Soutenance mémoire
Les ressources en eau
Les ressources en eau d’un pays varient selon les facteurs climatiques et topographiques. Le fait qu’il y ait beaucoup d’eau par habitant dans un pays ne veut pas signifier que l’eau soit facilement accessible pour la population ni que la qualité de l,’eau soit adéquate pour les différents besoins. Les eaux qui servent à la production d’eau potable et à l’industrie ont diverses origines : les eaux de surface et les eaux souterraines. Les eaux de surface : les lacs, les cours d’eau, les fleuves, les rivières et les étangs. Les eaux souterraines sont considérées comme des eaux de qualité, leurs origines sont dues à l’accumulation des infiltrations dans le sol. Les eaux souterraines sont : les eaux de source, les nappes souterraines. Pour Madagascar, les ressources en eau renouvelables sont de 23820 m 3 par personne par an (la ressource en eau renouvelable interne est de 23820 m3/ personne / an et la ressource en eau renouvelable globale est de 23820 m3/ personne / an.) Ressources en eau renouvelable internes : c’est le Flux moyen annuel des rivières et des eaux souterraines générées à partir des précipitations endogènes. Ressources en eau renouvelable globale : ce sont les Ressources en eau renouvelable internes plus le flux généré par les rivières hors pays mais entrant dans le pays moins le flux généré par les rivières sortant du pays.
Notions de potabilité de l’eau
L’eau brute doit subir les traitements suivants :
Traitement physico-chimique : c’est l’élimination des matières en suspension;
Traitement bactériologique : pour tuer les bactéries pathogènes.
Une eau potable est l’eau qui ne doit faire courir aucun risque pour la santé des consommateurs. Les risques microbiologiques sont des risques à court terme (consommation régulière d’eau entre une journée et une semaine) et les risques parasitaires peuvent être à moyen (consommation régulière d’eau entre une semaine et un mois) ou long terme (des années) Les eaux naturelles ne peuvent pas être utilisées directement pour la consommation humaine, des traitements sont nécessaires. L’objectif est de la rendre potable. Ainsi l’eau traitée doit répondre à des normes élaborées par les autorités responsables de la santé publique, en l’occurrence le Ministère de la santé. Généralités sur l’AEP Hydraulique Il faut que l’eau obéisse aux critères suivants :
– Absence de germes pathogènes;
– Conformité des caractères organoleptiques (turbidité, couleur, saveur).
– Teneur limite d’un certain nombre de substances toxiques ou indésirables.
Il faut procéder au contrôle des constituants suivants : Minéralisation (anions, cations) : on élimine les ions pour les tuyauteries et pour les matériaux de transport de l’eau mais pas pour la santé. Caractéristiques physiques (pH, turbidité, couleur,…) : la norme de potabilité 9,5 > pH > 6,5 Les mesures de turbidité ont un grand intérêt dans le contrôle de l’épuration des eaux brutes. L’appréciation de l’abondance des matières en suspension finement divisées dans l’eau mesure son degré de turbidité. Turbidité : T<5NTU (norme de potabilité) Paramètres bactériologiques (exemple : germe); Eléments minéraux toxiques (Plomb, Cadmium, Mercure, …)
Matières organiques;
– Polluants (hydrocarbures, pesticides, phénol, ….)
Analyse du comportement du réservoir de Fort Duchesne
1. Mesures de l’année 2000 : D’après la mesure de la hauteur d’eau dans ce réservoir, la hauteur d’eau maximum est de 2,6m. Durant la mesure, ce réservoir n’est pas rempli, c’est-à-dire que le débit entrant est inférieur au débit sortant, donc, il y a un fort tirage d’eau entraînant un non remplissage du réservoir de Fort Duchesne. La hausse de la demande en eau provoque aussi la vidange de ce réservoir, car à partir de l’allure de la courbe, le réservoir est vide pendant environ six heures, ce qui entraîne des problèmes d’alimentation en eau pour les zones en aval de ce réservoir. Au moment où le réservoir de Fort Duchesne est vide, les zones à desservir ne sont pas alimentées en eau, et le surpresseur d’Ambatomaro aussi subit le manque d’eau. Le débit refoulé par le surpresseur de Betongolo n’est plus suffisant pour maintenir un niveau d’eau normal dans les deux cuves du réservoir de Fort Duchesne, ce qui se traduit par un manque d’eau permanente au niveau des usagers en aval de ce réservoir. Ce réservoir doit être renforcé par le réservoir d’Ambohidempona pour résoudre les problèmes d’alimentation en eau des zones en aval de Fort Duchesne, car le réservoir de Betongolo n’arrive pas à le remplir.
2. Mesures de l’année 2003: : Pour cette mesure, la hauteur d’eau minimum est de 0,71 m, la hauteur d’eau maximum étant de 3,22m. La mesure de l’année 2003 peut chuter à la mesure de l’année 2000 au moment où les consommateurs utilisent beaucoup d’eau. Les mesures ont été faites pendant la période de pluies, il n’y a pas d’arrosage des espaces verts. Donc le problème du réservoir de Fort Duchesne est prouvé par la mesure de l’année 2000 Mais si la consommation retrouve son rythme et sa valeur de l’année 2000 s’il y a un décalage de hauteur d’eau de 1 m, le problème persiste encore, car le décalage de 1m ramène la hauteur d’eau maximum à 2,22 m (3,22 m devient 2,22 m) Situation en eau potable et problèmes Hydraulique
3. Les 2 mesures : La crise qui a sévi dans notre pays en 2002 a eu des conséquences sur la distribution de l’eau par la JIRAMA, car plusieurs sociétés qui utilisent l’eau de la JIRAMA ont arrêté leurs activités. C’est pour cette raison que nous devons prendre la mesure de l’année 2000 et faire la comparaison de ces deux mesures. Donc la mesure que nous avons faite de l’année 2003 et la mesure de l’année 2000 (fait par la JIRAMA) sont différentes. Pour les deux mesures, la mesure de l’année 2000 prouve le problème de l’alimentation du réservoir de Fort Duchesne. Donc le dimensionnement de la conduite de renforcement du réservoir de Fort Duchesne se fera à partir de la mesure 2000.
CONCLUSION
La réalisation du projet de renforcement du réservoir de Fort Duchesne permet l’amélioration du fonctionnement de ce réservoir et de l’approvisionnement en eau potable des zones situées à son aval. Le présent mémoire nous montre que le réservoir de Betongolo est insuffisant pour alimenter le réservoir de Fort Duchesne et résoudre les problèmes du quartier en aval de Fort Duchesne. Par ailleurs, le comportement du réservoir d’Ambohidempona explique l’existence de la réserve d’eau permanente pour le réseau de distribution desservi, pouvant être utilisé pour alimenter le réservoir de Fort Duchesne. Notre but est de réaliser un modèle de réseau, en tenant compte des mesures effectuées sur terrain. Ce modèle a servi de référence lors du dimensionnement de la conduite de refoulement. A partir du besoin futur et du volume d’eau nécessaire pour remplir ce réservoir, nous avons opté pour une conduite de refoulement en fonte de diamètre 250mm et une pompe de débit Q = 104m3 /h et de HMT = 25m. Ce mémoire est un projet mené pour résoudre le problème sus-cité. La solution est de renforcer le réservoir de Fort Duchesne en servant de celui d’Ambohidempona couplé avec le réservoir de Betongolo, ce qui n’a aucun impact négatif sur le fonctionnement de ces derniers. Le contenu de ce manuscrit est une proposition de solutions et peut être utilisé comme référence pour d’autre cas.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
CHAPITRE I : GENERALITES SUR L’A.E.P
I.1.Les ressources en eau et leurs utilisations
I.1.1. Les ressources en eau
I.1.2.Les utilisations de l’eau
– Le secteur alimentation en eau potable
– Le secteur industriel
– Le secteur agricole
– Le secteur énergie
– Le secteur pêche
– Le transport
– Le tourisme
I.2.Historique de la JIRAMA
I.3.Problèmes de l’A.E.P à Madagascar
I.3.1.Notions de potabilité de l’eau
I.3.2.Les différentes sortes de pollution
DEUXIEME PARTIE : SITUATION EN EAU POTABLE ET PROBLEMES ACTUELS POUR LES ZONES EN AVAL DU RESERVOIR DE FORT DUCHESNE
CHAPITRE II : MODELISATION DES RESEAUX D’EAU POTABLE
II.1. Définition d’un réseau d’eau potable
Objectif de la modélisation
II.2.Démarche de la modélisation
II.2.1. Collecte de données
II.2.2 Préparation du modèle
II.3.Campagne de mesure
II.3.1. But de la campagne de mesures
II.3.1.1. Calage du modèle
II.3.1.2. Paramètres du calage
II.3.2. Paramètre de conception
CHAPITRE III : SITUATION ACTUELLE EN EAU POTABLE DE LA ZONE EN AVAL DU RESERVOIR DE FORT DUCHESNE
III.1. Localisation du réservoir de Fort Duchesne
III.2. Situation actuelle du réseau alimenté par le réservoir de Fort Duchesne
III.2.1. Situation actuelle des réservoirs de Betongolo et de Fort Duchesne
III.2.1.1. Réservoir de Betongolo
III.2.1.2.Variation du plan d’eau dans le réservoir de Fort Duchesne
III.2.2. Les problèmes rencontrés
III.3.Les données opérationnelles
III.3.1. Mesures de la hauteur d’eau dans le réservoir de Betongolo et de Fort Duchesne
III.3.2. Mesures du débit qui sort du réservoir de Fort Duchesne
Appareils à utiliser
Mode opératoire
Résultats
Interprétations des variations du débit
Interprétations du plan d’eau dans le réservoir de Fort Duchesnen (2 mesures : mesure de l’année 2003 et mesure de l’année 2000)
III.4. Analyse du comportement du réservoir de Fort Duchesne
1° Mesures de l’année 2000
2° Mesures de l’année 2003
III.5. Statistique
III.6. Les consommations par tournée carnet
III.6.1. Consommations des abonnés
III.6.2. Consommations des bornes fontaines
III.6.3. Consommations des lavoirs
III.7.Résultats
III.7.1. Comparaison des résultats calculés aux résultats des mesures sur terrain
III.7.1.1.Comparaison des débits
CHAPITRE IV : LES PROBLEMES ACTUELS POUR LES ZONES EN AVAL DE FORT DUCHESNE
IV.1. Problèmes pour les abonnés
VI.2. Analyses de la distribution de l’eau potable par la JIRAMA
TROISIEME PARTIE :ANALYSES ET DIMENSIONNEMENT DE LA CONDUITE DE RENFORCEMENT DU RESERVOIR DE FORT UCHESNE
CHAPITRE V : LE RESERVOIR D’AMBOHIDEMPONA
V.1.Caractéristiques du réservoir d’Ambohidempona
V.2. Variation de la hauteur d’eau dans le réservoir
CHAPITRE VI : DIAGNOSTIC
VI.1. Etude de la prospection d’avenir
VI.1.1.Situation actuelle de la zone d’extension
VI.1.2. Présentation générale
VI.1.3. La population
VI.1.3.1. Nombre de population de l’année 2000
VI.1.3.2. Répartition d’habitants de l’année 2001
VI.1.3.3. Evolution du nombre de population de l’année 1960 à 2001
VI.1.3.4. Evolution du nombre de population de 2005 à 2020
VI.1.4. Système éducatif
VI.1.4. Système santé
VI.2. Evaluation du besoin futur
VI.2.1. Dotation en eau
VI.2.2 Estimation sur la dotation en eau
VI.3. Dimensionnement de la conduite d’alimentation du réservoir de Fort Duchesne par le réservoir d’Ambohidempona
VI.3.1. Adduction par refoulement
Choix du diamètre de la conduite d’alimentation
– Vitesse de l’eau
VI.3.1.1. La perte de charge
VI.3.1.2. Conduite de refoulement
1. Condition technique
2. Condition économique
VI.3.2. Les pompes
VI.3.2.1. Conduite d’alimentation
– Vitesse nominale de la pompe
– Rendement de la pompe
– Phénomène du coup de bélier
VI.4.Devis estimatif
VI.4.1. Consistance des travaux
– Surpresseur
– Conduite reliant le Surpresseur au réservoir de Fort Duchesne
VI.4.2. Installation de la conduite de refoulement et des équipements
VI.4.3. Devis pour l’installation de la pompe
VI.4.4. Schéma des appareils du projet
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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