Calcul du réseau d'évacuation des eaux pluviales : analyse des particularités importantes de la conception

Une installation technique destinée à la collecte et à l'évacuation des eaux de pluie (de fonte) s'appelle un réseau d'évacuation des eaux pluviales. C'est l'une de ces constructions techniques importantes qui font partie des éléments indispensables des bâtiments résidentiels, agricoles et industriels.

Un facteur important lors de la construction est le calcul du réseau d'évacuation des eaux pluviales. Construire le système « à l'aveugle » comporte des risques d'inondation ou d'assèchement excessif des parcelles paysagères, ainsi que de destruction de la structure du sol.

Dans l'article que nous vous présentons, les variétés de réseaux d'évacuation des eaux pluviales sont analysées en détail, et les méthodes de leur construction sont décrites. Les principes de base de la conception des systèmes d'évacuation des eaux atmosphériques sont exposés. Des recommandations précieuses pour la construction sont fournies.

Classification des types de « réseaux d'évacuation des eaux pluviales »

La pratique de la construction de divers types d'ouvrages montre l'utilisation de trois types de systèmes, chacun se distinguant par les méthodes de collecte et d'évacuation des produits des précipitations atmosphériques :

1. À base de canaux et de caniveaux ouverts (système de type rigole).
2. À base de puits et de canalisations fermés (système fermé).
3. À base d'une solution combinée (système mixte).

Le premier projet est mis en œuvre en pratique par la construction de canaux reliant les caniveaux de collecte entre eux et, finalement, évacuant l'eau collectée en dehors du territoire prévu.

Tous ces éléments d'évacuation des eaux pluviales sont en communication ouverte avec l'environnement. La construction de tels ouvrages nécessite relativement peu de ressources et de matériaux.

Le schéma d'évacuation des eaux pluviales de type fermé doit être considéré comme plus perfectionné sur le plan constructif. On y installe des conduites d'évacuation enterrées ainsi qu'un système de regards de collecte – des réservoirs intermédiaires de stockage spéciaux.

Évacuation des eaux pluviales de type ouvert en version industrielle. Les principaux éléments de la structure sont des caniveaux en béton sur lesquels sont placées des grilles métalliques. Selon le même principe sont construites les schémas ouverts d'évacuation des eaux pluviales pour l'habitat individuel.

L'évacuation de l'eau collectée s'effectue par des réseaux de canalisations posées et enterrées. En général, les eaux pluviales collectées sont dirigées vers des stations d'épuration puis vers les bassins des plans d'eau naturels.

La troisième option – l'évacuation des eaux pluviales mixte. Elle est construite à partir de composants d'installation destinés aux systèmes de type ouvert et enterré.

La conception de l'évacuation des eaux pluviales mixte est réalisée en fonction de la rationalité d'exploitation du système sur certaines zones du terrain. L'aspect financier de sa mise en œuvre joue un rôle non négligeable dans le choix de l'option combinée.

Il convient de distinguer le système de collecte et d'évacuation des eaux pluviales par rigoles (caniveaux). Ce schéma d'évacuation des eaux pluviales, outre sa simplicité de fabrication, se caractérise par une universalité d'exploitation.

L'évacuation des eaux pluviales par rigoles présente l'avantage qu'en plus de la fonction d'évacuation des eaux pluviales, elle peut jouer le rôle de fournisseur d'humidité pour les cultures agricoles. C'est également une option de construction économique par rapport à d'autres projets.

Grâce à la construction par rigoles, il est possible d'organiser non seulement une évacuation tout à fait efficace des eaux pluviales. Ce même système peut être utilisé avec succès comme structure d'irrigation, par exemple, pour les besoins d'une exploitation agricole de loisir (datcha).

Que prendre en compte lors du calcul ?

Pour chaque projet de construction privé (parcelle exploitée), la conception d'un schéma de drainage pluvial individuel est une pratique courante.

Cependant, on prend toujours comme base les solutions typiques des projets standards de construction d'évacuation des eaux pluviales. Les solutions standards supposent par défaut le recours à des calculs techniques avant le début de la construction du système.

Les calculs sont effectués en tenant compte des normes SNiP et des facteurs suivants, caractéristiques de la zone et de l'objet spécifiques :

• norme de précipitations annuelles ;
• propriétés du sol ;
• superficie de l'objet ;
• masse des eaux évacuées ;
• surface de ruissellement requise.

Outre les informations sur la masse des précipitations évacuées, vous pouvez obtenir les autres renseignements en contactant le service météorologique local. La quantité conventionnelle des produits des précipitations atmosphériques évacués est calculée selon une formule dans laquelle la superficie du bassin versant et le paramètre d'intensité de ces précipitations sont pris comme données de calcul.

Forme mathématique de la formule :

M = (A * 20) * S * k,

Dans celle-ci respectivement :

• M – masse des eaux évacuées ;
• A – intensité des précipitations atmosphériques pendant 20 minutes ;
• S – superficie du bassin versant (pour la toiture, + 30% de la surface totale des murs du bâtiment) ;
• k – coefficient d'absorption de l'humidité du matériau de l'objet.

Les matériaux de l'objet sont souvent des revêtements de toiture (k=1) ; des constructions en béton et en asphalte (k=0,9) ; de la terre (k=0,75) ; des pierres concassées, du gravier (k=0,45).

Particularités de la conception du système

L'évacuation des précipitations atmosphériques depuis la toiture du bâtiment s'effectue via un système de collecte des eaux pluviales. Il s'agit de conduites verticales extérieures placées sous les points d'extrémité des gouttières de réception. Les gouttières de réception sont quant à elles installées sur le pourtour de la surface de la toiture, sous le bord inférieur de la couverture.

La collecte de l'eau de pluie (de fonte) de la surface du toit est effectuée principalement par des gouttières. Ces éléments de construction sont installés le long du bord inférieur du revêtement du toit et au point le plus bas de la pente, ils se raccordent à la colonne montante. Ensuite, par le tuyau, l'eau est dirigée vers le récepteur d'eau pluviale.

Sur les toits plats, l'écoulement se fait directement dans les colonnes montantes. Avec ce schéma, les canalisations d'évacuation sont généralement installées verticalement à l'intérieur des bâtiments, et leurs embouchures supérieures sont amenées sur le toit et font partie intégrante de la couverture de toiture. Sur les toits plats des maisons individuelles, la présence d'un seul entonnoir d'évacuation est acceptable.

Si vous utilisez des colonnes montantes internes avec sortie ouverte dans la maison, leur conception doit prévoir la possibilité d'évacuer l'eau de fonte en hiver vers le système d'égouts domestiques. La ligne d'évacuation doit impérativement être munie d'un siphon. En fonction des données calculées sur le débit massique de l'eau, le diamètre des tuyaux pour la colonne montante du réseau d'évacuation des eaux pluviales est sélectionné.

Tableau de sélection des tuyaux pour la colonne montante :

Le matériau préféré pour les tuyaux des drains internes est le plastique, l'amiante-ciment, la fonte. Les tuyaux en tôle et en plastique sont généralement utilisés pour le système d'évacuation des eaux pluviales externe.

Lors de l'installation des lignes horizontales principales, il faut respecter la pente réglementaire (au moins 0,005 m et au maximum 0,15 m par mètre de longueur de ligne).

Les projets d'évacuation des eaux pluviales pour les maisons individuelles prévoient généralement l'utilisation de tuyaux en plastique pour l'installation de lignes principales. Ce n'est pas l'option la plus fiable, mais c'est la plus économique. Cependant, les dommages fréquents sur certains tronçons annulent toutes les économies.

Pour les cas de maintenance, il est nécessaire de prévoir l'installation de regards de visite et de nettoyages. Sur les colonnes montantes du réseau d'eaux pluviales, les regards de visite sont installés dans les limites de l'étage inférieur du bâtiment.

Pour calculer la capacité d'écoulement des caniveaux d'un drainage linéaire, il faut prendre en compte la surface de la zone traitée, la valeur de la pente en direction des canaux et le coefficient d'absorption d'eau retenu pour le revêtement du terrain. En plus de ces données, il sera également nécessaire de calculer la section hydraulique du caniveau.

Principes généraux d'aménagement du « réseau d'évacuation des eaux pluviales »

Les propriétaires de maisons individuelles sont tout à fait capables de construire eux-mêmes les réseaux de collecte et d'évacuation des eaux de pluie (de fonte). Après avoir effectué tous les calculs et acheté les matériaux nécessaires, ils commencent les travaux d'aménagement du réseau d'évacuation des eaux pluviales.

Tout d'abord, on creuse des tranchées pour les lignes d'évacuation des eaux sur le terrain de la maison, conformément au plan prévu. On achemine les tranchées jusqu'aux points d'emplacement des colonnes de drainage (tubes de descente). Pour la conception d'un système privé, une profondeur de tranchée de 300 à 500 mm est suffisante.

Lors de l'excavation des tranchées, on tient compte de la pente des futures canalisations (ou caniveaux) vers le collecteur-réservoir central. Le fond des tranchées terminées est compacté par damage et recouvert d'une couche de sable de rivière (d'au moins 200 mm de hauteur).

Sur les zones situées sous les tuyaux de descente, on creuse des fosses pour les regards de récupération des eaux pluviales et on les installe. Ces éléments du système sont des récipients rectangulaires de petit volume (5 à 10 litres).

Pour la mise en place de regards de visite et de regards d'angle, il est recommandé d'utiliser des conteneurs en plastique industriels prêts à l'emploi ou de les fabriquer en polymère-béton coulé. La première option est plus coûteuse, mais plus simple à installer et à entretenir.

Les regards de récupération des eaux pluviales fabriqués industriellement sont généralement équipés de paniers collecteurs de gros déchets. Les déchets naturels pénètrent inévitablement dans le réseau d'eaux pluviales avec les flux d'eau de pluie.

L'une des nombreuses conceptions existantes de regards de récupération des eaux pluviales. Le matériau de fabrication est le plastique. Un choix optimal pour les projets d'immobilier privé. Ces récipients sont généralement équipés de paniers-filtres pour retenir les gros déchets.

Selon la technologie choisie pour la construction du réseau d'eaux pluviales (ouverte ou fermée), on pose des caniveaux dans les tranchées ou on installe une ligne de tuyaux polymères.

Si un système de caniveaux simple est réalisé avec évacuation vers une pelouse voisine, il est souhaitable de prévoir les risques d'érosion possible du sol aux points d'évacuation. Les éléments d'installation fermée aux points de jonction doivent impérativement être étanchéifiés.

Les canalisations ainsi assemblées doivent être raccordées à un réservoir de stockage commun ou à un collecteur du réseau centralisé.

Il faut également veiller à la construction de filtres piégeurs de sable juste avant l'entrée du réservoir commun. Et ne pas oublier d'installer des regards de visite. Leur installation est nécessaire sur les sections de tronçons de plus de 10 mètres, ainsi qu'aux endroits du schéma où se forment les coudes de la ligne d'évacuation.

Modes d'évacuation de l'eau collectée

Une tâche sérieuse pour les propriétaires de biens immobiliers de campagne est l'évacuation des eaux de pluie collectées sur l'ensemble de la surface du terrain.

S'il n'y a pas de réseaux centralisés à proximité de la maison, deux options subsistent pour résoudre ce problème :

1. Collecte dans un réservoir spécial avec utilisation ultérieure pour l'arrosage ;
2. Évacuation de l'eau du réservoir vers le sol ou vers des zones naturelles.

La première option est considérée comme rationnelle à condition qu'il y ait des installations d'arrosage sur le terrain de la maison. Dans ce cas, un dispositif simple (station de pompage domestique) sera nécessaire pour pomper l'eau du réservoir de stockage, puis l'acheminer vers les zones d'arrosage.

Schéma d'évacuation de l'eau de pluie collectée dans le sol. C'est l'un des schémas possibles à la disposition des propriétaires de maisons de campagne. L'efficacité en termes de vitesse d'évacuation est faible, mais étant donné son utilisation sur de petites surfaces, ce schéma convient tout à fait.

La deuxième option s'accompagne de grandes difficultés. L'évacuation dans le sol est un processus long. Le temps nécessaire à l'évacuation dépend de la capacité du sol à absorber l'humidité. Sur différents terrains, le coefficient de saturation en eau des sols peut varier considérablement.

Pour évacuer les eaux pluviales vers des zones naturelles (« sur le relief » ou « sur le paysage »), il faudra mettre en œuvre un schéma supplémentaire. Ce schéma comprend un collecteur d'eau central et un système de traitement complémentaire du sol, par exemple un champ de filtration.

Le schéma d'évacuation «sur le relief» ou «sur le paysage» s'accompagne de difficultés liées à la construction des modules de traitement. Les deux options nécessitent une approbation des autorités environnementales.

Généralement, pour l'objet de l'approbation, le propriétaire immobilier (du terrain) doit s'adresser aux organisations suivantes :

1. Département de la surveillance de l'environnement.
2. Direction de la pêche.
3. Direction de la surveillance des consommateurs.
4. Direction des bassins hydrographiques.
5. CGMS (Centre d'hydrométéorologie et de surveillance de l'environnement).

Par «objet de l'approbation», on entend le «Projet de normes caractérisant la procédure de rejet». Sur la base d'un tel projet, une autorisation est délivrée, permettant le rejet de polluants «sur le paysage» ou «sur le relief», et une décision est prise concernant la mise à disposition d'un plan d'eau.

Rejet des eaux du réseau d'eaux pluviales «sur le relief» ou «sur le paysage». De tels schémas ne sont en aucun cas réglementés par les documents SNiP.

La mise en œuvre de ces options par des moyens illégaux comporte un risque d'amendes élevées, et un rejet légal nécessite une approbation des autorités.

Les projets de propriétés privées incluent traditionnellement, outre le réseau d'eaux pluviales, d'autres réseaux de communication. Le réseau d'eaux usées domestiques et le système de drainage font également partie des réseaux domestiques. Leur principe de fonctionnement diffère peu de celui du drainage pluvial, ce qui conduit souvent les propriétaires de maisons individuelles à envisager la possibilité d'utiliser ces réseaux.

Cependant, la combinaison du réseau d'eaux pluviales avec le schéma d'évacuation des eaux usées domestiques est interdite par le SNiP. L'interdiction de combiner différents types de réseaux d'assainissement est due à des facteurs évidents.

Ainsi, à condition d'évacuer les eaux pluviales dans le réseau d'assainissement domestique et compte tenu de la forte intensité des précipitations, le niveau normal des eaux usées est surestimé plusieurs fois.

L'inondation des regards de visite entraîne le blocage des eaux usées domestiques et fécales. Les dépôts boueux et les débris naturels se déversent dans le système d'assainissement domestique. En conséquence, après une nouvelle averse, les installateurs de l'ouvrage devront nettoyer le système.

La fusion du réseau d'eaux pluviales avec le réseau d'assainissement principal risque d'avoir des conséquences désastreuses. La saturation du système d'évacuation due à un non-respect des charges calculées entraîne l'inondation des fondations du bâtiment.

Les inondations fréquentes perturbent la structure du sol, ce qui provoque le déplacement des blocs de fondation, l'affouillement de la base sous la structure monolithique, et peut à terme entraîner la destruction du bâtiment.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des vidéos utiles élargiront votre horizon sur le rôle et l'installation des réseaux d'eaux pluviales.

Vidéo n°1. Le réseau d'eaux pluviales dans une maison individuelle – du projet à l'installation :

Vidéo n°2. Les technologies industrielles :

Les étapes de conception et de calcul minutieux du réseau d'eaux pluviales sont une partie intégrante de la construction de maisons individuelles. Un projet bien pensé et des calculs précis – c'est la longévité de la construction et un environnement confortable pour ses occupants.

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