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Responsable(s) Saad Bennis

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École de technologie supérieure
Département de génie de la construction
Responsable(s) de cours : Saad Bennis


PLAN DE COURS

Été 2019
CTN761 : Hydraulique urbaine (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 100,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure : de concevoir tous les éléments des réseaux de distribution d’eau potable et de collecte des eaux usées.

Caractéristiques hydrauliques des écoulements dans les conduites d’égouts et de distribution d’eau. Eaux de ruissellement en milieu urbain. Volumes et débits d’eaux usées sanitaires. Normes de conception des réseaux d’égouts. Conception hydraulique des réseaux d’égouts sanitaires et pluviaux. Conception des ponceaux. Volumes et débits d’eau de consommation. Captage, adduction et distribution des eaux de consommation. Conception d’un réseau de distribution d’eau de consommation. Techniques d’auscultation des conduites. Réhabilitation des conduites d’égouts. Réhabilitation des conduites d’aqueduc.

Séances de laboratoire et travaux pratiques portant sur l’application des règles de conception des réseaux.

Projets de session portant sur la conception manuelle et informatique des réseaux de distribution et de collecte des eaux usées.



Objectifs du cours

Ce cours a pour but de transmettre à l'étudiant les connaissances théoriques et pratiques nécessaires pour le rendre capable de concevoir, calculer, dessiner, construire, opérer, entretenir, réparer et modifier les ouvrages de captage, d'emmagasinage, de distribution d'eau potable et d'évacuation des eaux usées et des eaux de pluie.

Ayant terminé ce cours avec succès, l'étudiant sera capable de concevoir tous les éléments des réseaux de distribution d’eau potable, de collecte des eaux usées et pluviales.




Stratégies pédagogiques
  • 39 heures d'enseignement magistral (3 heures par semaine),
  • Deux (2) projets exigeant des étudiants une bonne compréhension des principes fondamentaux et critères ainsi que de la débrouillardise et le recours à des ouvrages de référence et au travail d'équipe,
  • Examens permettant aux étudiants de prendre conscience de l'état d'avancement de leurs connaissances, de leurs progrès et de leur réussite,
  • Incitation à la recherche bibliographique et à la modélisation.



Utilisation d’appareils électroniques
  • Les étudiants utilisent les calculatrices éléctronique programmables pour la résolution des problèmes courants d'hydraulique urbaine.
  • Les équations à programmer sont établies en TP à partir des équations de base d'hydraulique qui font l'objet du 1er cours.
  • Ces calculatrices sont utilisées autant pendant les TP que lors des controles de connaissance (examen INTRA et FINAL).



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 08:30 - 12:30 TP/Laboratoire aux 2 semaines
02 Mercredi 13:30 - 17:30 TP/Laboratoire aux 2 semaines
Vendredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Pierre Legault Activité de cours cc-Pierre.Legault@etsmtl.ca A-1576
02 Pierre Legault Activité de cours cc-Pierre.Legault@etsmtl.ca A-1576



Cours

La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets, est la suivante (les durées indiquées sont approximatives) :

  • 3h Caractéristiques hydrauliques des écoulements dans les conduites d'égout et de distribution d'eau:
    • Équations de base
    • Pertes de charges.
  • 3h Volumes et débits d'eau de consommation :
    • Variations dans l’espace et le temps des besoins en eau
    • Divers types de besoins en eau
    • Besoins max et min pour les projets.
  • 6 h Captage, adduction et distribution des eaux de consommation :
    • Captage des eaux de surfaces et souterraines
    • Adduction et distribution d’eau potable
    • Optimisation de refoulement et coup de bélier
    • Stabilisation des conduites
    • Vitesses d'écoulement
    • Dimensionnement de réservoirs
  • 3h Principes de conception d'un réseau de distribution d'eau de consommation :
    • Analyse d’un réseau
    • Étude hydraulique
  • 3h Volumes et débits d'eau usée sanitaire
    •  Types de réseaux unitaire, séparatif et pseudo-séparatif
    •  Débits d’eau usée – débits maximum totaux
  • 6h Eau de ruissellement en milieu urbain :
    • Méthodes de calcul des débits de ruissellement
    • Limites des modèles historiques
    • Bases des simulations informatisés
    • Etapes finales de conception d'un réseau d'assainissement.
  • 3h Normes de conception de réseaux d'égout
    •  Nature des réseaux
    •  Ouvrages équipant un réseau.
  • 3h Conception hydraulique des réseaux d’égouts, sanitaires, pluviaux et unitaires.
  • 6h Dimensionnement de sections d’égouts
    • Par la méthode des débitances
    • Paramétrage d'ouvrages spéciaux : station de pompage, refoulement – déversoirs d'orage.
  • 3h Conditions de réception d'un lot de conduites ou organes de réseaux
    • Courbes d'efficacité
    • Optimisation des risques client et fournisseur dans la réception de la fourniture.



Laboratoires et travaux pratiques

32 TP sont prévus dans la session - leur descriptif est résumé ci après :

 

CTN 761 - AUTOMNE 2017 – DESCRIPTIF DES TP
TYPE TP DESCRIPTIF
pratique TP 1 à 4 Caractéristiques hydrauliques des écoulements dans les conduites d'égout et de distribution d'eau -Équations de base – pertes de charges- illustration de l’application des théories de base.
Démo TP 5 à 9 Volumes et débits d'eau de consommation - Variations dans l’espace et le temps des besoins en eau des populations, services et industries – divers types de besoins en eau – besoins max et min pour la conception des projets.
pratique TP 10 Conception,  calcul,  réalisation et l'entretien de Captage d’eau en rivière en tenant compte des niveaux extrêmes de la rivière et des besoins en eau visés.
Problème TP 11 à 13 Conception,  calcul,  réalisation et entretien de réservoir d’eau. Détermination du volume de Stockage d’eau nécessaire pour tenir compte :

 de la variation des besoins en eau dans le temps

des volumes nécessaires pour lutter contre les incendies dans différentes situations

des volumes nécessaires pour faire face à un bris de canalisation ou ouvrage ou à une panne dans le fonctionnement du système d’eau potable

Sauvegarde et sécurité des ouvrages TP 14 à 16 Conception,  calcul,  réalisation et entretien d’ouvrages nécessaires pour assurer la sécurité et la sauvegarde du système d’eau potable pour :
Mettre les ouvrages de distribution d’eau à l’abri des effets du gel
Stabiliser les ouvrages de distribution d’eau par des butées et des attaches quand leur stabilité est mise en cause pour changement de direction des conduites.
Projet TP 17 Conception et calcul d’un réseau de distribution d’eau potable maillé - simulation de fonctionnement d’un réseau maillé.
projet Projet 1 Diagnostic d’un réseau d’eau potable existant par simulation de son fonctionnement et mise en place de mesures correctives pour un fonctionnement adéquat – Élaborer les notes de calcul précises et les représentations graphiques claires pour permettre l'exécution de leur projet d’eau potable - tableau de bord et fonctionnement du réseaux sous différents scénarios.
Pratique TP 18 Simplification d’un réseau de distribution d’eau potable en série et en parallèle par mise en place de conduites équivalentes.
Problème  TP 19 Calcul de sections de type spécial pour le transit des eaux de pluie – unité dans l’approche des sections de formes différentes.
Démo TP 20 à 23 Calculs de rejets sanitaires en différentes situations.
projet TP 24 Conception et calcul d’un réseau d’assainissement séparatif sanitaire + pluvial.
projet Projet 2 Conception d’un système d’assainissement séparatif pour répondre aux besoins d’une collectivité pour les rejets sanitaires et d’un territoire pour les rejets pluviaux - Élaborer les notes de calcul précises et les représentations graphiques claires pour permettre l'exécution de leur projet d’assainissement.
Problème TP 25 Optimisation d’une conduite de refoulement par la recherche du diamètre de conduite qui permet de minimiser les coûts d’investissement et d’énergie dans leur évolution avec le temps tout en répondant aux contraintes techniques posées.
Sauvegarde et sécurité des ouvrages  TP 26 Concevoir et dimensionner un Déversoir d’orage qui est un ouvrage spécial pour limiter les rejets dans des collecteurs qui, autrement ne pourraient les supporter.
Sauvegarde et sécurité des ouvrages TP 27 Mise en place de mesures de stabilisation d’une station de pompage soumise aux poussées de l’eau (Archimède) dans le milieu naturel.
Démo TP 28 Sensibilisation à l’influence de la forme d’un bassin versant sur les rejets pluviaux de ce bassin.
Démo TP 29 et 30 unité dans l’approche du calcul des sections de forme spéciales et celles de forme classique – illustration sur des cas types
Problème TP 31 Conception d’un bassin versant unitaire équipé  par un déversoir d’orage pour écrêter ses rejets pluviaux et soulager ainsi l’intercepteur qui conduit les rejets globaux du bassin vers  la station d’épuration en tous temps, sec et pluvieux.
Pratique TP 32 Mise au point d’un plan d’échantillonnage pour réceptionner de façon équilibrée un lot de fournitures de canalisations ou d’ouvrages - calcul des risques client et fournisseur.

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

A travers 2 projets, les étudiants se familirisent avec les outils d'ingénierie suivants :

  1. EPANET 2.0  dans le cadre du projet 1 - dans ce projet, les étudiants procèdent au diagnostic d’un réseau d’eau potable existant par simulation de son fonctionnement et mise en place de mesures correctives pour un fonctionnement adéquat - Élaborer les notes de calcul précises et les représentations graphiques claires pour permettre l'exécution de leur projet d’eau potable - tableau de bord et fonctionnement du réseaux sous différents scénarios.
    Pour ce projet, les étudiants utilisent également la méthode classique de HARDY-CROSS, ce qui leur permet de comparer les approches, résultats et intérêt de l'utilisation de EPANET d'une part et de Hardy Cross d'autre part.
     
  2. SWWM  5.1 dans le cadre du projet 2, dans ce projet, les étudiants procèdent au calcul et à la conception d’un système d’assainissement séparatif pour répondre aux besoins d’une collectivité pour les rejets sanitaires et pluviaux.
    Dans ce projet les étudiants utilisent également pour le calcul pluvial, la méthode rationnelle, ce qui leur permet des comparaisons enrichissantes avec SWWM.



Évaluation

La note globale est la résultante des évaluations durant la session, de l'examen final et des projets de session selon les pondérations suivantes :

- INTRA : 30 % de la note globale (première moitié du cours)

- Projet 1 : 20 % de la note globale

- Projet 2 : 20 % de la note globale

- FINAL : 30 % de la note globale

L'examen intra et  final sont  d’une durée de trois (3) heures.

L'utilisation de calculatrices et de documents personnels est permise aux examens.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 17 juin 2019
2 21 juin 2019



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

À moins d’avis contraire, toute remise en retard d’un travail sera pénalisée de 10% par jour, jusqu’à concurrence de 5 jours. Au-delà de 5 jours, tout travail sera refusé.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Brière, F.G., Distribution et collecte des eaux. éd. de l'École Polytechnique de Montréal,3 ed




Ouvrages de références

ACPA, Concrete pipe design Manual, 2011

ASCE, Gravity Sanitary,Sewer Design and Construction, 2nd edition, ASCE MOP No.60, 2007

ASCE, Design & Construction of Urban Stormwater Management Systems, ASCE MOP No.77, 1992

AWWA, Concrete pressure pipe - Manual of Water Supply Practices. AWWA no. M9, 2008

Bennis, S., Hydraulique et hydrologie, presse de l'université du Québec, 3 éd., 2014

BNQ, Travaux de construction - Clauses techniques générales - Conduites d'eau potable et d'égout, BNQ1809-300, 2017

CSPI, Handbook of Steel Drainage and Highway Construction Products. 2007

MTQ, Manuel de conception des ponceaux, publications du Québec, 2014

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

MOODLE - CTN761




Autres informations

CALENDRIER -  COURS ET EXAMENS 

GROUPE 01 et 02

Le cours se donne selon le calendrier fourni en classe (et Moodle), et se déroulera dans l'ordre suivant ::

- Hydraulique des écoulements dans les conduites

- Volumes et débits d'eau de consommation 

- Captage, adduction et distribution des eaux de consommation

4 - Captage, adduction et distribution des eaux de consommation

5 - Conception d'un réseau de distribution d'eau.

6 - Volumes et débits d'eau usée sanitaire

- Débits et volumes d’eau de ruissellement urbain

- Débits et volumes d’eau de ruissellement urbain (permutation d'horaire, cours le mardi)

- Normes de conception de réseaux d'égout

10 - Conception hydraulique des réseaux d’égouts

11 - Conception des ouvrages spéciaux

12  Conception des ouvrages spéciaux, fourniture, acceptation et gestion matérielle et révision examen final

13  - Disponibilité pour examen final

LABORATOIRES ET TRAVAUX PRATIQUES

Les TP ont lieu le mardi AM de 08h30 à 12h30, local A-1560 aux deux (2) semaines, GR-01

Les TP ont lieu le mercredi PM de 13h30 à 17h30, local A-1504 aux deux (2) semaines, GR-02

EXAMENS

Examen INTRA : 17 juin GR01, 21 juin GR02

La date exacte de l'EXAMEN FINAL sera déterminée durant le trimestre.