Réduire la pression permet de réduire le débit des fuites. Les possibilités de réduire la pression d’un secteur doivent donc être recherchées.
Lien entre le débit et la pression dans les réseaux
Une fuite peut être considérée comme un écoulement de l’eau par un orifice. Les règles de l’hydraulique établissent que la vitesse d’écoulement d’un fluide (v) au travers d’un orifice dépend de la charge (h) ou, en d’autres termes, que le débit dépend de la pression :
Formule de Torricelli :v= 2gh
Avec :
- v, en m/s
- h en m
- g accélération de pesanteur en m/s2
Principes du contrôle de la pression
Réduction de pression
La pression au sein d’un réseau varie dans l’espace et dans le temps du fait de la topographie, des pertes de charges et du fonctionnement des différents organes du réseau. Pour garantir une bonne qualité du service, il est nécessaire de garantir en tous points du réseau et à tout moment une pression minimale (qui est couramment estimée à 20 mètres de colonne d’eau ou 2 bars). Un réseau comporte souvent un ou plusieurs points critiques qui connaissent de basses pressions tandis que les autres points du réseau sont soumis à des pressions confortables voire élevées.
Lorsque la pression au point critique dépasse le minimum requis, il est possible de réduire de façon globale la pression de service. Souvent, cela consiste en pratique à installer un stabilisateur de pression aval en tête de réseau (figure ci- contre).
Stabilisateur de pression aval
Dans bien des cas, la réduction de pression ne peut concerner qu’une partie du réseau, le dispositif de réduction de pression doit alors être installé sur la canalisation alimentant la zone concernée.
Modulation de pression
Les pertes de charges dans le réseau croissent en même temps que le débit qui transite, de telle sorte qu’elles sont généralement moins fortes en période nocturne lorsque la demande est faible. Ainsi, lorsque le système est conçu pour garantir une pression suffisante en tout point et à tout moment, la pression en période de faible demande est excédentaire, y compris au point critique. Il est donc
envisageable de réduire la pression de desserte quand la demande est faible, on parle de modulation de pression. En pratique, il s’agit de mettre en place des stabilisateurs avals dont la consigne de pression varie selon une commande. Les systèmes d’asservissements peuvent être une horloge, une mesure de débit sur la canalisation qui porte le dispositif, ou une mesure de pression en un point critique.
Une formulation couramment admise à l’international1 du lien entre les fuites et la pression est la suivante :
1 0 1 0 1 N
P
P
L
L
=
Avec :L1 Débit de fuite à la pression P1 L0 Débit de fuite à la pression P0
N1 Exposant dont la valeur varie suivant des caractéristiques
des canalisations concernées. N1 est le plus souvent
compris entre 0,5 (matériaux rigides) et 2,5 (matériaux déformables pour lesquels l’augmentation de la pression s’accompagne d’une augmentation de la section de l’orifice).
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2 :AUBIN C.(2011)ETUDE DU POTENTIEL DES ACTIONS DE REDUCTION DES FUITES DES RESEAUX D’EAU POTABLE.CEMAGREF.60 P.
Expérience d’une modulation de pression sur un secteur Il a été mené, en partenariat avec le SIAEP de Coulounieix Razac (24) et Saur, une campagne de modulation de pression sur un secteur long de 9 km alimenté par un stabilisateur de pression2.
Un planning d’augmentation et de diminution de pression, sur une période de plus de 2 mois par phase de 15 jours, a été mis en place.
Le suivi du débit nocturne moyen hebdomadaire, Qnuit(s) a clairement mis en évidence la corrélation entre débit de fuite et pression. De plus, l’incidence de la pression sur l’apparition des fuites a été confirmée par une augmentation forte du débit liée à une ou plusieurs nouvelles fuites lorsque la pression a été augmentée de façon importante (graphique ci-contre).
Modulation de pression et lien avec le débit de secteur
Eddy RENAUD, Dikra KHEDHAOUIRIA, MARION CLAUZIER &CÉLINE AUBIN
IRSTEA BORDEAUX,50 Av de Verdun, Gazinet 33612CESTASCedex
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1 :AUBIN C.(2011)ETUDE DU POTENTIEL DES ACTIONS DE REDUCTION DES FUITES DES RESEAUX D’EAU POTABLE.CEMAGREF.60 P. 2 :LOGICIEL DE PREVISION DES CASSES DES RESEAUX D’EAU POTABLE,https://casses.cemagref.fr/
Renouvellement
Certains tronçons de canalisation connaissent une fréquence importante d’apparition des fuites, le renouvellement de canalisations est un moyen de limiter durablement les volumes de fuites.
Afin d’analyser l’impact du renouvellement sur les fuites, le débit hebdomadaire nocturne d’un secteur ayant connu plusieurs épisodes de renouvellement a été suivi. Il est apparu1 clairement que la diminution des pertes n’est pas proportionnelle au linéaire de canalisation renouvelé.
L’efficacité du renouvellement dans la lutte contre les pertes est dépendant d’un choix judicieux des tronçons renouvellés. Cette évidence doit inciter à beaucoup de prudence dans les rapprochements qui peuvent être faits entre performance en matière de pertes et taux de renouvellement. L’approche quantitative ne peut être faite indépendamment d’une approche qualitative.
Les outils de prévision des casses peuvent être utilisés pour hiérachiser les tronçons les plus à risque2.
D’une façon plus générale, il est important de rappeler que les canlisations principales ne sont qu’une partie du réseau et que la gestion patrimoniale des branchements particuliers et des accessoires est un enjeu de première importance dans la lutte contre les fuites.
Chronique des débits hebdomadaires nocturnes avec la prise en compte des phases de renouvellement
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Eddy RENAUD, Dikra KHEDHAOUIRIA, MARION CLAUZIER &CÉLINE AUBIN
IRSTEA BORDEAUX,50 Av de Verdun, Gazinet 33612CESTASCedex
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4 ASPECTS ECONOMIQUES ET FINANCIERS