ENTRETIEN DE L’EAU DEPUIS LE CAPTAGE JUSQU’AU RESERVOIR

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ETUDE DES DONNEES

Pour un avant–projet d’Adduction en Eau Potable, il faut consacrer du temps à l’étude de :
-la topographie générale des lieux donnée par les courbes de niveau.
-l’altitude des captages et l’altitude moyenne de l’agglomération afin de déterminer la manière dont on effectue l’adduction par effet gravitaire ou par refoulement.

Adduction par effet gravitaire

Dans une adduction gravitaire, le point de captage se situe à une altitude supérieure à celle du réservoir de desserte de l’agglomération.

Adduction par refoulement

Lorsque le captage se situe à un niveau inférieur à celui du réservoir, il est nécessaire d’utiliser une pompe pour refouler l’eau au réservoir. L’adduction est dite par refoulement.

EXAMEN DES BESOINS

Les besoins en eau de la population sont évalués en fonction des données correspondant à la norme applicable ordonnée par l’O.M.S.
On détermine la somme totale des besoins qu’on compare aux débits susceptibles d’être amenés par le captage.

DEGROSSISSAGE DE L’AVANT -PROJET

Le lieu de captage et le lieu de desserte étant précisés, on examine les différents tracés possibles pour l’adduction en tenant compte des chemins et des routes qui existent. On trace quelques profils en long afin d’examiner l’emplacement possible de l’usine de refoulement pour une adduction par refoulement. Pour une adduction par gravitaire, il faut procéder au meilleur tracé du réseau.

Captage

-S’il s’agit d’une source, le captage doit comporter un pavillon de couverture avec des accessoires comprenant : prise d’eau, évacuation du trop-plein, dispositif de jaugeage et périmètre de protection.
-S’il s’agit d’une nappe ou d’un gisement souterrain, le captage et le réseau de puits doivent être espacés d’une distance convenable pour éviter les interférences.

Traitement

Les eaux captées dans la nature ne présentent pas les qualités physiques, chimiques et biologiques désirables, propres à la consommation. D’où la nécessité d’un traitement en vue d’obtenir une eau hygiénique. Pour cela, on examine successivement :
-l’élimination des éléments en suspension, par décantation ou par filtration.
-la stérilisation par l’action du Chlore ou de ses dérivés, ou de l’Ozone.
-l’amélioration consistant à corriger les propriétés chimiques de l’eau captée, soit par addition de corps chimiques convenables, soit par absorption de corps à supprimer.

Adduction

L’adduction est le transport de l’eau depuis le captage jusqu’au voisinage de la zone d’utilisation. Il faut penser à l’étude du coup de bélier surtout dans l’hypothèse d’une adduction par refoulement.

Accumulation

L’accumulation consiste à remplir des réservoirs pour assurer la régularisation du débit lors d’une indisponibilité momentanée des ouvrages. Il faut prendre autant que possible la solution la plus économique en considérant un réservoir enterré ou semi enterré. Le réservoir sur tour est très cher.

Distribution

La distribution consiste à fournir à chaque instant aux utilisateurs les débits dont ils ont besoin. Elle nécessite donc un réseau de canalisations dimensionnées pour le débit maximal susceptible de passer en chaque point.
Les pressions au sol calculées de proche en proche à partir d’une côte amont égale à l’altitude du radier du réservoir doivent être comprises entre 5m et 40m d’eau.
BRIERE G. [8] a établi que la vitesse d’écoulement de l’eau dans les conduites doit respecter l’intervalle de variation suivant: 0,4 m.s-1 V 1 ,7 m.s-1 (1).

CARACTERISTIQUES DE LA COMMUNE DE MANALALONDO

Localisation administrative

La commune de Manalalondo est une commune rurale rattachée au District d’Arivonimamo, dans la région d’Itasy, de la province autonome d’Antananarivo. Elle se trouve à environ 96 km à l’Ouest de la capitale et à 42 km du chef lieu du District d’Arivonimamo. Pour s’y rendre, on prend la route nationale N°01 jusqu’à Mangatany Point kilométrique (P.K) 41, puis la Route Interprovinciale (RIP) 94. Une route secondaire de 79 km relie les deux districts d’Arivonimamo et de Faratsiho.

Etude géographique

Coordonnées géographiques

La commune de Manalalondo se situe à la longitude 47°06’Est et à la latitude 19°15’Sud.
L’altitude moyenne est de 1 700m.

Relief

Le relief de la commune rurale de Manalalondo se situe dans une zone en forme de cuvette limitée par des chaînes de montagnes (Bongatsara, Bongan’i Manalalondo,…) délimitées par les massifs d’Ankaratra.
La commune s’étend sur une superficie de 339km² dont 45% sont constituées de plaines et de vallées et 30% de plateaux dénudés.

Géologie

La plus grande partie du sol est de type ferralitique. Elle est sensible aux phénomènes d’érosion pluviale et éolienne. Cependant, on peut y trouver des sols volcaniques identiques à ceux de la région d’Ankaratra et d’Itasy.

Climat

Le climat de la commune de Manalalondo est le même que celui des hautes terres centrales comme celui de l’Ankaratra. Deux saisons le caractérisent:
-une saison d’été entre Novembre et Avril. La pluie y est abondante.
-une saison d’hiver entre Juin et Octobre. Le froid est intense et il y a de temps en temps du verglas.
La température est légèrement basse au début de la saison sèche à cause du microclimat du massif d’Ankaratra.

Hydrographie

La commune de Manalalondo est traversée par 3 rivières : Kitsamby, Morona et Ampivalanana.
Il existe également de petits ruisseaux et de sources naturelles satisfaisant aux besoins de la population.

Population

La commune de Manalalondo composée de 11 Fokontany compte 14 474 habitants sur une étendue de 339km². La densité de population est de 43 habitants/km². La population compte beaucoup de jeunes de plus de 18ans. Le taux de croissance annuelle est de 3% et la taille moyenne de chaque ménage est de 7 personnes.

Infrastructure hydraulique

La commune ne dispose pas encore des avantages des autres communes rurales de l’Ile. L’électricité et les eaux des bornes fontaines n’existent pas malgré la présence de la rivière Morona qui traverse la commune de l’Est vers le Sud.
Un barrage hydraulique sur cette rivière n’est utilisé que pour alimenter les rizières.

LA ZONE DU PROJET

Localisation du projet

La commune rurale de Manalalondo regroupe 11 Fokontany. Même son chef lieu ne dispose pas encore d’eau potable conventionnée. La population utilise uniquement des points d’eau et des puits.
Le projet d’adduction d’eau potable ne concerne que le chef lieu de la commune appelé Fokontany Manalalondo. Le hameau d’Avaratsena, la partie nord de la commune fait également partie de ce projet.

Situation actuelle en eau de la zone du projet

La commune avait déjà eu son eau potable en 1965. Le crédit « RAS DU SOL » finançait son fonctionnement. La source d’Andohasahakely était utilisée à cette fin. Un grand réservoir recevait directement l’eau de cette source. Il était en communication avec un autre réservoir d’équilibre desservant 13 bornes fontaines reparties dans chaque quartier de la commune. Vingt ans après, ce système d’adduction d’eau potable ne fonctionnait plus. Le manque d’entretien, la vétusté des équipements, l’érosion, la fissuration des canaux d’adduction n’ont plus permis d’utiliser l’installation. Les bornes fontaines commençaient à ne plus fonctionner, et par la suite, on assiste à leur destruction totale. En 2006, on ne rencontre plus qu’une seule borne fontaine dont le débit est très faible.
Dès lors, les villageois s’approvisionnaient en eau par des sources traditionnelles. Dans le chef lieu de la commune, il existait trois sources dont l’une, se trouvant au Nord, s’appelle « Fantsakana avaratra ». Elle alimente les hameaux d’Avaratsena et de Manalalondo Tampon-tanàna. L’autre, située au Sud, alimente la population d’Atsimontsena et ses environs. Et la dernière source d’Andohasahakely alimente les habitants d’Ambodirano et de ses environs.
La qualité de ces trois sources ne pose aucun problème sur la santé de la population sauf pendant la saison de pluie où les contaminations sont de toute sorte. On peut en déduire que depuis des années, ces sources présentent une bonne qualité de potabilité. Il faut cependant s’en occuper assez fréquemment pour qu’elles ne se dégradent pas.

Étude des ressources en eau

La population a besoin d’eau potable pour vivre. Deux alternatives peuvent être posées. La première consiste à s’occuper des trois sources existantes tout en procédant à leur restauration. La seconde alternative serait de concevoir un nouveau système d’adduction d’eau potable. Le choix sera fixé après une étude approfondie de tous les paramètres nécessaires à la réalisation du projet d’adduction d’eau potable en tenant compte de l’évolution du village et de la croissance démographique. Il faut en effet tenir compte de l’enveloppe financière avant de prendre une décision. La considération des trois sources existantes parait plus abordable, et c’est pourquoi, notre étude consisterait à approfondir ce cas.

Caractéristique des sources

Les sources localisées à Andohasahakely et Atsimotsena sont du type émergence. Elles apparaissent lorsque la surface piézométrique d’une nappe rencontre la surface topographique sans que le substratum imperméable soit nécessairement affleurant. Elles sortent normalement par les zones les plus basses.
La source d’Avaratsena est par contre du type affleurement caractérisé par son affleurement le long de la surface topographique de l’assise imperméable supportant la nappe. Cette dernière se trouve dans un terrain perméable en petit. Dans ce cas, il existe le long de la ligne d’affleurement de la zone imperméable des suintements continus très faibles.
Convenons d’appeler respectivement par S1, S2 et S3 les sources d’Andohasahakely située à l’Ouest du village, celle d’Avaratsena au Nord et de celle d’Atsimontsena au Sud.
La source S1 est tout indiquée pour le projet envisagé car elle est alimentée par un bassin versant dirigé dans le même sens que le cours d’eau.
Les sources S2 et S3 sont situées plus bas que le village et contrairement au précédent, le bassin versant et le cours d’eau sont de sens différents.

Mesure du débit des trois sources

Selon les travaux de DUPONT A. [7], le débit moyen d’une source est le rapport du volume d’eau V écoulé à la valeur du temps t . qm V (2) t.
Où : qm est le débit moyen (l.s-1) et V volume d’eau recueilli pendant le temps t (s).
Pour avoir le débit, on prend la durée de remplissage d’un récipient de 15 l à l’aide d’un chronomètre. Le débit en l.s-1 est obtenu en faisant le rapport de ces deux quantités.
Nous avons fait des prises de mesure le 18 avril 2006 pour connaître le débit de chacune des trois sources S1, S2 et S3.
Pour avoir le nombre de personnes qui pourrait bénéficier d’une source, on utilise le rapport entre le débit journalier de la source et la consommation journalière d’une personne.
On précise que selon la norme ordonnée par l’OMS pour le milieu rural d’un pays en voie de développement, la consommation domestique journalière est de 25 l.personne-1.
Ainsi : N = Qj (3).

Table des matières

PARTIE 1 : CONSIDERATIONS GENERALES
CHAPITRE 1 : DIVERSES ORIGINES DE L’EAU
1.1. Généralités
1.2. Eaux souterraines
1.2.1. Définition
1.2.2. Pénétration de l’eau dans les roches
1.2.2.1. Terrains imperméables
1.2.2.2. Terrains perméables
1.2.3. Nappes
1.2.3.1. Nappes libres
1.2.3.2. Nappes captives
1.2.3.3. Classement des nappes
1.2.4. Sources
1.2.4.1. Sources d’affleurement
1.2.4.2. Sources d’émergence
CHAPITRE 2 : GENERALITE SUR LE PROJET D’ADDUCTION D’EAU POTABLE
2.1. Etude des données
2.1.1. Adduction par effet gravitaire
2.1.2. Adduction par refoulement
2.2. Examens des besoins
2.3. Dégrossissage de l’avant –projet
2.4. Etapes suivies par l’eau destinée à la consommation
2.4.1. Captage
2.4.2. Traitement
2.4.3. Adduction
2.4.4. Accumulation
2.4.5. Distribution
PARTIE 2 : ETUDES QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DES RESSOURCES EXISTANTES
CHAPITRE 3 : RESSOURCES EN EAU
3.1.Caracteristiques de la commune de Manalalondo
3.1.1. Localisation administrative
3.1.2. Etude géographique
3.1.2.1. Coordonnées géographiques
3.1.2.2. Relief
3.1.2.3. Géologie
3.1.2.4. Climat
3.1.2.5. Hydrographie
3.1.3. Population
3.1.4. Infrastructures hydrauliques
3.2. La zone du projet
3.2.1. Localisation du projet
3.2.2. Situation actuelle en eau de la zone du projet
3.2.3. Etude des ressources en eau
3.2.3.1. Caractéristiques des sources
3.2.3.2. Mesure du débit des trois sources
3.2.3.3. Mesure de l’altitude
3.3. Etude du besoin en eau de la population
3.3.1. Estimation de la population à desservir
.3.3.2.Projection démographique
3.3.3. Durée d’utilisation prévue
3.3.4. Besoin en eau potable de la zone
3.3.5. Variation du débit journalier en fonction de l’heure
3.3.6. Coefficient de pointe et débit de pointe
3.3.6.1. Débit journalier maximal
3.3.6.2. Débit hebdomadaire maximal
3.3.6.3. Débit de pointe mensuel maximal
3.4. Etudes comparatives du besoin en eau et du débit des sources
3.5. Choix du nombre et emplacement des bornes fontaines
CHAPITRE 4 : LA POTENTIALITE EN EAU DU SITE
4.1. Eau d’infiltration
4.2. Gradient hydraulique
4.3. Perméabilité
4.4. Vitesse d’infiltration
4.5. Porosité
4.6. Eau de rétention
4.7. Etude du bilan hydrique de la zone d’adduction selon la méthode de THORNTWAITE
4.7.1. Déficit en eau
4.7.2. Stock
4.7.3. Variation du stock
4.7.4. Evapotranspiration réelle
4.7.5. Excédent
4.7.6. Bilan hydrique de la zone d’étude
PARTIE 3 : LA TECHNIQUE D’ADDUCTION EN EAU POTABLE
CHAPITRE 5 : ENTRETIEN DE L’EAU DEPUIS LE CAPTAGE JUSQU’AU RESERVOIR
5.1. Captage des sources
5.1.1. Captage de la source S1 d’ Andohasahakely
5.1.2. Captage de la source S2 d’ Avaratsena
5.1.3. Conception de la prise d’eau
5.1.4. Conception de la conduite d’adduction
5.1.4.1. Calcul du diamètre de la conduite d’amenée au réservoir
5.1.4.2. Calcul de la vitesse économique dans la conduite d’amenée
5.1.4.3. Calcul de la perte de charge dans la conduite d’amenée
5.1.4.4. Phénomène de coups de bélier dans la conduite d’amenée au Réservoir R1
5.1.5. Conception des grilles à l’arrivée d’eau du réservoir d’eau brute
5.2. Réservoir
5.2.1. Emplacement du réservoir
5.2.2. Capacité des réservoirs
5.2.2.1. Capacité du réservoir en adduction continue
5.2.2.2. Capacité du réservoir en adduction nocturne
5.2.2.3. Capacité du réservoir en adduction hors pointes
5.2.3. Méthode de calcul de la capacité nécessaire Vn
5.2.4 Classification et forme des réservoirs
5.2.5. Equipement et fontainerie
5.2.5.1. Système d’aération
5.2.5.2. Hauteur d’eau dans le réservoir
5.2.5.3. Arrivée de l’adduction
5.2.5.4. Départ de la distribution
5.2.5.5. Trop-plein
5.2.5.6. Vidange
5.2.5.7. By pass
5.2.6. Représentation schématique du réservoir
CHAPITRE 6 : ETUDE DU RESEAU DE DISTRIBUTION
6.1. Type de réseau de distribution
6.1.1. Schéma du réseau de distribution
6.1.2. Type de conduite
6.1.2.1. Noeud et saignée
6.1.2.2. Conduites locales
6.1.2.3. Conduites secondaires
6.1.2.4. Conduites principales
6.1.3. Débit des conduites
6.1.4. Choix des diamètres des conduites
6.1.5. Types des tuyaux
6.1.6. Vitesse de l’eau dans la conduite
6.2. Perte de charge dans les tuyaux
6.2.1. Perte de charge unitaire…
6.2.2. Perte de charge linéaire
6.2.3. Perte de charge singulière
6.2.3.1. Perte de charge singulière issue d’un raccordement avec saillie à l’intérieur du réservoir
6.2.3.2. Perte de charge singulière issue d’un coude à angle droit
6.2.3.3. Perte de charge singulière issue d’un coude à angle vif
6.2.3.4. Perte de charge singulière issue d’une conduite en dérivation latérale
6.2.3.5. Perte de charge singulière issue d’une conduite droite
6.2.3.6. Perte de charge issue d’une conduite avec rétrécissement
6.2.4. Perte de charge totale
6.2.5. Perte de charge singulière dans une conduite de distribution en appliquant la formule de NIKURADSE
6.3. Hauteur pièzométrique
6.3.1. Hauteur pièzométrique amont
6.3.2. Hauteur pièzométrique aval
6.4. Côtes au sol
6.4.1. Côte au sol amont
6.4.2. Côte au sol aval
6.5. Pression au sol
6.6. Calcul du réseau de distribution I et II
6.7. Profil pièzométrique
6.7.1. Définition
6.7.2. Traçage des profils pièzométrique
6.7.3. Caractéristique d’une conduite
6.7.3.1. Courbe caractéristique des différentes canalisations du réseau
6.7.3.2. Comparaison de chaque courbe caractéristique
6.7.4. Pose des conduites
6.7.5. Désinfection d’une conduite
CONCLUSION
ANNEXES
REFERENCES BIBLIIOGRAPHIQUES

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