- Siphoïde
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Un système siphoïde, aussi appelé système « à dépression » est mis en place pour permettre l’évacuation des eaux pluviales.
Sommaire
Présentation
Fonctionnement d'un système siphoïde.
Un tube d'écoulement des eaux pluviales.Le système siphoïde offre des solutions qui conceptualisent soigneusement les idées sur la façon d'optimiser en toute sécurité l’évacuation des eaux de toiture. Il représente plus de 35 ans de recherches approfondies et développement. Un développement conduit par la nécessité de trouver en permanence les meilleures solutions pour des bâtiments en croissante complexité.
Ce système offre d’incomparables résultats aux besoins des concepteurs, des constructeurs, des propriétaires, des biens immobiliers et des développeurs en combinant l'imagination, la haute capacité technique et une compréhension claire des attentes.
Le système siphoïde peut être également utilisé en cas de réfection des ouvrages d'étanchéité des toitures,le principe d'évacuation des eaux en système siphoïde ne se différenciant pas de celui d'un système gravitaire.
Du point de vue de l’écoulement il y a donc deux types principaux de canalisation de toiture, l'écoulement par gravité et le système à passage intégral d'écoulement siphoïde.
Dans des systèmes d'écoulement par gravité les descentes sont habituellement dimensionnées avec un facteur de remplissage de 1/5 - 1/3. La canalisation horizontale peut être conçue pour avoir un facteur d'écoulement de 0,70. Par conséquent la capacité de drainage peut être considérée comme dépendante, sur le gradient, de la canalisation installée horizontalement.
Pour un système siphoïde, toute la canalisation a un facteur d'écoulement de 1,0 dimensionnée selon l’intensité des précipitations, et de la pression différente dans la canalisation par rapport à la pression extérieure régnante. La différence dans la taille des sorties de toiture et le point de décharge à la canalisation principale au niveau du sol est utilisée en dimensionnant la canalisation du système. En conséquence les dimensions considérablement réduites des tuyaux pour un système siphoïde (une fois comparées aux systèmes d'écoulement par gravité) produisent des vitesses plus élevées de l’écoulement dans la canalisation.
Historique
Les principes de base et de conception d'installations d'évacuation des eaux pluviales par effet siphoïde ont été établis en Finlande. La première installation de grande dimension, pour une usine de turbines, fût réalisée cette année-là en Suède.
Ensuite le système gagnait rapidement accès au marché dans les pays Scandinaves et y est devenu le produit standard en matière d'écoulement des eaux pluviales. Ce système s'est répandu depuis dans plusieurs marchés du monde, notamment en Asie, aux Etats-Unis et en Europe.
Principe de fonctionnement
Différences entre un système gravitaire et un système siphoïde.
Une naissance (aussi appelée « avaloir ») qui permet l'évacuation des eaux pluviales.Dans un système siphoïde la vitesse de l’eau dans les collecteurs est assez élevée, ce qui permet leur nettoyage. Dans les tuyaux de descente, particulièrement dans les immeubles de grande hauteur, la vitesse du flux peut être très grande. Des vitesses de plus de 12 m/s ne sont pas exceptionnelles. Les grandes vitesses sont acceptées dans la mesure où les pressions statiques négatives demeurent sous contrôle. Le mot système s'entend d'un ensemble ayant un seul point de décharge.
Ce système comprend des naissances et des tubes d'écoulement, ceux-ci dimensionnés pour un flux d'écoulement de facteur 1 à l'intensité pluviométrique convenue.
L'évacuation des eaux pluviales d'un grand bâtiment peut nécessiter plusieurs systèmes et autant de points de décharge séparés. Le système siphoïde peut être employé efficacement et économiquement sur la plupart des configurations de toitures. De même que dans toutes les techniques avancées en matière de construction, l'optimum ne peut être atteint que par une organisation précise des procédures dès la conception et pendant l'installation.
Généralités
Le système siphoïde concerne l'ensemble des surfaces de toiture. L'eau de pluie provenant de la surface du toit est collectée et déchargée dans le réseau enterré par le système d'évacuation des eaux pluviales par effet siphoïde.
Ce système est équipé d'avaloirs auto-amorçants avec cône anti-vortex, ce système permet le remplissage des tuyaux à 100% d'eau d'où une réduction des diamètres et une plus grande vitesse d'évacuation.
- La particularité fondamentale d'un réseau siphoïde est qu'il fonctionne sans pente et sans introduction d'air dans les tuyaux.
L'autre particularité d'un réseau siphoïde est de pouvoir transporter l'eau en un point donné du bâtiment indifféremment dans sa longueur ou dans sa largeur, ce qui évite les réseaux sous le bâtiment et la multiplicité des points de chute.
Domaine d'emploi
Les installations utilisant le système siphoïde sont réalisées en PEHD, PVC, fonte, acier etc. Le calcul et le dimensionnement sont réalisés par un bureau d'études spécialisé.
Paramètres d'étude
Le dimensionnement des installations est calculé en tenant compte des intensités pluviométriques normalisées. Pour la France la valeur à considérer est 3l/min.m². La vitesse d'évacuation d'eau dans les tuyauteries est calculée pour être supérieure à 1 mètre par seconde pour assurer l'auto nettoyage et inférieure à 8 m/s pour éviter les effets de cavitation.
Descriptif
Le système siphoïde par son application, fournit une solution optimisée pour la conception des évacuations de toitures. Les systèmes siphoïdes présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux systèmes conventionnels et sont conçus pour s'intégrer dans les immeubles en fournissant des espaces rentables par rapport à tout autre système d’évacuation des eaux pluviales.
Pour résumer, l'avantage principal d’un système siphoïde est de réduire au minimum la disposition des descentes. Non seulement les descentes sont réduites en nombre et en diamètre mais l'emplacement des points de drain est totalement flexible. L'élimination d'air dans les canalisations, verticales et horizontales, est réalisée premièrement par l'utilisation de la sortie qui empêche l'entraînement de l'air.
Deuxièmement un logiciel de calcul des dimensionnements utilise la hauteur du bâtiment comme "tête" hydraulique équilibrant le frottement et les pertes locales dans la configuration des tuyaux et ramène les diamètres des tuyaux au minimum nécessaire pour transporter le volume de l'eau.
L'équilibre hydraulique est réalisé par l'intermédiaire de l'ordinateur par permutation des sections transversales latérales et verticales des tuyaux. L'écoulement au passage intégral est le résultat où l'action siphoïde permet l'écoulement interne à vitesse élevée. Le système horizontal installé sert de conduit collecteur, desservant les points multiples de sortie de toiture.
Finalement chaque système siphoïde se décharge par l'intermédiaire d'une descente verticale dans la canalisation principale qui est aérée pour l’écoulement.
Système de secours
Certaines installations d’évacuation des eaux pluviales par dépression peuvent être équipées de système de secours intégré. Il s’agit d’un système de sécurité concourant à la pérennité de l’ouvrage en fonction dégradée, il contribue au calcul rigoureux des charges sur les structures, il participe donc à la sécurité des ouvrages et des personnes.
Les systèmes siphoïdes actuels ne tiennent pas compte de la charge d’eau induite par l’obstruction partielle ou totale, des réseaux, en effet, qu’ils soient dédoublés, alternés ou non, l’obstruction d’un réseau, implique directement une montée de la charge d’eau en toiture.
Le temps que cet excédent se résorbe par les éléments encore en fonction, le risque devient croissant en fonction de l’intensité de l’orage, de sa durée et de la résistance de la structure. Ce système de sécurité évacue la totalité de l’excédent d’eau en fonction dégradée, c'est-à-dire :
- En cas d’obstruction partielle ou totale du réseau ou d’un des 2 réseaux, la totalité de la charge d’eau est évacuée par le système de secours de façon continue sans limite de temps.
- En cas de pluies exceptionnelles, pouvant dépasser les normes, ces exceptions sont évacuées par le système de secours en fonction continue.
- Ce système de secours en dehors de la ligne de noue n’est pas encombré par les déchets.
- Ce système de secours fonctionne aussi en alerte puisqu’il est rejeté sur l’extérieur à une hauteur d’1 mètre du sol et non dans les réseaux VRD.
Ce nouveau système à la particularité d’être constitué de moins de tuyaux et de plus de sécurité, pour une quantité inférieure au système siphoïde classique.
En conclusion, il s’agit d’un système de sécurité concourant à la pérennité de l’ouvrage en fonction dégradée, il contribue au calcul rigoureux des charges sur les structures, il concoure à la sécurité des ouvrages et des personnes.
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