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  1. Présentation du BEI 99 ORAAGE en Montagne Problématique hydrologique de la région de Foix

  2. INTRODUCTION Présentation du logiciel ORAAGEOutil de Reflexion et d ’Aide à l ’Assainissement pour les Géomètres-Experts Dimensionnement de réseau d’eaux pluviales en conduites circulaires à partir des données pluviométriques et topographiques des bassins versants Présentation de SCE Bureau d ’études en Aménagement et Environnement

  3. INTRODUCTION Pourquoi le choix de ce sujet ? Proposition de S.C.E:amélioration du logiciel ORAAGE Des goûts personnels pour la montagne Le choix d’un site en Montagne présentant des problèmes avec son réseau d ’eaux pluviales

  4. Binôme 1: Alexandre Proust, Vincent Simion. Binôme 2: Gwenaëlle Demoy, Marie Godard. Binôme 3: Jérome, Costanzo, Jean-Philippe Vidal. Trinôme : Hervé Amanou, Ludovic Jouglard, Sébastien Louche. PRESENTATION DES DIFFÉRENTS BINÔMES Relation extérieures,Etude du site de Foix Etude hydraulique du réseau d’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix Phénomène de crues sur la ville de Foix Amélioration du logiciel ORAAGE

  5. ORGANISATION DU PROJET Interactions entre les différents acteurs Binôme 1: Relations extérieures Etude du site de Foix FOIX Relations avec les intervenants extérieurs Interactions entre les binômes Binôme 3: Phénomènes de crues sur la ville de Foix Binôme 2: Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix Trinôme: Amélioration du logiciel ORAAGE ORAAGE S.C.E.

  6. Binôme 1 Relations extérieures - Etude du site de Foix (1) RELATIONS EXTERIEURES ÉTUDE DU SITE DE FOIX © Chris de Foix Alexandre PROUST & Vincent SIMION

  7. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (2) RECHERCHE D’UN SITE Un réseau séparatif présentant des dysfonctionnements, Les conditions nécessaires: Un site en montagne situé sur une rivière, en aval d’un barrage.

  8. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (3) LE SITE CHOISI FOIX Sa situation géographique - Préfecture de l ’Ariège - 370 m d ’altitude - Confluence de l ’Arget et de l ’Ariège - 10 km en Aval du barrage de Garrabet

  9. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (4) LE SITE CHOISI - FOIX (2) Son réseau d ’assainissement - Premier réseau : tout à l ’égout depuis le XVIII ème siècle, -A partir des années 50 : installation progressive d ’un réseau unitaire, - Depuis 1970 : Mise en place d’un réseau séparatif : eaux usées  une unique station d ’épuration, eaux pluviales nombreux exutoires vers l ’Ariège et l ’Arget.

  10. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (5) LE SITE CHOISI: FOIX (3) Les dysfonctionnements du réseau d ’eaux usées - mauvais dimensionnement, - vétusté du réseau, - intrusion d ’eaux claires, - vestige du réseau unitaire, - mauvaise connaissance du réseau en certains points de la ville.

  11. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (6) LE SITE CHOISI (4) - ETUDE EN COURS A la demande de la ville de Foix, étude accordée à IRH - étude du recolement, - diagnostic et numérisation du réseau d’eaux usées, - recherche des intrusions d’eaux claires et d’infiltrations, - mesure des pollutions par temps sec et lors de précipitations.

  12. Binôme Relations extérieures- Etude du site de Foix (7) LE SITE CHOISI: FOIX (4) Les dysfonctionnements du réseau d’eaux pluviales - mauvais dimensionnement : - des canalisations, - des raccordements. - superficie drainée trop importante : - raccordements supplémentaires, - développement urbain. - vétusté du réseau.

  13. Binôme 1 Relations extérieures- Etude du site de Foix (8) PROPOSITIONS D ’AMENAGEMENTS Outre le redimensionnement des canalisations - création d’un nouvel exutoire ou détournement vers un des exutoires existants, - utilisation de solutions alternatives (chaussées réservoirs sous parkings, ...). En dehors du centre-ville - incitation au traitement individuel (superficie> 1500m²), - utilisation de puits exutoires, - substitution des canalisations souterraines par des fossés en périphérie.

  14. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (1) ETUDE HYDRAULIQUE DU RESEAU D ’EAUX PLUVIALES DU BASSIN VERSANT DU VIEUX FOIX Gwenaëlle DEMOY & Marie GODARD

  15. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (2) DIAGNOSTIC DU RESEAU Présentation de l’aire d’étude • Un Bassin versant très urbanisé :

  16. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (3) • Un réseau d’eaux pluviales : • Des dysfonctionnements observés et dus : - à l ’état du réseau, - à un sous dimensionnement probable.

  17. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (4) Evaluation des débits d’eaux pluviales • Méthode de calcul : • La méthode de Caquot est utilisée par le logiciel ORAAGE sur 12 sous bassins versants (circulaire interministérielle du 22 Juin 1977),  Pluviométrie : région II • Un débit d’eaux pluviales est calculé à l’entrée de chaque sous bassin versant correspondant à un collecteur.

  18. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (5)

  19. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (6) Evaluation des débits d’eaux pluviales • Evaluation en situation actuelle Les calculs de débits sont effectués pour une pluie de période de retour de 2 ou 5 ans, Le réseau dans sa configuration actuelle peut transiter un débit de 323 l/s, le débit de pointe étant de 1077 l/s pour un retour de 2 ans.  FORT SOUS DIMENSIONNEMENT DU RESEAU

  20. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (7) PROPOSITION D ’AMENAGEMENT • Conservation du réseau actuel • Nouveau dimensionnement pour deux périodes de retour différentes : - 2 ans - 5 ans • Résultats du logiciel ORAAGE

  21. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (8) • Comparaison réseau actuel et réseaux simulés par ORAAGE Pour une période de retour de 2 ans

  22. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (9) Pour une période de retour de 5 ans  IL RESTE A CHOISIR UNE PERIODE DE RETOUR POUR DEFINIR LE DIMENSIONNEMENT OPTIMAL

  23. Binôme 2 Etude hydraulique du réseau d ’eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix (10) Estimation des coûts : Facteur déterminant du choix de la solution • Le coût dépend : • du diamètre des collecteurs • de la matière des collecteurs • du cubage de terre enlevée • de la dépose et de la réalisation de la chaussée • Estimation du coût pour 2 ans : 655 100 FHT soit : 99 869 Euros • Estimation du coût pour 5 ans : 755 000 FHT soit : 115 200 Euros  CONCLUSION

  24. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (1) AMELIORATION DU LOGICIEL ORAAGE Hervé AMANOU, Ludovic JOUGLARD & Sébastien LOUCHE

  25. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (2) FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL Découpage du bassin versant en sous bassins auxquels sont associés un tronçon du réseau.  Calcul des débits ruisselés pour les sous bassins par la formule de Caquot.  Dimensionnement des conduites par la formule de Manning-Strickler.

  26. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (3) PERSPECTIVES DE MODIFICATIONS (1) Pourquoi apporter des nouveaux outils au logiciel ORAAGE ?  Absence du calcul de la ligne d’eau. • Handicap majeur pour : • - visualiser un débordement du réseau ; • - imposer un diamètre de collecteur, et de vérifier la pertinence de cette modification.  Pas d ’estimation du coût du projet engendré par le dimensionnement.  Absence d ’une interface graphique.

  27. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (4) PERSPECTIVES DE MODIFICATIONS (2) Nos propositions : Tout en conservant la simplicité d’utilisation d’ORAAGE, nous avons permis à l’utilisateur :  De calculer des lignes d’eau et de charge dans le réseau, ainsi que le coût du réseau.  De contrôler si le dimensionnement répond bien à certains critères, tels que : • - l’absence de débordement du réseau ; • -des vitesses d’écoulements limitées ; • -un coût de projet raisonnable.  De répondre aux cas où ces critères ne seraient pas respectés en modifiant : • - les pentes des collecteurs ; • - les diamètres des collecteurs.  Amélioration de l ’ergonomie de la saisie des données par l ’utilisation d ’une interface graphique. Ces modifications permettront aux utilisateurs de mieux visualiser leurs résultats, mais surtout de répondre à de plus larges problèmes.

  28. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (5) Calcul des débits de Caquot Dimensionnement ( Diamètres) Modification de la pente Modification du diamètre Calcul de la ligne d’eau et des coûts Dimensionnement accepté

  29. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (6) DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILSCalcul de la ligne d ’eau: méthodologie (1) Remarques préliminaires : Ecoulement en charge ou à surface libre. En surface libre, l’écoulement peut-être fluvial ou torrentiel. Choix :Nous écarterons le cas où l’écoulement est torrentiel.

  30. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (7) DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILSCalcul de la ligne d ’eau: méthodologie (2) Choix des méthodes de calcul :  Pertes de charge On distinguera: - pertes de charges linéaires, - pertes de charges singulières.

  31. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (8) DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILSCalcul de la ligne d ’eau: méthodologie (3) Choix des méthodes de calcul :  Ecoulement en charge. • Depuis l’aval (2) jusqu’à l’amont (1), la charge est donnée par : • H1 – H2 = DH(pertes de charge)

  32. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (9) CALCUL DE LA LIGNE D’EAU POUR TOUT LE RESEAU Hauteur d’eau à l’exutoire Ecoulement à surface libre Contrôle hauteur d’eau Ecoulement en charge Calcul à un nœud

  33. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (10) DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILSCalcul du coût d ’un projet Prise en compte Du diamètre de la conduite. Du volume de terre à extraire pour la pose des collecteurs. Les différents tarifs indicatifs sont pris à partir d’un bordereau des prix. DEVELOPPEMENT DES NOUVEAUX OUTILSInterface graphique Elle est modifiée Pour permettre l’utilisation des nouveaux outils. Pour utiliser la souris comme moyen de saisie des données.

  34. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (11) UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (1) Plan de situation :

  35. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (12) UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (2) Résultats du dimensionnement :

  36. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (13) UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (3) Résultats :

  37. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (14) UN EXEMPLE FICTIF A OS LES BAINS (4) Résultats :

  38. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (15) PERSPECTIVES DE DEVELOPPEMENT • Calcul des débits ruisselés • Choix des collecteurs • Contraintes de dimensionnement • Automatisation

  39. Trinôme Amélioration du logiciel ORAAGE (16) CONCLUSION • Validation du calcul de la ligne d’eau • Mode d’emploi • Enrichissement personnel • Confrontation à la réalité du terrain

  40. PHÉNOMÈNE DE CRUES SUR LA VILLE DE FOIX Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (1) Jérôme COSTANZO & Jean-Philippe VIDAL

  41. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (2) Le Bassin Versant de la Haute Ariège (1)

  42. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (3) Le Bassin Versant de la Haute Ariège (2) • Superficie : 1340 km2 • Bassin Versant de montagne (altitude moyenne : 1500 m) • sous-bassins montagnards aux temps de concentration faibles • sous bassins aval plus modérés • Trois types d ’intempéries : • Méditerranéenne localisée sur les hauts sous-bassins • Océanique sur l ’ensemble du Bassin Versant • Océanique survolant le bassin d ’ouest en est

  43. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (4) Les stations de mesures hydrologiques • Bompas • Située en amont de la retenue du barrage E.D.F. de Garrabet • Créée en 1986 pour mesurer les débits entrant dans la retenue • Foix • 50 m à l ’aval du pont vieux • enregistrements depuis 1905

  44. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (5) Etude statistique (1) Deux types de données utilisées : • Chronique des crues maximales annuelles • Chronique des crues supérieures à la côte d ’alerte Seuil d ’alerte : 190 m3/s soit 1,50 m d ’eau à l ’échelle limnimétrique de la station de Foix

  45. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (6) Etude statistique (2) Crues maximales annuelles

  46. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (7) Etude statistique (3) Crues supérieures à la cote d ’alerte

  47. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (8) Etude statistique (4) Crues supérieures à la cote d ’alerte Ajustement inadapté pour les crues de période de retour supérieure à 20 ans • Ajustement graphique • sur papier Gumbel

  48. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (9) Etude statistique (5) • Crues fréquentes : • Crues rares :

  49. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (10) Construction de l ’Hydrogramme Unitaire du BV (1) • L ’hydrogramme unitaire : • Réponse du bassin à une pluie unitaire généralisée • en terme d ’hydrogramme à l ’exutoire • Mise en oeuvre: • décomposition d ’une averse quelconque en averses unitaires • construction de l ’hydrogramme correspondant par sommation des réponses

  50. Binôme 3 Phénomène de crues sur la ville de Foix (11) Construction de l ’Hydrogramme Unitaire du BV (2) • Construction à partir des données de la crue de 1992 : • Outil de prévision à court terme