Comportement du réseau lors d'une pluie annuelle

Après nous être assurés d'avoir effectué une bonne création du réseau actuellement en place, nous avons effectué la modélisation du comportement du réseau d'eaux pluviales lors d'une précipitation annuelle. Cette simulation va nous permettre de réaliser le diagnostic du réseau lors de cet événement dans le but de valider notre futur calcul de dimensionnement du séparateur d'hydrocarbures. En effet, on pourra ainsi se rendre compte, grâce aux valeurs du débit à l'exutoire, si la taille de l'installation est adaptée aux caractéristiques du bassin versant. De plus, ce débit nous permettra de savoir si le temps de séjour minimal des eaux pluviales dans le décanteur-déshuileur est respecté ou non, ce dont nous reparlerons par la suite. 

 

1) Création de la pluie annuelle

 

Pour modéliser une pluie annuelle, nous avons recherché les coefficients de Montana relatifs à un tel événement en région toulousaine. Ces coefficients sont utilisées par le logiciel pour déterminer l'intensité de la pluie i = a.t^(-b). Nous définissons alors les deux coefficients.

  • a = 3.5
  • b = - 0.62

Nous décidons de créer une pluie dont la durée de pluie intense sera de 15min. En effet, cela correspond à une pluie d'une durée totale de 50 minutes, ce qui nous semble raisonnable. Nous obtenons alors le hyétogramme de la pluie annuelle modélisée sur la commune de Labège. Ce graphe nous présente l'intensité de cet événement pluvieux en fonction du temps.

Ce modèle de pluie va simuler une pluie annuelle en région toulousaine d'une durée de 50 minutes environ. Cet événement pluvieux sera composé de trois phases principales, car nous avons choisi une pluie de forme triangulaire symétrique, correspondant fortement à la réalité. Le début de la pluie est relativement faible durant une vingtaine de minutes tout en étant croissant. Il est suivi d'une période courte durant laquelle les précipitations sont particulièrement importantes. Avant une dernière période, de durée similaire à la première, où l'intensité de la précipitation décroît linéairement. Nous étudions donc le comportement du réseau d'eaux pluviales du campus lors de cet événement pluvieux.

 

2) Comportement du réseau lors de la pluie annuelle

Nous avons ainsi obtenu les résultats graphiques suivants concernant les lignes d'eau maximales dans le réseau d'eaux pluviales.

On remarque que le réseau est capable de collecter l'ensemble des eaux pluviales lors de cet événement annuel, ce qui est logique compte tenu de la simulation précédente d'une pluie décennale. Deux conduites seront en charge un court instant au cours des précipitations mais sans réels dangers pour le réseau, et surtout sans débordement aucun dans toute la zone étudiée.

On peut dresser le bilan de ce diagnostic à l'aide de la figure ci-dessous.

Ainsi, au cours de ces précipitations, 235 m3 d'eau vont ruisseler, sur l'ensemble du campus concerné, jusqu'aux bouches d'égouts du réseau. Ce volume va être collecté et acheminé en quasi-totalité vers l'exutoire, une buse située au niveau du lac. On remarque ainsi que le réseau d'eaux pluviales du campus INP Toulouse-Labège est capable de récolter et d'acheminer 98% du débit lors d'une pluie annuelle. Les 2% restant correspondent à la partie du débit infiltrée par le sol. Ce bilan est donc tout à fait satisfaisant.

 

3) Débit à l'exutoire

Maintenant que nous avons effectué le diagnostic du réseau, qui s'est révélé satisfaisant, nous allons déterminer les valeurs du débit  à l'exutoire de ce même réseau en cas de pluie annuelle, et ce tout au long de la simulation. Le logiciel Canoë nous fournit la courbe du débit en fonction du temps lors de l'événement pluvieux, ainsi que sa valeur à chaque pas de temps sous forme de tableau, que nous avons préféré de pas exposer ici.

 

On peut ainsi remarquer que le débit maximal à l'exutoire (au niveau de la buse, du rejet dans le lac) lors d'une pluie annuelle sera de 0.3 m3/s. Ce débit est relativement élevé. Nous devons être vigilant quant à l'efficacité de l'installation. En effet, une première fonction du séparateur d'hydrocarbures est la décantation des matières solides présentes dans les eaux pluviales. Pour assurer cette séparation liquide-solide, il faut un temps de séjour dans la cuve relativement long, surtout si les eaux pluviales contiennent de fines particules solides comme des sables fins. De plus, la séparation des hydrocarbures se fait également par différence de densité, processus également lent. Nous allons donc dimensionner le séparateur d'hydrocarbures en gardant à l'esprit que le temps de séjour peut ne pas être suffisant. Dans ce cas, nous devrons nous tourner vers une autre solution de traitement.

Ces résultats ne sont cependant pas inutiles, et ils seront nécessaires afin de vérifier le temps de séjour moyen de l'eau dans le déshuileur après dimensionnement de ce dernier, et ceci par simulation numérique.

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