LE DIMENSIONNEMENT DES RÉSEAUX D ÉVACUATION DES EAUX PLUVIALES

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1 LE DIMENSIONNEMENT DES RÉSEAUX D ÉVACUATION DES EAUX PLUVIALES Le NF DTU d août 2013 vise, dans sa partie 3, les règles minimales de conception et de dimensionnement applicables pour la réalisation des installations d évacuation des eaux pluviales. Par rapport à la précédente version du DTU, l intégration de la norme européenne NF EN «Systèmes FIGURE 1 d'évacuation des eaux pluviales, conception et calculs» a conduit à proposer, pour certains ouvrages de collecte, le recours à de nouvelles formules de calcul. Par ailleurs, l intensité pluviométrique de référence dans la précédente version du DTU (0,05 l/s/m² soit 3 l/min/m²) a été maintenue et il a été ajouté une intensité pluviométrie pour les DOM (0,075 l/s/m² soit 4,5 l/min/m²). La conception et l implantation, ainsi que le nombre des dispositifs d évacuation des eaux pluviales selon le type de toiture, sont traités dans le DTU 40.5 pour les couvertures et dans les DTU de la série 43 pour les toitures avec revêtement d étanchéité. GOUTTIÈRES ET CHÉNEAUX EXTÉRIEURS La section des gouttières ou chéneaux doit permettre d évacuer le débit d eaux pluviales récoltées qui dépend de la surface en plan du (ou des) rampant(s) concerné(s) (voir figure ci-contre). Le débit admissible dans une gouttière ou un chéneau extérieur dépend de sa pente, de sa longueur, de sa section et de sa forme. Il peut être calculé selon la formule de Bazin donnée dans le NF DTU Partie 3. Le tableau 1 donne directement, en fonction de la surface en plan de couverture desservie, les sections de gouttières posées avec une pente minimale de 5mm/m. 15

2 TABLEAU 1 : SECTION (CM²) DES GOUTTIÈRES ET CHÉNEAUX EXTÉRIEURS AVEC PENTE 5 MM/M Surface en plan des toitures desservies (m²) Type de gouttière ou chéneau Section circulaire Section rectangulaire Section triangulaire Ce tableau a été établi d après la formule de Bazin et selon les hypothèses rappelées dans le NF DTU Partie 3 chapitre

3 FIGURE 2 Le tableau 2 donne pour les types de gouttières courantes, les surfaces admissibles de récolte en France métropolitaine. Les gouttières en couverture sont posées avec une pente minimale de 5 mm/m (selon le DTU 40.5). Dans le cas où un chéneau extérieur serait posé sans pente, il doit être calculé selon les dispositions du NF DTU suivantes : - Le débit d eaux pluviales du chéneau est pris égal à 0,9 fois le débit admissible calculé selon la formule du DTU ou la figure 2. - Lorsque la longueur du chéneau (L) est supérieure à 50 fois la hauteur d eau calculée (W), le débit est multiplié par un coefficient d évacuation FL défini dans le tableau 3. Le débit admissible est calculée selon les formules données dans le DTU pour TABLEAU 2 : SURFACE EN PLAN DES TOITURES DESSERVIES SELON LA SECTION DES GOUTTIÈRES COURANTES POSÉES AVEC UNE PENTE 5MM/M Type de gouttières courantes Développé Section Surface en plan des toitures desservies de 25 cm 57 cm² 35 m² Gouttière ½ ronde de 33 cm 113 cm² 95 m² de 40 cm 174 cm² 180 m² Gouttière lyonnaise ou flamande de 25 cm 43 cm² 25 m² de 33 cm 100 cm² 85 m² Gouttière à l anglaise de 65 cm 357 cm² 505 m² Gouttière carrée de 33 cm 104 cm² 80 m² de 40 cm 157 cm² 140 m² 17

4 TABLEAU 3 : COEFFICIENT D ÉVACUATION FL POUR LES DÉBITS D ÉVACUATION DES CHÉNEAUX LONGS AVEC OU SANS PENTE Pente du chéneau Rapport L/W* Sans pente (0 3 mm/m) 4 mm/m 6 mm/m 8 mm/m 10 mm/m 50 1,00 1,00 1,00 1,00 1, ,97 1,02 1,04 1,07 1, ,93 1,03 1,08 1,13 1, ,90 1,05 1,12 1,20 1, ,86 1,07 1,17 1,27 1, ,83 1,08 1,21 1,33 1, ,80 1,10 1,25 1,40 1, ,78 1,10 1,25 1,40 1, ,77 1,10 1,25 1,40 1, ,75 1,10 1,25 1,40 1, ,73 1,10 1,25 1,40 1, ,72 1,10 1,25 1,40 1, ,70 1,10 1,25 1,40 1, ,68 1,10 1,25 1,40 1, ,67 1,10 1,25 1,40 1, ,65 1,10 1,25 1,40 1, ,63 1,10 1,25 1,40 1, ,62 1,10 1,25 1,40 1, ,60 1,10 1,25 1,40 1,55 *L est la longueur du chéneau et W est la hauteur d eau admissible du chéneau le cas des chéneaux de forme semi circulaire sans pente et celui des chéneaux de forme carrée, rectangulaire ou triangulaire. Exemple de dimensionnement d un chéneau extérieur sans pente : CHÉNEAUX INTÉRIEURS La méthode de dimensionnement des chéneaux intérieurs est reprise de la norme NF EN Les dispositions applicables sont les suivantes : - Le débit d eaux pluviales du chéneau est pris égal à 0,9 fois le débit admissible calculé selon la formule du DTU (voir ci-après). - Lorsque la longueur du chéneau est supérieure à 50 fois la hauteur d eau calculée, le débit est multiplié par un coeff icient d évacuation FL déf ini dans le tableau 3. Le débit admissible du chéneau est donné par la figure 2 pour une section utile de 200cm² : 8,2 l/s On calcule : L/W = 12/0,08 = 150 Le tableau 3 donne FL = 0,86 Le débit d évacuation du chéneau est donc : Q = 0,9 x 8,2 x 0,86 = 6,3 l/s Avec un débit d eau pluviale de 0,05 l/s/m², le chéneau sans pente peut récupérer 6,3 / 0,05 = 126 m² 18

5 - Lorsque le chéneau possède une pente comprise entre 0 et 3 mm/m, un coefficient de sécurité est à appliquer à l intensité pluviométrique de référence en fonction de la valeur du coefficient d évacuation. Le débit admissible (en l/s) d un chéneau intérieur est calculé par la formule suivante : Q N = 3, A W 1,25 où A W est la section utile du chéneau en mm². Le DTU donne dans son annexe B des exemples de sections de chéneaux intérieurs sans pente en France métropolitaine selon la surface de toiture desservie. Il convient également de rappeler que les trop-pleins sont nécessaires dans le cas des chéneaux contre mur ou entre deux versants. Dans ces cas, la section d écoulement des orif ices de troppleins, est au moins égale à celle de la descente concernée. Par ailleurs, dans le cas des chéneaux étanchés, les NF DTU de la série 43 donnent des prescriptions complémentaires concernant la conception et la réalisation de trop-pleins. DESCENTES, NAISSANCES ET MOIGNONS POUR COUVERTURE La partie 3 du NF DTU permet également de dimensionner les descentes d eau pluviales ainsi que les diamètres des naissances. Elle distingue les deux cas suivants : - les descentes et naissances pour les couvertures ; - les entrées d eau pluviales et descentes pour les toitures avec revêtement d étanchéité. Dans tous les cas, le diamètre des descentes ne doit pas présenter de diminution dans le sens de l écoulement. En général, le débit du système d évacuation des eaux pluviales dépend plus du débit de la naissance ou de l avaloir que de celui de la descente. Le DTU permet de calculer le débit d évacuation admissible de la descente. Il donne également la correspondance entre la surface en plan de toiture desservie et le diamètre intérieur de la descente. Jusqu à un diamètre de 160 mm, la forme de la naissance n a pas d importance. Le Tableau 4 donne les valeurs à prendre en compte. Au-delà d un diamètre de 160 mm, le DTU détaille le cas des naissances cylindriques et tronconiques. Il convient dans ce cas de s assurer que le débit admissible de l avaloir (selon la norme NF EN ) est compatible avec le débit à évacuer par descente. TABLEAU 4 : DIMENSIONNEMENT DES DESCENTES D EAUX PLUVIALES Diamètre intérieur de la descente (mm) Surface en plan des toitures desservies (m²)

6 CAS PARTICULIER DES ENTRÉES ET DESCENTES D EAU PLUVIALES POUR LES TOITURES AVEC REVÊTEMENT D ÉTANCHÉITÉ Le tableau 5 indique les diamètres des entrées d eau pluviales (EEP) et descentes en fonction : - de la surface collectée par EEP ; - de la forme et des dimensions de l EEP (cylindrique ou tronconique) ; - de la nécessité ou non de retenir des diamètres majorés (selon NF DTU série 43 qui imposent dans certains cas une minoration de la surface collectée par EEP, traduite par la notion de «diamètre majoré»). Toutefois, le tableau 4 reste utilisable au cas des toitures inaccessibles avec élément porteur en maçonnerie conforme au NF DTU 20.12, dont les descentes collectent une surface inférieure ou égale à 287 m². Lorsque les EEP se raccordent directement aux descentes, elles sont de même diamètre. Le moignon de l EEP peut être légèrement inférieur pour permettre l emboîtement dans la descente. Lorsque les EEP se raccordent à un collecteur, ce dernier est dimensionné selon les dispositions décrites ci-après. La présence de crapaudines ou gardegrève sur les EEP n apporte pas de limitation à la surface collectée par EEP ou descente. Le dimensionnement des EEP et descentes selon le tableau 5 conduit à une hauteur d eau de 60 mm au droit de l EEP. TABLEAU 5 : SURFACES DE TOITURE COLLECTÉES PAR EEP ET DESCENTE EEP cylindrique EEP tronconique Surface en plan collectée par une EEP Diamètre d du moignon de l EEP et de la descente Surface en plan collectée par une EEP À diamètre normal (1) À diamètre majoré À diamètre normal (2) À diamètre majoré Diamètre d du moignon de l EEP et de la descente 50 m² 33 m² 8 cm 71 m² 47 m² 8 cm 64 m² 43 m² 9 cm 91 m² 61 m² 9 cm 79 m² 53 m² 10 cm 113 m² 75 m² 10 cm 95 m² 63 m² 11 cm 136 m² 91 m² 11 cm 113 m² 75 m² 12 cm 161 m² 107 m² 12 cm 133 m² 88 m² 13 cm 190 m² 127 m² 13 cm 154 m² 103 m² 14 cm 220 m² 147 m² 14 cm 177 m² 118 m² 15 cm 253 m² 168 m² 15 cm 201 m² 134 m² 16 cm 287 m² 191 m² 16 cm 227 m² 151 m² 17 cm 324 m² 216 m² 17 cm 254 m² 169 m² 18 cm 363 m² 242 m² 18 cm 284 m² 189 m² 19 cm 406 m² 270 m² 19 cm 314 m² 209 m² 20 cm 449 m² 300 m² 20 cm 346 m² 230 m² 21 cm 494 m² 329 m² 21 cm 380 m² 253 m² 22 cm 543 m² 362 m² 22 cm 415 m² 277 m² 23 cm 593 m² 394 m² 23 cm 452 m² 302 m² 24 cm 646 m² 430 m² 24 cm 490 m² 327 m² 25 cm 700 m² 466 m² 25 cm 530 m² 400 m² 26 cm 570 m² 26 cm 570 m² 472 m² 27 cm 680 m² 27 cm 615 m² 550 m² 27 cm 660 m² 625 m² 29 cm 700 m² 700 m² 30 cm (1) 1 cm² de section de moignon cylindrique évacue 1 m² de surface en plan. (2) 0,70 cm² de section de moignon tronconique évacue 1 m² de surface en plan. 20

7 COLLECTEURS D EAUX PLUVIALES Le tableau 6 indique le débit admissible (Q max ) et la vitesse d écoulement (V) dans les collecteurs en fonction du diamètre nominal (DN) et de la pente en mm/m. On retient en général une vitesse comprise entre 1 et 2 m/s. Le diamètre du collecteur est au minimum celui de la descente et sans réduction dans le sens de l écoulement. Exemple : Pour dimensionner un collecteur devant évacuer un débit d eaux pluviales de 6,3 l/s, le tableau 6 donne les différentes possibilités en fonction de la pente : - DN 100 posé à une pente de 25 mm/m (débit admissible 6,7 l/s). - DN 125 posé à une pente de 15 mm/m (débit admissible 8,3 l/s). - DN 150 posé à une pente de 10 mm/m (débit admissible 12,8 l/s). TABLEAU 6 : DÉBITS ADMISSIBLE ET VITESSE D ÉCOULEMENT DES COLLECTEURS D EAUX PLUVIALES Pente DN 100 DN 125 DN 150 DN 200 DN 225 DN 250 DN 300 Q max V Q max V Q max V Q max V Q max V Q max V Q max V mm/m l/s m/s l/s m/s l/s m/s l/s m/s l/s m/s l/s m/s l/s m/s 5 2,9 0,5 4,8 0,6 9,0 0,7 16,7 0,8 26,5 0,9 31,6 1,0 56,8 1,1 10 4,2 0,8 6,8 0,9 12,8 1,0 23,7 1,2 37,6 1,3 44,9 1,4 80,6 1,6 15 5,1 1,0 8,3 1,1 15,7 1,3 29,1 1,5 46,2 1,6 55,0 1,7 98,8 2,0 20 5,9 1,1 9,6 1,2 18,2 1,5 33,6 1,7 53,3 1,9 63,6 2,0 114,2 2,3 25 6,7 1,2 10,8 1,4 20,3 1,6 37,6 1,9 59,7 2,1 71,1 2,2 127,7 2,6 30 7,3 1,3 11,8 1,5 22,3 1,8 41,2 2,1 65,4 2,3 77,9 2,4 140,0 2,8 35 7,9 1,5 12,8 1,6 24,1 1,9 44,5 2,2 70,6 2,5 84,2 2,6 151,2 3,0 40 8,4 1,6 13,7 1,8 25,8 2,1 47,6 2,4 75,5 2,7 90,0 2,8 161,7 3,2 45 8,9 1,7 14,5 1,9 27,3 2,2 50,5 2,5 80,1 2,8 95,5 3,0 171,5 3,4 50 9,4 1,7 15,3 2,0 28,8 2,3 53,3 2,7 84,5 3,0 100,7 3,1 180,8 3,6 Les valeurs dans les cases vertes correspondent aux vitesses d écoulement comprises entre 1 et 2 m/s. 21