Modification d’une installation hydraulique (partie 2/2)

## Objectifs et prérequis **À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de :** - Analyser les besoins d’une modification d’installation hydraulique existante (alimentation, évacuation, chauffage). - Élaborer un cahier des charges technique adapté à une externalisation des travaux. - Sélectionner les prestataires en fonction de leurs qualifications, de leurs références et du respect des normes camerounaises. - Planifier le suivi de chantier, contrôler la conformité des réalisations et réceptionner les travaux. - Appliquer les règles de sécurité, d’hygiène et de protection de l’environnement lors de la modification d’une installation hydraulique. **Prérequis :** - Connaissances de base en hydraulique des bâtiments (principe de continuité, pertes de charge, diamètres nominals). - Maîtrise de la lecture de plans d’installation (schémas de tuyauterie, symboles normalisés). - Notions de réglementation en matière de plomberie au Cameroun (arrêtés du MINTP et du MINEE). - Savoir utiliser les outils de métrage (mètre ruban, laser) et les logiciels de DAO simples (QCAD, LibreCAD). --- ## Introduction contextualisée Dans le secteur du bâtiment au Cameroun, la rénovation et l’extension des installations hydrauliques sont fréquentes du fait de l’urbanisation rapide, de la mise aux normes des bâtiments publics et de la demande croissante en confort sanitaire. Les établissements scolaires, les centres de santé et les logements collectifs nécessitent souvent des modifications partielles (remplacement de colonnes montantes, ajout de points d’eau, mise en conformité des réseaux d’évacuation). Plutôt que de réaliser ces travaux en interne, de nombreuses entreprises ou collectivités choisissent l’**externalisation** : elles confient la conception, l’exécution et le suivi à des prestataires spécialisés. Cette approche permet de bénéficier d’une expertise pointue, de respecter les délais et de maîtriser les coûts tout en assurant la conformité aux normes techniques et environnementales. Ce chapitre présente, d’abord, les **activités d’intégration** qui permettent à l’élève de mobiliser ses acquis pour analyser une situation réelle, puis la **leçon 9** dédiée à l’externalisation des travaux de modification d’une installation hydraulique. --- ## I. Activités d’intégration ### 1. Analyse d’une situation professionnelle > Une activité d’intégration commence par la collecte d’informations sur l’installation existante : relevés de diamètres, pressions de service, matériaux utilisés, points de défaut (fuites, corrosion). Dans un lycée de Yaoundé, le service technique constate une baisse de pression au niveau des blocs sanitaires du deuxième étage. Après relevé, on observe : - Colonne montante en acier galvanisé Ø 50 mm, longueur 12 m, présentant des traces de rouille. - Débit de pointe estimé à 0,30 L/s (lavabos + chasses d’eau). - Pression disponible au rez-de-chaussée : 2,5 bar. L’élève doit : 1. Calculer la perte de charge théorique dans la colonne existante (formule de Darcy‑Weisbach ou Hazen‑Williams). 2. Comparer cette perte à la pression disponible pour déterminer si le débit est suffisant. 3. Proposer une solution de remplacement (ex. : colonne en PER Ø 40 mm) et justifier le choix technique et économique. ### 2. Élaboration d’un cahier des charges simplifié À partir de l’analyse, l’élève rédige un cahier des charges contenant : - **Objet** : remplacement de la colonne montante d’alimentation eau froide du bâtiment A. - **Prestations attendues** : dépose de l’ancienne colonne, fourniture et pose de la nouvelle colonne, essais de pression, remise en état des revêtements. - **Référentiels techniques** : NF EN 806‑1 (alimentation en eau potable), NF P 01‑012 (évacuation des eaux usées), réglementation camerounaise sur la qualité de l’eau potable (arrêté n° 2005/012 du MINEE). - **Critères de sélection** : qualification Qualibat ou équivalent, références similaires (≥ 2 chantiers de même nature), assurance responsabilité civile professionnelle, délai d’exécution ≤ 15 jours ouvrés. - **Modalités de suivi** : réunions de chantier hebdomadaires, procès‑verbal de réception, garantie de parfait achèvement de 12 mois. ### 3. Mise en situation de suivi de chantier L’élève simule la conduite d’une réunion de suivi : vérification du planning, contrôle de la conformité des matériaux (certificats de conformité, marquage CE), relevé des réserves, établissement du procès‑verbal de réception. Cette activité permet de mettre en pratique les notions de **qualité**, de **sécurité** (port des EPI, consignes de coupure d’eau) et de **communication** avec le maître d’ouvrage. --- ## II. Leçon 9 : Externalisation des travaux de modification d’une installation hydraulique ### 1. Définition et enjeux de l’externalisation > L’externalisation consiste à confier à un prestataire extérieur la réalisation totale ou partielle d’un ouvrage, tout en conservant la maîtrise d’ouvrage. Dans le domaine hydraulique, l’externalisation répond à plusieurs objectifs : - Accéder à des compétences spécialisées (soudage TIG de l’acier inoxydable, mise en œuvre de systèmes de récupération d’eaux de pluie). - Réduire les charges fixes du maître d’ouvrage (pas besoin de maintenir une équipe de plombiers en interne). - Garantir le respect des délais grâce à une planification contractuelle précise. - Limiter les risques juridiques : le prestataire assume la responsabilité de la conformité aux normes et de la **garantie de parfait achèvement** (12 mois) conformément à la réglementation camerounaise. Une garantie décennale peut être stipulée contractuellement mais n’est pas une exigence légale au Cameroun. ### 2. Étapes du processus d’externalisation | Étape | Description | Livrable attendu | |-------|-------------|------------------| | **2.1** | **Expression du besoin** : recueil des dysfonctionnements, définition des objectifs de performance (débit, pression, qualité de l’eau). | Cahier des besoins signé par le maître d’ouvrage. | | **2.2** | **Rédaction du cahier des charges** (voir activité d’intégration). | Document contractuel incluant spécifications techniques, références normatives, critères de sélection. | | **2.3** | **Consultation des prestataires** : envoi d’un appel d’offres restreint ou ouvert, analyse des offres (technique, financière, délai). | Tableau de comparaison des offres, classement. | | **2.4** | **Choix du prestataire** : notification, signature du marché (ou du contrat de sous‑traitance). | Marché signé, attestation d’assurance. | | **2.5** | **Préparation du chantier** : réunion de lancement, vérification des autorisations (arrêté de voirie, permis de construire si nécessaire). | Procès‑verbal de réunion de lancement, permis obtenus. | | **2.6** | **Exécution des travaux** : suivi quotidien, contrôle qualité (essais de pression, étanchéité), gestion des aléas. | Journaux de chantier, rapports de contrôle, réserves levées. | | **2.7** | **Réception et garantie** : visite de réception, établissement du procès‑verbal, levée des réserves, période de garantie (parfait achèvement, bon fonctionnement). | PV de réception, attestation de conformité, carnet de suivi de garantie. | ### 3. Principaux documents contractuels - **Cahier des charges techniques (CCT)** : décrit les prestations, les matériaux, les normes à appliquer, les essais à réaliser. - **Cahier des clauses administratives générales (CCAG)** : définit les obligations des parties (paiement, pénalités de retard, assurances). - **Acte d’engagement** : formalise l’accord entre maître d’ouvrage et prestataire. - **Planning détaillé** : diagramme de Gantt ou tableau de suivi des jalons (dépose, fourniture, pose, essais). ### 4. Normes et réglementation applicables au Cameroun | Domaine | Référence | Contenu principal | |---------|-----------|-------------------| | Alimentation en eau potable | NF EN 806‑1 (et ses parties) | Qualité de l’eau, dimensionnement des tuyauteries, protection contre la pollution. | | Evacuation des eaux usées | NF P 01‑012 | Pente minimale, diamètre des colonnes, ventilations, regards de visite. | | Tuyauteries métalliques | NF EN 10305‑1 (tubes sans soudure) | Tolérances dimensionnelles, caractéristiques mécaniques. | | Tuyauteries en matériaux synthétiques | NF EN 12201‑2 (PE‑HD), NF EN 15876‑1 (PER) | Résistance à la pression, durée de vie, compatibilité avec l’eau potable. | | Sécurité sur les chantiers | Arrêté n° 2003/014 du MINTP (prévention des risques) | Port des EPI, signalisation, consignes de coupure d’énergie et de fluides. | | Qualité de l’eau potable | Arrêté n° 2005/012 du MINEE | Paramètres microbiologiques et chimiques limites, contrôle périodique. | > Toute modification d’une installation hydraulique doit être accompagnée d’un **plan de prévention** signé par le coordonnateur SPS (sécurité et protection de la santé) avant le début des travaux. ### 5. Exemple chiffré : dimensionnement d’une colonne de remplacement **Données** : - Débit de pointe souhaité : \( Q = 0,35 \,\text{L/s} = 0,00035 \,\text{m}^3/\text{s} \) - Pression disponible au pied de colonne : \( P_0 = 2,5 \,\text{bar} = 250 \,\text{kPa} \) - Longueur de la colonne : \( L = 12 \,\text{m} \) - Coefficient de rugosité Hazen‑Williams \( C = 130 \) (PER) - Pression minimale requise au point le plus défavorable : \( P_{\text{min}} = 1,0 \,\text{bar} = 100 \,\text{kPa} \) (pour assurer le fonctionnement des appareils) **Étape 1 – Calcul de la perte de charge admissible** : \[ \Delta P_{\text{admissible}} = P_0 - P_{\text{min}} = 250 \,\text{kPa} - 100 \,\text{kPa} = 150 \,\text{kPa} \] Conversion en hauteur d’eau : \[ h_{\text{admissible}} = \frac{\Delta P_{\text{admissible}}}{\rho g} \approx \frac{150\,000 \,\text{Pa}}{9\,810 \,\text{N/m}^3} \approx 15,3 \,\text{m CE} \] **Étape 2 – Formule Hazen‑Williams (en unités SI)** : \[ h_f = 10,67 \; \frac{L \; Q^{1,85}}{C^{1,85} \; D^{4,87}} \] où \( h_f \) en mètres, \( L \) en mètres, \( Q \) en m³/s, \( D \) en mètres, \( C \) sans dimension. **Étape 3 – Résolution pour le diamètre \( D \)** : On impose \( h_f \le h_{\text{admissible}} \) : \[ 10,67 \; \frac{L \; Q^{1,85}}{C^{1,85} \; D^{4,87}} \le h_{\text{admissible}} \] \[ D^{4,87} \ge 10,67 \; \frac{L \; Q^{1,85}}{C^{1,85} \; h_{\text{admissible}}} \] Calcul numérique : - \( Q^{1,85} = (0,00035)^{1,85} \approx 4,05 \times 10^{-7} \) - \( L \; Q^{1,85} = 12 \times 4,05 \times 10^{-7} = 4,86 \times 10^{-6} \) - \( 10,67 \times L \; Q^{1,85} = 10,67 \times 4,86 \times 10^{-6} \approx 5,19 \times 10^{-5} \) - \( C^{1,85} = 130^{1,85} \approx 8,10 \times 10^{3} \) - \( h_{\text{admissible}} = 15,3 \,\text{m} \) \[ D^{4,87} \ge \frac{5,19 \times 10^{-5}}{(8,10 \times 10^{3}) \times 15,3} = \frac{5,19 \times 10^{-5}}{1,24 \times 10^{5}} \approx 4,19 \times 10^{-10} \] \[ D \ge \left(4,19 \times 10^{-10}\right)^{1/4,87} \approx 0,012 \,\text{m} = 12 \,\text{mm} \] **Étape 4 – Choix du diamètre commercial** : Le diamètre théorique minimal est d’environ 12 mm. On choisit le diamètre commercial supérieur habituellement utilisé en PER, soit **DN 20 mm** (Ø extérieur 20 mm, épaisseur 2,0 mm) ou, pour une marge de sécurité plus importante, **DN 25 mm**. > Le dimensionnement doit toujours être vérifié par un essai de pression à 1,5 fois la pression de service (ici 3,75 bar) pendant 10 minutes, sans chute de pression supérieure à 0,2 bar. ### 6. Gestion des risques et assurance - **Responsabilité civile professionnelle (RCP)** du prestataire : couvre les dommages causés aux tiers pendant l’exécution. - **Garantie de parfait achèvement** : obligatoire pour les travaux affectant la solidité de l’ouvrage ou le rendant impropre à sa destination, d’une durée de 12 mois, conformément à la réglementation camerounaise (arrêtés MINTP/MINEE). Une garantie décennale peut être stipulée contractuellement mais n’est pas une exigence légale au Cameroun. - **Assurance dommages‑ouvrage** : souscrite par le maître d’ouvrage pour faciliter le règlement des sinistres sans attendre la détermination de responsabilité. - **Plan de prévention** : doit identifier les risques spécifiques (travaux en espace confiné, manipulation de produits chimiques pour le traitement de l’eau, risques électriques près des canalisations). ### 7. Exemple de suivi de chantier (extrait du journal) | Date | Activité | Observations | Responsable | |------|----------|--------------|-------------| | 03/10/2024 | Réunion de lancement | Validation du planning, présentation des certificats de conformité des tubes PER | Conducteur de travaux | | 05/10/2024 | Dépose colonne acier | Découpe au disque, évacuation des déchets vers centre de tri agréé | Chef d’équipe | | 07/10/2024 | Pose colonne PER DN 32 | Raccords à sertir, contrôle d’étanchéité à l’air (test à 0,5 bar) | Monteur | | 09/10/2024 | Essai de pression | Pression montée à 3,75 bar, perte observée 0,12 bar après 10 min → conforme | Contrôleur qualité | | 12/10/2024 | Réception provisoire | Aucun réserve, PV signé | Maître d’ouvrage & prestataire | | 15/10/2025 | Levée des réserves (garantie parfait achèvement) | Aucun défaut constaté après 12 mois | Maître d’ouvrage | --- ## Synthèse du chapitre - **Objectifs** : analyser un besoin, rédiger un cahier des charges, choisir et suivre un prestataire externe pour la modification d’une installation hydraulique. - **Étapes de l’externalisation** : expression du besoin → cahier des charges → consultation → choix du prestataire → préparation → exécution → réception et garantie. - **Documents clés** : CCT, CCAG, acte d’engagement, planning, procès‑verbal de réception. - **Normes applicables** : NF EN 806‑1, NF P 01‑012, NF EN 10305‑1, NF EN 12201‑2, arrêtés camerounais (MINTP, MINEE). - **Dimensionnement** : utilisation de la formule Hazen‑Williams (en unités SI) pour déterminer le diamètre nécessaire (exemple DN 20 mm en PER pour Q = 0,35 L/s, ΔP admissible = 150 kPa, donnant un diamètre théorique d’environ 12 mm). - **Sécurité** : port des EPI, plan de prévention, essais de pression à 1,5× service, gestion des déchets selon la réglementation environnementale. - **Garanties** : RCP, garantie de parfait achèvement de 12 mois, assurance dommages‑ouvrage, période de parfait achèvement de 12 mois. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Cahier des charges techniques (CCT)** | Document décrivant les prestations, les matériaux, les normes à respecter et les essais à réaliser. | | **Colonne montante** | Tuyau vertical qui distribue l’eau froide ou chaude depuis l’alimentation principale vers les étages supérieurs. | | **Diamètre nominal (DN)** | Désignation normalisée du diamètre intérieur d’un tuyau, exprimée en millimètres. | | **Essai de pression** | Test consistant à pressuriser une installation à une valeur supérieure à la pression de service pour vérifier son étanchéité et sa résistance. | | **Garantie de parfait achèvement** | Obligation légale de réparer, pendant douze mois, les dommages affectant la solidité de l’ouvrage ou le rendant impropre à sa destination. | | **Hazen‑Williams** | Formule empirique permettant de calculer la perte de charge dans les tuyauteries en fonction du débit, du diamètre et du coefficient de rugosité C. | | **Plan de prévention** | Document élaboré avant le début des travaux qui identifie les risques, définit les mesures de prévention et désigne le responsable SPS. | | **Prestataire externe** | Entreprise ou artisan auquel le maître d’ouvrage confie l’exécution d’une partie ou de la totalité d’un ouvrage. | | **Raccord à sertir** | Type de joint utilisé pour les tubes PER, obtenu par déformation mécanique du matériau autour du raccord. | | **Responsabilité civile professionnelle (RCP)** | Assurance couvrant les dommages causés à des tiers lors de l’exécution des prestations professionnelles. | | **Réglementation camerounaise** | Ensemble des arrêtés, décrets et lois (MINTP, MINEE) régissant la conception, la réalisation et la maintenance des installations hydrauliques. | | **Tuyauterie PER** | Polyéthylène réticulé, matériau souple et résistant utilisé pour l’alimentation en eau froide et chaude dans le bâtiment. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement d’une dérivation **Situation** : Dans un bâtiment administratif à Douala, il faut ajouter un point de lavabo au rez‑dé‑chaussée. Le débit de pointe estimé pour ce lavabo est 0,15 L/s. La colonne d’alimentation existante est en PER DN 25, longueur 8 m, pression disponible au pied de colonne 2,0 bar. Déterminer si la colonne actuelle peut supporter le débit supplémentaire sans dépasser une perte de charge de 0,3 bar. **Corrigé** : 1. Débit à considérer : \( Q = 0,15 \,\text{L/s} = 0,00015 \,\text{m}^3/\text{s} \). 2. Pression admissible : \( \Delta P_{\text{admissible}} = 0,3 \,\text{bar} = 30 \,\text{kPa} \). Hauteur d’eau admissible : \( h_{\text{admissible}} = \dfrac{30\,000}{9\,810} \approx 3,06 \,\text{m CE} \). 3. Utiliser la formule Hazen‑Williams (SI) : \[ h_f = 10,67 \; \frac{L \; Q^{1,85}}{C^{1,85} \; D^{4,87}} \] avec \( L = 8 \,\text{m} \), \( C = 130 \), \( D = 25 \,\text{mm} = 0,025 \,\text{m} \). 4. Calcul intermédiaire : - \( Q^{1,85} = (0,00015)^{1,85} \approx 8,5 \times 10^{-8} \) - Numérateur : \( 10,67 \times 8 \times 8,5 \times 10^{-8} = 7,26 \times 10^{-6} \) - \( C^{1,85} \approx 8,10 \times 10^{3} \) - \( D^{4,87} = (0,025)^{4,87} \approx 1,58 \times 10^{-8} \) - Dénominateur : \( 8,10 \times 10^{3} \times 1,58 \times 10^{-8} \approx 1,28 \times 10^{-4} \) - \( h_f = \dfrac{7,26 \times 10^{-6}}{1,28 \times 10^{-4}} \approx 0,0567 \,\text{m} \) 5. Perte de charge en pression : \[ \Delta P = h_f \times \rho g \approx 0,0567 \times 9\,810 \approx 0,556 \,\text{kPa} = 0,0056 \,\text{bar} \] 6. Puisque \( 0,0056 \,\text{bar} \ll 0,3 \,\text{bar} \), la perte de charge est largement inférieure à la limite autorisée. **Conclusion** : aucune modification de diamètre n’est nécessaire ; il suffit de prévoir un raccord en té et un robinet d’arrêt. ### Exercice 2 – Rédaction d’un extrait de cahier des charges **Situation** : Vous devez rédiger la partie « Fourniture et pose de la tuyauterie » pour le remplacement d’une colonne d’évacuation eaux usées en fonte par une colonne en PVC‑DN 100, longueur 10 m, dans un lycée de Garoua. **Corrigé** (extrait) : > **Fourniture et pose de la tuyauterie d’évacuation** > 1. **Fourniture** : tubes PVC‑DN 100, classe SN 8, conformes à la norme NF EN 1452‑2, livrés avec certificats de conformité et marquage CE. > 2. **Pose** : > - Découpe des tubes à l’aide d’une scie à métaux à vitesse réduite, ébavurage intérieur et extérieur. > - Assemblage par collage à l’aide d’adhésif spécifique PVC‑U, conformément aux recommandations du fabricant (temps de prise 24 h à 20 °C). > - Pose avec pente minimale de 2 % (20 mm/m) vérifiée au niveau à bulle ou laser. > - Fixation tous les 1,5 m à l’aide de colliers en acier galvanisé avec joint d’étanchéité en caoutchouc. > 3. **Essais** : après remplissage, test d’étanchéité à l’air à 0,5 bar pendant 10 min, aucune chute de pression supérieure à 0,05 bar admise. > 4. **Nettoyage** : évacuation des débris vers un centre de tri agréé, remise en état des revêtements de sol et de peinture. > 5. **Documents à fournir** : procès‑verbal d’essai, certificats de conformité des tubes et de l’adhésif, plan de pose signé. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | # | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |---|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Oublier de couper l’alimentation générale avant la dépose** | Risque de inondation, électrocution si des appareils électriques sont présents. | Toujours fermer le robinet d’arrêt général, vérifier l’absence de pression avec un manomètre, afficher une consigne de consignation. | | 2 | **Utiliser un diamètre de tube trop petit** | Perte de charge excessive, baisse de pression aux appareils, bruit de cavitation. | Effectuer le calcul de perte de charge (Hazen‑Williams ou Darcy‑Weisbach) avant toute commande ; choisir le diamètre commercial supérieur au résultat théorique. | | 3 | **Ne pas respecter la pente minimale des évacuations** | Refoulement, mauvais écoulement, odeurs, risque de débordement. | Vérifier la pente avec un niveau à bulle ou un laser ; prévoir des regards de visite tous les 15 m pour faciliter le contrôle. | | 4 | **Omettre le port des EPI (gants, lunettes, casque)** | Coupures, projections de débris, intoxication par les solvants d’adhésif. | Élaborer une fiche de poste incluant les EPI obligatoires ; faire un rappel en début de chaque journée de travail. | | 5 | **Ne pas réaliser l’essai de pression à 1,5× la pression de service** | Défaillance non détectée pouvant conduire à une rupture en service. | Planifier l’essai dès la fin de la pose, consigner les valeurs de pression et de durée, ne lever les réserves qu’après conformité. | | 6 | **Laisser des déchets de chantier sur la voie publique** | Pollution, sanction administrative, atteinte à l’image de l’entreprise. | Prévoir un contenant dédié sur le chantier, évacuer les déchets vers un centre de tri agréé, obtenir un bordereau de suivi des déchets. | --- *Fin du cours.*