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Dispositif | Régulateur de débit

Régulateur de débit

© Bruxelles Environnement

Un régulateur de débit permet de limiter le débit d'eau de pluie évacué d'une parcelle : réseau d'égouttage, cours d'eau, etc. Il est donc installé en sortie d'un volume tampon : bassin d'orage, noue, tranchée, etc. et permet de lutter donc contre le risque d'inondation en aval.

Quel est le rôle d'un régulateur de débit ?

Un volume tampon couplé à un régulateur de débit permet de :

  • déphaser dans le temps le volume d'eau de pluie vers le réseau d'égouttage ;
  • écrêter le pic du débit d'eau de pluie vers le réseau d'égouttage.

Principe de déphasage et d’écrêtement de l’évènement pluvieux

Quel débit de fuite maximum choisir pour un régulateur de débit ?

Le débit de fuite maximum d'un régulateur de débit est fixé par le gestionnaire de réseau vers lequel ce dispositif rejette ses eaux à savoir :

  • Vivaqua si le rejet se fait à l'égout ;
  • le Port de Bruxelles pour un rejet au canal ;
  • le gestionnaire de cours d'eau pour un rejet dans le réseau hydrographique ;
  • etc.

Le projet peut aussi opter pour un débit de fuite inférieur à celui imposé par le gestionnaire du réseau. Dans tous les cas, le débit de fuite maximum doit être respecté et non une valeur de débit moyen.

En fonction du débit de fuite retenu, des capacités d'infiltration du volume tampon et - sur base du temps de retour des pluies contre lesquelles on se protège et de la surface active exposée à la pluie - des volumes ruisselés, on peut alors déterminer le volume tampon nécessaire.

Plus d'informations quant au débit de fuite à viser peuvent-être trouvées à la page | Dimensionner les dispositifs de gestion de l'eau de pluie

Quels sont les différents types de régulateurs de débit ?

Il existe différents dispositifs permettant une évacuation à débit régulé :

  • régulateur à débit variable ;
  • régulateur à débit constant.

Dans tous les cas, le débit de fuite maximum ne peut pas être dépassé.

Régulateur à débit variable

Le régulateur à débit variable consiste généralement en un simple trou / tuyau à une hauteur donnée dans le volume tampon ou dans un regard de visite après le volume tampon. Dans ce cas, le débit d'évacuation de l'eau varie suivant une fonction racine carrée appliquée à la hauteur d'eau au-dessus du trou de sortie.

PAS DE DROIT

Régulateur à débit variable (trou) installé sur un trop plein

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Régulateur à débit variable (tuyau) installé sur un bouchon

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Régulateur de débit variable installé dans un regard de visite

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Section du tuyau

La section du tuyau jouant le rôle de régulateur de débit peut être trouvée à partir de la formule suivante :

S= Qf/(m x sqrt(2g x h))

Où :

  • S: section du tuyau (m²)
  • Qf : débit de fuite (m³/s)
  • m : coefficient de frottement variant entre 0.61 et 0.65 (valeur empirique)
  • h : hauteur d'eau entre le centre du tuyau et le niveau d'eau maximum atteint dans le tampon, qui correspond généralement au niveau du trop-plein (m)
  • g : accélération de la pesanteur : 9.81 m/s²

Une fois la section du tuyau calculée, on peut trouver le diamètre du tuyau, en utilisant la formule

S = Pi x  D²/4

Volume du volume tampon

Pour dimensionner le volume du volume tampon, on doit tenir compte que le débit de fuite augmente à mesure que le volume se remplit et donc que le niveau d'eau augmente.  Il faut donc procéder par intégration numérique dans les calculs de bilan d'eau, en discrétisant les pas de temps.

Régulateur à débit constant

Hauteur d'eau au-dessus de la bouche d'évacuation du régulateur constante

Ce régulateur, permet d'évacuer l'eau à un débit constant en maintenant, quel que soit le niveau d'eau dans la citerne, la bouche d'évacuation sous une hauteur d'eau constante .

Régulateur à débit constant maintenant la bouche d’évacuation à une profondeur d’eau constanteSection de la bouche d'évacuation variable

Ce régulateur compense l'augmentation de pression liée à la hauteur d'eau par une réduction de la section de la bouche d'évacuation pour maintenir le débit constant.

Régulateur à débit constant avec section de la bouche d'évacuation variable

Vortex

Ce régulateur compense l'augmentation de pression liée à la hauteur d'eau par une augmentation de la perte de charge au sein du régulateur pour maintenir le débit constant.

Le schéma suivant illustre le fonctionnement d'un tel régulateur.

Régulateur à débit constant de type vortex

Différences entre régulateurs à débit constant et variable

Le graphique ci-dessous compare les hydrogrammes en sortie du volume tampon selon qu'il y ait un régulateur à débit constant ou un régulateur à débit variable.

Principe de déphasage et d’écrêtement de l’évènement pluvieux - Régulateur à débit constant VS débit variable

Le régulateur à débit constant travail au plus proche du débit de fuite maximum autorisé, ce qui présente l'avantage d'avoir recours à un volume de stockage moindre que dans le cas de l'utilisation d'un régulateur variable.

Note : Bien que le débit du régulateur à débit constant soit théoriquement constant, en pratique des légères variations du débit sont tout de même possibles. Lors du placement de ce dernier, on veille donc, à prendre une marge de sécurité pour être sûr de ne pas dépasser le débit de fuite maximum autorisé.

Quel entretien pour un régulateur de débit ?

Quel que soit le régulateur de débit, un entretien régulier est nécessaire pour s'assurer que la bouche d'évacuation du régulateur n'est pas obstruée et que l'eau n'est pas évacuée via le trop-plein (débit de fuite maximum non tenu).

On veille de plus, à :

  • ne pas sélectionner des modèles de régulateur dont la section de la bouche d'évacuation est trop petite pour éviter ce risque de bouchage ;
  • mettre en place les dispositifs de filtration nécessaire en amont du volume tampon (ou en amont du régulateur de débit) ;
  • mettre en place un dispositif d' arrivée tranquille (dans le cas où le volume tampon est une citerne) pour éviter que les éventuelles boues ne soient remuées et ne viennent obstruer la bouche d'évacuation.

Pour plus d'informations sur les systèmes de filtration et d'arrivée tranquille, voir les dispositifs du dossier | Récupérer l'eau de pluie.

Aller plus loin

Dans le guide

Les dispositifs de rétention pouvant être munis d'un régulateur de débit sont :

Dispositif | Bassins d'orage

Dispositif | Bassins sec ou en eau

Dispositif | Structures réservoirs

Les dispositifs à placer en amont du volume tampon :

Pour des informations sur les valeurs de débit de fuite :

Autres publications outils de Bruxelles Environnement

  • Composante Urbaine (2014), Eaux de pluie, un atout pour l'espace public  : Etude présentant des projets innovants en matière de gestion des eaux pluviales sur l'espace public et en voirie , Bruxelles Environnement, Bruxelles (téléchargeable/consultable sur :

mis à jour le 29/08/2019

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