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Dispositifs de stockage en réseau HydroStyx

CLOISONS  HYDRAULIQUES HYDROSTYX

GENERALITES 

Les cloisons hydrauliques Hydrostyx permettent de créer des retenues en série dans les réseaux ou les ouvrages de stockage qui sont posés avec une forte déclivité. Le but est d'exploiter la capacité de stockage résiduelle ou réelle des réseaux ou des ouvrages de stockage. Le déploiement de cloisons hydrauliques réduit fortement les pics de débits et les diffère dans le temps (voir la figure ci-dessous). Les effluents sont restitués vers l'aval sur de longues périodes par des orifices calibrés ou munis d'un régulateur de débit. Les effluents excédentaires sont évacués par des seuils de trop plein réglables ou des volets s'ouvrant sous la pression de l'eau.

 

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

L'illustration ci-dessous montre le fonctionnement d'une série de cloisons hydrauliques Hydrostyx placées dans un collecteur pluvial. Le schéma représente une coupe longitudinale d'un tronçon de collecteur avec constitution de trois retenues en série. Deux cloisons hydrauliques Hydrostyx, installées l'une derrière l'autre, provoquent une mise en charge pour constituer les deux première retenues. Le collecteur comprend un orifice de vidange vers l'aval. Celui-ci est équipé d'une vanne de régulation de débit. Un seuil de trop-plein de sécurité pour les eaux pluviales excédentaires est également représenté. 

 

Dans un tel système, le fonctionnement hydraulique des Hydrostyx a un dynamisme individuel qui dépend des facteurs suivants : 

- Le débit entrant dans le système (intensité, durée et fréquence variables suivant les précipitations),

- Le débit restitué par les orifices de fond qui peuvent être constants (régulés) ou variables (ajutages),

- L'influence hydraulique aval lors de la constitution des retenues,

- Les apports additionnels de branchements secondaires.

 



 

MISE EN OEUVRE D'UNE CLOISON HYDRAULIQUE HYDROSTYX

Installer une ou plusieurs cloisons hydrauliques Hydrostyx requiert :

 

1) Une connaissance approfondie du site que l'on projette d'équiper,

2) La modélisation du fonctionnement du réseau avec les cloisons hydrauliques (afin de déterminer les débits de transfert, les niveaux d'eau amont et aval, les niveaux des seuils et les débits surversés). 

 

Sur ces bases, il est possible de choisir le nombre et le type de cloisons hydrauliques qui seront posées (avec débits calibrés ou régulés, avec cloisons fixes ou mobiles, ainsi que leurs dimensions).

 

Les dispositifs de mise en charge Hydrostyx sont des équipements entièrement fabriqués en inox (304 L ou 316 L) et conçus au cas par cas. 

Les cloisons hydrauliques Hydrostyx conviennent pour des conduites de réseaux unitaires ou d'eaux pluviales pouvant offrir une capacité de stockage importante (conduites de diamètres supérieurs à 600 mm ou ouvrages cadres). Le réseau doit présenter une pente suffisante pour permettre la constitution de retenues en série (c'est-à-dire de l'ordre de 3 à 5%), et l'orifice de vidange du réseau vers l'aval doit être régulé ou pour le moins calibré.

Dans certain cas, les surcharges hydrauliques en un point bas du réseau, conduisent les collectivités à envisager la construction d'un ouvrage de stockage parallèlement au réseau. Lorsque l'emprise foncière impose d'implanter des buses ou des cadres en béton sous la voirie par exemple, et que la déclivité du terrain ne permet pas de construire un ouvrage de stockage avec une faible pente, la pose de cloisons hydrauliques Hydrostyx permet alors de remplir l'ouvrage de stockage en constituant des retenues successives.

 

 

TYPES D'INSTALLATIONS DE CLOISONS HYDRAULIQUES HYDROSTYX

En pratique, les cloisons hydrauliques Hydrostyx sont posées dans des regards de visites de collecteurs ou directement dans des buses ou des ouvrages cadres nouvellement construits. Elles sont conçues spécifiquement pour s'adapter à des ouvrages existants. Elles sont fabriquées et livrées en plusieurs éléments afin que l'on puisse les faire passer par des accès réduits. On procède ensuite à l'assemblage des éléments et à la pose de l'Hydrostyx dans l'ouvrage. 

Les cloisons Hydrauliques sont toujours placées sous un accès. Sur les plans fournis par Hydroconcept figurent les cunettes, les formes de pentes et les banquettes dessinées en amont des cloisons hydrauliques Hydrostyx. Elles doivent être réalisées avec soins après la pose des équipements.  

    Installation d'Hydrostyx avec cloisons fixes

Dans cette configuration, l'Hydrostyx se compose d'une cloison avec, en partie haute, un seuil réglable fixe, droit ou semi-circulaire, et en partie basse, un orifice ajustable ou pourvu d'un dispositif de régulation par lequel est restitué le débit de transfert.

 

   

Tests en laboratoire et réalisation en réseau

Installation d'Hydrostyx avec cloisons mobiles

Dans cette configuration, l'Hydrostyx se compose de deux cloisons articulées qui s'écartent progressivement vers l'extérieur au fur et à mesure de la mise en charge du réseau ou de l'ouvrage de stockage. Les deux cloisons sont ramenées dans leur position de fermeture par de puissants ressorts. L'Hydrostyx présente en sa partie basse un orifice ajustable ou muni d'un dispositif de régulation par lequel est restitué le débit de transfert.

 

   

Tests en laboratoire et réalisation en réseau

 

 

 


INTERETS DES CLOISONS HYDRAULIQUES HYDROSTYX   

Les intérêts attendus par le déploiement des cloisons hydrauliques Hydrostyx sont nombreux :

 

  • Ils ne nécessitent aucun apport d'énergie externe
  • Ils ne nécessitent aucune télégestion
  • Ils permettent d'exploiter la capacité de stockage de buses ou d'ouvrages cadre de grande longueur même lorsque le terrain présente une forte déclivité
  • Les débits de pointes sont nettement réduits
  • Les débordements en aval sont stoppés
  • Les déversements au milieu naturel par les déversoirs d'orage sont limités de même que les volumes rejetés.
  • La constitution de retenues en série favorise la décantation des effluents ce qui réduit les rejets de matières polluantes vers le milieu naturel
  • Dans le cas de réseaux unitaires, les effluents sont restitués avec un débit constant ce qui améliore l'efficacité des usines d'épuration
  • Les seuils de surverse ainsi que les orifices de transfert sont réglables. Leurs réglages peut être modifiés au cours du temps
  • Toutes les pièces sont fabriquées en acier inoxydable 304 L ou 316 L en atelier blanc et passivé en bain à chaud
  • Les parties constitutives des freins hydrauliques sont fabriquées en fonction des dimensions des accès
  • Leur installation dans des ouvrages existant est possible
  • Ils permettent d'activer la capacité de stockage résiduelle du réseau ce qui revient à réduire les besoins de stockage en aval

 

 

EN CONCLUSION

D'une manière générale, la réglementation préconise de dimensionner les réseaux afin d'évacuer les débits générés par des épisodes pluvieux très intenses et peu fréquents. Les réseaux possèdent donc de grandes réserves de stockage. L'expérience montre que la capacité des réseaux n'est pleinement exploitée que quelques jours par an, soit 5 à 10% de l'année. Par conséquent, pendant 90% du temps, le volume utile réel du réseau est inutilisé. Ainsi, la capacité résiduelle des réseaux existants peut-elle être exploitée, par exemple, pour réduire les dimensions d'un ouvrage de stockage restitution dont la construction a été projetée.

Par ailleurs, les surcharges hydrauliques sont localisées en amont de différents points singuliers du réseau, comme par exemple dans des regards de raccordement de plusieurs conduites, ou lors de changements brusques de direction, ce qui crée des goulets d'étranglement. Les surcharges hydrauliques se produisent topographiquement en des points de contrainte avec les conséquences bien connues de débordements sur la voirie.

Les extensions provisoires du réseau, les raccordements supplémentaires ou les constructions nouvelles peuvent aggraver encore des situations hydrauliques déjà problématiques. Cependant, il est possible que l'exploitation de la capacité de stockage résiduelle du réseau permette d'améliorer son fonctionnement hydraulique. 

Le déploiement ciblé de freins hydrauliques Hydrostyx peut alors améliorer le fonctionnement du réseau pour un investissement modéré. Les points de contraintes hydrauliques disparaissent et le remplacement des canalisation dont les dimensions étaient insuffisantes n'est plus nécessaire.


Vue d'un Hydrostyx en un point du réseau

 

EXEMPLES DE REALISATIONS

 Hydrostyx installés dans des réseaux d'eaux pluviales, avec seuil fixe ou amovible et avec orifice calibré ou régulé