L évacuation des eaux

Fonds de Formation professionnelle de la Construction L installateur sanitaire L évacuation des eaux

L I N S T A L L A T E U R S A N I T A I R E EVACUATION DES EAUX FONDS DE FORMATION PRO FES SION NEL LE DE LA CONSTRUCTION Rue Royale 45 1000 Bruxelles Tél. : (02) 210 03 33 Fax : (02) 210 03 99 www.laconstruction.be 1 info@fvbffc.be

Fonds de Formation professionnelle de la Construction, Bruxelles, 2000. Tous droits de reproduction, de traduction et d adaptation, par quelque procédé que ce soit, réservés pour tous les pays. D/1698/2000/38 2

AVANT-PROPOS L élargissement du champ d activités du Fonds de Formation professionnelle de la Construction au secteur du Parachèvement s est accompagné d un partage des responsabilités entre une série de groupes de travail : les «Sections FFC». La section «Installations sanitaires, Matériaux synthétiques et Gaz» avait décidé, au départ, de réaliser un manuel scolaire. Au cours de l évolution des travaux, ce manuel a pris plutôt la forme d un ouvrage de référence pour la formation. C est ainsi qu il ambitionne de toucher un public aussi large que possible : les élèves du secondaire, les adultes en formation, les formateurs et, en fi n de compte... les professionnels eux-mêmes. Afi n de faciliter la tâche du lecteur, nous avons subdivisé l ouvrage en différentes brochures d une quarantaine de pages chacune. Une farde spéciale de classement est disponible pour les personnes qui désirent se procurer plu sieurs brochures ou la série complète. Vous trouverez une présentation de l ensemble de la structure de l ouvrage au verso de la page de couverture. Nous espérons que cet ouvrage contribuera à rendre la formation plus homogène et sommes convain cus qu il permettra tant aux élèves qu aux adultes en formation de se familiariser agréablement avec les multiples facettes du métier d installateur sanitaire. Nous voudrions remercier ici tous les enseignants qui ont participé à la réalisation de ce travail de longue haleine ainsi que les fi rmes qui nous ont aidés à choisir les illustrations et à corriger certains textes. Nous voudrions mentionner tout spécialement Messieurs N. De Pue ( ) (ancien président de la F. B.I.C. - Fédération Nationale des Associations de Patrons Installateurs Sanitaires et de Chauffage au gaz, Plombiers, Zingueurs et Ardoisiers-Couvreurs de Belgique) et G. Wouters (président ho no rai re de la Verenigde Lood- en Zinkbewerkers, Antwerpen) qui ont contribué à ce projet et en ont rendu possible la réalisation. Nous vous souhaitons beaucoup de plaisir dans votre lecture. Stefaan Vanthourenhout, Président du FFC. 3

TABLE DES MATIÈRES MODULE V: ÉVACUATION DES EAUX I. INTRODUCTION... 6 II. HISTORIQUE... 6 III. LES EAUX À ÉVACUER... 11 III.1. Eaux pluviales... 11 III.2. Eaux usées... 11 III.2.1. Eaux usées domestiques... 11 III.2.1.1. Eaux vannes (eaux fécales, eaux noires)... 11 III.2.1.2. Eaux ménagères (eaux grises)... 12 III.2.1.3. Eaux traitées... 12 III.2.2. Eaux usées industrielles... 12 IV. TYPES D ÉGOUTS PUBLICS... 12 IV.1. Type A: unitaire... 13 IV.2. Type B: unitaire limité... 13 IV.3. Type C: séparatif... 14 IV.4. Type D: pseudo-séparatif... 15 IV.5. Type E: égout à ciel ouvert... 15 IV.6. Type F: aucun égout... 16 V. CAPTAGE ET TRAITEMENT DES EAUX USÉES (VANNES ET MÉNAGÈRES)... 17 V.1. Appareils de collecte des eaux (récepteurs)... 17 V.1.1. Avaloirs... 17 V.1.2. Chambres de visite pour eaux ménagères... 19 V.1.3. Chambre de relèvement (poste de relevage)... 19 V.1.4. Fosse d aisance... 20 V.1.5. Fosse perdue... 21 V.1.6. Épandage souterrain... 22 V.2. Appareils séparateurs... 22 V.2.1. Fosse de décantation (débourbeur, dessableur)... 23 V.2.2. Dégraisseurs... 24 V.2.3. Séparateurs à hydrocarbures... 24 V.2.4. Séparateurs de fécules... 25 V.3. Fosses de prétraitement... 26 V.3.1. Fosse septique... 26 V.3.2. Fosse toutes eaux... 27 V.3.3. Filtre bactérien... 28 V.3.4. Filtre à sable... 29 V.3.5. Boues activées... 30 4

V.4. Systèmes de traitement naturels... 31 V.4.1. Lagunage... 31 V.4.2. Filtration par plantes palustres... 31 V.4.2.1. Champs d épandage... 31 V.4.2.2. Épuration par la zone des racines... 32 V.4.2.3. Champs d infi ltration... 32 V.5. Épuration à petite échelle... 33 V.6. Pose de réservoirs enterrés... 33 VI. CAPTAGE ET RECYCLAGE DES EAUX PLUVIALES... 34 VI.1. Pourquoi réutiliser les eaux pluviales?... 34 VI.2. Qualité de l eau de pluie... 35 VI.3. Eau de pluie - Installations de distribution... 36 VI.4. Citerne à eau de pluie... 37 VI.5. Filtrage des eaux pluviales... 39 VI.6. Installations de pressurisation... 40 VI.7. Remplissage d une citerne à eau de pluie... 43 VI.8. Appoints... 44 VII. INSTALLATION INTÉRIEURE D ÉVACUATION : TERMINOLOGIE... 45 VIII. ÉCOULEMENT ET VENTILATION... 48 VIII.1. Écoulement... 48 VIII.2. Ventilation... 52 VIII.2.1. Ventilation primaire... 52 VIII.2.2. Ventilation secondaire... 55 IX. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE... 60 IX.1. Détermination du diamètre des conduites d eaux ménagères... 60 IX.1.1. Calcul des conduites horizontales... 60 IX.1.2. Détermination du diamètre des conduites horizontales d eaux usées... 62 IX.1.3. Détermination du diamètre des colonnes de chute (verticales) d eaux ménagères... 68 IX.2. Détermination du diamètre de l installation de descente d eaux pluviales... 69 IX.2.1. Fonctionnement gravitaire... 69 IX.2.1.1. Détermination du diamètre pour les tuyaux de descente (verticaux)... 69 IX.2.1.2. Détermination du diamètre des conduites horizontales d eaux pluviales... 73 IX.2.2. Siphonnage... 74 5

I. INTRODUCTION MODULE V : ÉVACUATION DES EAUX Les premiers hommes n avaient pas besoin d installations sanitaires : ils se contentaient des arbres et de trous creusés dans le sol, tandis qu ils utilisaient l eau de la rivière ou du lac pour se baigner. Dans notre société de confort, nous trouvons normal que nos eaux usées soient évacuées sans que nous souffrions du moindre désagrément (mauvaises odeurs, bruit, vue). Mais cela n a pas toujours été le cas et beaucoup trop de pays sont encore dépourvus, à l heure actuelle, d un confort sanitaire minimum et des systèmes d évacuation et d égouttage correspondants si bien que des épidémies s y déclenchent régulièrement. SOURCE: AQUAFIN II. HISTORIQUE Des fouilles archéologiques réalisées dans la vallée de l Indus ont révélé que des villes datant d env. 2500 avant Jésus-Christ étaient déjà dotées d égouts. On a également retrouvé des vestiges de systèmes d égouts chez les Assyriens, les Égyptiens et les cultures minoënnes de l Antiquité. Dans la Rome antique, on creusait des canaux souterrains d évacuation des eaux (cloaca), parmi lesquels la cloaca maxima atteignait des dimensions énormes. On a également retrouvé, datant de la même époque, des vestiges d égouts à Cologne et à Trèves. On a retrouvé peu de traces de systèmes d égout datant du Moyen Âge en Europe occidentale, à l exception, entre autres, de l abbaye de Canterbury en Angleterre, datant du 12 e siècle, qui avait non seulement ses propres égouts mais également un réseau de canalisations doté de châteaux d eau. 6

Au début du Moyen Âge, on se baignait encore beaucoup en commun. Mais le retour des Croisés a amené un changement dans les habitudes. Les autorités religieuses de l époque ont interdit de se dévêtir pour entrer dans l eau. On considérait cette pratique comme une atteinte aux bonnes mœurs et tout au moins comme un défi inconscient au destin et l élément déclenchant de l une ou l autre maladie. Au Moyen Âge, les toilettes étaient très rares, ce qui entraînait des situations intolérables. Dans les villes, on bricolait des latrines le long des rivières, des canaux et des fossés, et c étaient ces cours d eau qui servaient d évacuation. Quand on pense que c est là aussi qu on s approvisionnait en eau potable, il ne faut pas s étonner que ces villes étaient régulièrement frappées d épidémies comme la peste, le choléra et la variole. Il a fallu attendre le seizième siècle pour voir s améliorer la situation, avec le début de la construction des fosses d aisance et des égouts dans certaines grandes villes. SOURCE: HET LATRINAIRE GEBEUREN Ces égouts ne sont le plus souvent qu une rigole creusée au bord de la rue et couverte de carreaux et qui débouche généralement dans l eau. Aux dix-septième et dix-huitième siècles, la situation sanitaire ne s améliore pas vraiment. C est sans doute l époque la moins hygiénique que l Europe ait connue. En France, par exemple, il fallait régulièrement évacuer les palais du Roi Soleil pour les nettoyer parce qu ils n étaient pas équipés de toilettes, alors que celles-ci existaient déjà sous une forme primitive. L horloger anglais Alexander Cummings a obtenu un brevet, en 1775, pour des toilettes possédant toutes les caractéristiques d un water-closet, comme une chasse d eau et un coupe-air. C est sans doute à cause de la grave épidémie de choléra qui a ravagé Londres en 1830 que Sir John Bazalgette (un des créateurs du système d égout mixte) a été chargé, en 1856, de développer un système d égouts pour la ville de Londres. Ce projet était complètement terminé en 1875 et les eaux usées se déversaient, via un système d égouts complet, dans les eaux de la Tamise. SOURCE: HET LATRINAIRE GEBEUREN 7

L urbanisation croissante et l industrialisation du 20 e siècle ont entraîné une pollution inadmissible de notre environnement (air, eau et cours d eau). Il s imposait de prendre des mesures draconiennes au niveau international. Une directive européenne (91/271) exigeait que toutes les agglomérations de plus de 10.000 habitants soient raccordées à un réseau d égout et d épuration avant l an 2000. En 1990, la Belgique atteignait un niveau d épuration de 33 % pour les eaux usées, reléguant notre pays à la queue du peloton européen (Pays-Bas 93 %, Allemagne et Grande-Bretagne 87 %, France 68 %). 100 Niveau d épuration en 1990 % 80 60 40 20 0 Épuration Pays-Bas Allemagne Grande-Bretagne France Belgique Au début de l an 2000, nos eaux d égout sont épurées au moins à 60 %. La directive européenne exige une épuration de toutes les eaux usées avant la fin de l an 2006. SOURCE: AQUAFIN Les eaux usées que nous produisons quotidiennement dans nos ménages (eaux usées provenant de la baignoire, de la cuisine, des toilettes, du lave-linge, du lave-vaisselle, etc.) aboutissent dans un cours d eau, via l installation d évacuation ou directement (fossé, ruisseau ou rivière). Elles peuvent également arriver dans une station d épuration des eaux d égout où elles sont soumises à un traitement avant d être déversées dans les eaux de surface. 8

Pour obtenir une épuration de bonne qualité, il faut consentir des efforts à différents niveaux. Ainsi faut-il, au niveau du logement, centraliser les eaux usées afi n d optimiser le fonctionnement des stations d épuration. L utilisation de la fosse septique est généralement déconseillée à cet égard. En effet, il est préférable que toutes les eaux fécales soient acheminées sans être traitées à la station d épuration, afi n que l action des bactéries y soit améliorée. (Respectez les règlements communaux.) L échelon suivant du réseau d égout est celui de la commune, qui assume la responsabilité des égouts au niveau des rues. Au niveau du quartier, les égouts privés débouchent dans le collecteur aux points de rejet. Les effl uents du quartier sont entraînés vers la station d épuration par un grand collecteur. La pose de ces canalisations et l épuration des eaux usées incombent à une intercommunale ou à la Région. SOURCE: AQUAFIN SOURCE: AQUAFIN 9

En Région Bruxelloise, le principe consiste dans le tout à l égout et l acheminement des eaux usées vers une station d épuration, tandis que la Région Wallonne impose des unités d épuration bien défi nies. Toutefois, les PCGE (Plans communaux généraux d égouttage) peuvent renforcer ces exi gences. Épuration mécanique ou primaire Épuration secondaire ou biologique Bassin de décantation Bassin de sélection en zone aérobie Bassin de sédimentation Vis sans fin Dégrillage Dessableur et dégraisseur Bassins d aération Élimination des nutriments en zone anaérobie, anoxique et aérobie Effl uent Infl uent Boue Boue de retour Boue de vidange Traitement des boues SOURCE: AQUAFIN La Région Wallonne a créé, en 1999, la SPGE (Société publique de gestion de l eau) à qui elle a confi é la mission d assainir l eau usée sur le territoire de la Région. La SPGE exerce cette mission avec le concours des organismes d épuration agréés. Elle doit, en outre, favoriser une coordination entre l égouttage et l épuration. Dans les zones (hameaux ruraux, habitations isolées ) où la pose d un égout n est pas rentable, on opte pour des microstations d épuration. Cette tâche peut incomber à la commune, mais il peut également s agir d une initiative individuelle. 10

III. LES EAUX À ÉVACUER III.1. EAUX PLUVIALES Ce sont les eaux provenant des précipitations atmosphériques (pluie, neige, grêle) qui ruissellent sur les toits, le sol et les façades. SOURCE: AQUAFIN III.2. EAUX USÉES Ce terme désigne les eaux à évacuer en général, à l exception de l eau de pluie. SOURCE: AQUAFIN III.2.1. EAUX USÉES DOMESTIQUES Eaux usées provenant des immeubles à appartements ou de bâtiments similaires. Pour connaître la défi nition exacte des eaux usées domestiques, il faut consulter la législation régionale. On distingue : III.2.1.1. Eaux vannes (eaux fécales, eaux noires) Eaux usées provenant des W-C, des urinoirs, des vidoirs d hôpital et des lave-pannes. 11

III.2.1.2. Eaux ménagères (eaux grises) Eaux usées provenant des activités ménagères telles que la lessive, le nettoyage, l hygiène personnelle, la préparation des repas, la vaisselle, etc. à l exception des eaux vannes. Dans certains cas, on y ajoute les condensats traités provenant d installations de chauffage ou de frigorie. III.2.1.3. Eaux traitées Eaux ménagères, eaux vannes ou les deux ensemble, après un traitement d épuration. III.2.2. EAUX USÉES INDUSTRIELLES Eaux usées d une autre nature que les eaux ménagères (nous n en parlerons pas dans cette brochure). IV. TYPES D ÉGOUTS PUBLICS Lorsqu on fait le plein, c est la source d énergie qui détermine le choix du carburant. PHOTO: J. VERHOEVEN PHOTO: J. VERHOEVEN Avant de raccorder un appareil électrique, on vérifi e sa puissance, afi n d éviter les accidents. Le choix du système d évacuation de l habitation dépend de l égout public qui se trouve dans la rue. Vous devez donc demander au service technique de la commune ou de la Région quel type d égout se trouve sous la chaussée et quel traitement les eaux usées doivent subir. Types possibles d égout public : unitaire type A unitaire limité type B séparatif type C pseudo-séparatif type D égout à ciel ouvert (ruisseau, fossé ou cours d eau) type E pas d égout, infiltration dans le terrain ou fosse perdue type F 12

IV.1. TYPE A : UNITAIRE ventilation primaire embranchement principal colonne de chute eaux ménagères colonne de chute eaux fécales embranchement secondaire coupe-air égout public amont limite propriété privée branchement privé égout principal égout secondaire égout privé descente eaux pluviales colonne d évacuation mixte aval SOURCE: CSTC Normalement, il n est pas nécessaire de prévoir un traitement avant de déverser les eaux usées dans un égout public. Il y a une seule canalisation d égout sous la voie publique. Ce tuyau convient pour recevoir tous les types d eaux usées domestiques sans le moindre traitement primaire. Avec ce système, nous pouvons déjà regrouper les eaux usées dans l habitation. Nous utilisons alors une évacuation mixte. Remarque : Le type A ne comprend pas de citerne, à moins que l on veuille récupérer l eau de pluie. Toutefois, l installation d une citerne à eau de pluie est obligatoire dans les constructions neuves. IV.2. TYPE B: UNITAIRE LIMITÉ ventilation primaire embranchement principal embranchement secondaire coupe-air ventilation fosse septique colonne de chute eaux fécales colonne de chute eaux ménagères égout public amont limite propriété privée branchement privé égout principal égout privé égout secondaire fosse septique toutes eaux descente eaux pluviales aval SOURCE: CSTC 13

Une deuxième solution consiste en un égout collecteur sous la chaussée mais avec une fosse septique pour eaux vannes. Ce type suppose une évacuation séparée pour les eaux ménagères et les eaux vannes. Les eaux vannes sont envoyées à la fosse d aisance et il y a une autre conduite d évacuation pour les eaux ménagères et éventuellement les eaux pluviales. Seules les eaux usées provenant des W-C et des urinoirs peuvent déboucher dans la fosse d aisance. Même remarque que pour le type A : une citerne à eau de pluie est obligatoire dans les constructions neuves. IV.3. TYPE C: SÉPARATIF ventilation primaire embranchement principal colonne de chute eaux fécales coupe-air colonne de chute eaux ménagères aval égout public eaux usées amont égout public eaux pluviales limite propriété privée branchement privé égout secondaire égout principal embranchement secondaire égout privé eaux pluviales égout privé eaux usées descente eaux pluviales colonne d évacuation mixte SOURCE: CSTC Une troisième possibilité consiste en un égouttage séparatif global. Ce système va certainement l emporter étant donné la présence de stations d épuration de plus en plus nombreuses. Les eaux vannes et les eaux ménagères passent ensemble par une évacuation mixte pour gagner l égout privé. Les eaux pluviales ou le trop-plein de la citerne à eau de pluie sont évacués séparément. 14

IV.4. TYPE D: PSEUDO-SÉPARATIF ventilation primaire embranchement principal embranchement secondaire coupe-air ventilation fosse septique colonne de chute eaux fécales colonne de chute eaux ménagères égout public eaux usées aval amont égout public eaux pluviales limite propriété privée branchement privé égout principal égout privé eaux usées égout secondaire fosse septique descente eaux pluviales égout privé eaux pluviales SOURCE: CSTC Il s agit d une variante du type C : deux égouts sous la voie publique. L un d entre eux évacue les eaux pluviales : c est l égout pluvial. Le second est destiné aux eaux ménagères et eaux vannes : c est l égout de temps sec. Attention : séparatif veut dire qu il faut toujours placer un appareil de traitement pour les eaux vannes. Dans ce cas, il s agit d une fosse de décantation (fosse d aisance). IV.5. TYPE E: ÉGOUT À CIEL OUVERT ventilation primaire ventilation fosse septique branchement principal branchement secondaire coupe-air ventilation fosse septique colonne de chute eaux fécales colonne de chute eaux ménagères égout public aval amont limite propriété privée branchement privé égout secondaire fosse septique branchement principal à l égout égout privé descente eaux pluviales égout privé eaux pluviales SOURCE: CSTC Parfois, en l absence d égout public, on est obligé de déverser les eaux usées dans des fossés ou des cours d eau. Ce système nécessite un traitement des eaux ménagères. 15

Les eaux noires sont traitées dans une fosse septique. En fait, il ne devrait plus être autorisé de déverser dans un cours d eau. Ce type d égouttage convient très bien lorsque les eaux traitées débouchent dans une roselière ou une microstation d épuration (Voir V.4. et V.5.). Il est conseillé de placer un clapet anticrue à l endroit où le trop-plein débouche dans le fossé, afi n d éviter toute surcharge d eau. Lorsque ce clapet se met à fonctionner, tout déversement devient impossible, mais on empêche la montée d eau dans le système d égout de refl uer dans l égout privé. SOURCE: NICOLL - PARIS (FRANCE) IV.6. TYPE F: AUCUN ÉGOUT Lorsqu on ne dispose ni d un ruisseau ni d un fossé où déverser, il s indique de pratiquer l épandage dans le sol ou sur le terrain, ou d utiliser des puits à fond perdu. Il est extrêmement important de traiter et d épurer les eaux vannes et ménagères. Le rinçage à l eau de pluie favorise également l effet de drainage de l installation. L hiver, la montée de la nappe phréatique peut poser de véritables problèmes. Lorsque le niveau de l eau souterraine est élevé, il n est pas question de déverser. La combinaison de plusieurs fosses perdues peut offrir une solution. ventilation primaire ventilation fosse septique embranchement principal embranchement secondaire coupe-air ventilation fosse septique colonne de chute eaux fécales colonne de chute eaux ménagères vers fosse perdue ou épandage souterrain égout principal égout secondaire fosse septique vers une autre fosse perdue ou épandage souterrain égout privé eaux pluviales égout privé eaux usées descente eaux pluviales SOURCE: CSTC La prise de conscience par les pouvoirs publics de la problématique environnementale a entraîné de gigantesques travaux d égouttage et la construction d innombrables installations d épuration des eaux. Les égouts qui y sont raccordés sont, de préférence, du type C (l égout séparatif). Ces égouts ne peuvent pas récolter trop d eaux pluviales. D une part, la station d épuration dispose d une trop grande quantité d eaux pluviales et, d autre part, on dispose, en présence d eaux vannes non diluées, d une énorme quantité de matière biologique qui peut être intégrée dans un processus de dilution à plus grande échelle. 16

V. CAPTAGE ET TRAITEMENT DES EAUX USÉES (VANNES ET MÉNAGÈRES) Introduction Ce chapitre traite du captage : des eaux pluviales, des eaux ménagères, des eaux fécales provenant des toilettes, des urinoirs (= eaux vannes) selon le mode de captage. Nous distinguons : les puisards de décantation, les appareils séparateurs, les fosses de prétraitement, la microstation d épuration. Lorsque nous parlerons par la suite de l habitant pour défi nir un volume, nous entendrons un équivalent-habitant (EH). Il s agit d une proportion servant à comparer les habitations, les écoles, les restaurants, etc. V.1. APPAREILS DE COLLECTE DES EAUX (RECEPTEURS) V.1.1. AVALOIRS SOURCE: NICOLL - PARIS (FRANCE) Autres appellations : siphon de sol, siphon de cour, sterfput. On distingue les avaloirs de sol, les avaloirs de jardin, les avaloirs de toiture. 17

Description Ces appareils sont à éviter pour l usage intérieur. En effet, lorsque le bouchon hydraulique s assèche, les gaz remontant de l égout peuvent provoquer des nuisances olfactives dans l habitation. Une solution possible consiste en un appareil dont la garde d eau est alimentée en permanence par l évacuation d un lavabo. SOURCE: DALLMER - ARNSBERG (ALLEMAGNE) Ces avaloirs incorporés dans le sol captent l eau déversée (sporadiquement) sur le revêtement de sol. Ils servent surtout à évacuer les eaux de lavage ou de nettoyage. Un coupe-air à occlusion hydraulique incorporé prévient les nuisances olfactives. Type de matériau Plastique, fonte, acier inoxydable. Raccordement Il existe des appareils à sortie verticale ou horizontale, indépendamment du type de matériau. Le raccord entre l avaloir de sol et le revêtement de sol doit également être étanche à l eau. On utilise pour cela le bord de raccordement dont sont pourvus certains appareils. Armature en fibre de verre Collet en béton polymère Treillis en acier SOURCE: DALLMER - ARNSBERG (ALLEMAGNE) 18

V.1.2. CHAMBRES DE VISITE POUR EAUX MÉNAGÈRES Autre appellation : regard de visite. Description et fonctionnement Les chambres de visite sont réalisées avec ou sans coupe-air. La première chambre est suffisamment grande pour qu on puisse en extraire la plus grande partie de la saleté. Pour effectuer un nettoyage approfondi, il faut que la seconde chambre soit, elle aussi, facile à atteindre. Ces chambres de visite peuvent être maçonnées ou préfabriquées en plastique, béton ou fonte. SOURCE: NICOLL - PARIS (FRANCE) Les matières sédimentables (feuilles, résidus de savon ) se déposent dans ces chambres de visite, d où on peut les enlever par après. En d autres termes, ce sont des espèces de séparateurs (voir plus loin). Raccordement La première chambre peut être couverte d une grille, afi n d évacuer l eau éventuellement présente sur le sol (p.ex. de l eau de nettoyage). Le reste de l eau qui y arrive provient généralement d une cuisine ou d une descente d eau de pluie. Le raccordement à l égout de la sortie de la chambre est doté d un siphon, afi n d éviter les odeurs nauséabondes. V.1.3. CHAMBRE DE RELÈVEMENT (POSTE DE RELEVAGE) Description et fonctionnement Lorsque la conduite d évacuation ou l égout privé sont situés sous le niveau de l égout public, il faut rassembler les eaux usées dans une chambre de relèvement. Il ne sera pas possible ici d évacuer l eau à l égout par gravité. La chambre est généralement préfabriquée en plastique ou en béton. Les eaux usées provenant du bâtiment sont rassemblées dans cette chambre. Les eaux pluviales ne peuvent jamais y déboucher. Il existe généralement une solution pour les exclure. SOURCE: KORDES (ALLEMAGNE) 19

Raccordement Un contact à flotteur met la pompe en service afin de pomper l eau vers un niveau supérieur, où elle peut s écouler dans l égout. On utilise à cet effet des pompes immergées, avec ou sans moteur immergé. V.1.4. FOSSE D AISANCE Autre appellation (erronée) : fosse septique. Description et fonctionnement Cette fosse reçoit les matières fécales (= eaux vannes). L épuration biologique qui s y produit est limitée. La fosse doit donc être suffisamment grande pour qu il ne faille pas la vidanger trop souvent. De plus, la fosse d aisance doit être équipée d une conduite de trop-plein par où l eau de rinçage s écoule dans l égout. Du point de vue de la technique environnementale, ces dispositifs sont dépassés. Cette fosse est parfois appelée à tort fosse septique. On la trouve généralement dans les habitations plus anciennes. Le contenu d une fosse d aisance ne subit presque aucun nettoyage biologique. Le mélange n est pas toujours suffi sant pour que les matières se déposent dans le fond du liquide. On vide régulièrement la fosse d aisance à l aide d un camion-citerne équipé d une pompe. Ces produits résiduels sont emportés à la station d épuration. Raccordement L entrée doit être dotée d un coude ou d un té. Les gaz présents dans la fosse d aisance s échappent par la colonne de chute des toilettes ou par une conduite de ventilation séparée. Il faut en effet éviter les turbulences. La conduite d évacuation (trop-plein) doit être raccordée ± 30 cm sous le niveau de l entrée et est équipée d un coude ou d un té afi n d empêcher les fl ottants de sortir. Lorsqu on utilise un té, il faut également aérer l égout privé. 20

V.1.5. FOSSE PERDUE Autres appellations : puits fi ltrant, puisard, puits à fond perdu. Description et fonctionnement Cette fosse reçoit les eaux ménagères épurées ou les eaux vannes épurées. La fosse est maçonnée à joints ouverts. Les fosses circulaires préfabriquées en béton sont perforées latéralement et n ont pas de fond. Les eaux usées (épurées) traversent les murs et le fond perméable et se diffusent dans les couches perméables du sol. Raccordement Cette fosse ne reçoit que des eaux usées déjà traitées par l intermédiaire d un séparateur (eaux ménagères) ou d une fosse de prétraitement (eaux vannes). Au besoin, l eau traversera encore un fi ltre bactérien ou un fi ltre à sable, afi n de ne pas polluer l eau souterraine. Il faut évidemment veiller que les eaux usées ne polluent pas la nappe phréatique et le fonctionnement de la fosse sera moins effi cace (saturation du sol) si les eaux usées ne sont pas suffi samment épurées. 21

V.1.6. ÉPANDAGE SOUTERRAIN Description et fonctionnement Les eaux qui arrivent dans ce système sont les eaux ménagères épurées et les eaux vannes épurées. Une installation d épandage souterrain se compose d un réseau de drains dispersants posés sous le niveau du sol. Les tuyaux sont entourés d un matériau fi ltrant que l eau traverse pour s infi ltrer dans le sol. Système de drainage à lit de gravier/ Dispersion dans la nappe souterraine SOURCE: ROTH - LEEFDAAL L épuration des eaux usées se poursuit pendant qu elles percolent lentement à travers les couches du sol. Ce système ne fonctionne que dans les sols perméables et avec des petits débits d eaux usées (moins de 20 habitants). Raccordement Les eaux doivent toujours subir un prétraitement avant d être amenées dans ce système. En Région Wallonne, l épandage souterrain est autorisé dans des tranchées d infiltration munies de drains de dispersion. Il doit faire l objet d une demande adressée à l autorité communale. Cet épandage souterrain est interdit pour des raisons évidentes dans les zones de captage des eaux. V.2. APPAREILS SÉPARATEURS Les eaux usées provenant des bâtiments commerciaux (p.ex. grandes cuisines, restaurants) et des bâtiments industriels (p.ex. garages, stations-service) peuvent comporter de nombreuses matières différentes. Toutes ne peuvent pas aboutir à l égout : graisses, fécules, essence, huile, sable Pour séparer ces matières des eaux usées, on commence par amener l eau dans des appareils séparateurs. Ensuite, l eau s écoule dans l égout public, éventuellement après un passage dans un appareil d épuration. Il est très important de choisir les appareils suivants en fonction du type de matières à séparer et du débit prévisible. 22

V.2.1. FOSSE DE DÉCANTATION (DÉBOURBEUR, DESSABLEUR) Description et fonctionnement Les débourbeurs sont des éléments des installations d épuration qui retiennent les matières en décantation. Ils protègent le réseau de canalisations contre la pollution et le colmatage. Défl ecteur Alimentation du débourbeur Couvercle circulable SOURCE: KORDES (ALLEMAGNE) Des dessableurs sont parfois incorporés dans les caniveaux (p.ex. au bord d une terrasse). SOURCE: MAKUBO - SCHOTEN SOURCE: MAKUBO - SCHOTEN L écoulement ralenti à l intérieur du débourbeur permet aux matières lourdes de se déposer dans le fond. Bien entendu, cet appareil doit être nettoyé régulièrement. 23

V.2.2. DÉGRAISSEURS Description et fonctionnement Certaines eaux usées industrielles contiennent des graisses ou des huiles. Ces graisses doivent être séparées parce qu elles se fi gent sur la paroi des tuyaux en refroidissant. Elles arrêtent alors d autres matières, provoquant ainsi un rétrécissement de la section, et elles fi nissent fi nalement par former un bouchon. Les matières grasses et les acides gras entravent également le bon fonctionnement des fosses de prétraitement et de la station d épuration. L écoulement est ralenti à l intérieur du dégraisseur. De ce fait, les graisses, qui sont plus légères que l eau, remontent à la surface. A l entrée, l écoulement est ralenti et homogénéisé. Un défl ecteur placé devant la sortie empêche la graisse de sortir. Défl ecteur Alimentation du dégraisseur Défl ecteur Évacuation du dégraisseur SOURCE: KORDES (ALLEMAGNE) Raccordement Le dégraisseur ne peut recevoir que des eaux dont il faut séparer les graisses ou les huiles. Il faut éviter les autres eaux. Ce séparateur doit être vidangé régulièrement. V.2.3. SÉPARATEURS À HYDROCARBURES Autre appellation : séparateur d essence. Description et fonctionnement Les eaux usées contenant des substances volatiles et des lubrifiants ne peuvent pas être déversées telles quelles dans l égout public. Les hydrocarbures sont des produits à base de pétrole (essence, mazout, huile de lubrifi cation, solvants). Ces séparateurs sont utilisés dans les garages, les stations-service, etc. Si les hydrocarbures sont dissous (par émulsion) dans l eau, il faut utiliser un autre séparateur : le séparateur à coalescence. 24

Un système adapté à l entrée ralentit l écoulement et assure une répartition homogène dans l espace de séparation, si bien que les fl uides légers peuvent se séparer des autres eaux usées et remonter à la surface. Au fur et à mesure que le séparateur se remplit de produits pétroliers, le niveau de l eau descend et entraîne le fl otteur, qui est calculé pour fl otter à la surface de l eau. Lorsque la capacité maximum est atteinte, le fl otteur referme l ouverture d évacuation. Il faut alors enlever les hydrocarbures récoltés. couvercle circulable alimentation clapet d admission fermeture automatique filtre à coalescence SOURCE: KORDES (ALLEMAGNE) Raccordement Ces appareils sont toujours précédés d un débourbeur afin que les matières sédimentables se déposent. L eau est récoltée via une évacuation au sol ou une rigole d évacuation mais toujours sans siphon. Le raccordement de ce séparateur n est autorisé que si le matériau des tuyaux et des joints résiste aux hydrocarbures. V.2.4. SÉPARATEURS DE FÉCULES Description et fonctionnement Les séparateurs de fécules sont des installations raccordées à des conduites d évacuation dans lesquelles sont retenues les matières sédimentables (essentiellement la fécule de pommes de terre). La fécule de pommes de terre doit être séparée parce qu elle se dépose sur les tuyaux et forme très rapidement des bouchons. 25

L écoulement est réduit dans le séparateur de fécules, ce qui permet à la fécule de se déposer. La mousse de fécule qui s est formée dans la première chambre est éventuellement rabattue par les jets d eau d un gicleur. Raccordement Aussi près que possible du lieu d évacuation des eaux usées, il vaut mieux placer une trappe de nettoyage à siphon pour éviter les mauvaises odeurs. Ce séparateur doit, lui aussi, être régulièrement nettoyé. Remarque : lorsqu on nettoie le dégraisseur et le séparateur d hydrocarbures, les produits résiduels doivent être considérés comme des petits déchets chimiques et traités comme tels. V.3. FOSSES DE PRÉTRAITEMENT V.3.1. FOSSE SEPTIQUE Description En anglais, septic tank signifi e littéralement fosse infectée. Il s agit d un réservoir divisé en compartiments et servant à l épuration des eaux vannes. Défl ecteur (casseur de vitesse qui évite les turbulences) Ventilation haute Défl ecteur (empêche les fl ottants de sortir) Une fosse septique est une cuve en béton ou en matière synthétique. Les matières fécales (eaux vannes) y sont détruites au maximum par un processus bactériologique. Elles sont partiellement transformées en gaz (dont le méthane) qui doivent pouvoir s échapper par un tuyau de ventilation. Il faut bien choisir l endroit où débouche ce tuyau, à cause des mauvaises odeurs. Une fosse septique peut comprendre deux chambres ou plus. La capacité utile minimum est de 300 l par utilisateur. Les eaux pluviales, les eaux de lavage (eaux ménagères) et les eaux industrielles ne sont pas admises dans cette fosse. 26

Fonctionnement Une fosse septique sert à épurer exclusivement les eaux vannes (= eaux fécales). Une utilisation limitée de produits d entretien ménagers n a pas d effet dommageable. Les eaux pluviales ne peuvent pas y aboutir car leur débit plus fort entraîne les matières à l égout avant qu elles aient subi la dégradation bactérienne. Les particules solides présentes dans l eau se déposent dans le fond de la fosse septique. L épuration biologique est réalisée essentiellement par des bactéries anaérobies. Ce sont des bactéries qui ne supportent pas l air. L autre type de bactéries est dit aérobie : ce sont des bactéries qui ont besoin de beaucoup d air mais qui ne sont pas très actives. La boue décantée est décomposée par une fermentation anaérobie. La mousse et les déchets légers fl ottent à la surface de la fosse et y sont décomposés partiellement et épaissis par la fermentation aérobie. Les eaux usées épurées sont ensuite évacuées. Le fonctionnement d une fosse septique a beau être efficace, il subsiste toujours une certaine quantité de gadoue. Il ne faut jamais l enlever lorsqu on nettoie la fosse, parce qu elle contient les bactéries nécessaires pour mettre rapidement en route le processus de fermentation. Raccordement L amenée de l eau s effectue au-dessus du niveau du sol ou au moyen d un morceau de conduite qui débouche 40 cm sous le niveau du sol et est aéré dans le haut (té). L évacuation s effectue par un té situé sous l eau, à une hauteur comprise entre 30 et 40 % de la hauteur d eau. Les fosses septiques doivent être ventilées. Dans beaucoup de cas, la ventilation de l égout privé peut servir de ventilation pour la fosse. L eau épurée est ensuite évacuée. V.3.2. FOSSE TOUTES EAUX Autre appellation : fosse de décantation à deux niveaux. Description et fonctionnement Cette fosse fonctionne selon le principe de la décantation (séparation lente du liquide et des matières sédimentables, par différence de densité). Au contraire d une fosse septique, la fosse toutes eaux traite toutes les eaux ménagères et les eaux vannes, mais pas les eaux pluviales. SOURCE: DIALOOG - LOUVAIN 27

Le fonctionnement d une fosse toutes eaux de type Emscher repose sur le principe d une chambre de sédimentation séparée (A) située au-dessus d une chambre de fermentation ou de putréfaction. La séparation s effectue sur des plaques inclinées disposées en quinconce, de telle manière que la montée des gaz de putréfaction ne trouble pas la phase de sédimentation et qu aucun mélange ne peut se produire entre la boue et l afflux frais, tandis que les matières sédimentables restent toujours dans la cuve de putréfaction (B) une fois qu elles ont passé l orifi ce de communication. Les gaz qui se forment lors de la fermentation doivent être évacués par un évent. V.3.3. FILTRE BACTÉRIEN Autre appellation : lit bactérien. Description Un fi ltre bactérien se compose d une couche de matériau filtrant (au moins 1 m d épaisseur). Ce matériau fi ltrant peut se composer de gravier, de scories, de coke, de branches de saule Ces fi ltres sont parfois construits au-dessus du niveau du sol, à l air libre. Le filtre peut alors se composer de bois broyé, de fi l plastique, etc. Les eaux ménagères ou vannes prétraitées sont réparties de manière aussi uniforme que possible à la surface du fi ltre et y percolent. Fonctionnement Le matériau filtrant est posé sur une fondation qui permet l évacuation libre de l eau fi ltrée et une amenée facile d air. Le fi ltre doit en effet être bien ventilé. La ventilation s effectue de manière naturelle (effet de cheminée). FILTRE ANAÉROBIE (pas d O 2 ) FILTRE AÉROBIE (O 2 ) Ventilation basse Du fait de l amenée libre d air, une couche de bactéries aérobies se forme sur le matériau fi ltrant. Ces bactéries convertissent les matières résiduelles en matières sédimentables. Lorsque la couche devient trop épaisse, elle est emportée par l effl uent. 28 SOURCE : CIFFUL

Il existe également des filtres anaérobies où le matériau se trouve entièrement sous eau. L eau arrive ici de bas en haut. Raccordement L effl uent d une fosse septique ou d une fosse septique toutes eaux contient encore de petites particules de déchets organiques. Lorsqu on déverse de l eau dans une fosse perdue, il faut d abord l épurer dans un fi ltre bactérien. Un dégraisseur en amont du fi ltre bactérien n est obligatoire que dans les restaurants ou les cuisines industrielles. V.3.4. FILTRE À SABLE Description Au lieu d un filtre bactérien, on peut aussi utiliser un filtre à sable pour poursuivre l épuration de l effl uent de la fosse septique. Un fi ltre à sable peut se composer d une couche de sable d environ 60 cm de profondeur et de 50 cm de large sur une longueur d environ 6 m par habitant. Fonctionnement L eau s infi ltre dans le fi ltre à sable et est récoltée dans le bas par des drains (ventilés). L eau épurée possède un niveau élevé de pureté et peut être évacuée sans autre traitement dans les fossés, ruisseaux, etc. Ce fonctionnement est analogue à celui des systèmes d épandage dans le sol, mais un fi ltre à sable capte l eau et l évacue. SOURCE: ROTH - LEEFDAAL Raccordement Ce système ne peut traiter que des eaux ménagères ou vannes qui ont déjà subi une première épuration. Le bas de la couche fi ltrante se trouve 1,2 à 1,5 m sous le niveau du sol. Les eaux usées sont distribuées sur le lit de sable (p.ex. à l aide de drains dispersants). Ces drains sont couverts d une couche de pierraille, gravier, etc. de 30 cm d épaisseur. Le tout est remblayé. D autres drains récupèrent l eau dans le fond de la tranchée. Ils sont ventilés et ont un diamètre minimum de 10 cm. 29

V.3.5. BOUES ACTIVÉES Autre appellation : bassin d oxydation. Description Les eaux usées sont aérées dans le bassin d aération. Ensuite, dans le bassin de postdécantation, a lieu la séparation entre la biomasse et l eau épurée. La boue qui s est formée doit être enlevée régulièrement. L aération intensive permanente exige une consommation d énergie assez élevée et provoque parfois des mauvaises odeurs. Fonctionnement Les eaux vannes et ménagères déjà traitées sont agitées. Pour ce faire, on insuffl e de l air comprimé dans l eau ou on pompe l eau pour l aérer. De cette façon, les déchets organiques sont transformés en matières sédimentables. On obtient ainsi une minéralisation complète des déchets, sans dégagement de mauvaises odeurs. Lorsqu on évacue l eau débarrassée de la boue, on peut dire qu elle est épurée. Raccordement Ces appareils sont enterrés, posés au-dessus du sol ou placés dans une cave. SOURCE: KORDES (ALLEMAGNE) Application Le système est appliqué lorsqu il n y a pas d égout public. (Capacité : jusqu à 500 habitants.) Les eaux vannes et ménagères déjà traitées (fosse septique) sont à nouveau épurées de telle sorte qu on peut les déverser sans problème dans une eau de surface. 30

V.4. SYSTÈMES DE TRAITEMENT NATURELS Vous trouverez dans ce chapitre un aperçu limité des systèmes d épuration naturels. Tous ces systèmes sont précédés d une épuration primaire. V.4.1. LAGUNAGE Les lagunes sont des étangs de faible profondeur mais de grande superficie où les eaux usées sont décomposées par des micro-organismes. Pendant l été, la fermentation peut provoquer des nuisances olfactives. On peut éviter ce phénomène en aérant activement les lagunes au moyen de pompes. On plante parfois des algues fl ottantes dans les lagunes. SOURCE: AMINAL - BRUXELLES V.4.2. FILTRATION PAR PLANTES PALUSTRES Autre appellation : roselière. Ces fi ltres ne demandent pas beaucoup de travail de gestion ni de grande consommation énergétique. On exploite tout simplement le pouvoir autonettoyant de l eau. Avec un peu de créativité, il est possible d enjoliver le jardin avec ce genre de fi ltre par plantes palustres. L action de ce fi ltre ne connaît pas de recul conséquent durant les mois d hiver, car la diminution de l activité est compensée par la présence importante de bactéries. Par rapport aux systèmes classiques d épuration, ces filtres naturels présentent le grand avantage qu il n y a pas de boue à évacuer. Lorsque le système fonctionne bien, il suffit de 10 m 2 par personne pour les eaux ménagères. SOURCE: AMINAL - BRUXELLES V.4.2.1. Champs d épandage Il s agit de champs où l eau s écoule dans le sens horizontal entre les tiges des plantes. Il n y a pas de pénétration dans le sol et l épuration est moins forte. 31

V.4.2.2. Épuration par la zone des racines L eau s écoule à l horizontale sous le niveau du sol, entre les racines de la roselière. La zone d admission et la zone de sortie de la roselière sont remblayées de gravier. Épuration secondaire L eau qui a subi une épuration primaire est guidée dans un sens principalement horizontal à travers un ou plusieurs bassins où poussent diverses espèces de plantes aquatiques. SOURCE: AMINAL - BRUXELLES Ce système peut uniquement faire appel à l oxygène produit par les plantes. Mais celui-ci varie en quantité selon les conditions atmosphériques. V.4.2.3. Champ d infiltration Synonymes d infi ltration : fi ltration, percolation. Dans ce système, les eaux usées s infi ltrent à la verticale dans le champ de plantes palustres. Pour répondre aux conditions d épuration, l eau d alimentation doit être pulsée pour être répartie régulièrement sur le champ. Pulsé : acheminement intermittent, non continu, afi n d aérer la couche fi ltrante. 1. Puits de pompage 2. Système de distribution 3. Roselière 4. Drain dispersant SOURCE: AMINAL - BRUXELLES SOURCE: AMINAL - BRUXELLES L eau épurée est captée par des drains, collectée et évacuée. Le lit de plantes est installé sur une couche fi ltrante. La couche fi ltrante est composée d un lit de gravier et de sable d env. 1 m de profondeur, non gélif. Ce lit est subdivisé en plusieurs couches. 32

Un dispositif collecteur est intégré dans la couche inférieure. Il a pour but de récolter les eaux et de les évacuer en direction de la sortie. Ici encore, l évacuation de l eau est pulsée et les tuyaux d aération et de désaération assurent une bonne amenée d air aux organismes microbiens. V.5. ÉPURATION À PETITE ÉCHELLE Microstation d épuration Installation d épuration des eaux d égout qui supporte une charge d impuretés correspondant à plus de 2200 EH (équivalents-habitants). Les petites communes rurales sont confrontées à des exigences élevées lorsqu elles doivent prévoir un réseau d égouttage et une installation d épuration des eaux. Ces communes exigent que les nouvelles habitations individuelles épurent elles-mêmes leurs eaux ménagères si elles ne sont pas raccordées à un égout public. L ancienne fosse septique sera remplacée par une station d épuration individuelle afin de répondre aux exigences relatives au déversement dans les eaux de surface. L épuration des eaux peut se faire par une succession de quelques-uns des appareils cités précédemment ou d un système complet approprié. Il est même possible de partir d une fosse septique existante. V.6. POSE DE RÉSERVOIRS ENTERRÉS En général, les fosses de prétraitement dont nous avons déjà parlé sont posées sur un lit de béton maigre ou de sable. En cas de remblayage, on veillera à protéger les parois contre les dégâts des pierres au moyen d une couche de sable fi n ou de terre. Les réservoirs entièrement fermés, situés en tout ou en partie en dessous de la nappe phréatique ont tendance à fl otter (principe d Archimède). Si leur poids à vide n est pas suffisant, il faut les ancrer à une dalle de béton suffi samment lourde ou les charger d un lest supplémentaire. Si le contenu de la cuve risque de geler, il faut couvrir la cuve d une couche de terre suffi samment épaisse (min. 80 cm). 15 à 20 cm de sable (sur sol ferme) SOURCE : FFC 33

VI. CAPTAGE ET RECYCLAGE DES EAUX PLUVIALES VI.1. POURQUOI RÉUTILISER LES EAUX PLUVIALES? L eau potable dont nous disposons en Belgique provient de la nappe phréatique ou des eaux de surface potabilisées après toute une série de traitements. La potabilisation est coûteuse et ne fera, selon toute probabilité, que devenir de plus en plus chère à l avenir. En effet, le cycle naturel de l eau est pollué par les industries, par le déversement abondant d eaux ménagères dans les villes ainsi que par le secteur agricole dont les engrais et les pesticides aboutissent dans l eau. C est pourquoi nous devons nous demander s il faut vraiment utiliser de l eau potable pour n importe quelle application. En moyenne, on consomme environ 120 litres d eau potable par jour et par personne, dont 50 % ne doivent pas nécessairement être potables et où l eau de pluie offre une alternative. On peut, par exemple, utiliser de l eau de pluie pour rincer les W-C, pour alimenter le lavelinge ou pour arroser le jardin et laver l auto. Pour toutes ces applications, il n est pas nécessaire d utiliser une eau coûteuse de qualité potable. SOURCE: AQUAFIN En Belgique, nous disposons d une surabondance d eau de pluie puisque l on peut capter chaque année de 800 à 1.200 litres d eau de pluie par mètre carré de toiture. Pour accorder un permis de bâtir, la région peut exiger de prévoir une citerne à eau de pluie d une capacité d au moins 3.000 l et équipée d une pompe (décret paru au Moniteur Belge du 28/9/1999). 34

La moitié au moins de la surface de la toiture doit être raccordée à la citerne. L eau de pluie doit être utilisée au minimum pour rincer un W-C et arroser le jardin, s il y en a un. La capacité de la citerne à eau de pluie est proportionnelle à la surface de toiture raccordée. La capacité minimum est calculée à l aide de la formule suivante : surface de toiture raccordée (en m 2 ) x 50 litres Par exemple, la surface de toiture raccordée = 100 m 2 la capacité de la citerne = 5000 l. VI.2. QUALITÉ DE L EAU DE PLUIE L eau de pluie ne peut en aucun cas être utilisée comme eau potable. Elle doit donc être entièrement indépendante de l installation d eau potable de la société des eaux. Comme l eau de pluie n est pas potable, les points de puisage doivent être pourvus d un pictogramme afi n que n importe quel utilisateur remarque directement que l eau n est pas potable. Pour augmenter la sécurité, on utilise des robinets de service à clé amovible. Il est également conseillé de placer ce robinet suffisamment haut pour que les petits enfants ne puissent pas l atteindre. SOURCE: FBR (ALLEMAGNE) L eau de pluie se compose d eau de surface évaporée, laquelle est pure en soi. Mais elle entraîne, en rejoignant la terre, toutes sortes de substances qui se trouvent dans l air pollué. Les propriétés chimiques, bactériologiques et physiques de l eau de pluie sont ainsi infl uencées négativement. L eau de pluie n est généralement pas très dure. Elle convient donc très bien pour alimenter un lave-linge. On économise ainsi non seulement de l eau mais aussi du produit à lessiver. 35

Du fait que l on utilise moins de produit à lessiver, les eaux usées seront moins polluées. La douceur rend les phosphates (adoucisseurs) superfl us. Les phosphates provoquent une prolifération des algues dans les eaux de surface, ce qui est néfaste pour tous les autres organismes qui vivent dans l eau. SOURCE: AQUAFIN Remarquons toutefois qu il faut être prudent avec les métaux ferreux et non ferreux utilisés traditionnellement, comme les tuyaux en acier galvanisé et en cuivre. L eau de pluie est parfois trop douce et elle attaque ces métaux. C est pour cette raison que les installations de recyclage de l eau de pluie seront de préférence en matière synthétique. VI.3. EAU DE PLUIE INSTALLATIONS DE DISTRIBUTION Une installation alimentée à l eau de pluie doit toujours être indépendante de l installation d eau potable établie selon les directives de la Fédération belge des distributeurs d eau (Belgaqua). Exemple : L article 15 du Règlement relatif à la distribution d eau de BELGAQUA stipule ce qui suit : Art. 15 Si, dans un même établissement, existent différents systèmes de distribution d eau véhiculant des eaux d origines différentes, les canalisations contenant l eau de distribution publique doivent être marquées de manière claire pour éviter toute confusion possible. Ces dernières canalisations doivent, dans ce but, être peintes en vert (voir NBN 69), avec des anneaux blancs de 10 cm de largeur. Ces anneaux doivent se succéder à une distance d environ 10 fois le diamètre de la canalisation, avec un minimum de 1 m. Il est également permis d apposer chaque fois un anneau vert et un anneau blanc, qui se succèdent aux mêmes distances. Aux points de puisage, où l eau prélevée n est pas propre à la consommation alimentaire, le sigle suivant doit être apposé. SOURCE: BELGAQUA 36

Toute liaison directe entre les conduites d eau de pluie et les conduites d eau potable est interdite sous quelque forme que ce soit (JONCTION FAUTIVE). En fi n de compte, si la citerne à eau de pluie est vide, on la remplit d eau potable, mais sans établir de liaison permanente. Le débouché de la conduite de remplissage doit se trouver au moins 2 cm au-dessus du niveau le plus haut de l eau de la citerne à eau de pluie. Le remplissage s effectue automatiquement au moyen d un système à fl otteur qui contrôle le niveau de la citerne à eau de pluie. Système non autorisé de remplissage à l eau de pluie Système autorisé de remplissage à l eau de pluie Jonction fautive pour l amenée d eau potable En direction des points de puisage Remplissage à l eau potable Soupape magnétique automatique Ø 2 x Ø et au moins 20 mm Conduite d eau de pluie Conduite d eau potable Écoulement libre SOURCE: L ENTREPRISE Veillez à poser les conduites de manière à les protéger du gel. La conduite d aspiration de la pompe est en pente en direction de la citerne. VI.4. CITERNE À EAU DE PLUIE La citerne à eau de pluie est fabriquée en béton ou en matière synthétique. Dans les villes surtout, l eau de pluie est légèrement acidifiée par le chauffage individuel et les activités industrielles. Une citerne en béton neutralisera l eau de pluie grâce au calcium et au magnésium qu elle contient. Les citernes en matière synthétique ou les citernes en béton à revêtement intérieur ne possèdent pas cet effet neutralisant. (C est pour cette raison que l on construit également en béton les grands réservoirs d eau pure des sociétés de distribution.) Pour neutraliser l eau de pluie, on peut ajouter du calcaire dans l eau. Il existe des citernes en plastique d une capacité de 750 à 2.000 litres à poser au-dessus du sol. Ces cuves synthétiques non enterrées doivent être absolument opaques afi n d éviter toute prolifération des algues. 37

La citerne en plastique à enterrer est disponible jusqu à 6.000 litres. Les citernes à eau de pluie en béton existent de 4,5 m 3 à 12 m 3 (12.000 litres). Différentes citernes peuvent être reliées entre elles au moyen d un collecteur en vue de procurer une plus grande capacité totale. Citerne en béton SOURCE: FBR (ALLEMAGNE) Citerne en sous-sol SOURCE: ROTH - LEEFDAAL Citerne enterrée SOURCE: HW - AMSTELVEEN (PAYS-BAS) Les citernes enterrées sont équipées d un trou d homme afi n de permettre le nettoyage. La capacité de la citerne doit être calculée en fonction du nombre de personnes qui utilisent l installation. Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité à sélectionner pour la citerne à eau de pluie. Consommation Besoin Nombre de m 2 Capacité de la citerne à eau de pluie d eau journalier de toiture en litres en fonction du nombre de personnes de pluie en litres nécessaires par personne par personne 3 4 5 6 Minimum 22 10 2.000 3.000 5.200 5.200 Sanitaire 57 25 5.200 7.500 10.000 38

4 3 1 2 Quel que soit le matériau de la citerne, celle-ci est toujours équipée des points de raccordement suivants : 1. raccordement captage eaux pluviales 2. raccordement conduite pompe 3. raccordement remplissage eau de pluie 4. trop-plein vers égout ou épandage SOURCE: MAKUBO - SCHOTEN SOURCE: WAVIN - HARDENBERG VI.5. FILTRAGE DES EAUX PLUVIALES L eau de pluie qui aboutit dans la citerne à eau de pluie après être passée par la surface de la toiture et la descente d eau pluviale doit d abord être débarrassée du plus gros des impuretés qu elle charrie. Cela se fait dans un fi ltre tubulaire ou un fi ltre cyclonique placé entre le tuyau de descente et la citerne à eau de pluie. Filtre tubulaire Ce fi ltre tubulaire existe en cuivre ou en zinc de même diamètre que celui des tuyaux de descente d eau de pluie standard disponibles dans le commerce. L évacuation de l eau de pluie fi ltrée se fait par un raccordement de DN 50. Les impuretés dont la taille est supérieure à 0,18 mm sont fi ltrées. Ce fi ltre s utilise quand la surface du toit ne dépasse pas 200 m 2. On peut utiliser ici du cuivre ou du zinc parce que l eau de pluie n est pas continuellement en contact avec le tuyau. Après un certain temps, une couche de patine protectrice se forme sur la paroi du tuyau. Filtre cyclonique Ce fi ltre est placé sous le niveau du sol et est accessible par un couvercle. Le logement du fi ltre est réalisé en PE et contient un fi ltre en acier inoxydable. Ce fi ltre comporte trois raccordements : 1. un raccordement pour l eau de pluie non fi ltrée, 2. un raccordement d évacuation de l eau de pluie fi ltrée en direction de la citerne, 3. un raccordement pour l évacuation de l eau résiduelle et de la saleté vers l égout. 39

Ce fi ltre arrête les impuretés dont le diamètre est supérieur à 0,18 mm. Il s utilise pour un toit dont la surface n est pas supérieure à 500 m 2. SOURCE: GEIGER - ICHENHAUSEN SOURCE: WISY (ALLEMAGNE) VI.6. INSTALLATIONS DE PRESSURISATION Pour transporter l eau de pluie de la citerne aux points de puisage, on utilise une installation de pressurisation qui aspire l eau et la refoule vers les points de puisage à une pression donnée. On utilise une pompe centrifuge multicellulaire à amorçage automatique ou une pompe immergée multicellulaire. La pompe centrifuge auto-amorçante est placée au-dessus du sol, dans la cave, par exemple. Elle aspire par une conduite d aspiration l eau de la citerne et la refoule vers les points de puisage. La conduite d aspiration de la pompe est en pente en direction de la citerne. 40

Comme ce type de pompe a une hauteur d aspiration limitée, il faut respecter la hauteur d aspiration maximum. Les pompes sont toujours dotées, à l intérieur ou à l extérieur, d une protection contre le désamorçage. La pompe immergée est placée directement dans la citerne. L eau est de préférence aspirée par une conduite fl ottante. Afi n que l eau aspirée soit toujours pure, un fl otteur spécial maintient la bouche d aspiration à environ 15 cm sous la surface de l eau. Quand on utilise une conduite d aspiration fi xe, la crépine avec clapet de pied est posée à 10 cm du fond. Les pompes centrifuges comprennent généralement un corps d aspiration et de compression en laiton, et une turbine en acier inoxydable. On ne peut pas poser de pompes en fonte car la corrosion colorerait l eau en brun (rouille). Pompe centrifuge Pompe immergée SOURCE: REWATEC (ALLEMAGNE) 41

Coupe d une habitation - pompe centrifuge 1 filtre cyclonique 2 citerne en béton armé ou en PE 3 amenée d eau tranquille 4 antirefouleur/siphon de trop-plein 5 conduite d aspiration fl ottante 6 installation de compression 7 console de la pompe 8 commande du système 9 robinet avec clé à douille et autocollant d avertissement Egout SOURCE: HW - AMSTELVEEN (PAYS-BAS) Coupe d une habitation - pompe immergée 1 filtre cyclonique 2 citerne en béton armé ou en PE 3 amenée d eau tranquille 4 antirefouleur/siphon de trop-plein 5 installation de compression 6 commande du système 7 robinet avec clé à douille et autocollant d avertissement Egout SOURCE: HW - AMSTELVEEN (PAYS-BAS) 42

VI.7. REMPLISSAGE D UNE CITERNE À EAU DE PLUIE Avant de parvenir à la citerne, l eau de pluie traverse les descentes d eaux pluviales, un filtre tubu - laire et éventuellement un fi ltre cyclonique, où elle est débarrassée du plus gros des impuretés. Il reste encore à faire pénétrer tranquillement l eau dans la citerne à l aide d un accessoire spécial. De la sorte, l eau ne sera pas agitée par des remous à chaque averse et on pourra toujours puiser de l eau de pluie pure. Lorsque le niveau maximal est atteint, l eau de pluie quitte la citerne par un trop-plein. Le trop-plein est équipé d un siphon, afin que les mauvaises odeurs de l égout ne puissent pas pénétrer dans la citerne. Comme des saletés fl ottent parfois à la surface de l eau, le siphon de trop-plein est chanfreiné afin que les impuretés soient emportées facilement. De plus, le siphon est équipé d un clapet en acier inoxydable barrant la route à la vermine qui pourrait éventuellement remonter de l égout. Il existe sur le marché des modèles équipés d un antirefouleur qui empêche l eau polluée de l égout de refl uer. Il faut être particulièrement attentif à la pose des conduites qui doivent être protégées du gel. Amenée d eau tranquille Siphon de trop-plein Antirefouleur SOURCE: HW - AMSTELVEEN (PAYS-BAS) 43

VI.8. APPOINTS Lorsqu il ne pleut pas assez, il faut compléter le réservoir. L idéal n est évidemment pas de remplir la citerne d eau potable, mais c est parfois nécessaire en cas de sécheresse exceptionnelle. L appoint peut se faire automatiquement lorsque le niveau de l eau de pluie a atteint un minimum. L appoint en eau potable est limité au strict minimum. Le remplissage de la citerne avec de l eau potable ne s effectue jamais par un raccordement direct (JONCTION FAUTIVE) mais par un entonnoir présentant une discontinuité visible de 2 cm. On peut recourir à un réservoir distinct ou à une cuve de panne. Cette petite cuve est remplie d eau potable. Une pompe amène l eau du petit réservoir jusqu aux points de puisage. Une autre solution propose une centrale d eau de pluie spéciale qui alimente automatiquement la conduite d aspiration de la pompe en eau potable en cas de pénurie d eau de pluie. Ces unités spéciales sont agréées et répondent aux exigences imposées par les sociétés de distribution en matière d évacuation libre. Coupe d un appoint automatique SOURCE: HW - AMSTELVEEN (PAYS-BAS) 44

VII. INSTALLATION INTÉRIEURE D ÉVACUATION : TERMINOLOGIE Les conduites d évacuation, d égout et de ventilation sont particulièrement importantes, que ce soit à l intérieur ou autour de l habitation. Tout d abord, l installation doit être en mesure de capter séparément les eaux pluviales afin de les épurer ensuite de manière respectueuse de l environnement. Deuxièmement, l évacuation doit s effectuer rapidement et dans les conditions les plus hygiéniques possibles. Troisièmement, l installation d évacuation doit fonctionner silencieusement. Une mauvaise mise en œuvre entraînera des réclamations, des gênes olfactives et enfi n des bouchons. Le confort et la satisfaction du client en seront remis en question. 45

COUPE D UNE HABITATION RACCORDÉE À UN ÉGOUT PUBLIC COUPE D UNE HABITATION À UN ÉG 12 5 1 1 5 3 2 2 10 4 4 1 1 2 2 4 2 8 6 7 6 2 10 13 7 7 15 14 9 16 11 15 7 9 16 17 18 LÉGENDE 1. Appa 2. Cond 3. Bran 4. Colo 5. Vent 6. Pied 7. Égou 8. Prétr 9. Siph 10. Appa 11. Prétr 12. Chén 13. Cham 14. Citer 15. Align 16. Bran 17. Égou 18. Égou LÉGENDE : (égout double limité) 1. Appareil à eaux ménagères 2. Conduite de raccordement 3. Branchement principal 4. Colonne de chute 5. Ventilation primaire 6. Pied de chute 7. Égout privé 8. Prétraitement des eaux ménagères 9. Siphon terminal 10. Appareil à eaux vannes 11. Prétraitement des eaux vannes 12. Chéneau 13. Chambre de visite eaux pluviales 14. Citerne à eau de pluie 15. Alignement 16. Branchement privé 17. Égout public pour eaux usées 18. Égout public pour eaux pluviales 46

Explication de la légende : 1. Appareil à eaux Un appareil qui recueille les eaux usées provenant de la cuisine, de la ménagères salle de bains et de la buanderie, à l exception des eaux vannes. 2. Conduite Conduite d évacuation qui relie la sortie d un seul déversoir aux colde raccordement lecteurs, à la colonne de chute ou à l égout privé. Elle peut être ou non dotée d un évent/d une ventilation secondaire. 3. Branchement Conduite raccordée directement à la colonne de chute et évacuant un principal ou plusieurs appareils. 4. Colonne de chute Collecteur vertical sur lequel peut être raccordé un branchement principal. 5. Ventilation primaire Prolongement de la colonne de chute depuis l embranchement le plus haut jusqu à l air extérieur. 6. Pied de chute La transition entre la colonne de chute et le collecteur horizontal. Elle est réalisée de préférence avec une chambre de visite (coupe-odeur). 7. Égout privé Il s agit de la conduite horizontale qui évacue l eau provenant des colonnes de chute, des collecteurs et des trop-plein des fosses de prétraitement. 8. Fosse de C est là que l huile, le sable, les graisses, etc. sont séparés des eaux prétraitement des usées. eaux ménagères 9. Siphon terminal Coupe-air qui empêche les gaz présents dans l égout public de pénétrer dans l égout privé. 10. Appareil Appareil qui reçoit les eaux fécales. à eaux vannes 11. Fosse de prétraite- C est là que les eaux fécales sont collectées et fl uidifi ées. ment des eaux vannes 12. Chéneau Gouttière collectrice des précipitations. 13. Chambre de visite Regard d égout d où on peut enlever les feuilles mortes, etc. des eaux pluviales 14. Citerne à eau Réservoir destiné aux précipitations, dans le but de réutiliser cette de pluie eau. Attention : cette eau n est pas potable! 15. Alignement Limite entre la propriété privée et la voie publique. 16. Branchement privé Conduite d évacuation qui relie l égout privé à l égout public. 17. Égout public Évacue les eaux usées vers une station d épuration. 18. Égout public Évacue les eaux pluviales vers un cours d eau naturel. à eaux pluviales 47

VIII. ÉCOULEMENT ET VENTILATION VIII.1. ÉCOULEMENT La principale différence entre les conduites d amenée et d évacuation réside dans la pression : les conduites d évacuation ne se trouvent jamais sous pression constante. Selon l endroit, la pression fluctue entre la surpression et l absence de pression, et entre l absence de pression et la surpression. Δ p Air Eau La pose des conduites d évacuation s effectuera de telle manière que : l amenée d air dans la conduite ne soit jamais interrompue; l écoulement soit optimal; la vitesse d écoulement ne soit pourtant pas trop élevée. SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Pour cette raison, on raccordera comme suit un branchement horizontal ou un branchement principal : sous un angle de 45 ou 88 pour les diamètres identiques, sous un angle de 88 si le diamètre de la conduite verticale (colonne) est supérieur à celui de l embranchement. 48

45 égal 88 1/2 réduit Contrairement à ce qui se passe pour l entrée de même dimension à 88 1/2, l introduction à 45 d une conduite de raccordement identique produit une fermeture hydraulique plus faible. La capacité de charge de la colonne de chute est donc plus élevée, le risque d aspirations étrangères se trouve réduit pour le siphon. Aspect positif : la circulation d air n est pas entravée, et cela même pour les conduites de raccordement de Ø 110, la conduite étant à peine remplie lorsque l inclinaison est de 45. Lorsque la conduite de raccordement est plus petite que la colonne de chute, la fermeture hydraulique à l entrée n est pas absolue. De ce fait, la formation de dépression dans la colonne de chute est plus faible. Aspect positif : pas d aspiration automatique dans la mesure où la conduite de raccordement a des dimensions correctes et par conséquent n est pas pleine. SOURCE: GEBERIT - MACHELEN 250 mm Le raccordement d un embranchement sur un embranchement principal ou d une conduite verticale sur une conduite horizontale se fait généralement sous un angle de 45. 49

L embranchement indique le sens d écoulement. La pente d une conduite horizontale est, dans le cas le plus favorable, de 0,5 cm par mètre. Si la pente devait être encore plus petite, la vitesse d écoulement serait trop ralentie et des graisses dissoutes (dans les eaux usées) risqueraient de se fi ger. Pente trop grande, les déchets se déposent Pas de pente Pente Si nous prenons une pente trop grande, la vitesse d écoulement augmentera sans doute, mais les matières solides couleront sous l effet de la vitesse et se déposeront sur le fond du tuyau. Il est important de savoir que nous nous efforçons d obtenir un tuyau à moitié rempli pour les conduites d évacuation horizontales. De la sorte, l eau est évacuée mais l amenée d air se fait par la moitié supérieure du tuyau. Cette amenée d air empêche la formation d une dépression dans la conduite et maintient la garde d eau des siphons à un niveau stable. meilleur contre les refoulements Circulation d air Circulation d air meilleur pour la circulation d air SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Les changements de diamètres s effectueront donc toujours avec des réductions concentriques, de manière à ce que la couche d air ne rencontre jamais d obstacle et ne soit pas interrompue. Comme nous travaillons en quelque sorte avec une ventilation incorporée, nous utilisons actuellement des diamètres de tuyaux plus grands. 50

La même règle s applique aux conduites verticales. En les surdimensionnant, nous cherchons à empêcher la formation d un bouchon hydraulique par la création d un écoulement périphérique. L eau s écoule vers le bas le long de la paroi du tuyau tandis qu une colonne d air se forme au centre du tuyau vertical. Cette colonne d air fait ici encore fonction de ventilation incorporée. Le pied de chute, où la conduite passe de la verticale à l horizontale, constitue un problème à part. L accumulation d eau dans le pied de chute obstrue entièrement le passage de l air. Il arrive que de la mousse se forme au rez-de-chaussée dans un appareil à raccordement bas, p.ex. dans une baignoire. Le pied de chute est toujours raccordé au moyen de 2 coudes de 45 ou d un coude et d un té de 45 équipé d un bouchon de visite. 250 mm Dans les bâtiments dont la hauteur dépasse 12 m, la section du pied de chute est augmentée de 25 %. On brise ainsi le bouchon hydraulique et on libère l amenée d air de toute entrave. Cela veut-il dire que nous travaillions mal avant? Non, absolument pas. Tout simplement, auparavant, nous travaillions selon un autre principe. On estimait que les diamètres plus étroits avaient un effet de siphonnage et étaient donc autocurants. C est pourquoi les embranchements étaient toujours réalisés sous un angle de 45. Mais il faut savoir qu auparavant, on plaçait une ventilation par appareil afi n d éviter le siphonnage. Le système a fait ses preuves, mais il s inscrivait dans le cadre d un autre modèle économique. Pour réaliser une même installation, il fallait environ deux fois plus de tuyaux. En outre, les parois des tuyaux actuels sont trop minces pour pouvoir incorporer dans le mur un morceau de conduite supplémentaire. 51

VIII.2. VENTILATION La ventilation est au moins aussi importante que l évacuation des eaux. Observez la première boîte. Vous voyez nettement que la boîte crachote et que l écoulement du liquide se met en marche diffi cilement. Sur le deuxième dessin, vous voyez une ouverture supplémentaire dans la boîte et l écoulement du liquide est régulier. C est normal, car chaque goutte qui quitte la boîte est compensée par une quantité d air équivalente. Pour qu un système d évacuation fonctionne bien, il faut appliquer le même principe. VIII.2.1. VENTILATION PRIMAIRE Chacune des colonnes de chute est alimentée par le toit. La partie prolongée qui part de l embranchement le plus haut pour aboutir à l air libre est une ventilation primaire. P BRUIT DE SUCCION Sur ce dessin, l appareil le plus haut se siphonne. Comme on le sait, l eau forme dans les colonnes de chute un bouchon hydraulique qui se comporte comme un piston dans un cylindre. En d autres termes, l air se raréfi e au-dessus du piston (= dépression). L eau qui se trouve dans le bouchon hydraulique du siphon de l appareil le plus haut est donc aspirée et les gaz de l égout peuvent pénétrer librement dans le local, provoquant ainsi des odeurs nauséabondes. P- Ce siphonnage s accompagne d un bruit de succion. Ce bruit ne veut donc pas dire que l évacuation fonctionne bien mais il signale que le siphon se vide. Cela veut dire en général qu il n y a pas de ventilation primaire. P+ PHOTO: J. VERHOEVEN 52

Vous voyez, sur cette illustration, que le bouchon hydraulique aspire de l air extérieur. De la sorte, le bouchon hydraulique reste intact et l évacuation s effectue silencieusement. P Toutes les colonnes de chute ont donc une ventilation primaire. Celle-ci amène de l air. Une ventilation primaire a pour effet d AÉRER. P P P+ Ventilation primaire Si le diamètre de la ventilation primaire est trop étroit, une dépression peut se créer dans la colonne de chute pendant que l un des appareils fonctionne. A ce moment, les siphons risquent de se vider. On prend pour principe que le diamètre de la colonne de chute doit être constant. La nécessité de cette ventilation primaire est illustrée au tableau ci-dessous. Celui-ci présente la relation entre le débit d eau et le débit d air dans la colonne de chute. Il apparaît qu en cas de déversement de 100 litres par minute, la quantité d air aspirée est plusieurs fois supérieure à celle de l eau évacuée. Ø en mm Débit d eau Débit d air Litre d air déversée en l/min aspiré en l/min par litre d eau 75 60 610 10,2 100 630 6,3 110 50 1750 35 100 2340 23,4 200 2580 12,9 300 2700 9,0 125 50 1730 34,6 100 2960 29,6 200 3850 19,2 300 4500 15 53

Lorsqu un problème d aération défectueuse se présente, on peut recourir à un reniflard. Cette petite soupape permet d amener de l air mais ne laisse pas passer les gaz d égout. Elle offre donc une solution lorsqu il n y a qu un appareil à ventiler. SOURCE: NICOLL - PARIS (FRANCE) Si, pour l une ou l autre raison, on ne peut pas réaliser la ventilation primaire par le toit, il est possible de placer un reniflard de grand diamètre sur la colonne de chute. La soupape de ventilation évite la vidange des siphons ainsi que le bruit de succion. Aérateur avec coupe-air Les gaz d égout ne peuvent pas remonter. En cas de dépression dans le système, l aérateur s ouvre. L air qui affl ue compense la pression d air. SOURCE: DALLMER - ARNSBERG (ALLEMAGNE) 54

VIII.2.2. VENTILATION SECONDAIRE La conduite de ventilation ne suffi t pas à elle seule pour les bâtiments de plus de deux étages. La fi gure ci-dessous montre deux appareils superposés; l appareil le plus haut s est vidé. L air présent sous le bouchon hydraulique est maintenant comprimé. Pendant que la ventilation remplit son rôle pour l appareil le plus haut, la surpression de l appareil le plus bas disparaît sous l effet du bouchon hydraulique et provoque la formation de mousse. P P P P+ PHOTO: J. VERHOEVEN 55

Pour résoudre ce problème, nous faisons partir une ventilation supplémentaire du pied de la colonne de chute, dans la zone de la plus haute pression, dans le but d évacuer la surpression. Nous appelons ventilation secondaire cette ventilation supplémentaire. Elle a pour effet de DESAÉRER. On comprendra directement son effet quand on saura qu à diamètre égal, ce genre d installation est capable d évacuer 40 % d eau de plus. La règle pratique est que le diamètre de la ventilation secondaire est égal à 2/3 de celui de la colonne de chute. P P P P P+ Ventilation secondaire 56

Dans les immeubles plus hauts, il est impossible de prédire quels sont les appareils qui se videront en même temps. Pour exclure le risque qu un appareil donné, situé entre deux bouchons hydrauliques, présente des problèmes de surpression, on peut placer un tuyau d antisiphonnage à chaque étage, sauf à l étage le plus haut et à l étage le plus bas. Ce tuyau évacue la surpression de la colonne de chute vers la ventilation primaire. La ventilation primaire comme la ventilation secondaire débouchent ainsi à l air libre en toiture. Pour éviter les traversées de toiture inutiles, il est permis de joindre les deux ventilations juste au-dessous du toit, afin qu un seul tuyau doive percer celui-ci. Il va de soi que, dans ce cas, il faut appliquer le diamètre approprié. P+ Lorsque les ventilations ou les conduites d évacuation sont jointes, on n additionne jamais les diamètres, mais les sections (les surfaces). On calcule le nouveau diamètre en partant de la somme des sections. Règle pratique : D1 2 + D2 2 = nouveau diamètre P+ Un exemple 2 conduites de 50 mm de diamètre intérieur se rejoignent (diamètre extérieur PE = Ø 56). Avec quel Ø allons-nous continuer? La section d un tuyau de 50 mm de diamètre a une surface de : Deux de ces tuyaux ont une surface commune de r x r x π ou 25 mm x 25 mm x 3,14 = 1962,5 mm 2 1962,5 mm 2 x 2 = 3925 mm 2 A partir de cette nouvelle surface, nous recherchons le nouveau diamètre. 57

Nous divisons la surface par π et nous obtenons le carré du rayon. 3925 mm 2 = 1250 mm 2 3,14 Nous extrayons la racine carrée et nous obtenons le nouveau rayon. 1250 mm 2 = 35 mm Nous multiplions par deux le rayon afi n de trouver le diamètre. 35 mm x 2 = 70 mm Nous vérifi ons la valeur obtenue par rapport aux diamètres existants et nous choisissons la première mesure suivante existante, 75 mm dans ce cas-ci. Les embranchements et les embranchements principaux, sur lesquels sont raccordés 5 appareils, par exemple, peuvent avoir des effets gênants. Une ventilation en bout de ligne placée avant le dernier appareil empêche l obturation du tuyau par la boue. Ventilation Les immeubles élevés imposent encore d autres exigences : A partir d une hauteur de 12 m de l immeuble, nous allons augmenter de 25 % la section de la colonne de chute au pied de celle-ci. Cette intervention augmente le volume du tuyau et fait donc tomber la surpression. De ce fait, le risque de formation de mousse à l étage inférieur diminue fortement. L installation d une ventilation secondaire est obligatoire à partir de trois étages. 58

Dans les immeubles dont la hauteur dépasse 25 m, nous allons non seulement augmenter de 25 % la section de la co lonne de chute, mais nous allons également raccorder les trois derniers étages à la ventilation secondaire. Étage le plus haut n e étage 3 e étage 2 e étage 1 er étage Rez-dechaussée Il s agit à nouveau d éviter la formation de mousse et les borborygmes aux étages inférieurs. Il faut ici une ventilation secondaire et des tuyaux d antisiphonnage. Dans les grands immeubles, où l on peut évacuer les eaux ménagères et les eaux vannes dans une colonne de chute commune et où l on veut travailler sans ventilation secondaire, on peut utiliser un accessoire spécial. SOURCE: AKATHERM - WILRIJK SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Cette pièce est en fait une grande culotte à six raccords, trois de 110 mm et trois de 75 mm. À chaque étage, on utilise les orifices voulus. De la sorte, on peut évacuer au maximum 2 W-C et 2 salles de bains par étage. 59

IX. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE IX.1. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE DES CONDUITES D EAUX MÉNAGÈRES IX.1.1. CALCUL DES CONDUITES HORIZONTALES Le chapitre précédent nous a appris que les conduites d évacuation ne fonctionnent jamais à pression constante. Il en va de même pour le débit. Les évacuations sont davantage sollicitées lorsque plusieurs appareils fonctionnent simultanément. Le risque que plusieurs appareils se vidangent en même temps augmente d autant plus qu il y a de personnes présentes dans le bâtiment et que leurs activités sont structurées. Pendant l entracte d une pièce de théâtre, par exemple, les évacuations des toilettes sont soumises à une sollicitation maximale. Une fois que les acteurs remontent sur scène, les toilettes ne sont plus utilisées qu exceptionnellement. On a donc réparti une série de bâtiments en types et on leur a attribué des débits continus probables. TYPE NATURE DU BÂTIMENT 1 appartement, bureau, habitation unifamiliale, villa 2 hôtel, installation publique, (grand) restaurant, école, hôpital 3 industrie, laboratoire Nous déterminons le débit continu probable (Qc) de chaque type de bâtiment à l aide de la formule suivante (en fonction du débit de pointe Qp) : type 1 type 2 type 3 Qc = 0,5 Qp (débit de pointe) Qc = 0,7 Qp Qc = 1,2 Qp Ensuite, nous allons voir quels appareils sont installés. Le tableau ci-après reprend, pour chaque appareil : le débit en litres par seconde : l /s le débit en litres par minute : l/min le nom de l appareil : le diamètre de raccordement minimum : diamètre extérieur en mm 60

Débits des appareils Débit Appareils Ø min. raccord. en mm l/s l/min 0,25 15 fontaine d eau potable 40 lave-mains» petit évier de laboratoire» rince-bouche (dentiste)» 0,50 30 bidet 50 douche» essoreuse (domestique)» lavabo» 1,00 60 lave-vaisselle (domestique) 56 baignoire» lavabo double à 1 siphon» lavabo collectif jusqu à 10 points de puisage» évier de cuisine à deux bacs» vidoir» urinoir» lave-linge (jusqu à 6 kg de linge)» 1,5 90 lave-vaisselle (hôtel, restaurant) 63 lave-linge (7 à 12 kg de linge)» 2,5 150 lave-linge (13 à 40 kg de linge) 90 vidoir pour seaux < 70 cm 90 W-C > 70 cm 110 La somme des appareils installés donne le débit de pointe de l ensemble des appareils, exprimé en l/s. Nous représentons ce débit de pointe par Qp. La table de conversion ci-dessous convertit le débit de pointe Qp calculé en débit continu Qc, dans la mesure où il s agit d un bâtiment de type 1. Rappelez-vous : Qc = 0,5 Qp. TABLE DE CONVERSION : Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc 2,0 0,7 8,0 1,41 18 2,12 40 3,16 100 5,00 550 11,7 2,5 0,79 8,5 1,45 19 2,17 45 3,36 120 5,50 600 12,5 3,0 0,86 9,0 1,50 20 2,23 50 3,53 140 5,92 650 12,9 3,5 0,94 9,5 1,54 22 2,34 55 3,70 160 6,32 700 13,2 4,0 1,00 10,0 1,58 24 2,45 60 3,88 180 6,70 750 13,7 4,5 1,06 11,0 1,65 26 2,55 65 4,03 200 7,10 800 14,1 5,0 1,12 12,0 1,73 28 2,64 70 4,18 250 7,90 850 14,6 5,5 1,17 13,0 1,8 30 2,73 75 4,33 300 8,66 900 15,0 6,0 1,23 14,0 1,87 32 2,82 80 4,48 350 9,35 950 15,4 6,5 1,27 15,0 1,93 34 2,91 85 4,61 400 10,00 1000 15,8 7,0 1,32 16,0 2,00 36 3,00 90 4,75 450 10,60 1050 16,2 7,5 1,37 17,0 2,06 38 3,08 95 4,87 500 11,20 1100 16,6 Légende : Qp = le débit de pointe des appareils sanitaires en litres par seconde (l/s) Qc = le débit continu probable en l/s pour les bâtiments de type 1. Nous nous rappelons encore ce que nous avons appris au chapitre précédent : à diamètre égal, un système à ventilation secondaire est en mesure d évacuer 40 % de plus d eau. Inversement, ce système peut également réduire de 40 % le débit de pointe Qp. Cette diminution admissible produit un diamètre plus petit et aussi plus réaliste. 61

IX.1.2. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE DES CONDUITES HORIZONTALES D EAUX USÉES Degré de remplissage 50 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,1 0,23 0,15 0,33 0,18 0,41 0,21 0,47 0,24 0,53 0,26 0,58 0,30 0,67 0,34 0,75 50 0,21 0,28 0,30 0,40 0,37 0,49 0,43 0,57 0,48 0,60 0,53 0,70 0,61 0,81 0,69 0,90 56 0,30 0,30 0,43 0,43 0,53 0,54 0,61 0,62 0,68 0,70 0,75 0,76 0,87 0,88 0,97 0,99 63 0,43 0,33 0,61 0,48 0,75 0,59 0,87 0,68 0,97 0,76 1,07 0,84 1,24 0,97 1,39 1,08 75 0,72 0,38 1,02 0,55 1,26 0,67 1,46 0,78 1,63 0,87 1,79 0,96 2,07 1,11 2,32 1,24 90 1,07 0,42 1,53 0,60 1,88 0,74 2,17 0,86 2,43 0,96 2,67 1,06 3,08 1,22 3,45 1,37 110 1,95 0,49 2,78 0,71 3,42 0,87 3,95 1,00 4,42 1,12 4,85 1,23 5,61 1,42 6,28 1,59 125 2,85 0,54 4,06 0,78 4,97 0,95 5,75 1,10 6,43 1,23 7,05 1,35 8,15 1,57 9,12 1,75 160 5,79 0,65 8,23 0,93 10,10 1,14 11,68 1,32 13,06 1,47 14,32 1,62 16,55 1,87 18,52 2,09 200 10,43 0,75 14,80 1,07 18,16 1,32 20,99 1,52 23,49 1,71 25,74 1,87 29,75 2,16 33,27 2,42 250 18,92 0,88 26,85 1,24 32,94 1,53 38,07 1,77 42,59 1,98 46,67 2,17 53,93 2,50 60,32 2,80 315 34,98 1,02 49,62 1,45 60,85 1,78 70,32 2,05 78,66 2,30 86,20 2,57 99,59 2,91 111,39 3,25 Le tableau ci-dessus est valable pour : les conduites horizontales d évacuation des eaux ménagères et des eaux vannes intérieures au bâtiment; les conduites horizontales d évacuation extérieures au bâtiment avec orifices d évacuation dotés d un coupe-air à cloche. Degré de remplissage 70 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,17 0,25 0,24 0,36 0,30 0,44 0,34 0,51 0,38 0,57 0,42 0,63 0,49 0,73 0,55 0,81 50 0,34 0,30 0,49 0,43 0,60 0,53 0,69 0,61 0,78 0,69 0,85 0,75 0,99 0,87 1,03 0,98 56 0,48 0,33 0,69 0,47 0,85 0,58 0,98 0,67 1,10 0,75 1,21 0,82 1,40 0,95 1,57 1,07 63 0,69 0,36 0,98 0,52 1,21 0,63 1,40 0,74 1,57 0,82 1,72 0,90 1,99 1,05 2,23 1,17 75 1,16 0,41 1,65 0,59 2,03 0,73 2,35 0,84 2,63 0,94 2,88 1,03 3,33 1,19 3,73 1,34 90 1,73 0,46 2,46 0,65 3,02 0,80 3,49 0,93 3,91 1,04 4,29 1,14 4,96 1,32 5,55 1,48 110 3,15 0,53 4,48 0,76 5,50 0,94 6,36 1,08 7,12 1,21 7,80 1,33 9,02 1,54 10,09 1,72 125 4,58 0,59 6,51 0,84 7,99 1,03 9,24 1,19 10,34 1,33 11,34 1,46 13,11 1,69 14,66 2,04 160 9,32 0,70 13,23 1,00 16,24 1,23 18,78 1,42 21,01 1,59 23,03 1,75 26,61 2,02 29,77 2,26 200 16,77 0,82 23,80 1,16 29,20 1,42 33,76 1,65 37,77 1,84 41,39 2,02 47,33 2,33 53,51 2,61 250 30,43 0,95 43,18 1,34 52,96 1,65 61,21 1,91 68,48 2,13 75,56 2,34 86,72 2,70 97,00 3,02 315 56,26 1,10 79,79 1,56 97,85 1,92 113,07 2,22 126,48 2,48 138,60 2,72 160,14 3,14 179,11 3,51 Le tableau ci-dessus est valable pour : les conduites horizontales d évacuation des eaux plu viales; les conduites horizontales d évacuation extérieures au bâtiment. Revenons au tableau du haut de la page. Nous trouvons dans le haut de ce tableau plusieurs pentes possibles pour le tuyau, de 0,5 % à 5 %. Nous allons maintenant comparer, sous la lettre Q, notre débit continu probable Qc aux valeurs du tableau (en l/s). Dès que nous avons trouvé cette valeur ou la valeur légèrement supérieure, nous voyons à droite, sous la lettre v, la vitesse d évacuation de l eau. Il est important de choisir une vitesse d évacuation comprise entre 0,7 m/s et 1,7 m/s. Si nous obtenons des diamètres déraisonnables, nous devons choisir une pente plus forte. 62

Au besoin, nous allons descendre dans le tableau jusqu à ce que nous ayons trouvé la vitesse d évacuation adéquate. Une fois cette valeur atteinte, nous lisons sur la même ligne, tout à fait à gauche, le diamètre qui convient. Remarque : le Ø obtenu est un diamètre extérieur en millimètres. Exercice 1 A l étage d une habitation unifamiliale, un embranchement principal est raccordé sur la colonne de chute des eaux ménagères avec une pente de 2 % (2 cm par mètre). Sont raccordés sur cette colonne de chute : une baignoire un lavabo double une douche un vidoir un lave-mains un évier à 2 bacs un lave-vaisselle (domestique) un lave-linge (de moins de 6 kg) Nous commençons par chercher le diamètre de raccordement et le débit de pointe en l/s pour chaque appareil. Ensuite, nous cherchons le débit de pointe par tronçon de conduite et enfin le débit continu par tronçon de conduite. Ensuite, nous consultons le tableau afi n de repérer, avec le Qc trouvé, le diamètre qui correspond à une vitesse d écoulement favorable. Tronçon Appareil Ø raccord. Débit Qp Qc v Ø conduite A-B lave-linge de moins de 6 kg 56 mm 1 l/s 1 l/s 0,5 l/s 0,62 m/s* 56 mm B-C lave-vaisselle domestique 56 mm 1 l/s 2 l/s 0,7 l/s 0,68 m/s 63 mm C-D évier 56 mm 1 l/s 3 l/s 0,86 l/s 0,86 m/s 63 mm D-E lave-mains 40 mm 0,25 l/s 3,25 l/s 0,94 l/s 0,78 m/s 75 mm E-F vidoir 56 mm 1 l/s 4,25 l/s 1,06 l/s 0,78 m/s 75 mm F-G douche 40 mm 0,5 l/s 4,75 l/s 1,12 l/s 0,78 m/s 75 mm G-H lavabo double 56 mm 1 l/s 5,75 l/s 1,23 l/s 0,78 m/s 75 mm H-I baignoire 56 mm 1 l/s 6,75 l/s 1,32 l/s 0,78 m/s 75 mm * Le tronçon A-B est réalisé en Ø 56 mm parce qu un seul appareil est évacué par ce tuyau de raccordement. Nous conservons la valeur de raccordement que nous trouvons dans le tableau des débits des appareils. 63

Degré de remplissage 50 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,1 0,23 0,15 0,33 0,18 0,41 0,21 0,47 0,24 0,53 0,26 0,58 0,30 0,67 0,34 0,75 50 0,21 0,28 0,30 0,40 0,37 0,49 0,43 0,57 0,48 0,60 0,53 0,70 0,61 0,81 0,69 0,90 56 0,30 0,30 0,43 0,43 0,53 0,54 0,61 0,62 0,68 0,70 0,75 0,76 0,87 0,88 0,97 0,99 63 0,43 0,33 0,61 0,48 0,75 0,59 0,87 0,68 0,97 0,76 1,07 0,84 1,24 0,97 1,39 1,08 75 0,72 0,38 1,02 0,55 1,26 0,67 1,46 0,78 1,63 0,87 1,79 0,96 2,07 1,11 2,32 1,24 90 1,07 0,42 1,53 0,60 1,88 0,74 2,17 0,86 2,43 0,96 2,67 1,06 3,08 1,22 3,45 1,37 110 1,95 0,49 2,78 0,71 3,42 0,87 3,95 1,00 4,42 1,12 4,85 1,23 5,61 1,42 6,28 1,59 125 2,85 0,54 4,06 0,78 4,97 0,95 5,75 1,10 6,43 1,23 7,05 1,35 8,15 1,57 9,12 1,75 160 5,79 0,65 8,23 0,93 10,10 1,14 11,68 1,32 13,06 1,47 14,32 1,62 16,55 1,87 18,52 2,09 200 10,43 0,75 14,80 1,07 18,16 1,32 20,99 1,52 23,49 1,71 25,74 1,87 29,75 2,16 33,27 2,42 250 18,92 0,88 26,85 1,24 32,94 1,53 38,07 1,77 42,59 1,98 46,67 2,17 53,93 2,50 60,32 2,80 315 34,98 1,02 49,62 1,45 60,85 1,78 70,32 2,05 78,66 2,30 86,20 2,57 99,59 2,91 111,39 3,25 Dans cet exemple, la colonne de chute a le même diamètre que l embranchement principal. La ventilation primaire est prolongée jusqu en toiture avec le même diamètre. Au pied de la colonne de chute, où l eau passe de la verticale à l horizontale, nous allons augmenter le diamètre en 1 fois jusqu à 90 mm. Ainsi la capacité du tuyau est augmentée et on limite par conséquent la hausse de la pression. 64

Exercice 2 Déterminez le Ø de l égout privé d un immeuble de 5 étages. La pente est de 2 %. A chaque étage, les appareils producteurs d eaux ménagères suivants sont installés : 1 baignoire 1 l/s 2 lavabos (0,5 l x 2 =) 1 l/s 1 douche 0,5 l/s 1 évier 1 l/s Débit de pointe Qp = 3,5 l/s Qp des 5 étages + le rez-de-chaussée = 3,5 l/s x 6 = 21 l/s. Qc = 2,4 l/s. Nous prenons Q = 3,95, c est-à-dire la première valeur supérieure à 2,4 l/s, pour une vitesse d écoulement v de 1 m/s. Si la pente est de 2 % et la vitesse d écoulement supérieure à 0,7 m/s, le diamètre de l égout privé est de 110 mm. Degré de remplissage 50 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,1 0,23 0,15 0,33 0,18 0,41 0,21 0,47 0,24 0,53 0,26 0,58 0,30 0,67 0,34 0,75 50 0,21 0,28 0,30 0,40 0,37 0,49 0,43 0,57 0,48 0,60 0,53 0,70 0,61 0,81 0,69 0,90 56 0,30 0,30 0,43 0,43 0,53 0,54 0,61 0,62 0,68 0,70 0,75 0,76 0,87 0,88 0,97 0,99 63 0,43 0,33 0,61 0,48 0,75 0,59 0,87 0,68 0,97 0,76 1,07 0,84 1,24 0,97 1,39 1,08 75 0,72 0,38 1,02 0,55 1,26 0,67 1,46 0,78 1,63 0,87 1,79 0,96 2,07 1,11 2,32 1,24 90 1,07 0,42 1,53 0,60 1,88 0,74 2,17 0,86 2,43 0,96 2,67 1,06 3,08 1,22 3,45 1,37 110 1,95 0,49 2,78 0,71 3,42 0,87 3,95 1,00 4,42 1,12 4,85 1,23 5,61 1,42 6,28 1,59 125 2,85 0,54 4,06 0,78 4,97 0,95 5,75 1,10 6,43 1,23 7,05 1,35 8,15 1,57 9,12 1,75 160 5,79 0,65 8,23 0,93 10,10 1,14 11,68 1,32 13,06 1,47 14,32 1,62 16,55 1,87 18,52 2,09 200 10,43 0,75 14,80 1,07 18,16 1,32 20,99 1,52 23,49 1,71 25,74 1,87 29,75 2,16 33,27 2,42 250 18,92 0,88 26,85 1,24 32,94 1,53 38,07 1,77 42,59 1,98 46,67 2,17 53,93 2,50 60,32 2,80 315 34,98 1,02 49,62 1,45 60,85 1,78 70,32 2,05 78,66 2,30 86,20 2,57 99,59 2,91 111,39 3,25 65

Exercice 3 Il est intéressant de réaliser le même exercice pour un immeuble dont l égout privé présenterait une pente de 3 %. Nous prenons Q = 2,67, c est-à-dire la première valeur supérieure à 2,4 l/s, pour une vitesse d écoulement v de 1,06 m/s. Si la pente est de 3 % et la vitesse d écoulement est supérieure à 0,7 m/s, le diamètre de l égout privé est de 90 mm. Degré de remplissage 50 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,1 0,23 0,15 0,33 0,18 0,41 0,21 0,47 0,24 0,53 0,26 0,58 0,30 0,67 0,34 0,75 50 0,21 0,28 0,30 0,40 0,37 0,49 0,43 0,57 0,48 0,60 0,53 0,70 0,61 0,81 0,69 0,90 56 0,30 0,30 0,43 0,43 0,53 0,54 0,61 0,62 0,68 0,70 0,75 0,76 0,87 0,88 0,97 0,99 63 0,43 0,33 0,61 0,48 0,75 0,59 0,87 0,68 0,97 0,76 1,07 0,84 1,24 0,97 1,39 1,08 75 0,72 0,38 1,02 0,55 1,26 0,67 1,46 0,78 1,63 0,87 1,79 0,96 2,07 1,11 2,32 1,24 90 1,07 0,42 1,53 0,60 1,88 0,74 2,17 0,86 2,43 0,96 2,67 1,06 3,08 1,22 3,45 1,37 110 1,95 0,49 2,78 0,71 3,42 0,87 3,95 1,00 4,42 1,12 4,85 1,23 5,61 1,42 6,28 1,59 125 2,85 0,54 4,06 0,78 4,97 0,95 5,75 1,10 6,43 1,23 7,05 1,35 8,15 1,57 9,12 1,75 160 5,79 0,65 8,23 0,93 10,10 1,14 11,68 1,32 13,06 1,47 14,32 1,62 16,55 1,87 18,52 2,09 200 10,43 0,75 14,80 1,07 18,16 1,32 20,99 1,52 23,49 1,71 25,74 1,87 29,75 2,16 33,27 2,42 250 18,92 0,88 26,85 1,24 32,94 1,53 38,07 1,77 42,59 1,98 46,67 2,17 53,93 2,50 60,32 2,80 315 34,98 1,02 49,62 1,45 60,85 1,78 70,32 2,05 78,66 2,30 86,20 2,57 99,59 2,91 111,39 3,25 66

Exercice 4 Si la liaison entre la colonne de chute et l égout privé est équipée d une ventilation secondaire, ce qui entraîne évidemment une capacité d évacuation supplémentaire de 40 %, nous pouvons inverser la règle et réduire le Qp de 40 % pour établir notre calcul. Dans ce cas, le diamètre serait déterminé comme suit : Qp des 5 étages + rez-de-chaussée = 3,5 l/s x 6 = 21 l/s. 21 l/s 40 % = 12,6 l/s. Consultons maintenant la table de conversion : TABLE DE CONVERSION : Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc 2,0 0,7 8,0 1,41 18 2,12 40 3,16 100 5,00 550 11,7 2,5 0,79 8,5 1,45 19 2,17 45 3,36 120 5,50 600 12,5 3,0 0,86 9,0 1,50 20 2,23 50 3,53 140 5,92 650 12,9 3,5 0,94 9,5 1,54 22 2,34 55 3,70 160 6,32 700 13,2 4,0 1,00 10,0 1,58 24 2,45 60 3,88 180 6,70 750 13,7 4,5 1,06 11,0 1,65 26 2,55 65 4,03 200 7,10 800 14,1 5,0 1,12 12,0 1,73 28 2,64 70 4,18 250 7,90 850 14,6 5,5 1,17 13,0 1,8 30 2,73 75 4,33 300 8,66 900 15,0 6,0 1,23 14,0 1,87 32 2,82 80 4,48 350 9,35 950 15,4 6,5 1,27 15,0 1,93 34 2,91 85 4,61 400 10,00 1000 15,8 7,0 1,32 16,0 2,00 36 3,00 90 4,75 450 10,60 1050 16,2 7,5 1,37 17,0 2,06 38 3,08 95 4,87 500 11,20 1100 16,6 Qc = 1,8 l/s. Nous choisissons Q = 2,17 l/s, c est-à-dire la première valeur supérieure à 1,8 pour une vitesse d écoulement de 0,86 m/s et nous trouvons la solution : le diamètre est de 90 mm. Degré de remplissage 50 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,1 0,23 0,15 0,33 0,18 0,41 0,21 0,47 0,24 0,53 0,26 0,58 0,30 0,67 0,34 0,75 50 0,21 0,28 0,30 0,40 0,37 0,49 0,43 0,57 0,48 0,60 0,53 0,70 0,61 0,81 0,69 0,90 56 0,30 0,30 0,43 0,43 0,53 0,54 0,61 0,62 0,68 0,70 0,75 0,76 0,87 0,88 0,97 0,99 63 0,43 0,33 0,61 0,48 0,75 0,59 0,87 0,68 0,97 0,76 1,07 0,84 1,24 0,97 1,39 1,08 75 0,72 0,38 1,02 0,55 1,26 0,67 1,46 0,78 1,63 0,87 1,79 0,96 2,07 1,11 2,32 1,24 90 1,07 0,42 1,53 0,60 1,88 0,74 2,17 0,86 2,43 0,96 2,67 1,06 3,08 1,22 3,45 1,37 110 1,95 0,49 2,78 0,71 3,42 0,87 3,95 1,00 4,42 1,12 4,85 1,23 5,61 1,42 6,28 1,59 125 2,85 0,54 4,06 0,78 4,97 0,95 5,75 1,10 6,43 1,23 7,05 1,35 8,15 1,57 9,12 1,75 160 5,79 0,65 8,23 0,93 10,10 1,14 11,68 1,32 13,06 1,47 14,32 1,62 16,55 1,87 18,52 2,09 200 10,43 0,75 14,80 1,07 18,16 1,32 20,99 1,52 23,49 1,71 25,74 1,87 29,75 2,16 33,27 2,42 250 18,92 0,88 26,85 1,24 32,94 1,53 38,07 1,77 42,59 1,98 46,67 2,17 53,93 2,50 60,32 2,80 315 34,98 1,02 49,62 1,45 60,85 1,78 70,32 2,05 78,66 2,30 86,20 2,57 99,59 2,91 111,39 3,25 Si la pente est de 2 % et si la vitesse d écoulement minimum est de 0,7 m/s, le diamètre de l égout privé est de 90 mm. 67

IX.1.3. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE DES COLONNES DE CHUTE (VERTICALES) D EAUX MÉNAGÈRES Dans les immeubles de plusieurs étages, nous faisons la somme des débits continus de tous les embranchements. En fonction de la ventilation, nous recherchons dans le tableau quel diamètre correspond à ce nombre. TABLE DE CONVERSION : Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc Qp Qc 2,0 0,7 8,0 1,41 18 2,12 40 3,16 100 5,00 550 11,7 2,5 0,79 8,5 1,45 19 2,17 45 3,36 120 5,50 600 12,5 3,0 0,86 9,0 1,50 20 2,23 50 3,53 140 5,92 650 12,9 3,5 0,94 9,5 1,54 22 2,34 55 3,70 160 6,32 700 13,2 4,0 1,00 10,0 1,58 24 2,45 60 3,88 180 6,70 750 13,7 4,5 1,06 11,0 1,65 26 2,55 65 4,03 200 7,10 800 14,1 5,0 1,12 12,0 1,73 28 2,64 70 4,18 250 7,90 850 14,6 5,5 1,17 13,0 1,8 30 2,73 75 4,33 300 8,66 900 15,0 6,0 1,23 14,0 1,87 32 2,82 80 4,48 350 9,35 950 15,4 6,5 1,27 15,0 1,93 34 2,91 85 4,61 400 10,00 1000 15,8 7,0 1,32 16,0 2,00 36 3,00 90 4,75 450 10,60 1050 16,2 7,5 1,37 17,0 2,06 38 3,08 95 4,87 500 11,20 1100 16,6 La vitesse d écoulement de l eau est surtout importante dans les colonnes de chute. Nous nous efforçons d obtenir une vitesse de 12 m/s, en assurant la ventilation au moyen d un diamètre adapté. Lorsqu on opte pour la ventilation primaire (maximum 2 étages), le diamètre du pied de chute sera identique au diamètre de la ventilation primaire. À partir de 3 étages, on opte toujours pour la ventilation secondaire. La même règle s applique ici aussi pour la détermination du diamètre car la colonne de chute bénéfi cie en fait d une ventilation primaire. Colonne de chute avec ventilation primaire Colonne de chute avec ventilation secondaire Ø colonne capacité max. Ø colonne capacité max. de chute Ø ventilation d évacuation de chute Ø ventilation d évacuation Qc Qc 63 mm 63 mm 0,5 l/s 63 mm 50 mm 0,7 l/s 75 mm 75 mm 1,3 l/s 75 mm 50 mm 1,7 l/s 90 mm 90 mm 2,0 l/s 90 mm 50 mm 2,6 l/s 100 mm * 100 mm 2,7 l/s 100 mm * 50 mm 3,5 l/s 110 mm 110 mm 4,0 l/s 110 mm 50 mm 5,2 l/s 125 mm 125 mm 5,8 l/s 125 mm 75 mm 7,6 l/s 160 mm 160 mm 9,5 l/s 160 mm 90 mm 12,4 l/s 200 mm 200 mm 16,0 l/s 200 mm 110 mm 21,4 l/s * Diamètres minimaux s il y a des W-C. 68

Exemple Déterminez le Ø d une colonne de chute pour un immeuble de 5 étages. A chaque étage sont installés les appareils à eaux ménagères suivants : 1 baignoire 1 l/s 2 lavabos (0,5 l x 2 =) 1 l/s 1 douche 0,5 l/s 1 évier 1 l/s Débit de pointe Qp = 3,5 l/s Qp des 5 étages + rez-de-chaussée = 3,5 l/s x 6 = 21 l/s. Qc = 2,4 l/s. Nous consultons notre tableau et observons les colonnes de chute avec ventilation secondaire (puisqu il y a plus de 3 étages). La première valeur supérieure à Qc 2,4 l/s est 2,6 l/s, ce qui correspond à un diamètre de 90 mm pour la colonne de chute et de 50 mm pour la ventilation secondaire. IX.2. DÉTERMINATION DU DIAMÈTRE DE L INSTALLATION DE DESCENTE D EAUX PLUVIALES IX.2.1. FONCTIONNEMENT GRAVITAIRE IX.2.1.1. Détermination du diamètre pour les tuyaux de descente (verticaux) Le diamètre des tuyaux de descente des eaux pluviales est déterminé par le débit maximum prévisible. Même si notre petit pays présente des différences entre régions, nous appliquons un débit de 3 litres / min/m 2. Nous suivons en cela la norme belge NBN 306. Une étude plus approfondie a été réalisée par le CSTC et publiée dans la Note d information technique n 108. En partant de ces données, nous pouvons dire en pratique qu il faut 1 cm 2 de section de tuyau pour évacuer l eau de 1 m 2 de surface de toiture. Une évacuation d eaux pluviales raccordée à un entonnoir ou à un collecteur en corniche a plus de capacité. Ce calcul simple suffit pour les habitations particulières. En effet, la gamme des diamètres offerts dans la qualité eaux pluviales est limitée et il faut bien arrondir à la dimension supérieure, même si l on a effectué un calcul plus précis. Surface de toiture Pente Surface de toiture projetée à l horizontale Surface de toiture 69

Par surface de toiture, on entend toujours la projection horizontale de cette surface. Nous ne tenons donc pas compte de la pente, mais uniquement de la longueur x la largeur. Surface toiture m 2 Surface toiture m 2 Section Ø descente raccordement direct collecteur descente cm 2 en mm 20 29 19,64 50 28 40 28,27 60 38 54 38,48 70 50 71 50,27 80 64 91 63,62 90 79 113 78,54 100 95 136 95,03 110 113 161 113,10 120 177 253 176,72 150 314 449 314,16 200 Exemple Pour évacuer l eau d une toiture de 160 m 2, directement raccordée au canon de gouttière, un tuyau de descente de 150 mm peut suffi re. C est surtout pour les toitures de grandes dimensions qu il est conseillé de répartir les descentes. Pour évacuer une même surface, nous pourrions opter pour 2 tuyaux de descente de 100 mm raccordés directement parce que chacun des tuyaux ne recevra que l eau de 80 m 2 de toiture. Si nous effectuons le même exercice, mais avec un collecteur, la solution sera : 1 tuyau d évacuation de 120 mm pour une surface de 160 m 2 ou 2 tuyaux de descente de 90 mm pour une surface de 80 m 2 chacun. Surface toiture m 2 Surface toiture m 2 Section Ø descente raccordement direct collecteur descente cm 2 en mm 20 29 19,64 50 28 40 28,27 60 38 54 38,48 70 50 71 50,27 80 64 91 63,62 90 79 113 78,54 100 95 136 95,03 110 113 161 113,10 120 177 253 176,72 150 314 449 314,16 200 Les normes DIN 18460 et DIN 1986 proposent un graphique particulièrement utile. A l horizontale, on trouve la surface de toiture en m 2. Dans le haut de l axe vertical, on trouve à gauche le diamètre du tuyau et à droite le Ø de la gouttière pendante. 70

Remarques Quand on est obligé de placer une descente d eaux pluviales à l intérieur, on ne peut pas choisir des tuyaux de qualité eaux pluviales. Étant donné l obligation de rendre toutes les évacuations étanches tant aux odeurs qu à l eau, il faut choisir une évacuation de qualité sanitaire, c est-à-dire avec une paroi plus épaisse et de meilleurs raccords. Pour éviter les nuisances acoustiques, il est souhaitable de placer une isolation acoustique autour des tuyaux. Certains fabricants fournissent un programme d évacuation à atténuation sonore intégrée. On ne choisira jamais une descente d eaux pluviales de diamètre inférieur à 50 mm. Il est conseillé de protéger dans le bas toutes les descentes d eaux pluviales placées contre un mur de façade en y plaçant un dauphin résistant aux chocs. SOURCE: PONT-A-MOUSSON (FRANCE) 71

Exercices pratiques Le faîte partage le toit en 2 pans inclinés égaux. Chaque pan de toiture a une surface projetée à l horizontale de 54 m 2. L eau de la gouttière de la façade à rue passe par un collecteur pour être évacuée par la descente d eaux pluviales. Ø 70 9 m 6 m 6 m 5 m Ø 90 Ø 100 Ø 90 Ø 125 La deuxième colonne du tableau indique un diamètre de 70 mm pour une surface de 54 m 2. Selon le matériau choisi, nous arrondissons à la première dimension commerciale supérieure. Surface toiture m 2 Surface toiture m 2 Section Ø descente raccordement direct collecteur descente cm 2 en mm 20 29 19,64 50 28 40 28,27 60 38 54 38,48 70 50 71 50,27 80 64 91 63,62 90 79 113 78,54 100 95 136 95,03 110 113 161 113,10 120 177 253 176,72 150 314 449 314,16 200 L eau du pan de toiture arrière est évacuée vers le toit plat. Comme l évacuation des eaux pluviales est raccordée directement à la gouttière, nous cherchons dans la 1 ère colonne une surface de toiture supérieure à 54 m 2. Nous trouvons 64 m 2 puis Ø 90 mm. Ici aussi, nous allons arrondir au diamètre suivant existant, selon le matériau choisi. La toiture plate a une surface de 9 m x 5 m = 45 m 2. La descente est raccordée par l intermédiaire d un collecteur. Ajoutez-y la surface du toit situé plus haut (54 m 2 ). Surface totale = 54 m 2 + 45 m 2 = 99 m 2. 72

Nous cherchons dans notre tableau une valeur supérieure à 99 m 2. Nous trouvons 113 m 2 et un Ø de 100 mm. IX.2.1.2. Détermination du diamètre des conduites horizontales d eaux pluviales La détermination du diamètre d une conduite horizontale d eaux pluviales s effectue de la même façon. La principale différence est que le débit de pointe Qp n est pas réduit à un Qc. Deuxièmement, nous prévoyons un degré de remplissage du tuyau de 70 %. Cherchons maintenant le diamètre du collecteur horizontal. La pente est de 2 % et nous distinguons les tronçons A-B et B-C dans la conduite. Degré de remplissage 70 % Rugosité kb = 1,0 mm Ø 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 4,0 % 5,0 % Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v Q v 40 0,17 0,25 0,24 0,36 0,30 0,44 0,34 0,51 0,38 0,57,42 0,63 0,49 0,73 0,55 0,81 50 0,34 0,30 0,49 0,43 0,60 0,53 0,69 0,61 0,78 0,69 0,85 0,75 0,99 0,87 1,03 0,98 56 0,48 0,33 0,69 0,47 0,85 0,58 0,98 0,67 1,10 0,75 1,21 0,82 1,40 0,95 1,57 1,07 63 0,69 0,36 0,98 0,52 1,21 0,63 1,40 0,74 1,57 0,82 1,72 0,90 1,99 1,05 2,23 1,17 75 1,16 0,41 1,65 0,59 2,03 0,73 2,35 0,84 2,63 0,94 2,88 1,03 3,33 1,19 3,73 1,34 90 1,73 0,46 2,46 0,65 3,02 0,80 3,49 0,93 3,91 1,04 4,29 1,14 4,96 1,32 5,55 1,48 110 3,15 0,53 4,48 0,76 5,50 0,94 6,36 1,08 7,12 1,21 7,80 1,33 9,02 1,54 10,09 1,72 125 4,58 0,59 6,51 0,84 7,99 1,03 9,24 1,19 10,34 1,33 11,34 1,46 13,11 1,69 14,66 2,04 160 9,32 0,70 13,23 1,00 16,24 1,23 18,78 1,42 21,01 1,59 23,03 1,75 26,61 2,02 29,77 2,26 200 16,77 0,82 23,80 1,16 29,20 1,42 33,76 1,65 37,77 1,84 41,39 2,02 47,33 2,33 53,51 2,61 250 30,43 0,95 43,18 1,34 52,96 1,65 61,21 1,91 68,48 2,13 75,56 2,34 86,72 2,70 97,00 3,02 315 56,26 1,10 79,79 1,56 97,85 1,92 113,07 2,22 126,48 2,48 138,60 2,72 160,14 3,14 179,11 3,51 Le tronçon de conduite A-B évacue l eau d une surface de toiture projetée de 54 m 2. En cas de précipitation moyenne de 3 litres/minute (NBN 306), cela correspond à 54 x 3 litres = 162 litres. Comme notre tableau est établi en l/s, nous divisons 162 l par 60 et nous trouvons 2,7 litres/seconde. Nous n appliquons pas de facteur de probabilité et donc, Qp = Q. La première valeur suivante supérieure à 2,7 l/s dans le tableau = 3,49 l/s à une vitesse d écoulement de 0,93 m/s. Nous prenons Ø 90 mm. Le tronçon de conduite B-C doit évacuer l eau de l ensemble de la surface de toiture = 153 m 2. Nous commençons par déterminer le débit de pointe 153 x 3 litres = 459 l/min ou 7,65 l/s, Qp = Q. Nous cherchons un nombre Q > 7,65 et nous trouvons 9,24 l/s à une vitesse de 1,19 m/s. Nous lisons Ø 125 mm. 73

IX.2.2. SIPHONNAGE Système d évacuation des eaux pluviales par l effet de siphon. Pour évacuer l eau de grands pans de toiture, on peut utiliser un système spécial qui évacue rapidement l eau de pluie de la toiture, par siphonnage. Il existe des naissances d eau pluviale de conception spéciale qui se remplissent entièrement en cas de forte pluie. SOURCE: GEBERIT - MACHELEN La naissance d eau pluviale est raccordée à une conduite posée à l horizontale qui se remplit entièrement elle aussi. SOURCE: GEBERIT - MACHELEN La conduite horizontale se prolonge jusqu à une colonne de chute. La partie supérieure de notre colonne se remplit également complètement d eau en cas d averse abondante. Un bouchon hydraulique se forme et se déplace vers le fond, créant une force d aspiration. Sous l effet de cette dépression, l eau présente en toiture est aspirée. La colonne de chute a un diamètre plus large dans le bas afi n d égaliser la pression. L avantage de ce système est que les diamètres des tuyaux des colonnes de chute sont nettement plus petits. Un autre avantage est que l on peut utiliser des parties horizontales sans pente. Comme les conduites sont entièrement remplies et que l eau s écoule à grande vitesse, toutes les saletés sont emportées et ce système est en quelque sorte autonettoyant. La capacité d évacuation des naissances d eau pluviale varie entre 6 litres par seconde et 12 litres par seconde (environ 21 m 3, jusqu à 43 m 3 par heure). 74

Fonctionnement Lorsque les précipitations sont peu abondantes, la naissance d eau pluviale n est pas complètement remplie. La garde d eau nécessaire à la création d une dépression ne se forme pas et la naissance d eau pluviale fonctionne comme un moignon normal. L eau est évacuée par gravitation (pesanteur). crapaudine entonnoir Pluvia Pluie peu abondante : pas d occlusion d air dans la colonne de chute (bulles d air) SOURCE: GEBERIT - MACHELEN En cas de pluie persistante, la naissance d eau pluviale se remplit entièrement, une occlusion d air se produit et une garde d eau se forme. L eau est évacuée par siphonnage. crapaudine entonnoir Pluvia Pluie abondante : occlusion d air dans la colonne de chute SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Pour garantir un bon fonctionnement, il faut une hauteur statique minimum (hauteur du bâtiment). La hauteur statique des colonnes de chute dont le diamètre ne dépasse pas 75 mm doit être d au moins 3 mètres. À partir d un diamètre de 90 mm, il faut une hauteur statique de 5 mètres. 75

Structure de toiture L architecte ou le bureau d étude détermine la hauteur d eau admissible en toiture en fonction de la résistance du support et du complexe de toiture. Quoi qu il en soit, il faut veiller qu en cas d obstruction éventuelle des descentes d eau pluviale, l eau soit évacuée de la toiture par des gargouilles. Si l on ne tient pas compte de cette recommandation, on risque une accumulation excessive d eau en toiture au point que la structure risque de céder sous ce poids énorme. Couverture de toiture La naissance d eau pluviale est disponible en fonte ou en acier inoxydable. On fait son choix en fonction du type de couverture. Emplacement des naissances d eau pluviale L emplacement des naissances d eau pluviale est à étudier mais dépend toujours de la pente et de la surface totale du toit. Conformément à la norme belge NBN 306, nous tenons compte d une quantité d eau à évacuer de 3 litres par minute par m 2 de surface de toiture, soit 0,05 litre par seconde par m 2 de surface de toiture. On prend comme règle pratique que la distance entre les deux naissances est de 15 mètres au maximum. Exemple de conception Données : Surface de la toiture du bâtiment de 7 mètres sur 60 mètres = 420 m 2 Quantité d eau à évacuer selon NBN 306 = 0,05 litre par seconde par m 2 Débit à évacuer : litres 420 m 2 x 0,05 l/s/m 2 = 21 litres/seconde/m 2 x = litres par seconde sec. / m 2 Dans cet exemple, on choisit quatre naissances d eau pluviale ayant chacune une capacité d évacuation de 6 litres par seconde (au total 24 litres par seconde). On peut ainsi les espacer de 15 mètres. 76

Dessin 4 naissances OUI SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Si l on décidait de placer deux naissances d eau pluviale ayant chacune une capacité d évacuation de 12 litres par seconde (au total 24 litres par seconde), la distance entre les deux points d évacuation serait trop grande. Dessin 2 naissances NON SOURCE: GEBERIT - MACHELEN Calculs Les calculs des systèmes d évacuation des eaux pluviales par siphonnage sont réalisés manuellement ou sur ordinateur par un bureau d étude ou par le fabricant du système choisi. Sur le marché belge, les systèmes les plus connus sont : Geberit : systèmes d écoulement des eaux pluviales Geberit Pluvia Pont-à-Mousson : avec un système d évacuation en fonte EPAMS. 77

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Imprimerie Schaubroeck, Nazareth 80

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