gestion des eaux pluviales ouvrage hydraulique modélisation dépollution
A
Études
Ressources en eau et milieux aquatiques
TSM 12 2019 - Page(s) 45-59

Évaluation et optimisation des performances de décantation de bassins de stockage des eaux pluviales par mécanique des fluides numérique

Evaluation and optimization of settling performance of storage tanks by computational fluid dynamics

Résumé

Cet article présente la mise en œuvre d’un modèle de mécanique des fluides numérique pour évaluer les performances de décantation de trois bassins de stockage des eaux pluviales situés dans le sud-ouest de l’Allemagne et qui ne respectent pas les règles de l’art allemandes (rapport longueur sur largeur trop petit, entrée en virage et présence d’un siphon en sortie). Après la modélisation hydraulique 3D de l’écoulement, un suivi lagrangien des particules en suspension est mis en œuvre afin d’évaluer l’abattement des bassins pour l’ensemble des vitesses de chute. La comparaison avec la méthode de Hazen permet de montrer que cette dernière est très imprécise pour évaluer les performances de décantation d’un bassin. En matière de conception, cette étude permet de montrer que les performances peuvent être améliorées en distribuant le débit d’entrée sur plusieurs orifices ou bien en mettant en place un déflecteur.

Abstract

This article presents the use of a 3D Computational Fluid Dynamics model to evaluate the settling performance of three rainwater storage tanks located in south-western Germany. These tanks do not respect the German guidelines (length to width ratio too small, bend at the inlet, presence of a siphon at the outlet). After the 3D hydraulic modeling of the flow, a Lagrangian modeling of the suspended solids behaviour in investigated storage tanks is carried out in order to evaluate the removal effciencies for the whole range of settling velocity distribution. The comparison with Hazen’s method shows that the latter is very inaccurate to evaluate the settling performance of a tank. Concerning the design, this study highlights that the performances can be improved by distributing the inlet flow on several orifices or by installing a deflector in front of the inlet.

Mots clés : conception de bassin, dépollution par décantation, mécanique des fluides numérique, évaluation des performances
Keywords : tank design, settling, computational fluid dynamics, performance evaluation
https://doi.org/10.36904/tsm/201912045

1,2 3D EAU – Strasbourg
3 Ingenieurbüro Angelika Benesch – Fliesswechsel – Dortmund – Allemagne
4 Stadthydrologie – Rastatt – Allemagne

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