assainissement pluviale et basin versant

SOYEZ LES BIENVENUES À LA SOUTENANCE DU MÉMOIRE
DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU MASTER
PROFESSIONNEL EN GÉNIE CIVIL
Ce 23/06/2023 Présenté par Abdul-Tawwaab K. SALAMI

RÉPUBLIQUE DU BÉNIN
MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET
DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Option: Bâtiments & Ouvrages
d’Art
MÉMOIRE DE MASTER PROFESSIONNEL
Contribution à l’amélioration de l’assainissement pluvial dans le
bassin versant AAn de la ville de Cotonou : Diagnostic et
proposition d’amélioration
Année Académique :
2022-2023
13e Promotion
Présenté par :
SALAMI
Abdul-Tawwaab
Kanisuru
Maître de mémoire :
BACHAROU
Taofic
Enseignant – Chercheur
UAC

Introduction
générale
Présentation de
l’étude
Problématiqu
e
Passage en
Siphon
Applicatio
n
Conclusio
n
PLAN
0
1
2
3
4
5
6

1. Introduction
générale
Coût estimatif :
262 MILLIARDS F CFA
Zone d'intervention :
34 DES 50 BASSINS DE LA
VILLE DE COTONOU
Délai d'exécution :
2021-2026
Supervision :
MINISTÈRE DU CADRE DE VIE
ET DES TRANSPORTS EN
CHARGE DU DÉVELOPPEMENT
DURABLE
Exécution :
AGENCE DU CADRE DE VIE
POUR LE DÉVELOPPEMENT DU
TERRITOIRE
0
Source : https://www.caa.bj/investir-au-benin/projets-des-partenaires-
techniques-et-financiers-en-cours/afd/papc-en-finir-avec-les-
inondations-a-cotonou-2/

Figure 2: Répartition des 50 Bassins versants de la
ville de Cotonou
Collecteurs
projetés
Figure 3: Vue d’ensemble du
Le bassin AAn couvre les quartiers AGLA,
FIDJROSSE KPOTA et partiellement AIBATAN et
AHOGBOHOUE. Il draine une superficie totale de
550 ha dont une partie est en zone marécageuse
non habitée.
Collecteur trapézoïdal
 Largeur au plafond : 4.0 m à 7.0
m de l’amont vers l’aval;
 La largeur en gueule : 7.0 m à
10.0m;
 La profondeur du Collecteur :
h= 1.5m;
 Le linéaire total : 4960 ml. 0
Source: Rapport APD version révisée définitive

2. Présentation de
l’étude
L'objectif général de notre étude est de contribuer à l'amélioration de l'assainissement
pluvial dans le bassin versant AAn de la ville de Cotonou, en proposant des mesures et
des solutions adaptées.
Réaliser un diagnostic approfondi des systèmes d'assainissement pluvial
existants dans le bassin versant AAn
Évaluer la faisabilité et l'efficacité du passage en siphon en tant
qu'alternative au collecteur dans le bassin versant AAn
Proposer un guide de conception et de réalisation du passage en siphon
pour les futurs projets d'assainissement pluvial
0

3.
Problématique
 Humidité des
fondations;
Collecteur en
béton  l’engorgement et le
colmatage;
 gestion et maintenance.
 débordements, des
inondations;
Figure 4: Collecteur à ciel
ouvert
Figure 5: Quartier inondé
0
Source : https://24haubenin.info/
Cotonou_Hindé
Source : https://24haubenin.info/
Cotonou_Agla

 Tuyaux de plomb ou en
céramique;
réduction des risques d'engorgement
et de colmatage;
coûts d’entretiens réduits.
Passage en
siphon
Figure 6: Canalisation pour le passage
en siphon
Figure 7: Tuyauteries pour le passage
en siphon
0
Source : Khidmat Hijau_Infra Pipeline Contractor In
Malaysia
Source : https://stock.adobe.com/ch_fr/images/water-pipes-in-
ground-pit-trench-ditch-during-plumbing-under-construction-
repairing-underground-pipe-being-fixed-in-trench/284655496

4. Passage en
Siphon
Un siphon est un dispositif installé sur une
canalisation empêchant l'air de circuler entre
ses deux extrémités en raison de l'immersion
permanente d'une partie de la conduite.
Figure 8: Présentation
d’un siphon
Un siphon est une conduite qui permet le transfert d’un
liquide d’un point haut vers un point bas de telle façon
que le liquide monte plus haut que son point de départ
avant de redescendre. Sa caractéristique principale est
qu’il peut faire monter un liquide sans l’aide d’une
pompe.
Figure 9: Principe de fonctionnement
d’un siphon
0
Source : bricodiscount.be/eupen-siphon-en-pvc-egout-
avec-diametre-de-125-mm-rouge-brun.html
Source :
https://fr.scribd.com/document/27472281
4/
Siphon-Tuyau

Le liquide du récipient supérieur se déverse dans le récipient
inférieur. Le phénomène cesse lorsque les niveaux des deux
récipients sont égaux.
Un siphon inversé effectue le même travail
qu’un siphon, mais par le bas. En cas de
désamorçage, la pression du liquide est
suffisante pour rétablir l'écoulement naturel
entre les deux niveaux.
Figure 10: Fonctionnement d’un
siphon ‘normal’
Figure 11: Fonctionnement d’un
siphon inversé
1
Source :
https://fr.scribd.com/document/274722814/
Siphon-Tuyau
Source :
https://fr.scribd.com/document/27472281
4/
Siphon-Tuyau

Figure 12: Représentation générale du passage
en siphon
 Le système de passage en siphons (siphons inversés) permet aux eaux de pluies ou aux eaux
usées de passer sous des obstacles tels que des rivières.
 Contrairement au tuyau d'égout principal, les tuyaux de siphon s'écoulent sous pression.
1
Source:
https://www.lmnoeng.com/Channels/InvertedSiphon.
php

5. Application
Prenons un débit maximal à l'entrée 𝑞𝑚𝑎𝑥 =
100 𝑙/𝑠.
Nous allons considérer deux lignes de conduite, dans chacune il y aura un débit
égal à :
𝒒1 =
𝒒𝒎𝒂𝒙
2
=
100
2
= 50 𝒍 𝒔
 Détermination du diamètre des conduites
𝑑 =
4𝑞1
𝜋𝑉
𝑚
1 2
Note: D’après les recommandations des règles
en vigueur, la vitesse de l’eau dans les tuyaux
doit être supérieure ou égale à 1m/s, vitesse
minimale de l’eau dans les tuyaux. « 𝑉
𝑚 =
1 𝑚/𝑠
Nous retenons comme diamètre des tuyaux d
= 250 mm
Vitesse d'écoulement dans les
tuyaux
𝑞1 = 𝑉. 𝑆 = 𝑉. 𝜋
𝑑2
4
𝑉 =
4𝑞1
𝜋𝑑2
V = 1,02
m/s
1
1
2
3

Détermination des pertes de
charge
ℎ = 𝛿𝑞2
+ 𝜉
𝑉2
2𝑔
Avec :
𝛿: résistance de la conduite
𝑞 : débit d'eau dans la
conduite
𝜉 : coefficient de résistance
locale
La résistance de la conduite s'exprime par la
formule :
𝜹 = 𝑨0,012 . 𝑰𝒄 𝐼𝐶 ∶ 𝑙 a longueur des
conduites
Pour la conduite du passage en siphon, on adopte des conduites en acier de
coefficient de rugosité
n = 0,012. La résistance spécifique des conduites se définit par la formule :
𝑨𝒏 = 𝑨𝟎,𝟎𝟏𝟒. 𝒕𝟐
𝐴0,014 : valeur de la résistance spécifique de la conduite de coefficient de rugosité
n= 0,014
𝐴𝑛 : valeur de la résistance spécifique de la conduite de coefficient de rugosité
quelconque
𝑡 : le rapport 𝑡 =
𝐾0,014
1
4
5

Le coefficient de résistance locale ξ de rétrécissement brusque est donnée par la
formule: 𝜉 =
1
𝜀
− 1
2
Où 𝜀 = 0,57 +
0,43
1,1 −𝑛
Grandeur qui peut se définit par la formule de A. O Altchoul
𝑛 =
𝑊2
𝑊1
: Degré de compression du courant.
D
𝒏 = 0,012 𝒏 = 0,016
𝒕𝟐
𝒕𝟐
≤ 400
400-800
800-1600
1600-4000
0,69
0,71
0,71
0,74
1,37
1,35
1,32
1,30
Tableau 1: Valeurs
de t2
 Détermination des valeurs des coefficients de résistance
locales
1
6
7

𝜉𝑟é𝑡𝑟é𝑐𝑖𝑠.𝑏𝑟𝑢𝑞 0,41 0,4 0,38 0,36 0,34 0,30 0,27 0,20 0,16 0,1 0
𝑛 =
𝑊2
𝑊1
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Tableau 2: Valeurs de ξ
(rétrécissement )
Puisque le coefficient de résistance local est défini par le degré d’ouverture ; on continue les calculs
jusqu’à l’obtention d’une ouverture optimale.
La côte du niveau de l'eau dans la bâche à l'aval du passage en siphon sera :
𝑧3 = 𝑧1 − ℎ
𝑧1: la côte du niveau de l'eau dans la conduite qui arrive dans la bâche à l'amont du passage en
siphon.
1

Figure 13: Vue de profil du passage
en Siphon
1
Source: Mémoire/Evacuation des eaux usées domestiques et industrielles des arrondissements 1, 2 et 4 de la ville de
Cotonou vers la station de traitement d’Ekpe_2001-2002

 Calcul de la largeur des
tranchées
La largeur B des tranchées est définie par la formule :
𝐵 = 𝐷 × 𝑛 + 𝑛 − 1 𝑎 + 2𝑏
D : diamètre extérieur des conduites [m] ;
𝑛 : nombre de conduites à poser dans une tranchée ;
𝑎 : distance entre les conduites [m] ;
𝑏 : distance entre le talus et la conduite [m].
Tableau 3: Valeurs de a et de b en fonction des diamètres
des conduites
Diamètre des conduites
D(mm)
𝒂 (𝒎) 𝒃 (𝒎)
≤ 371 0,7 0,5
520 - 630 0,8 - 0,9 0,6 - 0,7
720 - 820 1,0 - 1,20 0,7 - 0,8
900 - 1020 1,3 - 1,5 0,8 - 1,0
1
8

 Pose des conduites dans les tranchés du
passage
1. Travaux préparatoires sur les
tuyaux
• Montage et soudure des tuyaux les uns
aux autres au droit des joints
• Essai de fonctionnement des conduites
2. Techniques de pose des
conduites
• La mise en place progressive des palplanches
délimitant la zone d’exécution des travaux
• La méthode de pose des conduites par fonçage
• La méthode de pose des conduites par immersion
libre
Figure 14: Pose des conduites par la mise en place progressive des
palplanches
Figure 15: Pose des conduites par
immersion libre
1
Source: Mémoire/Evacuation des eaux usées domestiques et industrielles
des arrondissements 1, 2 et 4 de la ville de Cotonou vers la station de
traitement d’Ekpe_2001-2002

1
a b
Figure 16: Travaux préliminaires à la mise en place des
canalisations
Source: Underground Construction Technology_January 25-27,2022_FORT
WORTH, TEXAS_USA

2
c d
Figure 17: Pose des
conduites
Source: Underground Construction Technology_January 25-27,2022_FORT
WORTH, TEXAS_USA

 Les essais de réception sur les
réseaux
 Le test à la fumée
 Le test sous pression
 L’essai général sur les
conditions
 L’inspection télévisée
 Analyse comparative
2
Mise en place d'un collecteur Passage en siphon
Points forts : Capacité de drainage
élevée, adapté aux zones à forte
pluviométrie, peut gérer de grands
débits d'eau pluviale.
Points forts : Capacité de drainage
améliorée, risque réduit d'obstruction,
coûts de construction et de
maintenance réduits, impact
environnemental moindre.
Points faibles : Risque d'obstruction et
de dégradation, coûts élevés de
construction et de maintenance,
impact environnemental
potentiellement négatif.
Points faibles : Limitation de la
capacité de drainage pour de très
grands débits, nécessite une
conception et une modélisation
précises pour assurer son efficacité.
Tableau 4: Analyse comparative

Autres alternatives à l’utilisation du passage en siphon
Utilisation de bassins de rétention : Les bassins de
rétention sont des structures conçues pour collecter,
stocker et infiltrer les eaux pluviales
Adoption de techniques de gestion des eaux pluviales à
la source : Cette approche vise à gérer les eaux pluviales
dès leur point de formation, en limitant leur
ruissellement et en favorisant leur infiltration dans le sol.
2
Figure 18: Utilisation de bassins de
rétention
Figure 19: Utilisation
d'avaloir
Source : Portland, Oregon, aux
États-Unis
Source : Haie vivre, Cotonou,
Bénin

Utilisation de techniques de rétention et
d'infiltration en surface : Ces techniques consistent à
collecter les eaux pluviales à la surface du sol, à les
stocker temporairement dans des dispositifs de
rétention, puis à les infiltrer progressivement dans le
sol.
2
Technologies de stockage et
de réutilisation des eaux
pluviales
Aménagement du territoire
pour minimiser les risques
d'inondation
Figure 20: Puit de rétention et d'infiltration en
surface
Note : Evaluation de l'adaptabilité et de l'extension
des solutions de drainage
Source: View of a tanki in Thathawata village in
Rajasthan_Inde

6. Conclusion
Notre étude a permis de mettre en évidence les limites du collecteur existant et
de proposer une solution prometteuse avec la construction d'un passage en
siphon.
Les résultats obtenus soulignent l'importance de repenser les approches
traditionnelles de l'assainissement pluvial pour assurer une gestion efficace et
durable des eaux pluviales.
Questions d'ouverture :
- Comment pouvons-nous renforcer la sensibilisation du grand public et des décideurs
politiques à l'importance de l'assainissement pluvial et à la nécessité d'investir dans des
infrastructures durables dans les zones urbaines ?
- Comment l'intégration du système BIM peut-elle optimiser la conception et la construction du
passage en siphon, en favorisant une meilleure coordination et une gestion intégrée des données
?
2

MER
CI
POUR VOTRE AIMABLE
ATTENTION
2

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Notes de l'éditeur