Le dimensionnement du décanteur-déshuileur

 

 

Nous allons présenter ici le calcul du dimensionnement du décanteur-déshuileur. Nous avons montré, lors de la présentation de cette installation, que la taille nominale du séparateur pouvait être déterminée par le calcul suivant :

  • TN = QR.Fd, avec Fd = 1 et QR = Ψ · i · A

Nous allons maintenant déterminer la valeur des différentes composantes du calcul.

1) Le coefficient de ruissellement Ψ

Pour le calcul de TN, nous allons déterminer la moyenne du coefficient de ruissellement sur l'ensemble du bassin-versant. Pour cela, nous avons calculé les différents coefficients des différentes parties du bassin versant total dans la partie définition des sous-bassins versants. On peut résumer ces calculs dans le tableau ci-dessous.

Partie du bassin versant Coefficient de ruissellement
Bâtiment Vie étudiante 0.9
Chaussée Vie étudiante 0.76
RU Est 0.84
Chaussée Bâtiment D 0.76
Bâtiment E Est 0.76
Parking Bâtiment E 0.83
Parking Villa des Gardes 0.76
Villa des Gardes 0.9
Parking Bâtiment F 0.82
Parking RU 0.86
Passage Piétons 0.76
Bâtiment H 0.9
Parking Bâtiment G 0.77
Parking Bâtiment H 0.76
Terrain de hand 0.81
Terrain synthétique 0.8
PJJ 0.82

Ainsi, on détermine le coefficient de ruissellement moyen de 0.81 pour l'ensemble du bassin-versant situé sur la commune de Labège. Cette moyenne est pondérée par la surface occupée par chacune des différentes parties par rapport à la surface totale, selon la formule suivante :

 

Dans notre calcul, on a donc Ψ = 0.81.

 

2) L'intensité pluviométrique i

Dans cette partie, nous allons déterminer la valeur de l'intensité pluviométrique annuelle, en L/s.m2. On base le calcul de notre dimensionnement sur une pluie annuelle car nous n'allons pas intégrer de déversoir d'orage sur l'installation. En effet, une autre méthode de dimensionnement existe, en prenant en compte 20% de l'intensité pluviométrique décennale, mais elle nécessite la mise en place d'un déversoir d'orage, ce qui est le cas pour le dimensionnement d'installations traitant des eaux très polluées.

La commune de Labège se situe dans la région pluviométrique n°2. Les intensités pluviométriques annuelle et décennale sont connues pour chacune des régions comme on peut l'observer sur la carte ci-dessous.

 

On va donc utiliser la valeur i = 0.02 l/s.m2 pour le calcul du dimensionnement du séparateur d'hydrocarbures. 

 

3) La surface A du bassin versant.

Ce calcul est relativement simple puisque l'on dispose des plans du campus en format DWG. Le logiciel AutoCad nous permet de mesurer rapidement et simplement l'ensemble des surfaces concernées par le réseau d'eaux pluviales. On peut rappeler les mesures effectuées dans le tableau ci-dessous.

 

Partie du bassin-versant Surface (m²)
Bâtiment Vie étudiante 146.22
Chaussée Vie étudiante 269.01
RU Est 2125.65
Chaussée Bâtiment D 227.73
Bâtiment E Est 291.44
Parking Bâtiment E 1005.88
Parking Villa des Gardes 395.4
Villa des Gardes 200.85
Parking Bâtiment F 660.92
Parking RU 1772.72
Passage Piétons 2775.36
Bâtiment H 456.87
Parking Bâtiment G 1186.71
Parking Bâtiment H 954.89
Terrain de hand 1673.5
Terrain synthétique 9810.48
PJJ 3625.22

On a donc une surface totale A = 27 432. 63 m2 sur laquelle les eaux pluviales sont récoltées et acheminées par le réseau.

 

4) Calcul du volume du débourbeur

On peut alors déterminer la taille nominale du débourbeur associé au séparateur d'hydrocarbures. En effet, sachant que Fd = 1, on calcule directement TN = 444,41 selon la formule TN = QR.Fd explicitée dans la partie de présentation de la méthode de dimensionnement du décanteur-déshuileur.

Or, selon la norme NF EN 858-2 sur le dimensionnement de telles installations, il est recommandé de choisir la taille nominale proposée immédiatement supérieure.
Dans notre cas, on recommande TN = 500 comme taille nominale du séparateur d'hydrocarbures. Les différentes tailles nominales recommandées sont également présentées dans la partie précédente sur le dimensionnement du décanteur-déshuileur.

D'après la méthode de la norme NF EN 858-2, il ne reste plus qu'à calculer le volume du débourbeur associé. Or, on sait que Fd =1 et V = 100*TN/Fd. On peut alors en déduire le volume du séparateur d'hydrocarbures V = 50 m3.

 

5) Temps de séjour et efficacité du séparateur d'hydrocarbures

 

Grâce à l'étude du réseau d'eaux pluviales réalisées à l'aide du logiciel Canoë, nous savons que le débit de pointe à l'exutoire de ce même réseau va être de 0.30 m3/s lors de l'événement pluvieux annuel. Ce débit est relativement important et peut s'expliquer par la prise en charge par le réseau de l'ensemble des eaux pluviales des aires de stationnement, des chaussées mais également des toitures et des terrains de sport.

Or, avec un volume de 50 m3, le temps de séjour hydraulique des eaux pluviales dans le séparateur d'hydrocarbures sera de 167 secondes environ lors de l'arrivée du débit de pointe. Cette caractéristique de l'installation va engendrer une chute de l'efficacité lors des événements pluvieux importants. Nous allons essayer d'illustrer ce phénomène en modélisant à l'aide d'un outil de modélisation numérique le déshuileur et le comportement d'un fluide composé d'eau et d'hydrocarbure au sein d'une telle installation dans les conditions de fonctionnement sur le campus INPT.

 

6) Choix d'un emplacement adapté

Nous cherchons donc à installer un décanteur-déshuileur industriel d'un volume de 50 m3. Pour ce faire, nous proposons la solution suivante, à savoir une structure de longueur 6,4 mètres, et d'une base carrée de 2,8 m. De telles dimensions nécessitent une surface de 18 m² et une profondeur de 2,8 m. Une telle surface est disponible aux côtés du terrain de beach-volley, ce qui serait pratique quant à sa proximité à la buse correspondant à l'exutoire.

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