Digue de Laayoune - Etude d’exécution JUSTIFICATION DU SYSTEME DE POMPAGE Réf : MC-OCP 17-01-R11
Date
Version
Rédacteur :
Vérificateur
Approbateur
30/03/2018
A
Seif Askri
Sofien GABSI
Rached Boughrarou
La reprise des eaux claires après décantation des boues se fera à partir du bassin de reprise situé en aval des digues d’enclôture. Ces eaux seront refoulées vers la laverie par pompage. En cas de nécessité, ces eaux peuvent être refoulées par le même système de pompage directement vers l’océan via une 2ème conduite. Le choix de la pompe adéquate dépond du débit à refouler et de la hauteur d’aspiration, des tracés en long des conduites de refoulement des eaux vers le bassin d’eau de mer et des conditions de bords (amont et aval). Le choix de la pompe passe par la détermination de la perte de charge linéaire (JL ) et singulière (Js) dans la conduite de refoulement. Les pertes de charge linéaire sont calculées par la formule suivante : J L
L V 2 2 g D
Avec : JL= Perte de charge linaire (m), V= Vitesse d’écoulement dans la conduite (m/s),
L= Longueur dans la conduite (m), D= Diamètre de la conduite (m), = Coefficient de perte de charge qui peut être déterminé par la formule de Colebrook :
1
2 log10 (
2,51 1 K . ) Re 3 , 7 . d
Avec :
K = Indice de rugosité de la conduite ( 0,5),
Re = Nombre de Reynolds = .V.D/µ avec µ est la viscosité dynamique µ =1,07 10-3 kg/ms.
1
Les pertes de charge singulières seront déterminées par la formule suivante : J S k i
V ² 2 g
La hauteur manométrique totale est donnée par la formule suivante : HMT H g PC
ΣPC : la somme des pertes de charges linéaires et singulières, Hg : la hauteur géométrique totale (hauteur géométrique d’aspiration + hauteur géométrique de refoulement), Les calculs sont effectués en considérant les caractéristiques d’exploitation suivantes :
Cote du point de refoulement : l’analyse du profil en long de la conduite montre que le point de refoulement le plus critique est situé à la cote 6.61 m à une distance 1850 m. En effet, à partir de ce point, les eaux seront rejetées gravitairement vers le bassin de l’eau de mer au niveau de l’usine. Débit de pompage = 232 m3/h, Conduite de refoulement = PEHD Øext 355mm, Longueur de la conduite = 3223 m.
Le profil en long de la conduite de refoulement est présenté ci-dessous.
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Figure 1 : Profil en long de la conduite de refoulement des eaux vers l’usine
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Figure 2 : Profil en long de la conduite de surverse vers l’océan
Figure 2 : Profil en long de la conduite de surverse vers l’océan
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Figure 3. Vue en plan des conduites de refoulement
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La vérification du système de pompage est présentée ci-dessus. Tableau 1. Calculs Calculs des pertes pertes de charge charge dans la conduite conduite de refoulemen refoulementt des eaux claires claires Perte de charge linéaire Øint conduite (mm)
Q (l/s)
327,8
65
Longueur de la conduite (m)
V (m/s)
Pdc linéaire (m)
3 223
0,77
6,9
Pdc singulières
Pdc totales
(m)
(m)
0,1
7,0
Hg (m)
HMT (m)
9,6
16,6
La puissance de la station de pompage est calculée par la formule suivante : P
g Q Hmt η
Avec P
: Puissance en W ;
: Masse volumique de l’eau en kg/m3 = 1025 kg/m3
Q
: Débit unitaire en m3/s ;
Hmt : HMT en m (on a retenu = 16,6 mCE) ;
: Rendement global minimale de la pompe = 70 % ;
P = 15,5 kW – Puissance Puissance moteur normalisée = 22 kW
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Nous proposons d'installer un groupe électropompe à axe horizontal installé en cale sèche (Pompe Sewatec K 100-401 180L 04 ou équivalent) , au niveau du terrain naturel. Il fonctionnera en succion depuis le bassin de stockage des eaux clarifiées. Pour cela, il devra disposer d'un NPSH d'au moins 5,5 m.
Figure 4. Groupe électropompe
L’électropompe proposé possède les caractéristiques de fonctionnement suivantes :
Figure 5. Courbe caractéristique de la pompe
La volute du groupe devra être préalablement traitée pour résister aux caractéristiques agressives de l'eau salée à pomper. La tuyauterie d'aspiration depuis le bassin sera en acier inox 304L DN300. Après vérification, la protection de la conduite contre les coups de bélier n'est pas nécessaire. (Cf. tableau2)
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Tableau 2. Vérification Vérification du du système anti-bélier anti-bélier
Temps de fermeture fermeture effectif Célérité Temps de fermeture fermeture critique Surpression engendrée Pression admissible (mCE) Pression maximale de service Pression maximale de fonctionnement Nécessité de protection (OUI / NON)
Teff
5 secondes
a (PEHD) Tc (PEHD) ΔH (PEHD) PMA PMS PMF (PEHD) pour PEHD
400 m/s 16,12 secondes 31,421 mCE 60 mCE 16,6 mCE 48,021 mCE NON
Le système de pompage des eaux claires est composé des éléments suivants (Cf. tableau3): - Groupe électropompe composé d'une pompe à axe horizontal accouplée à un moteur avec un IP55. (Q = 65 l/s à 16,6 mCE). - Pour l’aspiration : des éléments de tuyauterie tuyau terie bridé DN150 en acier inox 304L composés de 3 coudes et 2 éléments droits. - Pour le refoulement : éléments de tuyauterie bridé en DN150 et DN350 en acier inox 304L comprend une coude, divergent et élément droit - Un clapet à battant DN350 - Robinet vanne à guillotine DN350 - Collet à souder en PEHD DN350 et bride folle en acier inox 304L pour raccordement sur conduite de refoulement. Tableau 3. Quantitatif Quantitatif des pièces hydrauliqu hydrauliques es
Conduite en acier DN150mm Conduite vers usine en PEHD DN350mm Conduite vers océan en PEHD DN350mm Conduites en PEHD DN400mm Conduite en PEHD DN500mm PN10 Clapet anti-retour Divergent DN150mm/350mm Té PEHD DN350mm DN350mm Vannes DN350mm Coude 120° en PEHD Coude 90° en acier DN150mm avec bride Coude 90° DN500mm Coude 90° DN350mm Pompe y compris accessoires Armoire et raccordement raccordement électrique électrique
Unité Quantités ml 6 ml 3223 ml 1383 ml 120 ml 1120.25 U 1 U 1 U 1 U 2 U 2 U 4 U 4 U 2 Ft 1 Ft 1
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