Diagnostic hydraulique et modélisation dynamique d’un réseau d’assainissement urbain pour la maitrise des points noirs pluvieux

Abstract

This study focuses on the hydraulic diagnosis and dynamic modeling of the urban sewer network of Frayedj, located in the municipality of Ben Azzouz, Skikda Province, Algeria. The area experiences recurrent hydraulic failures resulting in flooding and stormwater accumulation during heavy rainfall events. A detailed assessment of the existing network was carried out to identify the main causes of these failures, including uncontrolled urban expansion and the inadequate capacity of the existing sewer pipes. Demographic, hydrological, and climatologically analyses were also conducted to estimate future demands and design storm flows. The hydraulic model of the sewer system was developed using EPA SWMM 5.2 software. Several simulations were performed under a 10-year return period rainfall event to evaluate the hydraulic performance of the existing network. The results revealed multiple overloaded conduits and surcharged manholes, confirming the insufficiency of the current drainage system. Based on the diagnosis results, an improvement scenario was proposed, including the resizing of critical conduits and the optimization of the drainage layout. Simulations of the upgraded network demonstrated a significant improvement in hydraulic performance and a substantial reduction in flood risk. ----------------------------------------------------------------- تهدف هذه الدراسة إلى تشخيص وتحليل أداء شبكة الصرف الصحي الحضرية بمنطقة فريج (بلدية بن عزوز، ولاية سكيكدة)، والتي تعاني من عدة اختلالات هيدروليكية تتجلى في الفيضانات المتكررة وتجمع مياه الأمطار خلال فترات التساقط الغزير. تم في البداية إجراء دراسة ميدانية للشبكة القائمة وتحديد أهم أسباب الخلل، والمتمثلة أساساً في التوسع العمراني غير المنظم، وعدم كفاية أقطار القنوات الحالية لاستيعاب التصريفات الناتجة عن مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار. كما تم إنجاز دراسة ديموغرافية وهيدرولوجية لتقدير الاحتياجات المستقبلية والتدفقات المطرية التصميمية. اعتمدت الدراسة على برنامج EPA SWMM 5.2 لإنجاز نموذج هيدروليكي للشبكة الحالية ومحاكاة سلوكها أثناء عاصفة مطرية ذات فترة عودة قدرها عشر سنوات. أظهرت نتائج المحاكاة وجود حالات تحميل زائد وامتلاء للعديد من القنوات وغرف التفتيش، مما يؤكد عدم كفاءة الشبكة الحالية في تصريف التدفقات المطرية. وبناءً على نتائج التشخيص، تم اقتراح مجموعة من الحلول التقنية شملت إعادة تهيئة بعض المقاطع وزيادة أقطار القنوات الحرجة. وقد أثبتت نتائج المحاكاة النهائية للشبكة المصححة تحسناً ملحوظاً في الأداء الهيدروليكي واختفاء أغلب نقاط الفيضانات، مما يؤكد فعالية الحلول المقترحة. ------------------------------------------------------------------- Cette étude porte sur le diagnostic hydraulique et la modélisation dynamique du réseau d’assainissement urbain de la localité de Frayedj, située dans la commune de Ben Azzouz (wilaya de Skikda). Cette zone est confrontée à des dysfonctionnements récurrents se traduisant par des inondations et des stagnations d’eaux pluviales lors des épisodes de fortes précipitations. Une analyse détaillée de l’état existant a permis d’identifier les principales causes de ces dysfonctionnements, notamment l’extension urbaine non maîtrisée et le sous-dimensionnement des collecteurs actuels. Une étude démographique ainsi qu’une analyse hydrologique et climatologique ont également été réalisées afin d’évaluer les besoins futurs et les débits de projet. La modélisation hydraulique du réseau a été effectuée à l’aide du logiciel EPA SWMM 5.2. Plusieurs simulations ont été réalisées sous une pluie décennale afin d’évaluer le comportement du réseau existant. Les résultats ont mis en évidence de nombreuses conduites en surcharge ainsi que plusieurs regards en débordement, confirmant l’insuffisance de la capacité hydraulique du système actuel. À partir de ces constats, une variante d’aménagement a été proposée reposant sur le redimensionnement de certaines conduites critiques et l’amélioration du schéma de collecte. Les simulations du réseau corrigé ont montré une nette amélioration des performances hydrauliques et une réduction significative des risques d’inondation.