissement sous vide
Présenté par :
- Hassan EL MADI
- Abdelali AMADAR
Soutenu le ...../04/2013, Devant les membres du jury
- Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
- Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
- Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
- Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
Année universitaire 2012/2013
Licence Professionnelle :
Gestion de l’Assainissement en Milieu Urbain
Promotion : 2012/2013
Encadrant : Pr. Imad fars ITTOUNI, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 2
REMERCIEMENTS
Avant tout développement sur cette expérience professionnelle ,il apparaît opportun
de commencer nos remerciements par ALLAH qui par sa grâce et son infinie bonté nous a
permis de réaliser ce présent travail. Ainsi il m’est particulièrement agréable d’exprimer
mes vifs remerciements et ma profonde gratitude à toute personne qui nous avons aidée,
de loin ou de prés, pour réaliser ce travail.
Mes remerciements sont également adressés à notre professeur Imad Fars ITOUNI,
pour sa compréhension, son engagements, ses conseils qui étaient d’une aide
inestimable, sa disponibilité et son soutien dans notre recherche d’informations lors de
l’élaboration du rapport.
Nos remerciements vont également à toute l’équipe pédagogique de la formation
LP-GAMU et en particulier, le responsable de la formation M. Boujamaa IMZILN pour ses
efforts considérables en matière de gestion et organisation des cours durant l’année de
formation.
Notre profonde gratitude et hommages les plus respectueux aux membres de jury
qui ont accepté de participer à l’évaluation de ce travail.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 3
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENTS ............................................................................................................................. 2
TABLE DES MATIERES...................................................................................................................... 3
LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES ........................................................................... 5
LISTE DES FIGURES.......................................................................................................................... 6
LISTE DES TABLEAUX....................................................................................................................... 6
INTRODUCTION.................................................................................................................................. 7
I. HISTORIQUES :........................................................................................................................... 9
II. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN RSV : ................................................................11
III. SYSTEMES D’ASPIRATION :.................................................................................................14
III .1 Les vannes ou valves : .........................................................................................................14
III .2 Les unités de contrôle ou activateurs :.................................................................................15
III .3 Les bâches de transfert ou regard de collecte :...................................................................16
III .4 Les canalisations :.................................................................................................................17
III .5 La centrale de vide :..............................................................................................................18
III .5.1 Les pompes à vide : ........................................................................................................19
III .5.2 Les pompes de refoulement :..........................................................................................19
IV. LES CRITERES DE CHOIX D’UN RSV :................................................................................20
V. LES CARACTERISTIQUES D’UN RSV :....................................................................................20
VI. LA CONCEPTION D’UN RSV : ...............................................................................................22
VI.1 Dimensionnement du réseau : ..............................................................................................22
VI.1.1 Disposition générale : ......................................................................................................22
VI.1.2 Débit à prendre en compte : ............................................................................................22
VI.1.3 Calcul des pertes de charges et dimensionnement des canalisations :.........................22
VI.1.4 Les paramètres de conception des conduites principales :............................................24
VI.1.5 Limites du système :........................................................................................................26
VI.2 Dimensionnement de la station de vide : ..............................................................................26
VI.2.1 Pompes de refoulement :.................................................................................................26
VI.2.2 Pompe à vide : .................................................................................................................27
VI.2.3 Cuves de stockage et de réserve de vide : .....................................................................27
VII. EXPLOITATION ET MAINTENANCE : .................................................................................30
VIII. LA COMPARAISON ENTRE LE RSV ET LES AUTRES RESEAUX :..............................31
IX. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS D’UN RSV : ..................................................32
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 4
X. LES PROJETS REALISES AU MAROC :...............................................................................33
X.1 Le projet « Marina Saidia » : ..................................................................................................33
X.2 Le projet « Marina Bouregreg » :............................................................................................34
CONCLUSION.........................................................................................................................................36
BIBLIOGRAPHIE .....................................................................................................................................37
ANNEXES...........................................................................................................................................38
ANNEXE 1 : Principe de fonctionnement d’un réseau d’assainissement sous vide .........................39
ANNEXE 2 : Réseau d’assainissement sous vide.............................................................................40
ANNEXE 2 : ETUDE DE CAS ............................................................................................................41
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 5
LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES
ABS : la fibre de verre revêtement époxy ;
D : Dénivellation (m) ;
H : Hauteur de relèvement (m) ;
HMT : Hauteur Manométrique totale (m) ;
Hs : Hauteur statique (m) ;
Hv : Hauteur due au vide (m) ;
i : Pente (m/m) ;
J : Perte de charge linéaire (m/m) ;
L : Longueur (m) ;
Lmax : Longueur maximal (m) ;
NGF : nivellement général de la France ;
P : Puissance (kW) ;
Pa : Pascal unité de mesure de pression ;
Pa : Pression atmosphérique (kPa) ;
PEHD : Polyéthylène haute densité ;
Pmax : Pression maximum (kPa) ;
Pmin : Pression minimum (kPa) ;
Pmoy : Pression moyenne (kPa) ;
PN : Pression nominal ;
Po : Pouce unité de mesure 1po= 25,4mm ;
PVC : Polychlorure de vinyle ;
Qamax : Débit de pointe de l’air dans la
canalisation (m3
/h) ;
Qemax :Débit de point de l’effluent (m3
/h) ;
Qs : Débit des pompes de refoulement
(m3
/h) ;
Qv : Débit des pompes à vide (m3
/h) ;
RGC: Réseau Gravitaire Conventionnel ;
RSP : Réseau Sous Pression ;
RSV : Réseau Sous Vide ;
V : Volume total de la cuve (m3
) ;
Vo : Volume des canalisations contribuant à la
réserve de vide (m3
) ;
Ve : Volume nécessaire au stockage des
effluents (m3
) ;
Vr : Volume nécessaire à la réserve de vide
dans le système (m3
) ;
VV : Volume nécessaire à la réserve de vide
dans la cuve (m3
) ;
Zr : Nombre de démarrages admissibles par
heure des pompes de refoulement ;
Zv : Nombre de démarrage admissible par
heure d’une pompe à vide ;
ΔH : Hauteur de remontée (m) ;
𝚫𝐏 : Pertes de charge (m) ;
 : Diamètre (m).
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 6
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : TYPES DES RESEAUX DE L’ASSAINISSEMENT...........................................................................7
Figure 2 : Les profils de réseaux sous vide......................................................................................10
Figure 3: schéma général d’un réseau d’assainissement sous vide ................................................11
Figure 4 : Le modèle de poste de vanne d'interface résidentiel d’Airvac (modèle D)...................12
Figure 5: schéma de fonctionnement d’une valve. ...........................................................................14
Figure 6: principe de fonctionnement d’une vanne et de son contrôleur..........................................15
Figure 7: Schéma d’une bâche de transfert. .....................................................................................16
Figure 8: Conduite en dents de scie..................................................................................................17
Figure 9: La station centrale de collecte sous vide d’Airvac. ..........................................................18
Figure 10: Le réseau d'égouts sous vide comparé au réseau de distribution d'eau potable. ..........21
Figure 11: Schéma d’une remontée. [3] ............................................................................................23
Figure 12 : le profile d’une conduite principale sous vide. ................................................................25
Figure 13: La mise en œuvre de RSV à « Marina Saidia » ..............................................................33
Figure 14: Le plan de réseau de l’assainissement sous vide du port de plaisance Bouregreg.......34
Figure 15: deux pompes de refoulement de RSV « port de plaisance Bouregreg »........................35
Figure 16: Trois pompes à vide (central à vide du port de plaisance Bouregreg)............................35
Figure 17: La mise en œuvre du RSV du port de plaisance Bouregreg...........................................35
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Le débit maximum selon le diamètre des conduites principales. ...............................24
Tableau 2 : Pente des conduites entre deux relèvements................................................................25
Tableau 3 : Hauteur de relèvement selon le diamètre de la conduite. ..........................................25
Tableau 4: la comparaison entre le RSV, RGC et RSP....................................................................31
Tableau 5: Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide. ..........................................32
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 7
INTRODUCTION
L’assainissement vise différents objectifs :
 Préserver la santé des citoyens ;
 Protéger les ressources en eau, ses usagés et les milieux aquatiques
associés ;
 Prévenir le risque d’inondation en ville.
Dans cette perspective, des niveaux de services du système d’assainissement ont
été définis, modulant les exigences de performances selon les critères économiques ainsi
les conditions météorologiques, démographique, topographiques, hydrogéologiques et
géologiques du site à desservir.
Au Maroc, la collecte des eaux usées est assurée souvent par le système gravitaire
malgré que ce dernier présente des inconvénients majeurs dans certains cas (la difficulté
d’implantation, l’exfiltration vers la nappe, coût de construction très élevé…etc.), d’où vient
la nécessité de faire appel à de nouvelles techniques alternatives telles que les réseaux
sous vide.
Figure 1 : TYPES DES RESEAUX DE L’ASSAINISSEMENT
Source :(guide technique de la société d'experts-conseils E.A.T. Environnement)
Les types des réseauxde l’assainissement
Gravitaire
RG
conventionnel
RG à faible
diamètre
Sous pression
Avecpompessur
effluentsde fosses
septiques
Avecpompes
broyeuses
Sous vide
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 8
Dans un souci de traiter un sujet pas encore très évoqué et étudié à l’échelle
nationale, on a choisi comme intitulé à notre mémoire bibliographique : L’Assainissement
sous vide. Le principe de fonctionnement, la conception, l’exploitation ainsi que les
avantages de ce système par rapport aux autres seront traités dans ce mémoire. Ce
dernier comprendra aussi à sa fin un exemple concret d’application de ce système au
Maroc.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 9
I. HISTORIQUES :
C'est au milieu du dix-neuvième siècle que Charles Liernur a développé le concept
d'un système de collecte des eaux usées sous vide. Le profil des conduites était en
dents de scie (figure 1) et le système était opéré manuellement. Ce type de réseau
sous vide a été installé en Hollande, en France, en Russie et en Angleterre.
Plusieurs de ces systèmes desservaient de grands territoires et ont été utilisés
pendant plusieurs années. Par exemple, le réseau sous vide construit en 1892 à
Trouville sur Mer, en France, a fonctionné pendant 95 ans, jusqu'en 1987. Après
Liernur, Le Marquand, Gandilon, Chappee et Berlier ont conçu des réseaux de collecte
sous vide. Le premier système moderne a été mis au point par Joël Liljendahl
(Électrolux) qui a inventé une vanne d'interface automatique permettant d'aspirer les
eaux usées. En 1959, le premier réseau d'égouts résidentiel de ce type a été mis en
place, en Suède. Les réseaux de Liljendahl fonctionnaient avec des toilettes sous
vide. [1]
Le premier réseau sous vide français, dans la formule technique actuelle, date de
1971. La France coptait en 1992 une cinquantaine de réseaux d’assainissement sous
vide, dont 2 aménagements de pontons de bateaux, près de la moitié de ces réseaux se
trouve en Aquitaine, région où la topographie et la présence d’une nappe phréatique
élevée sont des conditions favorables au choix de ce système. [2]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 10
Les étapes de développement des RSV :
Source: Foreman, Bnan E. (1990). Flow Reghaes in Vacuum Sewerage System. East Midlands Branch
Institution of Water and Environmental Management.
Figure 2 : Les profils de réseaux sous vide
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 11
II. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN RSV :
Source : http://quavac.com/products/vacuum/sewerage/
Un réseau d'assainissement sous vide est un système de collecte d'eaux usées qui se
compose de deux parties ayant des fonctions distinctes :
 Le tronçon gravitaire traditionnel (1), depuis le domicile de l'usager jusqu'au
regard de transfert ou la vanne d’interface (2) où est située la valve de
transfert.
 Le réseau étanche en dépression ou "sous vide" (3), depuis le regard de
transfert(2) jusqu'à la centrale de vide(5) où sont situées les pompes à vide
et les pompes de refoulement
Figure 3: schéma général d’un réseau d’assainissement sous vide
[3], [6], [7].
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 12
Le transport des eaux usées par un système sous vide se fait par 4 étapes
principales :
Première étape:
Les eaux usées d'au plus quatre résidences coulent dans le réservoir du poste
de vanne d'interface (fig.4) par des conduites gravitaires de 100 mm . Chaque
résidence possède sa propre conduite gravitaire.
Figure 4 : Le modèle de poste de vanne d'interface résidentiel d’Airvac (modèle D)
Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 13
Deuxième étape:
Les eaux usées s'accumulent dans le réservoir jusqu'à un niveau précis
(généralement 12,5 cm) au-dessus de la base du conduit de détection. La pression, d’air
ainsi créée dans la conduite de détection se transmet dans un tube flexible à l’unité de
contrôle de la vanne d’interface (fig.4). la pression d'air admise à l'intérieur de l'unité
de contrôle provoque l'ouverture d'un conduit reliant la conduite sous vide à la
vanne; la succion exercée ouvre la vanne ;un différentiel de pression crée dans la
centrale de vide par des pompes à vide aspire le contenu dans une conduite principale
sous vide.
Troisième étape:
Les eaux usées sont transportées dans la conduite principale sous vide avec une
vitesse de 4,5 à 5,5 m/s, cette conduite est posée en dents de scie ((3) fig. 3) pour
assurer un vide (dépression) adéquat à la fin de chaque conduite. la vanne d'interface se
referme lorsque la pression diminue à l'entrée de l'unité de contrôle; la durée du
processus est ajustée par une petite vanne à pointeau.
Quatrième étape:
Les eaux usées transportées par le réseau sont collectées dans un réservoir de
stockage ((4) fig.3). Lorsque ce dernier est remplit, les eaux usées vont être évacué vers
une station d’épuration ou un réseau conventionnel par des pompes de refoulement ((6)
fig.3).
Il faut signaler que la seule source d’énergie utilisée pour l’ouverture est celle due à
la différence de pression entre le vide crée dans les canalisations et la pression
atmosphérique.il n’y a pas de branchement électrique au niveau des bâches de transfert
(les vannes d’interface).
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 14
III. SYSTEMES D’ASPIRATION:
III .1 Les vannes ou valves :
Figure 5: schéma de fonctionnement d’une valve.
Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-
économique Division Hydraulique du groupement de Bordeaux.
Les valves notamment utilisés en France comportent deux parties (fig. 5) :
 Un corps de valve, dans lequel se déplace un piston ;
 Une tête de valve, séparée en deux chambres par une membrane. La chambre
supérieure est reliée soit à la canalisation sous vide, soit à la pression
atmosphérique par (1), tandis que la chambre inférieure est maintenue à la
pression atmosphérique par (2).
Il faut signaler que suivant le type de système commercialisé, la section de passage
des valves varie de 2,5 pouces (63 mm) à 3 pouces (76 mm). Certaines valves peuvent
être équipées de compteur.
[3], [2], [8]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 15
III .2 Les unités de contrôle ou activateurs :
Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique Division
Hydraulique du groupement de Bordeaux.
Ils déclenchent l’ouverture et la fermeture de la vanne. La variation du niveau des
effluents est mesurée dans un tuyau sondeur (fig. 6) en (3).
L’élévation du niveau provoque dans ce tube une augmentation de la pression qui
agit sur des jeux de membranes placées dans le contrôleur. Lorsque la poussée
correspondant au niveau maximum autorisé de l’effluent dans la bâche est atteinte, la tête
de la valve (1) est mise en communication avec le vide en (4) puis, après temporisation,
avec la pression atmosphérique en (5).
Cette temporisation réglable permet de fermer la valve après le passage complet des
effluents. Ainsi, une certaine quantité d’air, indispensable au transport de l’effluent, est
admise dans le système et le piston se referme sur de l’air ce qui minimise les risques de
blocage.
Figure 6: principe de fonctionnement d’une vanne et de son contrôleur.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 16
III .3 Les bâches de transfert ou regard de collecte :
Elles sont constituées d’un ou de deux regards (fig.7).
Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique Division
Hydraulique du groupement de Bordeaux.
L’intérêt de la configuration comportant deux regards, le puisard de stockage et la
chambre de la vanne, est que la valve et le contrôleur sont isolés de l’effluent, ce qui
facilite les opérations de maintenance. D’autre part, l’encombrement en largeur est réduit.
La prise d’air à la pression atmosphérique (5) se fait le plus souvent à l’extérieur
quoique la couverture du regard ne soit pas étanche. Si la tête de la valve en (2) est reliée
à cette prise, la vanne est submersible.
On peut prévoir une vanne à l’amont de la valve pour faciliter son démontage, ainsi
qu’une vidange manuelle. En l’absence de ce dispositif, on peut provoquer le
fonctionnement de la valve en aspirant dans le tuyau qui relie le contrôleur à la tête de la
valve en aspirant dans le tuyau qui relie le contrôleur à la tête de la valve en (1).
Figure 7: Schéma d’une bâche de transfert.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 17
III .4 Les canalisations :
Puisque le vide est maintenu dans les canalisations, le réseau doit être parfaitement
hermétique et étanche à l’air. Les canalisations sont en général en PVC 10 bars à joints
collés. Certains fabricants proposent des joints spéciaux admettent la dépression dans les
canalisations. Quelques réseaux sont réalisés avec du polyéthylène haute densité(PEHD)
PN 10, comme celui du Tasta en Gironde, pour des raisons de forte instabilité du terrain.
Dans ce cas, les raccords entre les canalisations se font avec des manchons électro -
soudables. En général, le polyéthylène entraine un surcoût important, de l’ordre de 50%,
car le cout du matériau est plus cher que le PVC et un délai de 30 mn est nécessaire
après chaque soudure avant de continuer le chantier. Notons qu’en Allemagne, tous les
réseaux sont réalisés en PVC, tandis qu’en Suède, seul le polyéthylène est utilisé. Aux
USA, au Canada et Allemagne, le PVC à joints caoutchouc est mis en place et donne
entière satisfaction. Au Canada, d’autres matériaux sont parfois utilisés, comme l’ABS ou
la fibre de verre revêtement époxy.
Figure 8: Conduite en dents de scie
Source : http://www.airvac.com/how_works_vmain.htm
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 18
III .5 La centrale de vide :
La station centrale de collecte sous vide est le cœur d'un réseau d'égouts sous
vide. Elle maintient le vide dans les conduites, agit comme point central de collecte
des eaux usées et sert de poste de pompage de refoulement des eaux vers une
station d'épuration ou vers une conduite gravitaire conventionnelle.
Figure 9: La station centrale de collecte sous vide d’Airvac.
Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 19
Les principaux équipements d'une station centrale de collecte sous vide sont les
pompes à vide, les pompes de refoulement, une génératrice, un réservoir de collecte
et un réservoir sous vide, les contrôles, les alarmes et les jauges. La figure (9) illustre
une station centrale de collecte sous vide. Pour les petits systèmes, les différentes
composantes peuvent être montées en usine sur une structure et transportées sur le
site. Le tout est installé dans un bâtiment.
III .5.1 Les pompes à vide :
Les pompes à vide produisent la pression négative nécessaire au transport des
eaux usées dans les conduites sous vide. La plage optimale de pression négative pour
opérer un réseau sous vide se situe entre 40 et 50 centimètres (16 à 20 po) de
mercure. Les pompes doivent être capables de fournir une pression négative ultime
de 744 centimètres (29,3 po) de mercure au niveau de la mer et d'opérer de façon
continue; cette capacité supérieure devient utile lors des interventions sur le réseau.
Deux pompes sont nécessaires pour assurer un fonctionnement en alternance. Des
vannes d'arrêt permettent l'entretien de l'une ou l'autre des pompes.
III .5.2 Les pompes de refoulement :
Ces pompes sont nécessaires pour refouler, vers le site de traitement ou vers un
autre ouvrage de transfert, les eaux usées qui sont aspirées dans le réservoir de
collecte par les pompes à vide.
Deux pompes sont nécessaires pour assurer un fonctionnement en alternance.
Les pompes utilisées sont des pompes d'eaux usées horizontales capables de faire
passer des solides de 75 millimètres (3 po). Les pompes doivent être certifiées par
le manufacturier pour une utilisation en réseau sous vide. Un temps de marche
minimum de deux minutes est fixé de façon à minimiser le nombre de départs et ainsi
diminuer l'usure des pompes.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 20
IV. LES CRITERES DE CHOIX D’UN RSV :
L'implantation d'un RSV comme réseau de collecte d'égout d’une municipalité
comporte au moins 50 résidences, doit être envisagée lorsque les contraintes suivantes
sont présentes :
 Terrain plat et nappe souterraine élevée ;
 Zones proche de lacs, de rivières, de la mer et dans des régions souvent inondées ;
 En zones de captage d’eau potable ;
 Pente du terrain trop forte et contre pente importante ;
 En zones résidentielles où le débit des eaux usées est très variable;
 Conditions géotechniques difficiles, par exemple sous-sol argileux, rocheux,
instable et faible portance du sol ;
 Raccordement de zones avec des bâtiments récemment construits ;
 Aires écologiquement sensibles.
V. LES CARACTERISTIQUES D’UNRSV :
Un réseau d’assainissement sous vide est ainsi caractérisé par :
 Absence de prétraitement ;
 Transport des effluents par dépression ;
 Fonctionnement avec un faible diamètre (Le diamètre minimal est de 100 mm) ;
 Fonctionnement avec une faible pente (La pente minimale en terrain plat est de
0,2 %) :
 Dispositif limité en linéaire et en dénivelé (environ 3000 m et 5,5 m NGF) ;
 La distance minimale entre les inversions de profil est de 6 m.
[5]
[3], [4].
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 21
Un réseau d'égouts sous vide ressemble beaucoup à un réseau de distribution d'eau
potable; seul l'écoulement est inversé (figure 10). L'analogie serait complète si les vannes
d'interface du réseau d'égouts sous vide étaient opérées manuellement par le propriétaire
tout comme le sont les robinets dans une résidence. Un réseau d'égouts sous vide peut
fonctionner aussi sûrement qu'un Réseau d'aqueduc; il suffit de s'assurer que la
conception, le choix d'équipement, l'installation, l'exploitation et l'entretien sont adéquats.
Figure 10: Le réseau d'égouts sous vide comparé au réseau de distribution d'eau potable.
Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 22
VI. LA CONCEPTIOND’UN RSV :
VI.1 Dimensionnement du réseau :
Ce chapitre a pour objet de présenter des règles de dimensionnement des principaux
éléments d’un système d’assainissement sous vide : le réseau et la station de vide. La
valeur de vide est exprimée positivement, le zéro correspondant au vide absolu. On
parlera de vide maximum ou de pression minimum et inversement de vide minimum ou de
pression maximum.
VI.1.1 Disposition générale :
Dans la mesure du possible, la station de vide sera implantée dans une position
centrale. Cette disposition permet de minimiser les longueurs des lignes de vide et
d’équilibrer leurs débits. En cas d’incident sur une antenne, le nombre d’abonnés
concernés est moindre. Bien que la norme en préparation autorise des remontées de 1.5
m, celles-ci seront évitées. Il est préférable de créer une succession de remontées plus
faibles, par exemples de 50 cm, séparées d’au moins 6 m. on peut d’ailleurs remarquer
qu’une telle disposition permet de franchir localement des pentes de 5 %.
VI.1.2 Débit à prendre en compte :
Le débit de calcul dans une canalisation située à l’aval d’un système comportant une
ou plusieurs bâches de transfert est le débit de pointe engendré par les abonnés
raccordés ou susceptibles d’être raccordés sur ces bâches. Ce débit sera défini par le
maitre d’œuvre en fonction des données locales.
VI.1.3 Calcul des pertes de charges et dimensionnement des
canalisations :
En principe, les pompes à vide fonctionnent entre 45 kPa et 30 kPa. Le vide
minimum de 45 kPa permet de disposer d’un minimum d’énergie de 55 kPa. Si comme le
prévoit la norme. Le vide minimum nécessaire à une valve doit être de 15 kPa, 40 kPa
restent théoriquement disponibles pour le transport. Par précaution nous retiendrons 30
kPa pour calculer les limites du système.
[2], [3], [8].
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 23
Cette énergie permet de vaincre les pertes de charges en partie courante et les
pertes dues aux remontées. Les pertes de charge sont exprimées en mètre de colonne
d’eau.
 Cas des parties courantes :
La perte de pression ΔP est donnée par l’expression :
J : perte de charge linéaire en m/m ;
L : longueur de canalisation en m ;
i : pente de canalisation en m/m ;
K1 est croissant avec le rapport air/eau ;
K2 est décroissant avec le rapport air/eau.
Les facteurs multiplicatifs k1 et K2, respectivement de J et de i, s’expliquent par le
caractère diphasique de l’écoulement :
La formule suivante pourra être adoptée :
 Cas des remontées :
Figure 11: Schéma d’une remontée
Source : Manuel de conception Airvac ,1989.
{
ΔP = (k1. J − k2. i)L
ΔP ≥ 0
{ΔP = (3J − 0.5. i)L
ΔP ≥ 0
[3]
[3]
1 : hauteur de remontée ΔH
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 24
Le caractère diphasique des écoulements conduit à ne pas prendre en compte
totalement la dénivelée 1 comme perte d’énergie à chaque remontée en deçà de 0,30 m.
Au-delà, et pour des raisons de sécurité, la perte de pression est supposée égale à la
hauteur de remontée.
La perte de pression, exprimée en mètre, consécutive à une remontée ΔH, est égale
à :
Où ΔH est la dénivelée en mètre de la remontée,
On peut prendre k=0,5 si ΔH ≤ 0,3 m
Et par sécurité k=1 si ΔH > 0,3 m
Exemple :
Soit une canalisation de longueur 200 m, de diamètre intérieur Ø=100 mm,
parcourue par un débit Qe= 2 l/s. les facteurs multiplicatifs k1 et k2, respectivement de J et
de i sont 3 et 0,5.
J = 0,0009 m/m
3J = 3 x 0,0009 = 0.0027 m/m
1) la pente est de 0,2 %.
3J - k2 i = 0,0027-0,5 x 0,002 = 0,0017 m/m
ΔP = 200 x 0,0017 = 0,34 m
2) la pente est de 1 %.
3J - k2 i = 0,0027-0,5 x 0,01 = -0,0023, valeur négative,
Donc ΔP = 0 m/m
VI.1.4 Les paramètres de conception des conduites principales :
Tableau 1 : Le débit maximum selon le diamètre des conduites principales.
Diamètre nominal des
conduites
Débit maximum (L/s) Nombre de résidences
équivalentes
100 mm 2,39 70
150 mm 6,60 260
200 mm 13,21 570
250 mm 23,58 1050
Source : Manuel de conception Airvac, 1989.
ΔP= k ΔH [3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 25
Tableau 2 : Pente des conduites entre deux relèvements.
Diamètre
des conduites
Distance entre
les relèvements
Pente
ou dénivellation
100 mm < 39,6 m 80% du diamètre intérieur,
D=8,2 cm
100 mm > 39,6 m pente de 0,2%
150 mm < 30,5 m 40% du diamètre intérieur,
D=6,1 cm
150 mm > 30,5 m pente de 0,2%
200 mm < 40,2 m 40% du diamètre intérieur,
D=7,9 cm
200 mm > 40,2 m pente de 0,2%
250 mm < 48,8 m 40% du diamètre intérieur,
D= 9,75 cm
250 mm > 48,8 m pente de 0,2%
Source : Manuel de conception Airvac, 1989.
Tableau 3 : Hauteur de relèvement selon le diamètre de la conduite.
Diamètre de conduite Hauteur de relèvement
100 mm (4 po) 0,30 m
150 mm (6 po) 0,46 m
200 mm (8 po) 0,46 m
250 mm (10 po) 0,70 m
Source: EPA (1991). Alternative Wastewater Collection Systems.
La dénivellation D et la hauteur de relèvement H sont bien apparus dans la figure ci-dessous
Figure 12 : le profile d’une conduite principale sous vide.
Source : Manuel de conception Airvac, 1989.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 26
VI.1.5 Limites du système :
Si les canalisations sont dimensionnées de telle façon que les pertes de charge
soient compensées par la pente de pose, les pertes de pression sont dues
essentiellement aux remontées. En terrain plat, si celles-ci ne dépassent pas 0,30 m,
alors :
Dans le cas où on admet un ΔP de 30 kPa (3,0 m) et si la pente de pose est i = 0,2
%, alors la longueur maximale d’une ligne est :
Cependant, certains constructeurs utilisent des entrées d’air intermédiaires entre la
cuve de vide et le point le plus éloigné sur la ligne et dépassent cette limite.
VI.2 Dimensionnement de la station de vide :
VI.2.1 Pompes de refoulement :
Si Qemax est le débit de point de l’effluent arrivant dans la station, le débit total de
pompage Qs, sans pompe de secours est :
 Qs et Qemax sont exprimés dans les mêmes unités.
 sr est un coefficient de sécurité, pris généralement égal à 1,2
La hauteur manométrique de la pompe devra prendre en compte la dépression
maximum pouvant exister dans la cuve de stockage.
Lors du choix des pompes de refoulement, il faudra prendre garde à ce qu’elles
soient adaptées pour les eaux usées et que le HMT disponible soit calculé en tenant
compte de la dépression dans la cuve.
HMT : Hauteur Manométrique totale (m) ;
Hs : Hauteur statique (m) ;
ΔH : Perte de charge due à la friction dans la conduite de refoulement(m) ;
Hv : Hauteur due au vide (m).
ΔP = i Lmax/2
Lmax = 2 x ΔP / i = 3000 m.
Qs = sr Qemax
HMT = Hs + ΔH + Hv
[3]
[3]
[3]
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 27
VI.2.2 Pompe à vide :
Qamax est le débit de pointe de l’air dans la canalisation. Si A/E le rapport air/effluent
à la pression atmosphérique, le débit de pointe d’air correspondant au débit de pointe
Qemax de l’effluent est:
Le débit des pompes à vide à la pression atmosphérique est calculé par la formule :
Qv, Qemax et Qamax sont exprimés dans les mêmes unités.
Le coefficient sv est un coefficient de sécurité justifié par la difficulté d’apprécier A/E.
Sur plusieurs réseaux observés ce rapport ne descend pas sous la valeur 10. On pourra
prendre par exemple :
Qv = 12 Qemax à la pression atmosphérique.
VI.2.3 Cuves de stockage et de réserve de vide :
Sa capacité V se compose du volume Ve, nécessaire au stockage des effluents,
augmenté de celui Vv nécessaire à la réserve de vide dans la cuve.
Vv se déduit du volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système.
VI.2.3.1 Volume Ve nécessaire au stockage des effluents :
Il est donne par la formule :
Zr : nombre de démarrages admissibles par heure des pompes de refoulement ;
Nr =
nombre total de pompes de refoulement
nombre de pompes en marche pour assurer Qs
Ve en m3
si Qs en m3
/h.
Qamax =
A
E
Qemax
Qv = sv Qamax = sv
A
E
Qemax
V = Ve + Vv
Ve =
Qs
4 Nr Zr
[3]
[3]
[3]
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 28
VI.2.3.2 Volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système :
Ce volume est fonction du temps minimum autorisé entre deux démarrages des
pompes à vide, c’est-à-dire du temps t1 pour passer du vide maximum ou pression
minimum Pmin (30 kPa) au vide minimum ou pression maximum Pmax (45 kPa) augmenté
du temps t2 nécessaire pour rétablir le vide maximum dans la cuve.
On note Pa la pression atmosphérique et Pmoy la pression moyenne.
La fréquence maximum de démarrage des pompes à vide correspond au minimum
de la fonction t1+ t2. Le minimum de cette fonction est atteint pour Qe =
β
2α
Qemax à
condition que Qe reste inférieur à Qemax ;
Dans le cas où
β
2α
est inferieur ou égale à 1 :
Dans le cas où
β
2α
est supérieur à 1 ;
Vr en m3
, si Qemax en m3
/h et (t1+t2) en heure
Zv : le nombre de démarrage admissible par heure d’une pompe à vide.
Nv =
nombre total de pompes à vide
nombre de pompes en marche pour assurer Qv
(t1 + t2)min =
1
Nv Zv
Si t en heure
Pmoy =
( Pmin + Pmax)
2
Vr =
β Qemax
4
(t1 + t2)min
Vr = αQemax [1 −
α
β
] (t1 + t2)min
α =
Pmin
Pmax − Pmin
(1 +
A
E
Pa
Pmoy
)
β =
Pmin
Pmax − Pmin
(sv (
A
E
Pa
Pmoy
) + sr )
[3]
[3]
[3]
[3]
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 29
VI.2.3.2 Volume VV nécessaire à la réserve de vide dans la cuve :
Les volumes précédents correspondent au volume d’air dans la cuve et dans le
système. Si V0 est le volume des canalisations contribuant à la réserve de vide, Vv se
déduit de Vr par la formule :
N : Nombre de canalisations contribuant à la réserve de vide ;
L : Longueur de chaque canalisation ;
v
v+e
: Fraction de vide (vide vide + eau⁄ ), en général représente 2/3 ;
Ø: Diamètre de canalisation.
VI.2.3.4 Volume total de la cuve V
Le volume de la cuve est la somme des volumes Ve et Vv.
Vv = Vr – V0
V = Ve + Vv
Vo = N L
v
v + e
π ∅2
4
[3]
[3]
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 30
VII. EXPLOITATION ET MAINTENANCE :
Les péchés de jeunesse constatés sur les premiers réseaux ont contribué à faire
évoluer le matériel vers une meilleure fiabilité. Les pannes des valves sont rares
actuellement. Il est très facile de poser un contrôleur de rechange afin de réparer en
atelier l’appareil défectueux. Il semble que le mécanisme le plus sensible soit la prise de
pression qui permet de mesurer le niveau de l’effluent dans la bâche de transfert (regard
d’interface) : la moindre fuite d’air compromet la qualité du signal de pression, entrainant
des débordements dans la bâche : aussi faut-il être exigeant sur la qualité de ce
composant et sur sa fixation.
Les réseaux ne semblent pas présenter de problèmes. Les cuves de stockage
peuvent être corrodées à l’intérieur après que la couche de peinture de protection ait été
endommagée lors d’opérations de nettoyage ou de maintenance. Certains constructeurs
proposent des cuves en acier inoxydable.
L’adjonction de système de téléalarme, comme « défaut de vide » ou « défaut sur
pompage vide prolongé » permet une détection rapide d’anomalie à distance. La
connaissance des ratios air/effluent, grâce au contrôle des temps via une télésurveillance,
peut mettre en évidence une consommation d’air anormale. Le personnel d’exploitation
devrait consulter périodiquement ces ratios chaque matin par exemple.
Après sa détection, l’anomalie doit être localisée. Dans le cas où une valve est
restée en position ouverte, il est nécessaire d’isoler successivement chaque antenne à
leur arrivée dans la cuve de la centrale de vide et contrôler le maintien ou la disparition du
défaut vide pour identifier l’antenne défectueuse. Un système de télécommande, associé à
une motorisation des vannes d’antenne, permet d’effectuer ces manœuvres à distance.
Grâce à la télécommande, il est possible également de remédier à certains petits
blocages épisodiques causés par des objets parasites en procédant à une
séquence « arrêt et redémarrage » des pompes à vide à distance : ces simples à-coups
de dépression dans le réseau permettent souvent d’éliminer l’objet responsable de
l’obstruction.
[3]
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 31
VIII. LA COMPARAISON ENTRE LE RSV ET LES AUTRES RESEAUX :
Tableau 4: la comparaison entre le RSV, RGC et RSP.
Source : Gidley, J.M. et D.D. Gray (1987). Final Report - A Comparison of Conventional Sewer Using
Clay Pipe with Alternative Sewers. National Clay Pipe Institute.
Réseau d'égouts
gravitaire
conventionnel
Réseau d'égouts sous vide
Réseau d'égouts
sous pression
Application générale
partout (le coût
augmente avec les
difficultés)
topographie plane ou
légèrement ondulée
topographie
accidentée
ou terrain plat, peu
dense
Force motrice gravité vide partiel pression
Prétraitement aucun aucun fosse septique
Équipement individuel
par résidence aucun poste de vanne d'interface poste de pompage
Électricité requise des
bâtiments non non oui (220 volts)
Pente minimale
0,40%
(∅ 200) en dents de scie (0,2 %)
aucune restriction;
conduites suivent la
topographie
Vitesse minimale 0,6m/s 3,5 0,6 m/s à 0,9 m/s
Diamètre minimum 200 mm
100 mm pour conduites
principales sous vide
conduite de service:
32 mm (1,25.po)
conduite principale:
50 mm (2 po)
Alignement horizontal rectiligne entre les
regards
flexible flexible
Accessoires regards
évents sur entrées de service,
postes de vanne d'interface,
vannes d'isolement, station
de collecte sous vide
bouches de
nettoyage,
vannes d'isolement,
clapets et purgeurs
d'air
Entretien
nettoyage
occasionnel des
conduites
entretien des vannes
d'interface et des stations de
collecte sous vide
entretien des unités
de pompage et
lessivage des
conduites
Construction
excavations plus
profondes et
obstacles plus
difficiles à évite
alignements peuvent être
modifiés pour éviter les
obstacles; excavations peu
profondes.
alignements courbes
permettent d'éviter les
obstacles;
excavations peu
profondes.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 32
IX. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS D’UN RSV :
Tableau 5: Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide.
Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide
Avantages
d’assainissement
sous vide
Cout de construction plus faible : excavations moins profondes, absence de
regard, conduites de faible diamètre, changement de direction ;
Les eaux parasites éliminées sauf aux bâtiments deviennent négligeables si
les précautions sont prises lors de la construction ;
Les eaux usées bien aérées à la sortie du RSV ;
Flexibilité accrue dans le choix du type de traitement ;
Cout de traitement réduit en raison du faible débit véhiculé ;
Pas d’exfiltration vers la nappe/moins d’infiltration (pas de contamination de la
nappe) ;
Vitesses d’écoulement très élevées réduisant les risques de blocage et la
fréquence de nettoyage du réseau ;
Personnel d’entretien non exposé directement aux eaux usées ;
Délais de mise en œuvre considérablement plus courts ;
Contournement facile d’obstacles ;
Les canalisations sous vide et les conduites d’eau potable peuvent être
posées dans la même tranchée ;
Système fermé – pas de fuite et pas émanations d’odeurs ;
Pas de dépôt grâce à la vitesse élevée dans les tuyaux => Le curage du
réseau n'est plus nécessaire ;
Seule la station de vide est à alimenter en énergie électrique ;
Pas de regards de visite, pas de possibilité de jeter des ordures dans le
réseau ;
Pas de réservoir de chasse => Economie significative d’eau.
Les inconvénients
d’assainissement
Sous vide
La topographie limite son application (terrain accidenté) ;
La perte de charge totale est limitée à 4 mètres par conduite principale ;
Non économique lorsqu’il ya moins de 50 résidences ;
Personnel entrainé pour l’entretien des vannes d’interface et des pompes sous
vide ;
Surveillance en continu et intervention immédiate pour corriger les pertes de
vide ;
La consommation d’énergie au niveau de la centrale à vide ;
non adapté pour les agglomérations denses.
Source : *Airvac (1989). Manuel de conception.
**La société ROEDIGER Vacuum Gmbh (http://www.roevac.com).
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 33
X. LES PROJETS REALISES AU MAROC :
X.1 Le projet « Marina Saidia » :
Un système d’assainissement sous vide a été installé récemment au port de
plaisance de la ville de SAIDIA, ce réseau est mis en service en 2008 pour évacuer les
eaux usées des bâtiments érigés sur les quais et vidange des eaux usées des bateaux.
Ce projet est réalisé par la société Allemande « ROEDIGER VIABITEC ».
Les équipements de ce réseau sont :
 3 pompes à vide de puissance de 4 kW ;
 2 pompes de refoulement d’une puissance de 3 kW ;
 1 réservoir de vide d’un volume de 3 m3.
Source : http://www.roevac.com
Figure 13: La mise en œuvre de RSV à « Marina Saidia »
[5]
.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 34
X.2 Le projet « Marina Bouregreg » :
C’est la deuxième expérience de l’assainissement sous vide au Maroc, ce projet est
réalisé par la société Allemande « ROEDIGER VIABITEC » au port de plaisance
Bouregreg. Ce réseau est mis en service en 2010 pour évacuer un débit des eaux usées
de 7 l/s.
Les équipements de réseau :
 20 Chambres de collecte dont 11 types posent en cave ;
 2 Bornes d‘aspiration pour bateaux ;
 1 Borne de vidange des eaux de fond de cale ;
 3 Pompes à vide d’une puissance de 4 kW ;
 2 pompes de refoulement d’une puissance de 4,7 kW ;
 1 réservoir de vide d’un volume de 7 m³.
Figure 14: Le plan de réseau de l’assainissement sous vide du port de plaisance Bouregreg.
Source : [5]
[5]
.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 35
Figure 15: deux pompes de refoulement de RSV « port de plaisance Bouregreg ». Source : [5].
Figure 16: Trois pompes à vide (central à vide du port de plaisance Bouregreg). Source : [5].
Figure 17: La mise en œuvre du RSV du port de plaisance Bouregreg. Source : [5].
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 36
CONCLUSION
L'implantation d'un RSV comme réseau de collecte d'égout doit être sérieusement
envisagée lorsque la topographie générale de la municipalité à desservir est
relativement plane et que le secteur ou la municipalité à desservir comporte au moins
50 résidences. Les avantages économiques du RSV sont encore plus marqués, par
rapport au réseau d'égouts conventionnel, lorsque les conditions de sol sont difficiles
(terrain rocheux, nappe phréatique élevée).
L’expérience marocaine au niveau d’installation des réseaux d’assainissement sous
vide est encore très timide, ceci est dû principalement d’une part à la complexité des
procédures lors du dimensionnement et l’exécution, et en d’autre part à l’inexistence de
sociétés marocaines spécialisées en construction des RSV, ainsi qu’à la rareté des
experts et agents de maîtrise compétents.
Le RSV ne présente pas toujours la solution idéale pour collecter les eaux usée d’un
secteur. Dans ce sens, le choix définitif d’un système ne devra intervenir qu’après
comparaison entre les différentes solutions possibles, car il faudra prendre en compte les
coûts de fonctionnement et de maintenance ainsi que les caractéristiques de la commune
à desservir (Démographie, topographie, niveau de la nappe, la géologie, etc.…), à fin
d’arriver à la solution la plus fiable et satisfaisante en matière de qualité d’une part, et
d’économie en d’autre part.
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 37
BIBLIOGRAPHIE
[1]: Airvac (1990). Operation, Installation and Maintenance Manual. Airvac Vacuum Sewerage
Systems, Rochester, Indiana.
[2] : BREMOND, GARNIER, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique,
CEMAGREF, Groupement de Bordeaux, Division Hydraulique.
[3] : Airvac (1989). Manuel de conception.
[4] : M Guy POLVE. Les techniques particulières ou alternatives de collecte et de transfert des
eaux usées ;
[5] : La société ROEDIGER Vacuum Gmbh (http://www.roevac.com).
[6] : BREMOND, GARNIER, 1986, l‘assainissement sous vide, alternative au réseau gravitaire.
[7] : Gidley, J.M. et D.D. Gray (1987). Final Report - A Comparison of Conventional Sewer Using
Clay Pipe with Alternative Sewers. National Clay Pipe Institute.
[8]: EPA (1991). Alternative Wastewater Collection Systems.
[9]: http://www.airvac.com/vacuum_how.htm
[10]: http://quavac.com/products/vacuum/sewerage/
[11]: http://www.airvac.com/how_works_vmain.htm
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 38
ANNEXES
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 39
ANNEXE 1 : Principe de fonctionnement d’un réseau d’assainissement
sous vide
Source : http://www.airvac.com/vacuum_how.htm
Le réseau gravitaire transporte les eaux usées depuis le consommateur vers un poste
de vanne d’interface.
Lorsque 10 gallons (environ 38 litres) sont collectés dans le puits étanche, la vanne
d’interface s’ouvre. Un différentiel de pression crée dans la centrale de vide par des pompes à vide
aspire le contenu dans une conduite principale sous vide.
Les eaux usées sont transportées dans la conduite principale sous vide avec une vitesse de
4,5 m/s à 5,5 m/s, cette conduite est posée en dents de scie pour assurer un vide (dépression)
adéquat a la fin de chaque conduite.
Les eaux usées transportées par le réseau sont collectées dans un réservoir de stockage.
Lorsque le réservoir est remplit, les eaux usées vont être évacué vers une station d’épuration par
des pompes de refoulement.
1
2
3
4
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 40
ANNEXE 2 : Réseau d’assainissement sous vide
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 41
ANNEXE 2 : ETUDE DE CAS
Source : Airvac (1989). Manuel de conception.
Données
1000 habitants sont raccordés au réseau sous vide. Le débit journalier de pointe est
de 200 l par habitant avec un coefficient de pointe de 3. On prendra Qemax= 0,025
m3/h/hab.
2 pompes de refoulement et 2 pompes à vide fonctionnent alternativement avec un
temps minimum entre deux démarrages de 5 minutes : Nr=Nv=2, Zr=Zv=12.
La cuve à vide travaille dans la fourchette de pression suivante :
 Pmax = 45 kPa, Pmin = 30 kPa, Pmoy = 37,5 kPa
 Les autres valeurs sont les suivantes : Pa = 100 kPa, A/E = 10, sr = sv=1,2
Le volume des canalisations pris en compte correspond au 2/3 des 200 premiers
mètres des trois antennes de diamètre 160 mm.
1- Débit d’une pompe de refoulement :
2- Débit d’une pompe à vide :
3- Cuve de stockage et de réserve de vide :
 Volume Ve nécessaire au stockage des effluents :
𝐕𝐞 =
Qs
4 Nr Zr
=
25
4 x 2 x 12
= 0,26 m3
Qs = sr Qemax = 1.2 x 25 = 30 m3/h
Qv = 12 x 25 = 300 m3/h à la pression atmosphérique
L’assainissement sous vide
Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 42
 Volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système :
L’application des formules donne :
 Volume Vv nécessaire à la réserve de vide dans la cuve :
Le volume V0 des canalisations contribuant à la réserve de vide est :
 Volume total de la cuve V :
Vo = N L
v
v + e
π ∅2
4
= 3 ×
2
3
× 200 ×
π × 0,162
4
= 8 m3
V = Ve + Vv = 0,26 + 9,3 = 9,56 ≅ 10 m3
Vv = Vr – V0 =17,8 - 8 = 9,3 m3
𝐕𝐫 =
β Qemax
4
(t1 + t2)min =
66,4×25
4
×
1
2×12
= 17,3 m3
β
2α
=
66,4
2×55,3
= 0,60 < 1
β =
Pmin
Pmax − Pmin
(sv (
A
E
Pa
Pmoy
) + sr ) =
30
15
(1,2 + 10 ×
100
37,5
+ 1,2) = 66,4
α =
Pmin
Pmax − Pmin
(1 +
A
E
Pa
Pmoy
) =
30
15
(1 + 10 ×
100
37,5
) = 55,3
(t1 + t2)min =
1
2 × 12

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  • 1. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 1 Mémoire Stage d’initiation en Entreprise (SE) Titre du mémoire L’Assainissement sous vide Présenté par : - Hassan EL MADI - Abdelali AMADAR Soutenu le ...../04/2013, Devant les membres du jury - Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech - Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech - Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech - Pr. Prénom + Nom, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech Année universitaire 2012/2013 Licence Professionnelle : Gestion de l’Assainissement en Milieu Urbain Promotion : 2012/2013 Encadrant : Pr. Imad fars ITTOUNI, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
  • 2. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 2 REMERCIEMENTS Avant tout développement sur cette expérience professionnelle ,il apparaît opportun de commencer nos remerciements par ALLAH qui par sa grâce et son infinie bonté nous a permis de réaliser ce présent travail. Ainsi il m’est particulièrement agréable d’exprimer mes vifs remerciements et ma profonde gratitude à toute personne qui nous avons aidée, de loin ou de prés, pour réaliser ce travail. Mes remerciements sont également adressés à notre professeur Imad Fars ITOUNI, pour sa compréhension, son engagements, ses conseils qui étaient d’une aide inestimable, sa disponibilité et son soutien dans notre recherche d’informations lors de l’élaboration du rapport. Nos remerciements vont également à toute l’équipe pédagogique de la formation LP-GAMU et en particulier, le responsable de la formation M. Boujamaa IMZILN pour ses efforts considérables en matière de gestion et organisation des cours durant l’année de formation. Notre profonde gratitude et hommages les plus respectueux aux membres de jury qui ont accepté de participer à l’évaluation de ce travail.
  • 3. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 3 TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS ............................................................................................................................. 2 TABLE DES MATIERES...................................................................................................................... 3 LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES ........................................................................... 5 LISTE DES FIGURES.......................................................................................................................... 6 LISTE DES TABLEAUX....................................................................................................................... 6 INTRODUCTION.................................................................................................................................. 7 I. HISTORIQUES :........................................................................................................................... 9 II. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN RSV : ................................................................11 III. SYSTEMES D’ASPIRATION :.................................................................................................14 III .1 Les vannes ou valves : .........................................................................................................14 III .2 Les unités de contrôle ou activateurs :.................................................................................15 III .3 Les bâches de transfert ou regard de collecte :...................................................................16 III .4 Les canalisations :.................................................................................................................17 III .5 La centrale de vide :..............................................................................................................18 III .5.1 Les pompes à vide : ........................................................................................................19 III .5.2 Les pompes de refoulement :..........................................................................................19 IV. LES CRITERES DE CHOIX D’UN RSV :................................................................................20 V. LES CARACTERISTIQUES D’UN RSV :....................................................................................20 VI. LA CONCEPTION D’UN RSV : ...............................................................................................22 VI.1 Dimensionnement du réseau : ..............................................................................................22 VI.1.1 Disposition générale : ......................................................................................................22 VI.1.2 Débit à prendre en compte : ............................................................................................22 VI.1.3 Calcul des pertes de charges et dimensionnement des canalisations :.........................22 VI.1.4 Les paramètres de conception des conduites principales :............................................24 VI.1.5 Limites du système :........................................................................................................26 VI.2 Dimensionnement de la station de vide : ..............................................................................26 VI.2.1 Pompes de refoulement :.................................................................................................26 VI.2.2 Pompe à vide : .................................................................................................................27 VI.2.3 Cuves de stockage et de réserve de vide : .....................................................................27 VII. EXPLOITATION ET MAINTENANCE : .................................................................................30 VIII. LA COMPARAISON ENTRE LE RSV ET LES AUTRES RESEAUX :..............................31 IX. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS D’UN RSV : ..................................................32
  • 4. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 4 X. LES PROJETS REALISES AU MAROC :...............................................................................33 X.1 Le projet « Marina Saidia » : ..................................................................................................33 X.2 Le projet « Marina Bouregreg » :............................................................................................34 CONCLUSION.........................................................................................................................................36 BIBLIOGRAPHIE .....................................................................................................................................37 ANNEXES...........................................................................................................................................38 ANNEXE 1 : Principe de fonctionnement d’un réseau d’assainissement sous vide .........................39 ANNEXE 2 : Réseau d’assainissement sous vide.............................................................................40 ANNEXE 2 : ETUDE DE CAS ............................................................................................................41
  • 5. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 5 LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES ABS : la fibre de verre revêtement époxy ; D : Dénivellation (m) ; H : Hauteur de relèvement (m) ; HMT : Hauteur Manométrique totale (m) ; Hs : Hauteur statique (m) ; Hv : Hauteur due au vide (m) ; i : Pente (m/m) ; J : Perte de charge linéaire (m/m) ; L : Longueur (m) ; Lmax : Longueur maximal (m) ; NGF : nivellement général de la France ; P : Puissance (kW) ; Pa : Pascal unité de mesure de pression ; Pa : Pression atmosphérique (kPa) ; PEHD : Polyéthylène haute densité ; Pmax : Pression maximum (kPa) ; Pmin : Pression minimum (kPa) ; Pmoy : Pression moyenne (kPa) ; PN : Pression nominal ; Po : Pouce unité de mesure 1po= 25,4mm ; PVC : Polychlorure de vinyle ; Qamax : Débit de pointe de l’air dans la canalisation (m3 /h) ; Qemax :Débit de point de l’effluent (m3 /h) ; Qs : Débit des pompes de refoulement (m3 /h) ; Qv : Débit des pompes à vide (m3 /h) ; RGC: Réseau Gravitaire Conventionnel ; RSP : Réseau Sous Pression ; RSV : Réseau Sous Vide ; V : Volume total de la cuve (m3 ) ; Vo : Volume des canalisations contribuant à la réserve de vide (m3 ) ; Ve : Volume nécessaire au stockage des effluents (m3 ) ; Vr : Volume nécessaire à la réserve de vide dans le système (m3 ) ; VV : Volume nécessaire à la réserve de vide dans la cuve (m3 ) ; Zr : Nombre de démarrages admissibles par heure des pompes de refoulement ; Zv : Nombre de démarrage admissible par heure d’une pompe à vide ; ΔH : Hauteur de remontée (m) ; 𝚫𝐏 : Pertes de charge (m) ;  : Diamètre (m).
  • 6. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 6 LISTE DES FIGURES Figure 1 : TYPES DES RESEAUX DE L’ASSAINISSEMENT...........................................................................7 Figure 2 : Les profils de réseaux sous vide......................................................................................10 Figure 3: schéma général d’un réseau d’assainissement sous vide ................................................11 Figure 4 : Le modèle de poste de vanne d'interface résidentiel d’Airvac (modèle D)...................12 Figure 5: schéma de fonctionnement d’une valve. ...........................................................................14 Figure 6: principe de fonctionnement d’une vanne et de son contrôleur..........................................15 Figure 7: Schéma d’une bâche de transfert. .....................................................................................16 Figure 8: Conduite en dents de scie..................................................................................................17 Figure 9: La station centrale de collecte sous vide d’Airvac. ..........................................................18 Figure 10: Le réseau d'égouts sous vide comparé au réseau de distribution d'eau potable. ..........21 Figure 11: Schéma d’une remontée. [3] ............................................................................................23 Figure 12 : le profile d’une conduite principale sous vide. ................................................................25 Figure 13: La mise en œuvre de RSV à « Marina Saidia » ..............................................................33 Figure 14: Le plan de réseau de l’assainissement sous vide du port de plaisance Bouregreg.......34 Figure 15: deux pompes de refoulement de RSV « port de plaisance Bouregreg »........................35 Figure 16: Trois pompes à vide (central à vide du port de plaisance Bouregreg)............................35 Figure 17: La mise en œuvre du RSV du port de plaisance Bouregreg...........................................35 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Le débit maximum selon le diamètre des conduites principales. ...............................24 Tableau 2 : Pente des conduites entre deux relèvements................................................................25 Tableau 3 : Hauteur de relèvement selon le diamètre de la conduite. ..........................................25 Tableau 4: la comparaison entre le RSV, RGC et RSP....................................................................31 Tableau 5: Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide. ..........................................32
  • 7. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 7 INTRODUCTION L’assainissement vise différents objectifs :  Préserver la santé des citoyens ;  Protéger les ressources en eau, ses usagés et les milieux aquatiques associés ;  Prévenir le risque d’inondation en ville. Dans cette perspective, des niveaux de services du système d’assainissement ont été définis, modulant les exigences de performances selon les critères économiques ainsi les conditions météorologiques, démographique, topographiques, hydrogéologiques et géologiques du site à desservir. Au Maroc, la collecte des eaux usées est assurée souvent par le système gravitaire malgré que ce dernier présente des inconvénients majeurs dans certains cas (la difficulté d’implantation, l’exfiltration vers la nappe, coût de construction très élevé…etc.), d’où vient la nécessité de faire appel à de nouvelles techniques alternatives telles que les réseaux sous vide. Figure 1 : TYPES DES RESEAUX DE L’ASSAINISSEMENT Source :(guide technique de la société d'experts-conseils E.A.T. Environnement) Les types des réseauxde l’assainissement Gravitaire RG conventionnel RG à faible diamètre Sous pression Avecpompessur effluentsde fosses septiques Avecpompes broyeuses Sous vide
  • 8. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 8 Dans un souci de traiter un sujet pas encore très évoqué et étudié à l’échelle nationale, on a choisi comme intitulé à notre mémoire bibliographique : L’Assainissement sous vide. Le principe de fonctionnement, la conception, l’exploitation ainsi que les avantages de ce système par rapport aux autres seront traités dans ce mémoire. Ce dernier comprendra aussi à sa fin un exemple concret d’application de ce système au Maroc.
  • 9. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 9 I. HISTORIQUES : C'est au milieu du dix-neuvième siècle que Charles Liernur a développé le concept d'un système de collecte des eaux usées sous vide. Le profil des conduites était en dents de scie (figure 1) et le système était opéré manuellement. Ce type de réseau sous vide a été installé en Hollande, en France, en Russie et en Angleterre. Plusieurs de ces systèmes desservaient de grands territoires et ont été utilisés pendant plusieurs années. Par exemple, le réseau sous vide construit en 1892 à Trouville sur Mer, en France, a fonctionné pendant 95 ans, jusqu'en 1987. Après Liernur, Le Marquand, Gandilon, Chappee et Berlier ont conçu des réseaux de collecte sous vide. Le premier système moderne a été mis au point par Joël Liljendahl (Électrolux) qui a inventé une vanne d'interface automatique permettant d'aspirer les eaux usées. En 1959, le premier réseau d'égouts résidentiel de ce type a été mis en place, en Suède. Les réseaux de Liljendahl fonctionnaient avec des toilettes sous vide. [1] Le premier réseau sous vide français, dans la formule technique actuelle, date de 1971. La France coptait en 1992 une cinquantaine de réseaux d’assainissement sous vide, dont 2 aménagements de pontons de bateaux, près de la moitié de ces réseaux se trouve en Aquitaine, région où la topographie et la présence d’une nappe phréatique élevée sont des conditions favorables au choix de ce système. [2]
  • 10. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 10 Les étapes de développement des RSV : Source: Foreman, Bnan E. (1990). Flow Reghaes in Vacuum Sewerage System. East Midlands Branch Institution of Water and Environmental Management. Figure 2 : Les profils de réseaux sous vide
  • 11. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 11 II. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN RSV : Source : http://quavac.com/products/vacuum/sewerage/ Un réseau d'assainissement sous vide est un système de collecte d'eaux usées qui se compose de deux parties ayant des fonctions distinctes :  Le tronçon gravitaire traditionnel (1), depuis le domicile de l'usager jusqu'au regard de transfert ou la vanne d’interface (2) où est située la valve de transfert.  Le réseau étanche en dépression ou "sous vide" (3), depuis le regard de transfert(2) jusqu'à la centrale de vide(5) où sont situées les pompes à vide et les pompes de refoulement Figure 3: schéma général d’un réseau d’assainissement sous vide [3], [6], [7].
  • 12. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 12 Le transport des eaux usées par un système sous vide se fait par 4 étapes principales : Première étape: Les eaux usées d'au plus quatre résidences coulent dans le réservoir du poste de vanne d'interface (fig.4) par des conduites gravitaires de 100 mm . Chaque résidence possède sa propre conduite gravitaire. Figure 4 : Le modèle de poste de vanne d'interface résidentiel d’Airvac (modèle D) Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
  • 13. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 13 Deuxième étape: Les eaux usées s'accumulent dans le réservoir jusqu'à un niveau précis (généralement 12,5 cm) au-dessus de la base du conduit de détection. La pression, d’air ainsi créée dans la conduite de détection se transmet dans un tube flexible à l’unité de contrôle de la vanne d’interface (fig.4). la pression d'air admise à l'intérieur de l'unité de contrôle provoque l'ouverture d'un conduit reliant la conduite sous vide à la vanne; la succion exercée ouvre la vanne ;un différentiel de pression crée dans la centrale de vide par des pompes à vide aspire le contenu dans une conduite principale sous vide. Troisième étape: Les eaux usées sont transportées dans la conduite principale sous vide avec une vitesse de 4,5 à 5,5 m/s, cette conduite est posée en dents de scie ((3) fig. 3) pour assurer un vide (dépression) adéquat à la fin de chaque conduite. la vanne d'interface se referme lorsque la pression diminue à l'entrée de l'unité de contrôle; la durée du processus est ajustée par une petite vanne à pointeau. Quatrième étape: Les eaux usées transportées par le réseau sont collectées dans un réservoir de stockage ((4) fig.3). Lorsque ce dernier est remplit, les eaux usées vont être évacué vers une station d’épuration ou un réseau conventionnel par des pompes de refoulement ((6) fig.3). Il faut signaler que la seule source d’énergie utilisée pour l’ouverture est celle due à la différence de pression entre le vide crée dans les canalisations et la pression atmosphérique.il n’y a pas de branchement électrique au niveau des bâches de transfert (les vannes d’interface).
  • 14. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 14 III. SYSTEMES D’ASPIRATION: III .1 Les vannes ou valves : Figure 5: schéma de fonctionnement d’une valve. Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico- économique Division Hydraulique du groupement de Bordeaux. Les valves notamment utilisés en France comportent deux parties (fig. 5) :  Un corps de valve, dans lequel se déplace un piston ;  Une tête de valve, séparée en deux chambres par une membrane. La chambre supérieure est reliée soit à la canalisation sous vide, soit à la pression atmosphérique par (1), tandis que la chambre inférieure est maintenue à la pression atmosphérique par (2). Il faut signaler que suivant le type de système commercialisé, la section de passage des valves varie de 2,5 pouces (63 mm) à 3 pouces (76 mm). Certaines valves peuvent être équipées de compteur. [3], [2], [8]
  • 15. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 15 III .2 Les unités de contrôle ou activateurs : Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique Division Hydraulique du groupement de Bordeaux. Ils déclenchent l’ouverture et la fermeture de la vanne. La variation du niveau des effluents est mesurée dans un tuyau sondeur (fig. 6) en (3). L’élévation du niveau provoque dans ce tube une augmentation de la pression qui agit sur des jeux de membranes placées dans le contrôleur. Lorsque la poussée correspondant au niveau maximum autorisé de l’effluent dans la bâche est atteinte, la tête de la valve (1) est mise en communication avec le vide en (4) puis, après temporisation, avec la pression atmosphérique en (5). Cette temporisation réglable permet de fermer la valve après le passage complet des effluents. Ainsi, une certaine quantité d’air, indispensable au transport de l’effluent, est admise dans le système et le piston se referme sur de l’air ce qui minimise les risques de blocage. Figure 6: principe de fonctionnement d’une vanne et de son contrôleur.
  • 16. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 16 III .3 Les bâches de transfert ou regard de collecte : Elles sont constituées d’un ou de deux regards (fig.7). Source : BREMOND, B., GARNIER, .C, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique Division Hydraulique du groupement de Bordeaux. L’intérêt de la configuration comportant deux regards, le puisard de stockage et la chambre de la vanne, est que la valve et le contrôleur sont isolés de l’effluent, ce qui facilite les opérations de maintenance. D’autre part, l’encombrement en largeur est réduit. La prise d’air à la pression atmosphérique (5) se fait le plus souvent à l’extérieur quoique la couverture du regard ne soit pas étanche. Si la tête de la valve en (2) est reliée à cette prise, la vanne est submersible. On peut prévoir une vanne à l’amont de la valve pour faciliter son démontage, ainsi qu’une vidange manuelle. En l’absence de ce dispositif, on peut provoquer le fonctionnement de la valve en aspirant dans le tuyau qui relie le contrôleur à la tête de la valve en aspirant dans le tuyau qui relie le contrôleur à la tête de la valve en (1). Figure 7: Schéma d’une bâche de transfert.
  • 17. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 17 III .4 Les canalisations : Puisque le vide est maintenu dans les canalisations, le réseau doit être parfaitement hermétique et étanche à l’air. Les canalisations sont en général en PVC 10 bars à joints collés. Certains fabricants proposent des joints spéciaux admettent la dépression dans les canalisations. Quelques réseaux sont réalisés avec du polyéthylène haute densité(PEHD) PN 10, comme celui du Tasta en Gironde, pour des raisons de forte instabilité du terrain. Dans ce cas, les raccords entre les canalisations se font avec des manchons électro - soudables. En général, le polyéthylène entraine un surcoût important, de l’ordre de 50%, car le cout du matériau est plus cher que le PVC et un délai de 30 mn est nécessaire après chaque soudure avant de continuer le chantier. Notons qu’en Allemagne, tous les réseaux sont réalisés en PVC, tandis qu’en Suède, seul le polyéthylène est utilisé. Aux USA, au Canada et Allemagne, le PVC à joints caoutchouc est mis en place et donne entière satisfaction. Au Canada, d’autres matériaux sont parfois utilisés, comme l’ABS ou la fibre de verre revêtement époxy. Figure 8: Conduite en dents de scie Source : http://www.airvac.com/how_works_vmain.htm
  • 18. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 18 III .5 La centrale de vide : La station centrale de collecte sous vide est le cœur d'un réseau d'égouts sous vide. Elle maintient le vide dans les conduites, agit comme point central de collecte des eaux usées et sert de poste de pompage de refoulement des eaux vers une station d'épuration ou vers une conduite gravitaire conventionnelle. Figure 9: La station centrale de collecte sous vide d’Airvac. Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
  • 19. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 19 Les principaux équipements d'une station centrale de collecte sous vide sont les pompes à vide, les pompes de refoulement, une génératrice, un réservoir de collecte et un réservoir sous vide, les contrôles, les alarmes et les jauges. La figure (9) illustre une station centrale de collecte sous vide. Pour les petits systèmes, les différentes composantes peuvent être montées en usine sur une structure et transportées sur le site. Le tout est installé dans un bâtiment. III .5.1 Les pompes à vide : Les pompes à vide produisent la pression négative nécessaire au transport des eaux usées dans les conduites sous vide. La plage optimale de pression négative pour opérer un réseau sous vide se situe entre 40 et 50 centimètres (16 à 20 po) de mercure. Les pompes doivent être capables de fournir une pression négative ultime de 744 centimètres (29,3 po) de mercure au niveau de la mer et d'opérer de façon continue; cette capacité supérieure devient utile lors des interventions sur le réseau. Deux pompes sont nécessaires pour assurer un fonctionnement en alternance. Des vannes d'arrêt permettent l'entretien de l'une ou l'autre des pompes. III .5.2 Les pompes de refoulement : Ces pompes sont nécessaires pour refouler, vers le site de traitement ou vers un autre ouvrage de transfert, les eaux usées qui sont aspirées dans le réservoir de collecte par les pompes à vide. Deux pompes sont nécessaires pour assurer un fonctionnement en alternance. Les pompes utilisées sont des pompes d'eaux usées horizontales capables de faire passer des solides de 75 millimètres (3 po). Les pompes doivent être certifiées par le manufacturier pour une utilisation en réseau sous vide. Un temps de marche minimum de deux minutes est fixé de façon à minimiser le nombre de départs et ainsi diminuer l'usure des pompes.
  • 20. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 20 IV. LES CRITERES DE CHOIX D’UN RSV : L'implantation d'un RSV comme réseau de collecte d'égout d’une municipalité comporte au moins 50 résidences, doit être envisagée lorsque les contraintes suivantes sont présentes :  Terrain plat et nappe souterraine élevée ;  Zones proche de lacs, de rivières, de la mer et dans des régions souvent inondées ;  En zones de captage d’eau potable ;  Pente du terrain trop forte et contre pente importante ;  En zones résidentielles où le débit des eaux usées est très variable;  Conditions géotechniques difficiles, par exemple sous-sol argileux, rocheux, instable et faible portance du sol ;  Raccordement de zones avec des bâtiments récemment construits ;  Aires écologiquement sensibles. V. LES CARACTERISTIQUES D’UNRSV : Un réseau d’assainissement sous vide est ainsi caractérisé par :  Absence de prétraitement ;  Transport des effluents par dépression ;  Fonctionnement avec un faible diamètre (Le diamètre minimal est de 100 mm) ;  Fonctionnement avec une faible pente (La pente minimale en terrain plat est de 0,2 %) :  Dispositif limité en linéaire et en dénivelé (environ 3000 m et 5,5 m NGF) ;  La distance minimale entre les inversions de profil est de 6 m. [5] [3], [4].
  • 21. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 21 Un réseau d'égouts sous vide ressemble beaucoup à un réseau de distribution d'eau potable; seul l'écoulement est inversé (figure 10). L'analogie serait complète si les vannes d'interface du réseau d'égouts sous vide étaient opérées manuellement par le propriétaire tout comme le sont les robinets dans une résidence. Un réseau d'égouts sous vide peut fonctionner aussi sûrement qu'un Réseau d'aqueduc; il suffit de s'assurer que la conception, le choix d'équipement, l'installation, l'exploitation et l'entretien sont adéquats. Figure 10: Le réseau d'égouts sous vide comparé au réseau de distribution d'eau potable. Source: Airvac (1989). Manuel de conception.
  • 22. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 22 VI. LA CONCEPTIOND’UN RSV : VI.1 Dimensionnement du réseau : Ce chapitre a pour objet de présenter des règles de dimensionnement des principaux éléments d’un système d’assainissement sous vide : le réseau et la station de vide. La valeur de vide est exprimée positivement, le zéro correspondant au vide absolu. On parlera de vide maximum ou de pression minimum et inversement de vide minimum ou de pression maximum. VI.1.1 Disposition générale : Dans la mesure du possible, la station de vide sera implantée dans une position centrale. Cette disposition permet de minimiser les longueurs des lignes de vide et d’équilibrer leurs débits. En cas d’incident sur une antenne, le nombre d’abonnés concernés est moindre. Bien que la norme en préparation autorise des remontées de 1.5 m, celles-ci seront évitées. Il est préférable de créer une succession de remontées plus faibles, par exemples de 50 cm, séparées d’au moins 6 m. on peut d’ailleurs remarquer qu’une telle disposition permet de franchir localement des pentes de 5 %. VI.1.2 Débit à prendre en compte : Le débit de calcul dans une canalisation située à l’aval d’un système comportant une ou plusieurs bâches de transfert est le débit de pointe engendré par les abonnés raccordés ou susceptibles d’être raccordés sur ces bâches. Ce débit sera défini par le maitre d’œuvre en fonction des données locales. VI.1.3 Calcul des pertes de charges et dimensionnement des canalisations : En principe, les pompes à vide fonctionnent entre 45 kPa et 30 kPa. Le vide minimum de 45 kPa permet de disposer d’un minimum d’énergie de 55 kPa. Si comme le prévoit la norme. Le vide minimum nécessaire à une valve doit être de 15 kPa, 40 kPa restent théoriquement disponibles pour le transport. Par précaution nous retiendrons 30 kPa pour calculer les limites du système. [2], [3], [8].
  • 23. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 23 Cette énergie permet de vaincre les pertes de charges en partie courante et les pertes dues aux remontées. Les pertes de charge sont exprimées en mètre de colonne d’eau.  Cas des parties courantes : La perte de pression ΔP est donnée par l’expression : J : perte de charge linéaire en m/m ; L : longueur de canalisation en m ; i : pente de canalisation en m/m ; K1 est croissant avec le rapport air/eau ; K2 est décroissant avec le rapport air/eau. Les facteurs multiplicatifs k1 et K2, respectivement de J et de i, s’expliquent par le caractère diphasique de l’écoulement : La formule suivante pourra être adoptée :  Cas des remontées : Figure 11: Schéma d’une remontée Source : Manuel de conception Airvac ,1989. { ΔP = (k1. J − k2. i)L ΔP ≥ 0 {ΔP = (3J − 0.5. i)L ΔP ≥ 0 [3] [3] 1 : hauteur de remontée ΔH [3]
  • 24. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 24 Le caractère diphasique des écoulements conduit à ne pas prendre en compte totalement la dénivelée 1 comme perte d’énergie à chaque remontée en deçà de 0,30 m. Au-delà, et pour des raisons de sécurité, la perte de pression est supposée égale à la hauteur de remontée. La perte de pression, exprimée en mètre, consécutive à une remontée ΔH, est égale à : Où ΔH est la dénivelée en mètre de la remontée, On peut prendre k=0,5 si ΔH ≤ 0,3 m Et par sécurité k=1 si ΔH > 0,3 m Exemple : Soit une canalisation de longueur 200 m, de diamètre intérieur Ø=100 mm, parcourue par un débit Qe= 2 l/s. les facteurs multiplicatifs k1 et k2, respectivement de J et de i sont 3 et 0,5. J = 0,0009 m/m 3J = 3 x 0,0009 = 0.0027 m/m 1) la pente est de 0,2 %. 3J - k2 i = 0,0027-0,5 x 0,002 = 0,0017 m/m ΔP = 200 x 0,0017 = 0,34 m 2) la pente est de 1 %. 3J - k2 i = 0,0027-0,5 x 0,01 = -0,0023, valeur négative, Donc ΔP = 0 m/m VI.1.4 Les paramètres de conception des conduites principales : Tableau 1 : Le débit maximum selon le diamètre des conduites principales. Diamètre nominal des conduites Débit maximum (L/s) Nombre de résidences équivalentes 100 mm 2,39 70 150 mm 6,60 260 200 mm 13,21 570 250 mm 23,58 1050 Source : Manuel de conception Airvac, 1989. ΔP= k ΔH [3]
  • 25. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 25 Tableau 2 : Pente des conduites entre deux relèvements. Diamètre des conduites Distance entre les relèvements Pente ou dénivellation 100 mm < 39,6 m 80% du diamètre intérieur, D=8,2 cm 100 mm > 39,6 m pente de 0,2% 150 mm < 30,5 m 40% du diamètre intérieur, D=6,1 cm 150 mm > 30,5 m pente de 0,2% 200 mm < 40,2 m 40% du diamètre intérieur, D=7,9 cm 200 mm > 40,2 m pente de 0,2% 250 mm < 48,8 m 40% du diamètre intérieur, D= 9,75 cm 250 mm > 48,8 m pente de 0,2% Source : Manuel de conception Airvac, 1989. Tableau 3 : Hauteur de relèvement selon le diamètre de la conduite. Diamètre de conduite Hauteur de relèvement 100 mm (4 po) 0,30 m 150 mm (6 po) 0,46 m 200 mm (8 po) 0,46 m 250 mm (10 po) 0,70 m Source: EPA (1991). Alternative Wastewater Collection Systems. La dénivellation D et la hauteur de relèvement H sont bien apparus dans la figure ci-dessous Figure 12 : le profile d’une conduite principale sous vide. Source : Manuel de conception Airvac, 1989.
  • 26. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 26 VI.1.5 Limites du système : Si les canalisations sont dimensionnées de telle façon que les pertes de charge soient compensées par la pente de pose, les pertes de pression sont dues essentiellement aux remontées. En terrain plat, si celles-ci ne dépassent pas 0,30 m, alors : Dans le cas où on admet un ΔP de 30 kPa (3,0 m) et si la pente de pose est i = 0,2 %, alors la longueur maximale d’une ligne est : Cependant, certains constructeurs utilisent des entrées d’air intermédiaires entre la cuve de vide et le point le plus éloigné sur la ligne et dépassent cette limite. VI.2 Dimensionnement de la station de vide : VI.2.1 Pompes de refoulement : Si Qemax est le débit de point de l’effluent arrivant dans la station, le débit total de pompage Qs, sans pompe de secours est :  Qs et Qemax sont exprimés dans les mêmes unités.  sr est un coefficient de sécurité, pris généralement égal à 1,2 La hauteur manométrique de la pompe devra prendre en compte la dépression maximum pouvant exister dans la cuve de stockage. Lors du choix des pompes de refoulement, il faudra prendre garde à ce qu’elles soient adaptées pour les eaux usées et que le HMT disponible soit calculé en tenant compte de la dépression dans la cuve. HMT : Hauteur Manométrique totale (m) ; Hs : Hauteur statique (m) ; ΔH : Perte de charge due à la friction dans la conduite de refoulement(m) ; Hv : Hauteur due au vide (m). ΔP = i Lmax/2 Lmax = 2 x ΔP / i = 3000 m. Qs = sr Qemax HMT = Hs + ΔH + Hv [3] [3] [3] [3]
  • 27. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 27 VI.2.2 Pompe à vide : Qamax est le débit de pointe de l’air dans la canalisation. Si A/E le rapport air/effluent à la pression atmosphérique, le débit de pointe d’air correspondant au débit de pointe Qemax de l’effluent est: Le débit des pompes à vide à la pression atmosphérique est calculé par la formule : Qv, Qemax et Qamax sont exprimés dans les mêmes unités. Le coefficient sv est un coefficient de sécurité justifié par la difficulté d’apprécier A/E. Sur plusieurs réseaux observés ce rapport ne descend pas sous la valeur 10. On pourra prendre par exemple : Qv = 12 Qemax à la pression atmosphérique. VI.2.3 Cuves de stockage et de réserve de vide : Sa capacité V se compose du volume Ve, nécessaire au stockage des effluents, augmenté de celui Vv nécessaire à la réserve de vide dans la cuve. Vv se déduit du volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système. VI.2.3.1 Volume Ve nécessaire au stockage des effluents : Il est donne par la formule : Zr : nombre de démarrages admissibles par heure des pompes de refoulement ; Nr = nombre total de pompes de refoulement nombre de pompes en marche pour assurer Qs Ve en m3 si Qs en m3 /h. Qamax = A E Qemax Qv = sv Qamax = sv A E Qemax V = Ve + Vv Ve = Qs 4 Nr Zr [3] [3] [3] [3]
  • 28. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 28 VI.2.3.2 Volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système : Ce volume est fonction du temps minimum autorisé entre deux démarrages des pompes à vide, c’est-à-dire du temps t1 pour passer du vide maximum ou pression minimum Pmin (30 kPa) au vide minimum ou pression maximum Pmax (45 kPa) augmenté du temps t2 nécessaire pour rétablir le vide maximum dans la cuve. On note Pa la pression atmosphérique et Pmoy la pression moyenne. La fréquence maximum de démarrage des pompes à vide correspond au minimum de la fonction t1+ t2. Le minimum de cette fonction est atteint pour Qe = β 2α Qemax à condition que Qe reste inférieur à Qemax ; Dans le cas où β 2α est inferieur ou égale à 1 : Dans le cas où β 2α est supérieur à 1 ; Vr en m3 , si Qemax en m3 /h et (t1+t2) en heure Zv : le nombre de démarrage admissible par heure d’une pompe à vide. Nv = nombre total de pompes à vide nombre de pompes en marche pour assurer Qv (t1 + t2)min = 1 Nv Zv Si t en heure Pmoy = ( Pmin + Pmax) 2 Vr = β Qemax 4 (t1 + t2)min Vr = αQemax [1 − α β ] (t1 + t2)min α = Pmin Pmax − Pmin (1 + A E Pa Pmoy ) β = Pmin Pmax − Pmin (sv ( A E Pa Pmoy ) + sr ) [3] [3] [3] [3] [3]
  • 29. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 29 VI.2.3.2 Volume VV nécessaire à la réserve de vide dans la cuve : Les volumes précédents correspondent au volume d’air dans la cuve et dans le système. Si V0 est le volume des canalisations contribuant à la réserve de vide, Vv se déduit de Vr par la formule : N : Nombre de canalisations contribuant à la réserve de vide ; L : Longueur de chaque canalisation ; v v+e : Fraction de vide (vide vide + eau⁄ ), en général représente 2/3 ; Ø: Diamètre de canalisation. VI.2.3.4 Volume total de la cuve V Le volume de la cuve est la somme des volumes Ve et Vv. Vv = Vr – V0 V = Ve + Vv Vo = N L v v + e π ∅2 4 [3] [3] [3]
  • 30. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 30 VII. EXPLOITATION ET MAINTENANCE : Les péchés de jeunesse constatés sur les premiers réseaux ont contribué à faire évoluer le matériel vers une meilleure fiabilité. Les pannes des valves sont rares actuellement. Il est très facile de poser un contrôleur de rechange afin de réparer en atelier l’appareil défectueux. Il semble que le mécanisme le plus sensible soit la prise de pression qui permet de mesurer le niveau de l’effluent dans la bâche de transfert (regard d’interface) : la moindre fuite d’air compromet la qualité du signal de pression, entrainant des débordements dans la bâche : aussi faut-il être exigeant sur la qualité de ce composant et sur sa fixation. Les réseaux ne semblent pas présenter de problèmes. Les cuves de stockage peuvent être corrodées à l’intérieur après que la couche de peinture de protection ait été endommagée lors d’opérations de nettoyage ou de maintenance. Certains constructeurs proposent des cuves en acier inoxydable. L’adjonction de système de téléalarme, comme « défaut de vide » ou « défaut sur pompage vide prolongé » permet une détection rapide d’anomalie à distance. La connaissance des ratios air/effluent, grâce au contrôle des temps via une télésurveillance, peut mettre en évidence une consommation d’air anormale. Le personnel d’exploitation devrait consulter périodiquement ces ratios chaque matin par exemple. Après sa détection, l’anomalie doit être localisée. Dans le cas où une valve est restée en position ouverte, il est nécessaire d’isoler successivement chaque antenne à leur arrivée dans la cuve de la centrale de vide et contrôler le maintien ou la disparition du défaut vide pour identifier l’antenne défectueuse. Un système de télécommande, associé à une motorisation des vannes d’antenne, permet d’effectuer ces manœuvres à distance. Grâce à la télécommande, il est possible également de remédier à certains petits blocages épisodiques causés par des objets parasites en procédant à une séquence « arrêt et redémarrage » des pompes à vide à distance : ces simples à-coups de dépression dans le réseau permettent souvent d’éliminer l’objet responsable de l’obstruction. [3]
  • 31. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 31 VIII. LA COMPARAISON ENTRE LE RSV ET LES AUTRES RESEAUX : Tableau 4: la comparaison entre le RSV, RGC et RSP. Source : Gidley, J.M. et D.D. Gray (1987). Final Report - A Comparison of Conventional Sewer Using Clay Pipe with Alternative Sewers. National Clay Pipe Institute. Réseau d'égouts gravitaire conventionnel Réseau d'égouts sous vide Réseau d'égouts sous pression Application générale partout (le coût augmente avec les difficultés) topographie plane ou légèrement ondulée topographie accidentée ou terrain plat, peu dense Force motrice gravité vide partiel pression Prétraitement aucun aucun fosse septique Équipement individuel par résidence aucun poste de vanne d'interface poste de pompage Électricité requise des bâtiments non non oui (220 volts) Pente minimale 0,40% (∅ 200) en dents de scie (0,2 %) aucune restriction; conduites suivent la topographie Vitesse minimale 0,6m/s 3,5 0,6 m/s à 0,9 m/s Diamètre minimum 200 mm 100 mm pour conduites principales sous vide conduite de service: 32 mm (1,25.po) conduite principale: 50 mm (2 po) Alignement horizontal rectiligne entre les regards flexible flexible Accessoires regards évents sur entrées de service, postes de vanne d'interface, vannes d'isolement, station de collecte sous vide bouches de nettoyage, vannes d'isolement, clapets et purgeurs d'air Entretien nettoyage occasionnel des conduites entretien des vannes d'interface et des stations de collecte sous vide entretien des unités de pompage et lessivage des conduites Construction excavations plus profondes et obstacles plus difficiles à évite alignements peuvent être modifiés pour éviter les obstacles; excavations peu profondes. alignements courbes permettent d'éviter les obstacles; excavations peu profondes.
  • 32. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 32 IX. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS D’UN RSV : Tableau 5: Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide. Les avantages et les inconvénients d’un réseau sous vide Avantages d’assainissement sous vide Cout de construction plus faible : excavations moins profondes, absence de regard, conduites de faible diamètre, changement de direction ; Les eaux parasites éliminées sauf aux bâtiments deviennent négligeables si les précautions sont prises lors de la construction ; Les eaux usées bien aérées à la sortie du RSV ; Flexibilité accrue dans le choix du type de traitement ; Cout de traitement réduit en raison du faible débit véhiculé ; Pas d’exfiltration vers la nappe/moins d’infiltration (pas de contamination de la nappe) ; Vitesses d’écoulement très élevées réduisant les risques de blocage et la fréquence de nettoyage du réseau ; Personnel d’entretien non exposé directement aux eaux usées ; Délais de mise en œuvre considérablement plus courts ; Contournement facile d’obstacles ; Les canalisations sous vide et les conduites d’eau potable peuvent être posées dans la même tranchée ; Système fermé – pas de fuite et pas émanations d’odeurs ; Pas de dépôt grâce à la vitesse élevée dans les tuyaux => Le curage du réseau n'est plus nécessaire ; Seule la station de vide est à alimenter en énergie électrique ; Pas de regards de visite, pas de possibilité de jeter des ordures dans le réseau ; Pas de réservoir de chasse => Economie significative d’eau. Les inconvénients d’assainissement Sous vide La topographie limite son application (terrain accidenté) ; La perte de charge totale est limitée à 4 mètres par conduite principale ; Non économique lorsqu’il ya moins de 50 résidences ; Personnel entrainé pour l’entretien des vannes d’interface et des pompes sous vide ; Surveillance en continu et intervention immédiate pour corriger les pertes de vide ; La consommation d’énergie au niveau de la centrale à vide ; non adapté pour les agglomérations denses. Source : *Airvac (1989). Manuel de conception. **La société ROEDIGER Vacuum Gmbh (http://www.roevac.com).
  • 33. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 33 X. LES PROJETS REALISES AU MAROC : X.1 Le projet « Marina Saidia » : Un système d’assainissement sous vide a été installé récemment au port de plaisance de la ville de SAIDIA, ce réseau est mis en service en 2008 pour évacuer les eaux usées des bâtiments érigés sur les quais et vidange des eaux usées des bateaux. Ce projet est réalisé par la société Allemande « ROEDIGER VIABITEC ». Les équipements de ce réseau sont :  3 pompes à vide de puissance de 4 kW ;  2 pompes de refoulement d’une puissance de 3 kW ;  1 réservoir de vide d’un volume de 3 m3. Source : http://www.roevac.com Figure 13: La mise en œuvre de RSV à « Marina Saidia » [5] .
  • 34. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 34 X.2 Le projet « Marina Bouregreg » : C’est la deuxième expérience de l’assainissement sous vide au Maroc, ce projet est réalisé par la société Allemande « ROEDIGER VIABITEC » au port de plaisance Bouregreg. Ce réseau est mis en service en 2010 pour évacuer un débit des eaux usées de 7 l/s. Les équipements de réseau :  20 Chambres de collecte dont 11 types posent en cave ;  2 Bornes d‘aspiration pour bateaux ;  1 Borne de vidange des eaux de fond de cale ;  3 Pompes à vide d’une puissance de 4 kW ;  2 pompes de refoulement d’une puissance de 4,7 kW ;  1 réservoir de vide d’un volume de 7 m³. Figure 14: Le plan de réseau de l’assainissement sous vide du port de plaisance Bouregreg. Source : [5] [5] .
  • 35. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 35 Figure 15: deux pompes de refoulement de RSV « port de plaisance Bouregreg ». Source : [5]. Figure 16: Trois pompes à vide (central à vide du port de plaisance Bouregreg). Source : [5]. Figure 17: La mise en œuvre du RSV du port de plaisance Bouregreg. Source : [5].
  • 36. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 36 CONCLUSION L'implantation d'un RSV comme réseau de collecte d'égout doit être sérieusement envisagée lorsque la topographie générale de la municipalité à desservir est relativement plane et que le secteur ou la municipalité à desservir comporte au moins 50 résidences. Les avantages économiques du RSV sont encore plus marqués, par rapport au réseau d'égouts conventionnel, lorsque les conditions de sol sont difficiles (terrain rocheux, nappe phréatique élevée). L’expérience marocaine au niveau d’installation des réseaux d’assainissement sous vide est encore très timide, ceci est dû principalement d’une part à la complexité des procédures lors du dimensionnement et l’exécution, et en d’autre part à l’inexistence de sociétés marocaines spécialisées en construction des RSV, ainsi qu’à la rareté des experts et agents de maîtrise compétents. Le RSV ne présente pas toujours la solution idéale pour collecter les eaux usée d’un secteur. Dans ce sens, le choix définitif d’un système ne devra intervenir qu’après comparaison entre les différentes solutions possibles, car il faudra prendre en compte les coûts de fonctionnement et de maintenance ainsi que les caractéristiques de la commune à desservir (Démographie, topographie, niveau de la nappe, la géologie, etc.…), à fin d’arriver à la solution la plus fiable et satisfaisante en matière de qualité d’une part, et d’économie en d’autre part.
  • 37. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 37 BIBLIOGRAPHIE [1]: Airvac (1990). Operation, Installation and Maintenance Manual. Airvac Vacuum Sewerage Systems, Rochester, Indiana. [2] : BREMOND, GARNIER, 1986, Assainissement sous vide, étude technico-économique, CEMAGREF, Groupement de Bordeaux, Division Hydraulique. [3] : Airvac (1989). Manuel de conception. [4] : M Guy POLVE. Les techniques particulières ou alternatives de collecte et de transfert des eaux usées ; [5] : La société ROEDIGER Vacuum Gmbh (http://www.roevac.com). [6] : BREMOND, GARNIER, 1986, l‘assainissement sous vide, alternative au réseau gravitaire. [7] : Gidley, J.M. et D.D. Gray (1987). Final Report - A Comparison of Conventional Sewer Using Clay Pipe with Alternative Sewers. National Clay Pipe Institute. [8]: EPA (1991). Alternative Wastewater Collection Systems. [9]: http://www.airvac.com/vacuum_how.htm [10]: http://quavac.com/products/vacuum/sewerage/ [11]: http://www.airvac.com/how_works_vmain.htm
  • 38. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 38 ANNEXES
  • 39. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 39 ANNEXE 1 : Principe de fonctionnement d’un réseau d’assainissement sous vide Source : http://www.airvac.com/vacuum_how.htm Le réseau gravitaire transporte les eaux usées depuis le consommateur vers un poste de vanne d’interface. Lorsque 10 gallons (environ 38 litres) sont collectés dans le puits étanche, la vanne d’interface s’ouvre. Un différentiel de pression crée dans la centrale de vide par des pompes à vide aspire le contenu dans une conduite principale sous vide. Les eaux usées sont transportées dans la conduite principale sous vide avec une vitesse de 4,5 m/s à 5,5 m/s, cette conduite est posée en dents de scie pour assurer un vide (dépression) adéquat a la fin de chaque conduite. Les eaux usées transportées par le réseau sont collectées dans un réservoir de stockage. Lorsque le réservoir est remplit, les eaux usées vont être évacué vers une station d’épuration par des pompes de refoulement. 1 2 3 4
  • 40. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 40 ANNEXE 2 : Réseau d’assainissement sous vide
  • 41. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 41 ANNEXE 2 : ETUDE DE CAS Source : Airvac (1989). Manuel de conception. Données 1000 habitants sont raccordés au réseau sous vide. Le débit journalier de pointe est de 200 l par habitant avec un coefficient de pointe de 3. On prendra Qemax= 0,025 m3/h/hab. 2 pompes de refoulement et 2 pompes à vide fonctionnent alternativement avec un temps minimum entre deux démarrages de 5 minutes : Nr=Nv=2, Zr=Zv=12. La cuve à vide travaille dans la fourchette de pression suivante :  Pmax = 45 kPa, Pmin = 30 kPa, Pmoy = 37,5 kPa  Les autres valeurs sont les suivantes : Pa = 100 kPa, A/E = 10, sr = sv=1,2 Le volume des canalisations pris en compte correspond au 2/3 des 200 premiers mètres des trois antennes de diamètre 160 mm. 1- Débit d’une pompe de refoulement : 2- Débit d’une pompe à vide : 3- Cuve de stockage et de réserve de vide :  Volume Ve nécessaire au stockage des effluents : 𝐕𝐞 = Qs 4 Nr Zr = 25 4 x 2 x 12 = 0,26 m3 Qs = sr Qemax = 1.2 x 25 = 30 m3/h Qv = 12 x 25 = 300 m3/h à la pression atmosphérique
  • 42. L’assainissement sous vide Mémoire bibliographique (LP-GAMU 2013) Page 42  Volume Vr nécessaire à la réserve de vide dans le système : L’application des formules donne :  Volume Vv nécessaire à la réserve de vide dans la cuve : Le volume V0 des canalisations contribuant à la réserve de vide est :  Volume total de la cuve V : Vo = N L v v + e π ∅2 4 = 3 × 2 3 × 200 × π × 0,162 4 = 8 m3 V = Ve + Vv = 0,26 + 9,3 = 9,56 ≅ 10 m3 Vv = Vr – V0 =17,8 - 8 = 9,3 m3 𝐕𝐫 = β Qemax 4 (t1 + t2)min = 66,4×25 4 × 1 2×12 = 17,3 m3 β 2α = 66,4 2×55,3 = 0,60 < 1 β = Pmin Pmax − Pmin (sv ( A E Pa Pmoy ) + sr ) = 30 15 (1,2 + 10 × 100 37,5 + 1,2) = 66,4 α = Pmin Pmax − Pmin (1 + A E Pa Pmoy ) = 30 15 (1 + 10 × 100 37,5 ) = 55,3 (t1 + t2)min = 1 2 × 12