Memento_technique_2017_Astee-1

M EMENTO T ECHNIQUE 2017 - C ONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DES SYSTEMES DE GESTION DES EAUX PLUVIALES ET DE COLLECTE DES EAUX USEES -

IV.2.3

Application de la formule de Manning Strickler au calcul des sections d’écoulement

Le calcul des sections d’écoulement s’effectue sur la base du débit de pointe à évacuer Q p (cf. § III.7.1 et III.8.3). En s’appuyant sur la formule de Manning Strickler :

⁄ ∙

⁄ (Équation 42)

= ∙ ∙

⁄

= (

)

(Équation 43)

⁄

∙ ∙

Avec : Q p : débit véhiculée par la canalisation en m 3 /s K : coefficient de débit en m 1/3 s -1 S : surface mouillée m 2 R h : rayon hydraulique en m = Surface mouillée / périmètre mouillé I : pente motrice de l’écoulement en m/m = pente de l’ouvrage en régime permanent et uniforme La formule de Manning Strickler a été établie pour des écoulements turbulents rugueux et fortement rugueux. Elle ne tient pas compte de la viscosité de l’eau dont l’influence sur l’estimation des pertes de charges ne peut être négligée pour les écoulements hydrauliquement lisses. Le risque est de sous-dimensionner les sections des ouvrages par l’adoption d’un coefficient de débit trop important et conduire à des débordements ou des inondations. Il convient de prendre en compte l’ensemble des facteurs influant sur les pertes de charges pour déterminer la valeur de dimensionnement du coefficient de débit : • la qualité de la pose et les contre-pentes ou les désalignements qui peuvent résulter des conditions de pose ou apparaître pendant la durée de vie de l'ouvrage ; • les points singuliers du réseau et la qualité des raccordements au niveau des regards et des branchements. Ces deux points déterminent la rugosité globale du tronçon qui aboutit à des coefficients de Manning sensiblement plus faibles que pour un élément de canalisation considéré seul. D’autres facteurs peuvent être pris en compte : • la nature du matériau constituant la canalisation : rugosité intrinsèque et espacement des assemblages ; • la nature de l'effluent (ex. : eaux usées ou eaux pluviales), la quantité de matières solides véhiculées et les éventuels dépôts ou biofilm. L’influence des branchements et de la fréquence des ouvrages d’accès dans le réseau de collecte doit être prise en compte. Pour cela, on considère l’ensemble du réseau en prenant un coefficient global de débit K compris entre 70 et 80 m 1/3 s -1 . Il convient toutefois de tenir compte du fait que des coefficients de débits inférieurs peuvent être rencontrés, notamment en cas de dépôts importants ou d’obstruction partielle de la section d’écoulement. Certains outils de simulation permettent d’additionner les pertes de charges linéiques et les singularités. Leur utilisation doit être réservée à des cas particuliers et doit être abordée avec précautions car la précision apportée peut s’avérer illusoire. IV.2.5 Pour les sections des canalisations fermées IV.2.4 Détermination du coefficient de Manning Strickler