CHAPITRE IV. CALCUL DU DALOT Le dalot comme étant un ouvrage d’évacuation
doit répondre à
quelques objectifs, notamment : 1. Conception d’un réseau qui sera adapté aux besoins : En assurant une bonne évacuation des eaux pluviales de manière à empêcher la submersion des zones urbaines et éviter toute stagnation dans les points les plus bas après les averses ;
En se rassurant des possibilités d’acceptabilité des rejets dans le milieu naturel tant en quantité qu’en qualité.
2. Minimiser les couts de fonctionnement du réseau 3. Protéger le milieu naturel.
IV.2. Dimensionnement du dalot Le dimensionnement des ouvrages fait appel à l’ensemble des lois hydrauliques en faisant appel à des hypothèses simples et réalistes, pour notre cas nous avons un écoulement permanent graduellement varié cad que les dimensions,les formes,la rugosité,la pente du chenal varient faiblement sans brusquerie,et que aussi si le tirant d’eau varie faiblement. : Pour le calcul de Dimensionnement on a : la formule proposée par MANNING -STRICKLER et qui s’énonce de la manière suivante =
=
. .
é
.
é é
/
=
=
=
=
=
ℎ
é
′
é
/
Partant de cette formule, nous pouvons déduire l’expression de la vitesse de l’écoulement de la manière suivante : =
.
.
G. DEGOUTTE : Aide Mémoire d’Hydraulique à surface libre page 13 issue de la formule générale : =
.
Le coefficient de rugosité n, selon MANNING STRICKLER K=67 pour un canal en beton comme notre cas . A noter que pour ce genre d’ouvrage la vitesse maximale a ne pas depasser pour un canal en béton est de 5m/s, donc le probleme étant complexe puisque il faudra faire un dimensionnement rationnel qui devra respecter la valeur de la vitesse maximale de 4m/s et aussi capable de transité un debit superieur au debit de ruissellement qui est de 30,16m3/s D’où la première option serait de prendre la pente du canal =pente telque dessiner sur le plan autocad on a : I=(36,9m-36,77m)/L, avec L=longueur du dalot=30,91m on a une pente de 0,0042 soit 0,42% On a V= .
.
avec I=0,0042 et V=5m/s on a
/
avec K=67, I=0,0042 ,satisfait dans plusieurs cas les conditions du
=
debit mais non la condition de vitesse puisque nous avons des vitesses superieures à 5m/s(voir fichier Excel en annexe). pour notre cas nous avons un dalot rectangulaire on a =
×
é
=
é
Section mouillée Périmètre mouillé
=
×
= 2 +
Donc avec cette pente il ya incompatibilité entre les parmètres d’écoulement cad que le debit satisfait puisqu’il est superieur à 30,16m3/s pour les 2 premires cas(voir feuille Excel en annexe) mais la vitesse est tres tres superieure à la vitesse maximale qui est de 5m/s.(Assainissement des Aglomération par LOUIS COMBET page15) . Donc on devra modifié la pente du canal,ceci se fera par approximation successive ,jusqu’à trouver des dimensions du dalot qui devra satisfaire la condition du debit et de la vitesse Cad à partir de la formule V= .
.
et on a
=
avec K=67 et
v=5m/s en procedant par une iteration successive, on pose les valeur de B et de H=hauteur mouillée,on calcul la section mouillée A, on calcul le perimètre mouillé P=2H+B, on calcul la pente correspondante, ayant la pente on verifie les conditions suivantes Qdalot=
=
. .
.
Vitesse inferieure à 5m/s
doit etre superieur à 30,16m3/s
La pente choisie devra aussi etre superieur à la pente minimale et devra etre une pente realisable sur le terrain.
Après calcul iterative(voir feuille excel) on a B=largeur du dalot=6m
Hauteur mouillée=1,25m(Hauteur Normale=Tirant d’eau normale) Pente=0,0008690m/m superieure à 0,0005m/m Autres verification On devra verifier et calculer la profondeur critique du canal on a ; ceci nous pousse tout d’abord à determiner le type découlement qu’on a affaire
Calcul du nombre de Froude F= =
)
,
Avec B=6m,Hnorm=1,25m, A=7,5m² ;Q=37 ,5m3/s,g=9,81m/s² on a
F=3,91
superieur à 1,l’écoulement est dit Torrentiel
D’où la hauteur critique (Hcr,sera egale à Hcr=
)
,
.
On a une profondeur critique de 1,58m soit 1,60m donc en prenant une revanche de 0,60m on a une hauteur totale du dalot de 0,60m+1,60m=2,20m
= 0,60 Hcr =1,60m
Hnor=1,25m
Tapez une équation ici.
Base=6m
Tapez une équation ici.
Ht=2,20m
Resumé Base du dalot=6m Hauteur normale=1,25m Hauteur critique=1,60m Revanche=0,60m Hauteur totale du dalot pour l’écoulement=2,20m Pente du dalot(canal)=0,0008690m/m superieure à la pente minimale 0,0005 condition verifiée Debit de l’ouvrage=37,5m3/s(capacité hydraulique du dalot avec une hauteur normale) Debit de ruissellement=30,16m3/s Debit de l’ouvrage superieur au debit de ruissellement ,condition verifiée Vitesse=5m/s Ok condition verifiée Canal en béton armé Vitesse d’écoulement=5m/s Intensité maximale des pluies decenale=89,81mm/h A noter qu’il faudra prevoir des petites chutes afin de reduire un tout petit peu la vitesse d’écoulement.
2eme VARIANTE Limitation de la Vitesse à 3m/s
Pour limiter la vitesse à 3m/s , les conditions pour respecter la vitesse,et le debit on devra avoir 2 dalots Type, donc comme le debit de ruissellement étant de 30m3/s donc chaque dalot devra avoir au moins 15m3/s de la meme manière par un calcul iteratif on a :
B et de H=hauteur mouillée,on calcul la section mouillée A, on calcul le perimètre mouillé P=2H+B, on calcul la pente correspondante, ayant la pente on verifie les conditions suivantes Qdalot=
=
. .
.
doit etre superieur à 15m3/s
Vitesse inferieure ou égale à 3m/s
La pente choisie devra aussi etre superieur à la pente minimale et devra etre une pente realisable sur le terrain.
Après calcul iterative(voir feuille excel) on a B=largeur du dalot=4m Hauteur mouillée=1,5m(Hauteur Normale=Tirant d’eau normale) Pente=0,0003m/m Autres verification On devra verifier et calculer la profondeur critique du canal on a ; ceci nous pousse tout d’abord à determiner le type découlement qu’on a affaire
Calcul du nombre de Froude F= =
)
,
Avec B=4m,Hnorm=1,5m, A=6m² ;Q=18m3/s,g=9,81m/s² on a F=0,78 inferieur à 1,,l’écoulement est dit Fluvial cad que la Hauteur normale est inferieure à la hauteur critique donc en prenant une revanche de 0,60m on a une hauteur totale du dalot de 0,60m+1,50m=2,10m
= 0,60 Hnorm =1,50m
Hcr=1,28m
Tapez une équation ici.
Ht=2,10m
Tapez une équation ici.
Base=4m
Resumé on a deux dalots dont chacun a les caracteristiques suivant Base du dalot=4m B
Hauteur normale=1,5m Hauteur critique=1,28m Revanche=0,60m Hauteur totale du dalot pour l’écoulement=2,10m Pente du dalot(canal)=0,0030m/m condition verifiée Debit de l’ouvrage pour un dalot=18m3/s(capacité hydraulique du dalot avec une hauteur normale) donc pour 2 dalot type on a 36m3/s Debit de ruissellement=30,16m3/s Debit de l’ouvrage superieur au debit de ruissellement ,condition verifiée Vitesse=3m/s Ok condition verifiée Canal en béton armé Vitesse d’écoulement=3m/s
