Exercice corrigé avec excel - Prix et politique tarifaire de l’eau potable

Prix et politique tarifaire de l’eau potable – Application à une commune de la région lausannoise.

ennoncé

Une commune de la région lausannoise connaît depuis quelques années des problèmes concernant
son approvisionnement en eau potable : les sources qu’elle exploite ne lui permettent de couvrir que la moitié de ses besoins, alors que la concentration en nitrates est relativement élevée. Pour palier à ces problèmes la solution actuelle consiste en l’achat d’eau à la commune de Lausanne, entraînant non seulement des coûts élevés mais également une qualité très variable de l’eau potable, fonction de la qualité des eaux de source qui participent au mélange.

Pour ces raisons il est envisagé l’abandon des sources existantes et de recourir à l’une des solutions
suivantes :
 alimentation en eau potable uniquement par les Services Industriels de Lausanne à un prix
préférentiel,
construction et exploitation d’un captage (puits) situé sur le territoire communal.
Questions
Ayant évalué les différents postes de dépense (cf. tableau 1) vous êtes chargé(e) de :
Question 1. Déterminer, pour la solution actuelle et les deux options envisagées, le
prix moyen du mètre cube d’eau, pour que d’ici à 20 ans la valeur actuelle nette soit nulle (cf. rappel).
Question 2. Proposer une politique tarifaire de l’eau sachant qu’il est plus « juste » que le prix unitaire de l’eau augmente avec la consommation (ceci donne à réfléchir quand on reçoit la facture et incite à adopter des habitudes plus économes).
Question 3. A votre avis, quelles pour calculer le prix de l’eau ?

L’énoncé

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Exercice corrigé de laminage de crues dans un bassin de rétention

Laminage de crues dans un système de réservoirs – Vérification de l’utilité de chaque ouvrage par rapport à différents scénarios de crue.

La gestion des eaux implique souvent la construction de bassins de rétention qui permettent de
rendre compatibles l’écoulement des crues et la capacité optimale de transport des rivières. Dans cet
exercice, il s’agit de vérifier si les deux systèmes de rétention étudiés et présentés dans la figure 1 sont utiles par rapport à différents scénarios de crue.

Questions

En utilisant les différentes informations ci-dessous ainsi que les figures 1 à 3, on vous demande de
répondre aux questions suivantes :

Question 1. Vérifier si le premier schéma de rétention (partie 1 de la figure 1) est en mesure de réduire les apports combinés des rivières Q1 et Q2 de façon à limiter le débit de Q3 à 15 m3 dans la rivière Q1.

Le scénario de crue est donné dans la figure 2. Le calcul du laminage se fera de manière simplifiée en admettant que le débit de sortie de la retenue est indépendant de la charge et que la retenue ne commence à se remplir qu’une fois que la capacité maximale d’écoulement à l’aval est atteinte. Le calcul des débits sortants et des volumes maximaux de stockage peut être effectué graphiquement.

On admettra également que les retenues sont en mesure de stocker tous les volumes nécessaires.
Question 2. Vérifier l’utilité de chaque ouvrage dans le système plus complexe de
cours d’eau et de retenues du schéma de rétention n°2( partie 2 de la figure 1).
Il s’agit ici de vérifier que ce schéma des rétentions permet de réduire le débit Q5 à
une valeur de 45 m3 rivières Q1 et Q3. Le scénario de crue est donné dans la figure 3. Vérifier si toutes les retenues proposées sont vraiment nécessaires. Le calcul du laminage s’effectuera comme dans la question 1, avec les hypothèses formulées. Il faudra en outre indiquer les volumes de stockage dans chaque retenue.

L’énoncé

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Exercice corrigé 2 en Hydrologie - Bilan de l’Offre et de la Demande en gestion de l'eau

Gestion des ressources en eau pour le district de Payerne (VD) – Bilan de l’offre et de la demande actuelle et future.

Ennoncé
Les autorités politiques du district de Payerne (VD) souhaitent établir un nouveau plan de gestion
des ressources en eau, tant pour la situation actuelle que pour celle projetée d’ici 20 ans. La gestion
des eaux devant se faire au niveau régional, des réunions préliminaires avec les autorités des autres
districts de la Broye ont été organisées.

Il en découle les principes suivants pour la région de Payerne (cf figure ci-dessous) :
 Le prélèvement d’eau de surface, qui sert à l’irrigation, se fera uniquement dans la Petite-
Glâne, rivière située à 3 kilomètres au nord-ouest de Payerne,

 Seules les cultures de pommes de terre et de maïs seront irriguées,
 Le captage dans la nappe phréatique servira pour les besoins domestiques et industriels
prioritairement,
 Le soutirage dans la nappe phréatique ne devra pas dépasser une valeur de 0.4 m3
district de Payerne,
 La consommation journalière par Equivalent-Habitant s’élève à 300 litres.

Questions
A l’aide des informations disponibles on vous demande de répondre aux questions suivantes :
Question 1. Pour la situation actuelle, identifier et quantifier les besoins en eau pour
l'agriculture et la population.
Question 2. Pour la situation actuelle, déterminer le nombre de puits permettant de
satisfaire les besoins en eau du district. Identifier et quantifier les possibilités d’offre
en eau (nappe et rivière).
Question 3. Comparer offre/demande et estimer la quantité d’eau ainsi que les
périodes durant lesquelles l’irrigation est possible pour la situation actuelle.
Question 4. Pour la situation future, estimer l’accroissement du nombre d’hectares
pouvant être irrigués (soit maïs, soit pommes de terres).

L’énoncé

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Exercice corrigé en Hydrologie - Gestion des Eaux - Bilan de l’Offre et de la Demande

Gestion des ressources en eau sur une petite commune du canton de Vaud – Possibilité de fonctionnement d’une micro-centrale hydraulique.

Ennoncé de l'exercice :
Une petite commune du canton de Vaud assure l’alimentation en eau potable de ses 1 550 habitants
en exploitant au maximum l’eau de diverses sources situées en zone agricole (S1, S2 et S3 dans la
figure ci-dessous). L’eau captée est collectée dans un réservoir puis envoyée dans le réseau. D’autre
part l’eau de la rivière qui borde cette commune sert à l’irrigation de 40 ha de vergers (débit fictif pour l’irrigation : 1 l/s/ha de mi-avril à mi-juillet). Deux nouveaux éléments conduisent la commune à revoir son plan de gestion des eaux :
Les teneurs en nitrate des sources qui alimentent le réservoir dépassent en moyenne de 20 mg/l la
teneur admise pour les normes de santé (40 mg/l),

Une PME désire s’installer dans le village, mais souhaite exploiter au maximum l’eau de la rivière
par une prise en amont du village pour produire de l’énergie hydraulique à l’aide d’une micro-centrale.

Questions

Compte tenu du plan d’extension à terme de la commune (augmentation de la population d’environ
800 habitants) et de l’implantation d’une zone artisanale et industrielle (300 équivalents-habitants), on vous demande de répondre aux deux questions suivantes :

Question 1. Quelles sont les contraintes légales à l’installation de la micro-centrale
vis à vis des quantités d’eau à exploiter ? Proposer des solutions permettant de
respecter ces contraintes (voir hypothèses ci-dessous).
Question 2. Estimer les périodes durant lesquelles la micro-centrale hydraulique
pourrait fonctionner. Quel serait le débit moyen disponible pour le turbinage ?

L’énoncé

L’énoncé - fichier excel

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Cours 2 d'alimentation en eau potable - pdf

A / Généralités sur l'alimentation en eau potable (AEP)

I / Introduction
II / Installations
III / Usage de l’eau

B / évaluations et évolution des besoins des agglomérations

1 / Phase 1 - Evaluation des besoins actuels
2 / Phase 2 : Prévision de la consommation en eau

C / Conception et dimensionnement AEP

I / Conception d’un projet d’AEP
II / Dimensionnement d’un réseau d’AEP

Cours AEP - initiation en pdf

Cours alimentation en eau potable (AEP) - Les Objectifs:
1- les éléments essentiels et Principe de
2- Paramètres caractérisant un réseau d’aep.
3-La logique de dimensionnement des réseau d’aep. fonctionnement d’un réseau d’aep.
4- De quoi à t’on besoin sur chantier .

Cours complet en assainissement urbain - Niveau Master

Programme module assainissement urbain - Niveau Master

II - le dimensionnement des réseaux d'assainissement des agglomérations - Détail 

- Les réseaux d'assainissement
- Le calcul des sections des ouvrages
- Les eaux usées
- Données hydraulogiques
- Les débits d'eaux pluviales (méthode superficielle de caquot) -

II - Les réseaux d’assainissement - Généralités (powerpoint - moins détaillé)

- Les systèmes de collecte et d’évacuation
- La conception et la constitution des réseaux
- Les ouvrages d’assainissement

Le calcul des sections d’ouvrages

- Contraintes de calage des ouvrages (eaux usées et pluviales)
- Utilisation des abaques (exemples)

 

 III - Les réseaux eaux usées

Calcul des réseaux eaux usées selon l’Instruction technique de 1977 (ITRADA 77)

IV - Les réseaux eaux usées - étude de cas

- Étude de cas en commun de dimensionnement d’un réseau eaux usées

V - Les réseaux eaux pluviales - Dimensionnement

- Calcul des réseaux eaux pluviales selon l’Instruction technique de 1977 (ITRADA 77) : Méthode de CAQUOT
- Notions de pluviométrie
- Principes de base sur la méthode rationnelle
- Données hydrologiques
- Choix de la période de retour
- La formule superficielle de CAQUOT

- Exercice corrigé en découpage d’une zone en bassins élémentaires

VI - Étude de cas en commun d’un dimensionnement de réseau eauxpluviales avec la formule superficielle de CAQUOT (Exercice corrigé )

- Présentation de l’étude
- Dimensionnement et calage du réseau eaux pluviales
- Assemblage des bassins
- Dimensionnement et calage du réseau
- Vérification des conditions d’auto curage

VII Les techniques alternatives en assainissement urbain

- Généralités
- Les bassins de retenue
- Théorie de calcul pour le dimensionnement hydraulique

- Exercice corrigée sur les bassins de retenue

VIII - Les puits d’absorption

- Étude de cas en commun : Dimensionnement d’un puits d’infiltration

Les tranchées d’infiltration
- Exercice corrigé sur une noue d'infiltration 

Les toits stockants
Le stockage à la parcelle
Les conduites stockantes
Les chaussées réservoir
- Exercices pratiques avec corrigée pour les chaussées réservoir

Cours complet de dimensionnement des réseaux d'assainissement pour les agglomérations

CHAPITRE 1 LES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT

1. - L’ASSAINISSEMENT DES AGGLOMERATIONS
1.1. DEFINITION
1.2. HISTORIQUE
2. - LES SYSTEMES DE COLLECTE ET D’EVACUATION
2.1. SYSTEMES D’EVACUATION
2.2. SCHEMAS TYPES DES RESEAUX D’EVACUATION
2.3. TYPES DE RESEAUX
3. - CONCEPTION DES RESEAUX
3.1. ENQUETES PREALABLES
3.2. ETUDES PREALABLES

CHAPITRE 2 LE CALCUL DES SECTIONS D’OUVRAGES

1. - LE DIMENSIONNEMENT DES CANALISATIONS
1.1. FORMULE DE CHEZY (ECOULEMENT UNIFORME)
1.2. FORMULE DE MANNING-STRICKLER
2. - CONTRAINTES DE CALAGE DES RESEAUX
2.1. CANALISATIONS D’EAUX USEES
2.2. CANALISATIONS D’EAUX PLUVIALES OU UNITAIRES
3. - LES ABAQUES DE L’INSTRUCTION TECHNIQUE DE 1977
3.1. UTILISATION DES ABAQUES

CHAPITRE 3 LES EAUX USEES

1. - LES DEBITS D’EAUX USEES DOMESTIQUES
2. - LES DEBITS D’EAUX USEES INDUSTRIELLES
3. - LES DEBITS D’EAUX CLAIRES PARASITES
4. - LES DEBITS DE TEMPS SEC
5. - DEBIT CAPABLE D’UNE CANALISATION D’EAUX USEES

CHAPITRE 4 DONNEES HYDROLOGIQUES

1. - DONNEES PLUVIOMETRIQUES
1.1. MESURE DES PRECIPITATIONS
1.2. ANALYSE DES OBSERVATIONS
2. - COURBES INTENSITE - DUREE - FREQUENCE IDF
2.1. FORMULE DE MONTANA
2.2. VALEURS DE A ET B
2.3. PERIODE DE RETOUR T
2.4. EXERCICE
3. - CARACTERISTIQUES D’UN BASSIN VERSANT
3.1. SURFACE DRAINEE A
3.2. COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT C
3.3. TEMPS DE CONCENTRATION T C
3.4. HYDROGRAMME A L’EXUTOIRE

Document réalisé par :
KERLOC’H Bruno (C.E.T.E. NORD - PICARDIE) et MAELSTAF Damien (DDE 80)
CHAPITRE 5 LES DEBITS D’EAUX PLUVIALES
1. - METHODE RATIONNELLE
2. - METHODE SUPERFICIELLE DE CAQUOT
3. - BILAN HYDRAULIQUE DE CAQUOT
4. - EVALUATION DES NEUF PARAMETRES
4.1. PLUVIOMETRIE
4.2. EFFET DE STOCKAGE ET D’ECRETEMENT
4.3. TEMPS DE CONCENTRATION
5. - DEFINITION DES VARIABLES
5.1. SURFACE A
5.2. PENTE MOYENNE I DU BASSIN VERSANT
5.3. COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT
5.4. PERIODE DE RETOUR T
5.5. ALLONGEMENT DE BASSIN M
6. - DOMAINE DE VALIDITE ET PRECISION DE LA METHODE
7. - LES FORMULES PRATIQUES DE LA METHODE DE CAQUOT DE L’INSTRUCTION DE 1977
8. - DETERMINATION DU POINT CARACTERISTIQUE ET DELIMITATION DES BASSINS VERSANTS ELEMENTAIRES
9. - GROUPEMENT DES BASSINS
9.1. GROUPEMENT EN SERIE
9.2. GROUPEMENT EN PARALLELE
9.3. REMARQUES

Exercices pratiques avec corrigée pour les chaussées réservoirs - assainissement

On cherche à mettre en place une chaussée réservoir sous une voie desservant des habitations. Les eaux de toitures sont reprises dans la chaussée réservoir.
Les caractéristiques du projet sont les suivantes :

• Voirie de 7 m de large avec deux trottoirs de 1,5 m de large, 
• Longueur de voirie de 100 m avec une pente longitudinale de 0,5 %, 
• 16 parcelles desservies, de dimensions 12,5 m par 40 m avec un coefficient d’occupation du sol maximum de 30 %.

Ennoncé

Ennoncé

Exercice corrigé : dimensionnement d'une noue d'infiltration pour route

Assainissement : étude de cas de calcul de dimensionnement hydraulique d'une noue d'infiltration.

On cherche à mettre en place des noues d’infiltration pour recueillir les eaux pluviales
d’une plate-forme routière. Les noues sont implantées de part et d’autre de la route.
Les caractéristiques du projet sont les suivantes :

• La route fait 1000 m de longueur, elle est en palier (pente longitudinale nulle).
• C’est une 2x2 voies avec des voies circulées de 3,5 m de large, un TPC de 3 m et deux BAU de 2,5 m de large,
• 2 accotements enherbés de 1,5 m de large chacun,

Ennoncé

Ennoncé

Exercice corrigé : Dimensionnement d’un puits d’infiltration

Étude de cas en commun : Dimensionnement d’un puits d’infiltration;

Travail demandé :

Il est demandé, en fonction de la profondeur (connue) du puits de déterminer le rayon (R) du puits en utilisant la méthode des pluies. Pour trouver le diamètre, on s’appuie sur les données de hauteurs de pluies H pour différentes durées d’observation D et pour une période de retour de 10 ans.

Dans un premier temps, il s’agit de calculer le volume nécessaire Vn qui correspond à la différence maximale entre le volume entrant (Ventré) et le volume sorti (Vsorti) et de résoudre l’équation de R (rayon du puits) afin de connaître le diamètre optimum du puits à réaliser.

Ennoncé

Corrigé

Exercice corrigée sur les bassins de retenue assainissement

Extrait ennoncé :

La surface totale de l’emprise reprise par le bassin de retenue est égale à 6 hectares. Son

coefficient de ruissellement pondéré s’élève à 0,8.

Notre exutoire ne peut recevoir qu’un faible apport supplémentaire, il nous faut donc prévoir

la réalisation d’un bassin de retenue calculé sur la base d’un débit de fuite de 2 l/s/ha (bassin

d’orage).

Il est demandé de dimensionner le bassin par la méthode des pluies ?

Ennoncé

Corrigé

Cours techniques alternatives en assainissement urbain

- Généralités sur les techniques alternatives en assainissement urbain
- Les bassins de retenue avec avantages et inconveignants
- Théorie de calcul pour le dimensionnement hydraulique
- Étude de cas en commun