Calcul des Débits d’Eaux Vannes

Comprendre le Calcul des Débits d’Eaux Vannes

La ville de Rivière-Claire, avec une population de 10 000 habitants, souhaite améliorer son système d’assainissement des eaux vannes. Le projet vise à évaluer la quantité d’eaux usées produites et à dimensionner correctement les infrastructures nécessaires pour leur traitement.

Pour comprendre le Calcul du Facteur de Pointe en Assainissement, cliquez sur le lien.

Données de base:

Population de Rivière-Claire : 10 000 habitants.
Consommation d’eau par habitant : 150 litres par jour.
Pourcentage d’eau consommée qui devient des eaux usées : 80%.
Période de pointe : 1,5 fois la moyenne quotidienne (pour les calculs de dimensionnement du réseau).
Coefficient de simultanéité : 0,6 (pour la conception des collecteurs).
Débit minimal pour éviter la stagnation : 0,75 litres par seconde (l/s).

Questions:

1. Calcul du débit quotidien d’eaux usées (Qd)

2. Calcul du débit quotidien total d’eaux usées pour la ville

3. Calcul du débit de pointe (Qp)

4. Dimensionnement des collecteurs (Qc)

5. Vérification du débit minimal

Correction : Calcul des Débits d’Eaux Vannes

1. Calcul du débit quotidien d’eaux usées par habitant (\(Q_d\))

Chaque habitant consomme 150 L d’eau par jour, dont 80 % se transforment en eaux usées. Nous calculons donc le volume d’eaux usées généré par un habitant sur une journée.

Formule :

Qd = Consommation d’eau par habitant × Pourcentage d’eaux usées

Données :

Consommation = 150 L/j
Pourcentage = 80 % = 0,8

Calcul :

\[ Q_d = 150\,\text{L/j} \times 0,8 \] \[ Q_d = 120\,\text{L/j/habitant} \]

2. Calcul du débit quotidien total d’eaux usées pour la ville

Pour obtenir le volume total d’eaux usées généré par toute la population, on multiplie le débit par habitant par le nombre d’habitants.

Formule :

\[ Q_{\text{total}} = \text{Population} \times Q_d \]

Données :

Population = 10 000 habitants
Qd = 120 L/j/habitant (calculé précédemment)

Calcul :

\[ Q_{\text{total}} = 10\,000 \times 120\,\text{L/j} \] \[ Q_{\text{total}} = 1\,200\,000\,\text{L/j} \]

On peut également convertir ce résultat en m\(^3\)/j sachant que \(1\,\text{m}^3 = 1\,000\,\text{L}\) :

\[ = 1\,200\,000\,\text{L/j} \div 1\,000 \] \[ = 1200\,\text{m}^3/\text{j} \]

3. Calcul du débit de pointe (\(Q_p\))

La période de pointe correspond à un facteur de 1,5 appliqué à la moyenne quotidienne. Toutefois, pour obtenir un débit (en L/s), il faut d’abord convertir le volume quotidien en débit moyen, puis appliquer le facteur de pointe.

Étapes de calcul :

1. Conversion du volume quotidien en débit moyen :

Débit moyen (L/s) = \(Q_{\text{total}}\) (L/j) \(\div\) Nombre de secondes par jour
(Nombre de secondes par jour = 86400)

2. Application du facteur de pointe :

\(Q_p =\) Débit moyen \(\times\) Facteur de pointe

Données :

\(Q_{\text{total}} = 1\,200\,000\,\text{L/j}\)
Facteur de pointe = 1,5

Calcul :

\[ \text{Débit moyen} = \frac{1\,200\,000}{86\,400} \] \[ \text{Débit moyen} \approx 13,89\,\text{L/s} \]

\[ Q_p = 13,89\,\text{L/s} \times 1,5 \] \[ Q_p \approx 20,83\,\text{L/s} \]

4. Dimensionnement des collecteurs (\(Q_c\))

Le dimensionnement des collecteurs tient compte d’un coefficient de simultanéité qui permet de réduire le débit de pointe théorique pour tenir compte du fait que toutes les sources de pollution ne déversent pas leur flux en même temps.

Formule :

\[ Q_c = Q_p \times \text{Coefficient de simultanéité} \]

Données :

\(Q_p \approx 20,83\,\text{L/s}\)
Coefficient de simultanéité = 0,6

Calcul :

\[ Q_c = 20,83\,\text{L/s} \times 0,6 \] \[ Q_c \approx 12,50\,\text{L/s} \]

5. Vérification du débit minimal

Il est nécessaire de vérifier que le débit dans les collecteurs ne tombe pas en dessous d’un seuil minimal pour éviter la stagnation des eaux usées.

Comparaison :

Débit minimal requis = \(0,75\, \text{L/s}\)
Débit calculé dans les collecteurs (\(Q_c\)) \(\approx 12,50\,\text{L/s}\)

Conclusion :
12,50 L/s est largement supérieur à 0,75 L/s, ce qui signifie que le dimensionnement proposé des collecteurs est correct et permet d’éviter la stagnation.

Résumé final :