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CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
Traitement des données statistiques
Courbe de modulation de charge de la bâche
Compte tenu de la proximité de cette bâche avec les pompes, le château et la conduite de sortie de la station de Ouando, nous lui avions attribué les pressions exercées sur le réseau par le château afin d’imposer à l’écoulement ses caractéristiques. Nous avons donc déterminé la courbe de modulation de charge de la bâche à partir des pressions horaires journalières enregistrées sur le manomètre placé à la sortie de la station.
Figure 6-1 : Courbe de modulation de charge de la bâche On constate que les coefficients sont très proches de la valeur 1,00. Cela témoigne de ce que les charges exercées sur le réseau varient très peu durant la journée. La charge moyenne est de 2,96 bars.
0,85
COURBE DE MODULATION DE CHARGE DE LA BÂCHE
COURBE DE MODULATION DE CHARGE DE LA BÂCHE INFINIE
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Courbe de modulation de la consommation journalière
La consommation des abonnés varie dans l’année en fonction des jours, des saisons, des périodes de fêtes. Pour tenir compte de cette variation il faut multiplier la consommation moyenne annuelle par les coefficients de pointe journalière (maximale ou minimale). Pour déterminer ces coefficients nous allons tracer la courbe de modulation de la consommation journalière. Cette courbe s’établit à partir des valeurs de consommation journalière. Nous n’avons pas pu prélever les données journalières sur les consommations ; cependant, nous avons pu obtenir les données journalières sur la quantité d’eau refoulée à l’usine d’eau de Ouando. Nous avons donc établis la courbe de modulation de la consommation journalière avec ces données.Figure 6-2 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de janvier
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE JANVIER
coefficient
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Figure 6-3 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de mars
Figure 6-4 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de février
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE MARS
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE FÉVRIER
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-5 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de mai
Figure 6-6 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois d’avril
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE MAI
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS D'AVRIL
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-7 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de juillet
Figure 6-8 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de juin
0,84
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE JUILLET
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE JUIN
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-9 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois d’août
Figure 6-10 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de septembre
0,86
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS D’AOÛT
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE SEPTEMBRE
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-11 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois d’octobre
Figure 6-12 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de novembre
0
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS D’OCTOBRE
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DE NOVEMBRE
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-13 : Courbe de modulation de la consommation journalière du mois de décembre
Nous constatons que les coefficients de pointes maximales et minimales de consommation journalière sont respectivement de 1,08 et 0,56 et qu’il n’y a pas une grande variation de la consommation journalière durant l’année. La valeur du coefficient de pointe 1,08 constatée est très faibles, elle correspond au coefficient de pointe des grandes villes fortement urbanisées. Elle ne reflète donc pas les réalités de consommation journalière de la ville de Porto-Novo.
La SONEB prévoir dans son Plan Directeur Eau, des valeurs pour les coefficients de pointes journalières pour les différentes villes du Benin. Ainsi pour les grandes villes à l’instar de Porto-Novo, les coefficients de pointe journalière maximale et minimale sont respectivement 1,3 et 0,8 ; nous allons donc les prendre pour les calculs d’estimation des demandes aux nœuds.
Courbe de modulation de la consommation horaire
Compte tenu de la forte variation de la consommation des abonnés dans la journée, il est nécessaire d’introduire dans le modèle hydraulique une courbe de consommation journalière. Cette courbe0
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION JOURNALIÈRE DU MOIS DÉCEMBRE
coefficients
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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exprime l’habitude de consommation de la population dans la journée et ne subit pas de grandes variations au fil du temps.
Pour déterminer cette courbe, on se base sur la variation du niveau d’eau dans le réservoir, dans la journée, en supposant les conditions ci-après :
la zone d’influence du château est suffisamment importante ;
la sortie du château est munie d’un compteur en bon état de marche, ou d’une échelle limnométriques pour relever le niveau d’eau dans la journée ;
le château est toujours en charge et le réseau aval ne connaît pas de pénurie ;
le comportement des clients ne tient pas compte des pénuries possibles (pas de constitution de réserves systématiques) ;
la pression dans le réseau varie peu et dépend seulement de la hauteur du château.
Dans notre étude, nous n’avons pas pu avoir les données de relevés journaliers sur la variation du niveau d’eau dans le château car actuellement l’échelle qui permet de faire cette mesure n’est pas fonctionnelle. Néanmoins, nous avons obtenu une courbe de modulation d’une région donnée qui correspond aux habitudes des populations de la ville. Elle est représentée par la figure 6-14 suivante
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-14 : Courbe de modulation de la consommation horaire On constate qu’on atteint les pointes maximales de consommations à partir de 07 heures du matin et 19 heures du soir tandis que les pointes minimales de consommations sont atteintes à partir de 01 heure du matin et 14 heures. Cela confirme l’habitude de consommation des populations. Le coefficient de pointe horaire maximale est de 1,86.
Courbe hauteur-volume du château
La cuve du château d’eau de Ouando a une forme de cône inversé coupé à sa tête et évidé par un cylindre lui donnant accès. Elle est couverte par un dôme et repose sur un voile de 27m de hauteur qui prend appui sur un radier général, l’ensemble est construit en béton armé. La courbe de variation du volume en fonction de la hauteur d’eau dans le château est représentée sur la figure suivante :
0,00
COURBE DE MODULATION DE LA CONSOMMATION HORAIRE
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-15: Courbe hauteur-volume du château
L’analyse de cette courbe montre que la capacité de stockage de ce réservoir est de 1750m³ pour un niveau d’eau maximal de 8,20m qui est la hauteur du trop-plein dans la cuve. Etant donné que le niveau proviennent de l’agence départementale de l’Ouémé à Porto-Novo, de la station de traitement de Ouando, du service de distribution de-Porto-Novo, de l’agence générale de la SONEB à Cotonou. Il s’agit de :
les quantités d’eau produites et vendues pendant chaque mois durant la dernière année (2015) ;
le nombre des abonnés actifs et des abonnés facturés chaque mois durant l’année 2015 ;
Volume d'eau dans la cuve en m3
Hauteur d'eau en m
COURBE HAUTEUR-VOLUME DU CHÂTEAU D'EAU
volume
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l’évolution du niveau de l’eau dans la bâche et dans le château en fonction des heures de la journée ;
l’évolution du volume d’eau produite pour chaque année de 2006 à 2015 ;
l’évolution des pointes maximales et minimales de production d’eau de 2006 à 2015 ;
Analyse statistique des pointes maximales et minimales.
Figure 6-16 : Histogramme d’évolution des mois de productions maximales de 2006 à 2015.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2835 2885 3220 3350 3570 3782 4711
3859 4237 4930
les mois de pointes maximales de 2006 à 2015
année pointes maximales
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Figure 6-17: Histogramme d’évolution des mois de productions minimales de 2006 à 2015.
Nous constatons que la production maximale et minimale augmente chaque année ce qui peut se justifier par l’augmentation des populations, aussi ça peut être dû à l’évolution du niveau de vie de la population au fil des années. De même nous constatons que les mois de pointe maximale sont : Avril, Mai, Novembre, Décembre, Janvier, Février. Et que ceux de pointe minimale sont : Septembre, Décembre, Février, Mars, Juillet.
Estimation de la consommation des abonnés
Dans notre modèle, nous prendrons en compte le nombre d’abonnés en 2016 afin que le modèle soit fiable. Pour estimer leur consommation, nous appliquerons les méthodes de calcul du cours d’Approvisionnement en Eau Potable. Ainsi, nous exploiterons les informations suivantes :
le nombre de branchements (abonnés) en 2015 est de 25330 et le nombre de branchement prévu pour 2016 serait 2918, soit un parc d’abonnement de 28218 abonnés. Sachant que la SONEB prévoit
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
les mois de pointes minimales de 2006 à 2015
année pointes minimales en 10*3 m*3
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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pour Porto-Novo trois (03) ménages par abonné et cinq (05) habitants par ménage, ce qui revient à quinze (15) habitants par abonné ;
les rapports de la Cellule Plan Directeur Eau prévoient pour Porto-Novo une consommation moyenne de 45 litres/habitant/jour ;
les coefficients de pointe journalière maximale et minimale sont respectivement de 1,30 et 0,80 ;
le coefficient de pointe horaire adopté est celui de la courbe de modulation de consommation horaire tracée plus haut soit 1,86.
le coefficient de perte adopté est le coefficient de perte de réseau soit 1,30.
Grâce à ces données, nous estimerons les consommations maximales et minimales que nous répartirons de façon uniforme pour le calcul des demandes aux nœuds. Les formules d’estimation des consommations se présentent comme suit :
Estmax(l s⁄ )= (𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜 max) + 3 × 5 × 2918 × 1,3 × 1,86 × Kjmax × Qjmoy les abonnés pendant le mois de plus grande consommation ( janvier)
𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜 min : désigne le débit nécessaire en l/s pour desservir les abonnés pendant le mois de plus faible consommation (Juin)
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Est
max(l s⁄ )= (428010×1000
31×24×3600 + 3×5×2918×1,3×1,86×1,3×45
24×3600 )
Estmax(l s⁄ )=231,460 l/s
Est
min(l s⁄ )= (369938×1000
31×24×3600 + 3×5×2918×1,3×1,86×0,8×45
24×3600 )
Estmin(l s⁄ )=182,217 l/s
Est
moy(l s⁄ ) = (414412×1000
30×24×3600) + 3×5×2918×1,3×1,86×45 24×3600
Estmoy(l s⁄ ) = 215,004l/s
Calcul des demandes aux nœuds
Les différents cas de consommations dont on a fait le calcul sont :
1er cas : La consommation minimale de l’année 2015 + la consommation minimale estimée des nouveaux abonnés ;
2ème cas : La consommation maximale de l’année 2015 + La consommation de dons maximale estimée des nouveaux abonnés;
3ème cas : La consommation moyenne de l’année 2016 ;
Le nombre de nœuds dans le réseau de distribution est 174 nœuds.
NB : Notons que les demandes aux nœuds calculées sont des estimations approximatives ayants servis pour le calage du modèle.
Cependant elles ne reflètent pas la répartition géo-spatiale des demandes aux nœuds sur le terrain.
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Le tableau suivant donne les demandes aux nœuds par cas étudié.
Tableau 6-1: calcul des demandes aux nœuds Cas simulé Consommation en
l/s
Traitement des données graphique
Numérisation des plans
Numériser un plan : C’est le reproduire dans l’environnement d’un logiciel de dessin tout en lui affectant un tableau permettant d’enregistrer les caractéristiques de tous les éléments qui le constituent.
La numérisation des plans : C’est la représentation des plans analogiques sous formes numériques à l’aide de matériels et de logiciels adéquats. Les différentes numérisations réalisées sont :
La numérisation du plan parcellaire
La numérisation du plan du réseau de distribution
Une partie du plan parcellaire ainsi que du plan du réseau de distribution d’eau potable déjà numérisé et géo-référencé dans AutoCAD a été mis à notre disposition. A partir de ce fichier, nous avons procédé à une numérisation complète des deux plans. Les différentes étapes suivies pour réaliser la numérisation sont :
la vérification et la correction des plans mis à disposition grâce aux plans analogiques obtenus au niveau du service de modélisation de la SONEB. Les corrections ont été directement effectuées sur le plan numérisé et géo référencé dans AutoCAD ;
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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la mise à jour du plan du réseau de distribution d’eau de la ville de Porto-Novo par ajout des extensions réalisées par les agents du service de distribution ;
la numérisation complète des conduites, nœuds et autres installations du réseau de distribution d’eau potable de la ville par affectation de nouveaux numéros identifiants ainsi que des caractéristiques propres à chacun des éléments du réseau. Nous avons fait la numérisation en veillant à ce que deux éléments distincts ne portent pas le même identifiant.
Création des courbes de niveaux et calcul des altitudes
La détermination des altitudes des nœuds du réseau est un travail primordial pour le calage de notre modèle.Le modèle numérique d’altitude : C’est la représentation en trois dimensions (3D) du relief d’une zone d’étude à partir des altitudes d’un certain nombre de points enregistrés sur cette zone. Les différentes étapes suivies pour le calcul des altitudes de tous les points sont les suivantes :
détermination des altitudes d’un certain nombre de points de la ville sur Google earth ;
création des courbes de niveaux à partir des altitudes des points avec le logiciel Surfer. En effet à partir d’un certain nombre de points dont on connaît les altitudes, on peut générer les courbes de niveaux avec Surfer.
calcul des altitudes de tous les autres points se trouvant à l’intérieur des courbes de niveaux par interpolation.
CHAPITRE 6 : TRAITEMENT DES DONNEES
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Figure 6-18: Courbe de niveaux de la zone d’étude généré dans Surfer