1.2.2 FIT2

1/25

FICHE TECHNIQUE

Postes de chloration : Chloration par pompe doseuse

Code : 1.2.2 FIT 1 Date de rdaction : mercredi 14 mars 2012 Version : 11 septembre 2013

Version valide par le COPIL

1.2.2 FIT2

2/25

Note aux lecteurs

Les prescriptions techniques gnrales sappliquent aux oprations raliser en Hati et relevant du champ de comptence de la Direction Nationale de lEau Potable et de lAssainissement (DINEPA). Elles constituent un rfrentiel, certaines porte rglementaire, nationale, technique et sectorielle, dautres ayant un rle dinformation et de support complmentaire. Les documents porte rglementaire, nationale, technique et sectorielle sont :

- Les Fascicules Techniques indiquant les principes obligatoires et les prescriptions communes une sous thmatique technique ;

- Les Directives Techniques prescrivant les rgles minimales imposes pour la conception et la ralisation ainsi que la gestion douvrages spcifiques.

Tout propritaire et/ou ralisateur est tenu de respecter au minimum les prescriptions qui y sont indiques. Toute drogation devra faire lobjet dune autorisation au pralable et par crit de la DINEPA. Les documents ayant un rle dinformation et de support complmentaire, sont :

- Les fiches techniques et Guides techniques prsentant ou dcrivant des ouvrages ou des actions dans les diffrentes thmatiques ;

- Les modles de rglements dexploitation ou de gestion ; - Les modles de cahiers des clauses techniques particulires, utilisables comme

cadres - type pour les matres douvrages et concepteurs ; - Divers types de modles de documents tels que procs verbaux des phases de

projet, modles de contrat ou de rglement, contrle de bonne excution des ouvrages, etc.

Ces documents ayant un rle dinformation et de support complmentaire sont compatibles avec la rglementation impose et peuvent prciser la comprhension des techniques ou fournir des aides aux acteurs. Le prsent rfrentiel technique a t labor en 2012 et 2013 sous lgide de la DINEPA, par lOffice International de lEau (OIEau), grce un financement de lUNICEF. Dpt lgal 13-11-457 Novembre 2013. ISBN 13- 978-99970-51-16-5. Toute reproduction, utilisation totale ou partielle dun document doit tre accompagne des rfrences de la source par la mention suivante : par exemple extrait du rfrentiel technique national EPA, Rpublique dHati : Fascicule technique/directives techniques/etc. 2.5.1 DIT1 (projet DINEPA-OIEau-UNICEF 2012/2013)

1.2.2 FIT2

3/25

Sommaire 1. Introduction .....................................................................................................................4 2. Dtermination du volume minimal ncessaire pour un poste de dosage .................4 3. Chloration par pompe doseuse (exemple de pompe utilise Port de Paix) ...........5

3.1. Avantages et inconvnients......................................................................................6 3.2. Prcautions dusage .................................................................................................7 3.3. Local de chloration et bac de solution mre .............................................................7

4. Entretien de la pompe.....................................................................................................7 4.1. Dmontage ...............................................................................................................8 4.2. Nettoyage .................................................................................................................9

5. Rglage de dbit de la pompe .......................................................................................9 5.1. Dfinitions.................................................................................................................9 5.2. Exemple de rglage de dbit ..................................................................................10

5.2.1. Facteur correctif et dbit de rglage................................................................. 10 5.2.2. Rglage du dbit............................................................................................... 11

6. Modle dhypochlorateur en cours de validation par la DINEPA .............................13

1.2.2 FIT2

4/25

1. Introduction Leau brute doit subir plusieurs traitements pour pouvoir tre distribue. La dsinfection est le traitement le plus incontournable puisque toutes les eaux naturelles sont potentiellement contamines en bactries, virus ou parasites. En particulier dans le cas dune zone risque de cholra, la dsinfection doit tre effectue de manire systmatique pour rendre leau propre la consommation. Le dsinfectant gnralement retenu est le chlore. Son dosage doit tre prcis. Si la dose injecter dans un bokit pour le traitement de leau domicile peut tre facilement contrle par un packaging adapt, le dosage pour des rseaux deau peut savrer plus problmatique. Ceci peut se faire dans certains cas via des postes de dosage du chlore. Par ailleurs, il faut protger la ressource, on se rfrera alors la Directive Technique sur la Protection des captages ou des forages (1.2.1 DIT2). La chloration pourra tre ralise par pompe doseuse, par drum, ou par systme aspiration constante. On se rfrera la Directive Technique relative aux Procds de dsinfection et postes de dosage (1.2.2 DIT1) pour les types de systmes possible. Lannexe du prsent document rappelle les procds de dosages existants en Hati et leurs conditions dutilisation prconises par la DINEPA. Les postes de chloration par pompe doseuse permettent une dsinfection en continu de leau mise par un captage, condition dtre surveills rgulirement et rapprovisionns en chlore tout aussi rgulirement. Une pompe doseuse est un appareil automatique. Elle permet un dosage prcis de la solution de chlore sans manipulation par un oprateur. Toutefois, les oprations de maintenance hebdomadaires (nettoyage de la pompe) et le remplissage du bac de solution mre par une solution conforme sont une condition sine qua non du fonctionnement dune telle pompe. Le cot dinvestissement ne permet pas denvisager quune pompe soit hors service au bout de quelques jours en cas de manque dentretien ou de pices de rechange, ou encore que la pompe ne soit pas utilise de manire satisfaisante (solution mre non conforme, rglage de linjection imprcis, etc.)

2. Dtermination du volume minimal ncessaire pour un poste de dosage

Rappels sur les concentrations : 1 % = 10g / L 0.1 % = 1 g / L 0.01 % = 0.1 g / L 0.001 % = 0.01 g / L (10 mg/L) 0.0001 % = 0.001 g/ L (1 mg/L) On nomme : solution A une solution de concentration 2 % de chlore actif. solution B une solution de concentration 0,2 % de chlore actif. solution C une solution de concentration 0,05 % de chlore actif. Leau de Javel Industrielle est souvent une concentration de +/- 4 % de chlore actif (trs variable selon les conditions de stockage du produit).

1.2.2 FIT2

5/25

Pour choisir un dosage de chlore partir dune solution mre de chlore de concentration Cm (exprim en % de chlore actif), on peut utiliser la relation suivante :

VmCmVfCf Avec :

Cf : la concentration de la solution fille (ici la concentration que lon veut avoir dans notre eau traiter) Vf : le volume de la solution fille (le volume deau traiter) Cm : la concentration de la solution mre de chlore Vm : le volume de solution mre ajouter.

La concentration finale et la concentration de solution mre devront avoir la mme unit, si une concentration est exprime en % de chlore actif, toutes les concentrations doivent sexprimer en % (idem si exprim en mg/L). Le volume de solution mre et le volume de solution finale devront tre exprims dans la mme unit (si lune est en mL lautre doit ltre galement, par exemple). Par exemple, si la solution mre est 2% de concentration, on souhaite obtenir une concentration dans leau traiter de 5 mg/L, soit 0,0005%. Pour traiter 10 L deau on aura donc besoin dun volume de solution mre de : mLLouCmVfCfVm 5,20025,02/100005,0/ Autre exemple : on souhaite traiter une eau brute une concentration finale de 2 mg/L, pour une source qui dlivre 2000 L deau par jour. La solution mre de chlore que lon utilise est 0,2% de chlore actif : LCmVfCfVm 22,0/20000002,0/ On doit donc utiliser 2 L de solution B chaque jour.

3. Chloration par pompe doseuse (exemple de pompe utilise Port de Paix)

Il sagit dune pompe Prominent Solenoid Metering Pump, srie Gala, capable de dlivrer de 0,74 L/h 32 L/h, dpendant de la pression du rseau chlorer et du diamtre de solnode utilis par la pompe. Elle est capable de fonctionner sans inconvnients jusqu +50C et 92 % dhumidit (donnes constructeur).

1.2.2 FIT2

6/25

Figure 1 : Vue de la pompe

3.1. Avantages et inconvnients Avantages :

Compose de pices plastique entirement dmontables

Injection par un tube plus gros qu'un capillaire mais qu'il faut nettoyer souvent

Injection sans contact entre la solution et la pompe

Systme dj utilis en Hati Alimentation lectrique faible: solaire

suffisant.

Inconvnients : Ce systme a besoin en

permanence dnergie lectrique Les rglages effectuer sont

dlicats et peuvent tre trs complexes

Les pices plastiques de la pompe sont fragiles et faciles garer

Le rglage est difficile obtenir: c'est un subtil quilibre entre la concentration de la solution mre, le nombre d'impulsions, l'amplitude des impulsions...

La hauteur o se trouve le bac de chlore joue galement : changer la hauteur du bac de solution mre influe sur les rsultats.

1.2.2 DIT 1

7/25

3.2. Prcautions dusage Une pompe doseuse de chlore contient un produit trs concentr, quil faut manipuler avec prcaution. Le chlore fortement concentr est dangereux, en particulier pour les yeux (risques de brulures irrversibles de la corne). Lorsque lon connecte la pompe au rseau lectrique, elle peut se mettre en marche immdiatement : il y a un risque de projections de chlore. On devra donc :

sassurer que linterrupteur est en position darrt lorsque la pompe nest pas raccorde une alimentation lectrique

sassurer que les conduites amont et aval de solution mre de chlore sont correctement connectes avant la mise sous tension

la personne en charge de lutilisation/lentretien de la pompe est quipe et porte effectivement des lunettes de protection lorsquelle travaille sur / proximit de la pompe.

3.3. Local de chloration et bac de solution mre Le local qui sert pour la chloration devra tre fortement ventil et verrouill. Il doit tre construit suivant les standards ncessaires. Il ne pourra pas servir de lieu dhabitation. La solution mre de chlore doit tre stocke dans un rcipient non mtallique muni dun couvercle. Le bac de solution mre doit imprativement rester la mme position tout au long du pompage. La seule personne habilite le dplacer est celle qui rglera la pompe.

4. Entretien de la pompe On se rfrera au manuel dutilisation pour plus de prcisions. La pompe doit tre entretenue de faon trs rgulire. Tous les jours, les vis (1 de la Figure 2 : Schma du corps de pompe), doivent tre vrifies, pour tre bien certain quelles soient correctement serres.

1.2.2 DIT 1

8/25

Figure 2 : Schma du corps de pompe

Au minimum une fois tous les trois mois (fonctionnement continu sur 30 % du temps environ), ou plus frquemment (fonctionnement continu, toutes les 2 semaines) la pompe doit subir des oprations de maintenance en profondeur. Avant toute opration de maintenance, il faudra bien tre certain que la pompe a t dpressurise. Il faut :

Vrifier quil ny a pas de fuites Vrifier que toutes les parties de la pompe sont fixes correctement (valves daspiration

et de rejet) Vrifier que les fils lectriques ne sont pas uss Vrifier que les tuyaux sont bien fixs au mlangeur Effectuer les diffrents tests demands par le constructeur.

Au minimum, on devra porter des gants et des lunettes au moment du dmontage, et travailler dans un local bien ventil.

4.1. Dmontage Il faudra dmonter les parties 1, 2, et 3 de la Figure 2 : Schma du corps de pompe pour vrifier que le diaphragme nest pas endommag. Ce dmontage aura lieu une fois tous les 3 mois au minimum, mais pour une pompe utilise frquemment, toutes les 2 semaines. ATTENTION : Le dmontage du mlangeur et du diaphragme est faire avec prcautions (pices plastiques, trop forcer les cassera), en prenant bien le temps de se rappeler quelles pices ont t enleves, et dans quel ordre, de faon pouvoir les remonter dans le bon ordre. Le dmontage doit avoir lieu dans un endroit avec de lespace, sans vent (les pices sont lgres et facilement perdues), et toutes les pices doivent tre dposes un endroit dont elles ne pourront pas tomber facilement pour viter den perdre. Une seule pice perdue empche de remonter la pompe correctement, et empchera donc quelle fonctionne.

1.2.2 DIT 1

9/25

Il est recommand de dmonter la pompe au fond dune bassine plastique de faon ce que si une pice tombe, on puisse la retrouver.

4.2. Nettoyage Le nettoyage a lieu en mme temps que le dmontage, toutes les deux semaines. On commence par brosser avec une brosse souple les parties des pices qui sont accessibles pour se dbarrasser des poussires ventuelles. Ensuite, il faut nettoyer les pices plastiques dans un bain dacide faible (vinaigre blanc par exemple) pendant deux heures pour liminer les dpts calcaires. Aprs cela, il faut remonter la pompe puis rgler le dbit.

5. Rglage de dbit de la pompe NB : la position du bac de solution de chlore par rapport la pompe a une forte influence sur le dbit rel. Il convient de ne pas le dplacer pendant ou aprs le rglage. ATTENTION : une fois le rglage de dbit effectu de faon satisfaisante, personne ne doit plus rien toucher sur la pompe, sauf si :

Lors du test de chlore rsiduel fait chaque semaine, on na pas des valeurs satisfaisantes

On vient deffectuer une opration de maintenance. Dans ces deux cas, on doit effectuer un nouveau rglage. Une seule personne est habilite rgler lappareil, elle aura obligatoirement t forme et quipe des outils ncessaires et ne peut pas dlguer son rle une tierce personne qui ne serait pas pralablement dsigne et forme cette tche.

5.1. Dfinitions Une impulsion (ou stroke) est dfinie comme tant un mouvement du piston de la pompe. La frquence dimpulsion (ou stroke rate) est le nombre dimpulsions par minute que la pompe ralise. Lamplitude dimpulsion (ou stroke length) est la longueur que le piston va parcourir chaque impulsion. Sil se dplace de toute sa longueur, lamplitude sera de 100 %, sil se dplace de la moiti de sa longueur, elle sera de 50 %.

1.2.2 DIT 1

10/25

Figure 3 : Amplitude d'impulsion

Cest la combinaison du rythme dimpulsions, et de lamplitude dimpulsions, qui permettra de dfinir le dbit dlivr par la pompe. Il faudra pour cela se rfrer aux abaques de rglage prsents la fin du manuel du constructeur, tout en sachant que la hauteur du bac de chlore dans lequel la pompe aspire aura une influence. Il faudra donc dabord suivre le manuel, puis procder par essais et erreurs pour atteindre le dbit recherch.

5.2. Exemple de rglage de dbit On supposera, pour les besoins de lexemple, que lon dispose dune pompe Gala 1601, et que lon doit injecter la solution chlore dans un rseau qui a une pression de 2 bars.

5.2.1. Facteur correctif et dbit de rglage La pompe est prvue pour fonctionner par dfaut une pression de 8 bars. Si lon pompe dans un rseau qui nest pas cette pression, on devra appliquer une correction pour obtenir le dbit souhait. Le dbit souhait, divis par le facteur correctif, donnera le dbit de rglage.

correctifFacteurQsouhaitQrglage

_

Labaque de facteur correctif de la Figure 4 permet de dterminer le facteur correctif (Correction factor) appliquer en fonction de la pression de fonctionnement (Operating pressure).

Figure 4 : Abaque de facteur correctif pour une pompe Gala 1601

1.2.2 DIT 1

11/25

Si lon travaille avec une pression de 2 bars, on aura un facteur de correction de 1,2 appliquer. En clair, si lon rglait la pompe pour dlivrer 0,8 L par heure, sans appliquer ce facteur correctif, elle pomperait 0,8 x 1,2 = 0,96 L/h. Pour obtenir un dbit de 0,8 L/h, on devra donc diviser le dbit que lon dsire par le facteur de correction. Dans le cas prsent : Qsouhait = 0,8, et facteur_correctif = 1,2 Le dbit que lon devra mettre en place pour le rglage sera donc de 0.8/1.2, soit environ 0,67 L/h.

5.2.2. Rglage du dbit De faon permettre une marge de manuvre de rglage aussi large que possible, on essaiera autant que possible dutiliser une amplitude dimpulsion moyenne et une frquence dimpulsion faible. Cela permettra galement de limiter lusure de la pompe, et, partant, la maintenance. Si pour un dbit donn (feed rate), on a plusieurs frquences dimpulsion (stroke rate), et amplitudes dimpulsion (stroke length), on essaiera de prendre des valeurs aussi moyennes que possible.

1.2.2 DIT 1

12/25

Figure 5 : Abaque de rglage d'une pompe Prominent Gala 1601

Pour 0,67 L / h, on peut utiliser des frquences dimpulsion variant de 50 100 % du maximum possible pour la pompe (cf. Figure 5 : Abaque de rglage d'une pompe Prominent Gala 1601). A 60 %, par exemple, on aurait une amplitude dimpulsion de 65 % environ. A 50 %, une amplitude dimpulsion de 95 %. A 100 %, une amplitude dimpulsion de 48 %. La combinaison de valeurs la plus moyenne est celle pour une frquence dimpulsion de 60 % et une amplitude dimpulsion de 65 %, cest celle que lon choisira. Rappel : il faut bien noter que ce dbit thorique a des chances de diffrer de celui qui sera rellement appliqu : en effet, la position de la rserve de chlore par rapport la pompe a une forte influence sur le dbit rel.

1.2.2 DIT 1

13/25

On devra donc mesurer le chlore rsiduel prsent dans leau traite et vrifier quil correspond bien ce qui est souhait (entre 0,5 et 1 mg/L). Si ce nest pas le cas, on devra adapter le rglage, en augmentant le dbit si le rsiduel de chlore nest pas suffisant, ou en le diminuant sil est trop lev.

6. Modle dhypochlorateur1 en cours de validation par la DINEPA La DINEPA a dvelopp un modle dhypochlorateur. Ce dispositif de dosage du chlore fonctionne sur les principes suivants :

o injection dbit constant de la solution chlore mme lorsque le niveau de solution dans le bac de solution mre de chlore varie

o concentration de la solution chlore calcule en fonction du dbit deau brute o le chlore doit tre mlang dans leau brute et avoir un temps de contact de 30

minutes. Ce dispositif doit donc se situer laplomb dune source ou d un rservoir o le dispositif peut tre construit localement avec des pices accessibles sur le march

hatien ; il est rustique, simple dutilisation et dentretien o une solution mre produite partir de chlore solide en grains est adapte ce

dispositif, le risque de bouchage tant plus faible quavec une pompe doseuse. Toutefois, si ce dispositif est simple, il requiert une technicit et un savoir faire pour la fabrication du dispositif lui-mme et son installation. La fabrication du dispositif fera donc lobjet dune filire de production rigoureuse et garantissant des standards de qualit. Linstallation des dispositifs eux-mmes sera aussi confie des techniciens forms, quips et agrs par la DINEPA.. On se rfrera la DINEPA pour plus dinformations sur ce dispositif.

1 On parle dhypochlorateur pour les dispositifs de dosage de lion hypochlorite (ClO-)

1.2.2 DIT 1

14/25

Annexe : Comparaison des dispositifs de dsinfection existants en Hati, extraits du rapport Chloration de lEau des Systmes

dAdduction en Eau Potable localiss dans le Milieu Rural en Hati , DINEPA - Coopration Suisse, juin 2013

1 Chloration au seau Cette technique est ce jour la plus rpandue en Hati. Elle consiste simplement verser lintrieur dun rservoir contenant un volume deau connu, une quantit de solution chlore qui aura t dtermine et prpare au pralable. Elle fut la premire rponse durgence mise en uvre lors de lmergence du cholra travers le pays. En particulier, lors de la premire mission de la Coopration Suisse en soutien la DINEPA (phase 1, octobre-novembre 2010), des formations ont t dispenses auprs doprateurs des SAEP afin quils mettent immdiatement en uvre cette chloration rudimentaire . Divers outils didactiques ont ainsi t labors et font encore aujourdhui2 rfrence (voir Figure 1)

Figure 1 - Exemples d'outils destins aux oprateurs de SAEP (Coopration Suisse -

Novembre 2010) Peu de technicit, un matriel rudimentaire (un seau et une cuillre), une adaptabilit de nombreux types de rservoirs pourvu quils soient dots dune trappe daccs, la chloration au seau a t dveloppe et promue par de nombreux acteurs en Hati.

2 Epidmie de cholra en Hati Mission dvaluation et de soutien technique la DINEPA, Groupe WES, Novembre 2010

1.2.2 DIT 1

15/25

Cependant cette technique, bien que basique et ne demandant pas de technicit particulire, prsente des limites importantes en particulier si le rservoir ne peut pas tre isol au moyen de vannes. En effet, si le rservoir nest pas dot dun mcanisme pouvant fermer son remplissage (by-pass, double compartiment, vanne darrt, etc.), la chloration sera toujours imprcise et sujette des variations. Hlas, la plupart des rservoirs construits en milieu rural ne sont pas dot de tels systmes. Dans ces cas-l, la chloration au seau devra tre considre comme une option transitoire ou une solution durgence mais ne pourra tre envisage sur le long terme. Par contre, si le rservoir peut effectivement tre isol, la chloration au seau peut tre considre comme une mthode simple mais fiable qui peut tre ralise en routine par des oprateurs ruraux (voir Figure 2) :

CAS FAVORABLES CAS DEFAVORABLES

- Absence de rservoir en amont de la distribution ; - Rservoir simple sans vanne disolement amont :

Figure 2 - Cas favorables et dfavorables la chloration au seau 2 Chlorinateur Le chlorinateur est un dispositif de traitement mont en ligne ou en by-pass sur un circuit hydraulique, permettant, grce au flux deau le traversant, la diffusion lente et rgulire du chlore dans l'eau (voir Figure 3). Il fonctionne et se recharge uniquement avec du chlore en tablettes.

1.2.2 DIT 1

16/25

Figure 3-Chlorinateurs des Chardonnires, dpartement du Sud ( gauche) et d'Anse

Veau, dpartement des Nippes ( droite)

Figure 4 Chlorinateurs installs en Hati (hors rgion mtropolitaine de Port-au-Prince)

Quarante cinq (45) SAEP ruraux quips dun chlorinateur sont recenss travers le pays. Ils ont principalement t installs par International Action et Voice of Haiti (voir 2.1.3) mais aussi par la DINEPA dans le cadre du programme EPAR (voir Figure 4). Le chlorinateur est relativement simple dutilisation puisquune seule vanne installe en entre permet de rguler le dbit le traversant (voir Figure5). Il suffit alors de sassurer de la prsence de tablettes de chlore dans le dispositif pour que la chloration soit effective. La maintenance de ce dispositif est trs rudimentaire et peut tre ainsi ralise par des oprateurs mme peu forms. Cependant, son montage savre plus complexe quil ny parat tant donn la ncessit de modifier la plomberie de rseau. En effet, comme le chlorinateur ne peut pas tre mont en ligne si les dbits sont trop importants, le montage en by-pass est privilgi. Mais ces interventions induisent parfois dautres problmes.

1.2.2 DIT 1

17/25

Citons le cas du SAEP de Janen (dpartement de lArtibonite) gr par un CAEPA soutenu par lONG Helvetas. Le dbit tant trop important sur le rseau dadduction du rservoir, un by-pass avec chlorinateur a t install(voir Figure19) dans une chambre visitable. Cependant, en saison sche, le dbit tant trop faible, une vanne a t installe sur le rseau principal pour rduire le passage de leau et donc permettre que le by-pass soit lui aussi aliment en eau. Cela induit donc une perte significative du volume capt, et impacte ngativement la disponibilit en eau pour la communaut concerne.

Figure 5 - By-pass, chlorinateur et vanne de rduction du dbit, SAEP de Janen,

dpartement de lArtibonite 3 Hypochlorateur Le principe de lhypochlorateur est dinjecter dbit constant, via un systme de goutte goutte, une solution de chlore lintrieur dun rservoir, dune chambre daccs un rseau comme un brise-charge ou mme dun captage (voir Figure 6).Le dbit dinjection et/ou la concentration de la solution chlore sont dtermins en fonction du dbit et de la qualit de leau traiter. Les hypochlorateurs sont :

- Economiques car fonctionnant sans nergie, utilisant des composs bon march et du chlore en grains ;

- Fabriqus localement avec trs peu de pices devant tre importes ; - Pratiques car dopration accessible tous les oprateurs mme peu forms et

appropris une gamme large de SAEP et de dbits ; - Sans danger pour autant que les prescriptions lies lusage du chlore grains soient

respecte.

Vanne du rseau dadduction du

rservoir ferme moiti

1.2.2 DIT 1

18/25

Figure 6-Hypochlorateurs du SAEP de St Michel, dpartement du Sud( gauche) et du

CTE de Hinche, dpartement du Centre ( droite) Ce dispositif de chloration a t introduit en Hati depuis plusieurs annes et nombres dacteurs ont particip leur installation :

La DINEPA via le programme EPAR notamment dans les dpartements du Sud et des Nippes ; Certains CTE comme ceux de St Marc, Hinche et Mirebalais qui, en rponse lpidmie de cholra ont install des dhypochlorateurs; Les ONG dans le cadre de leurs projets de rhabilitation de SAEP ruraux ou des interventions post-cholra.

Un des intrts majeurs de ce dispositif est sa disponibilit sur le march hatien puisque sa fabrication peut se faire localement laide de pices de plomberie courantes. Parmi les inconvnients, on relvera la ncessit dajuster manuellement le taux de traitement aux variations des dbits capts induits par les variations de pluviomtrie. Il est aussi relever que lhypochlorateur fonctionnant par gravit doit obligatoirement tre install au-dessus de leau quil traite. Cela implique quil soit abrit lintrieur dune petite construction sise au-dessus dun rservoir, dun brise-charge ou dun captage et accessible via une chelle, un escalier ou une rampe. Linstallation dun hypochlorateur ncessite donc que ces lments de gnie civil soient pris en compte dans les tudes et les devis correspondants. 3.1 Hypochloration : Premire tape vers la matrise de la chloration continue Lhypochloration, aussi appele chloration goutte goutte , est une technique dj utilise en Hati. La majorit des hypochlorateurs ayant t installs dans le cadre du Programme EPAR, on retrouve pratiquement toujours le mme modle (voir Figure 7). Lors des visites effectues, mme si la majorit des hypochlorateurs fonctionnaient, certains points pouvant tre amliors ont t relevs. Il sagit :

- Des problmes lis au systme dinjection. En particulier, linjection est facilement bouche par des prcipits de chlore en grains et aucune vanne ne permet de larrter si ncessaire ; - Des problmes lis lagencement du local abritant le dispositif. En effet, lcoulement gravitaire est parfois difficile, le nettoyage du bac contenant la solution est compliqu et lespacement disponible est limit ; - Des problmes lis la mconnaissance du dispositif par les oprateurs qui ne disposent pas de guide dutilisation, ni doutil didactique.

1.2.2 DIT 1

19/25

Figure 7 - Hypochlorateur install en Hati ( gauche) et hypochlorateur amlior (droite)

dvelopp dans le cadre de la prsente mission dexpertise Prenant en compte les constats effectus lors des visites, un nouveau modle a t tudi et dvelopp (voir Figure 7). Les amliorations techniques suivantes ont t apportes au dispositif : 1 : Un support mtallique trait antirouille et surlev de 40 centimtres permet de

faciliter les contrles du dbit dinjection ; 2 : Un rcipient de 55 gallons (= 208 litres)non issu de la rcupration et fabriqu

en Hati offre les garanties en terme de qualit et de disponibilit; 3 : Un systme dinjection facilement dmontable et dot dune vanne

darrt facilite lusage et lentretien du dispositif ; 4 : Un systme de vidange dmontable garantit la fraicheur de la solution

prpare. Il est noter que tous les lments constituant le dispositif sont communment disponibles sur le march hatien et choisis en fonction de leur rsistance loxydation. De plus, tant donn la faible technicit de la plomberie, le montage, la maintenance et/ou la rparation du dispositif pourront tre raliss par de la main duvre locale. Afin dassurer une chloration continue (sans interruption) et considrant le temps ncessaire de la bonne prparation de la solution chlore3 (remplissage du rcipient + dosage et dissolution du chlore en grains), il est impratif dinstaller deux (02) hypochlorateurs qui fonctionneront alternativement un jour sur lautre. Cependant, les systmes de vidange pourront tre coupls pour navoir quune seule sortie du local de chloration mais chaque hypochlorateur aura sa propre vanne de vidange. En complment des amliorations techniques prsentes, une amlioration importante a t apporte la gestion de lhypochlorateur. En effet jusquici, le fonctionnement de ce type de

3 Lexprience acquise par loprateur du CTE de Saint-Marc recommande une dure de prparation de la solution dau moins 6 heures

2

4

3

3

2

1

1

1.2.2 DIT 1

20/25

dispositifs impliquait la prparation dune solution chlore de concentration donne (le plus souvent, une solution de 1%) qui demandait ce que le dbit dinjection soit ajust au dbit deau traiter (correspondant communment au dbit de remplissage du rservoir). Or ces rglages du dbit dinjection sont dlicats et sources derreurs, et les injecteurs sujets obstruction surtout pour de faibles dbits dinjection. Par souci dharmonisation et tant donn la grande varit des dbits des sources alimentant les SAEP ruraux, il a t envisag de pouvoir travailler avec un dbit dinjection unique et constant de la solution chlore. Cette condition implique alors de faire varier les concentrations des solutions chlores en fonction des dbits deau traiter. Enfin, il est envisag damliorer et dharmoniser les frquences de passage de loprateur au niveau du local de chloration. Ainsi le processus de dsinfection de leau a t calibr de manire ce quil implique lintervention de loprateur une fois par jour. En effet, il a t vrifi que lutilisation dhypochlorateurs bas sur des interventions non quotidiennes (chaque 2 jours, 3 jours, semaine, etc.) nest pas suivie scrupuleusement et induit alors des erreurs ou des priodes sans chloration. A contrario, il a t constat que la prsence dun oprateur plus fois pour jour est extrmement contraignante pour ce dernier. Ainsi, une frquence quotidienne dintervention et de passage de loprateur au niveau du local de chloration apparat comme tant le meilleur compromis entre lefficience et la faisabilit du traitement. 4 Injection Venturi Linjection Venturi nomme un effet physique grce auquel le resserrement d'une conduite o circule de leau provoque l'acclration de son coulement et une dpression au niveau de l'tranglement. Un tuyau secondaire branch dans cet tranglement permet pomper et d'injecter une solution chlore directement dans lcoulement sous pression (voir Figure 8)

Figure 8-Injection Venturi au SAEP de Valeureu, dpartement de lArtibonite ( gauche) et

exemple issu dinternet( droite)

Trs simple dutilisation et bon march, les systmes dinjection Venturi comportent malgr tout de nombreux inconvnients :

La ncessit davoir une conduite sous pression pour permettre la cration dune dpression et induire ainsi laspiration de la solution chlore ;

La ncessit de modification du rseau dadduction du SAEP pour permettre linstallation dun by-pass ;

La fragilit et le manque de fiabilit du systme.

Depuis le dbut du mois de mai 2013, la Croix Rouge Franaise procde lessai de ce dispositif sur le SAEP de Valeureu (Commune de Verrettes, Dpartement de lArtibonite). Mme

1.2.2 DIT 1

21/25

sil est encore htif de tirer des conclusions gnrales sur lutilisation de ce dispositif, une visite du SAEP de Valeureu a permis de mettre en lumire les inconvnients suivants : - Ncessit de diminuer le dbit dentre deau dans le rservoir en bridant la vanne

dadduction afin de mettre en pression le by-pass. Dans le cas prsent, le dbit capt lorigine de 6.19 L/s est ramen 5.25 L/s, soit une perte dun volume deau utile de 81 m/24heures ; - Fiabilit du rotamtre mise en cause. En effet, le tube gradu et la vanne de rglage sont trs fragiles et laissent penser quils se dgraderont rapidement ; - Ncessit deffectuer des travaux important pour installer le by-pass et abriter le dispositif.

5 Pompe doseuse proportionnelle (hydromotricienne) Installe sur un rseau d'eau, la pompe doseuse hydro-motrice proportionnelle permet dinjecter directement une solution chlore liquide lintrieur du systme. Ce doseur qui fonctionne sans lectricit, utilise la pression de l'eau comme force motrice (voir Figure 9). Ainsi actionn, il aspire le produit concentr, le dose au pourcentage dsir, lhomognise avec l'eau motrice dans sa chambre de mlange puis injecte la solution dans le systme. Une fois rgl, le doseur ne ncessite ni intervention, ni contrle extrieur. Le dosage du produit inject est constant, rigoureusement proportionnel au volume d'eau qui traverse le doseur, quelles que soient les variations de pression et de dbit qui peuvent intervenir. Ce dispositif est monter en ligne ou via un by-pass (lorsque les dbits sont trop importants). Malgr lintrt port ce dispositif, il est ncessaire de prendre en compte :

Son cot lev ; La technicit de loprateur exige pour la maintenance de lappareil ; Le support dun technicien extrieur pour le calibrage de lappareil.

Figure9Pompe doseuse proportionnelle du SAEP de Lesforges, dpartement de

lArtibonite ( gauche) et exemple issu dinternet( droite) En Hati, ce systme a t utilis par Mdecins Sans Frontires4 lors des urgences humanitaires faisant suite au sisme du 12 janvier 2010 et au dclanchement de lpidmie de cholra. Cependant, aucun retour dexpriences nest disponible. Depuis le dbut du mois de mai 2013, la Croix Rouge Franaise procde lessai de ce dispositif sur lesSAEP de Valeureu et Lesforges (Dpartement de lArtibonite). Mme sil encore htif de tirer des conclusions gnrales sur lutilisation de ce dispositif, une visite des SAEP de Valeureu et Lesforges a permis de mettre en lumire les inconvnients suivants :

4 Modle Dosatron

1.2.2 DIT 1

22/25

- Ncessit de diminuer le dbit dentre deau dans le rservoir en bridant la vanne dadduction afin de mettre en pression le by-pass. Dans le cas prsent, le dbit capt lorigine de 6.19 L/s est ramen 4.84 L/s, soit une perte dun volume deau utile de 116 m/24heures; - Sensibilit des rglages qui demandent une trs bonne connaissance des pices de rgulation de dbit ; - Ncessit deffectuer des travaux important pour installer le by-pass et abriter le dispositif.

6 Pompe doseuse lectrique Les pompes doseuses membrane possdent par rapport aux autres types de pompes un ensemble davantages remarquables. Elles sont auto-amorantes et peuvent donc pomper de lair. La construction simple de ce type de pompes permet, en outre, son utilisation sur une trs longue priode sans entretien. Enfin, les pompes doseuses membrane se caractrisent par une grande prcision du dosage effectu. Quatre (04) SAEP urbains disposent ce jour de ce type de dispositif. Il sagit de : CTE de Port-au-Prince (aliment par EDH) ; CTE de Port-de-Paix (aliment par nergie solaire voir Figure 10) ; CTE Petit Gove (aliment par EDH voir Figure 10) ; CTE de Jacmel (aliment par nergie solaire). Ncessitant une source dnergie constante et un assujettissement du dbit dinjection de la pompe au dbit de rseau (via un compteur impulsions ou une sonde redox installe en aval de linjection), ce dispositif ncessite un cot dinvestissement important et un service de maintenance qualifi. Ces systmes, bien que le plus fiables, ne peuvent pas tre gnraliss au niveau des SAEP ruraux mais semblent pas contre adapts aux systmes urbains grs par des CTE.

Figure 10- Pompe doseuse lectrique (solaire) du CTE de Port-de-Paix, dpartement du

Nord Ouest( gauche) et pompe doseuse lectrique (EDH) du CTE de Petit Gove, dpartement de lOuest( droite)

1.2.2 DIT 1

23/25

7 Tableau comparatif et conclusions Les avantages et inconvnients des divers dispositifs de chloration analyss sont numrs dans le tableau ci-dessous : Tableau 1 -Comparaison des divers dispositifs de chloration analysset recommandations

Dispositif de chloration DISPONIBILITE COUT

ROBUSTESSE

FIABILITE

PRECISION DES REGLAGES

TECHNICITE DE LA MAINTENANCE

Expriences en Haiti

Chloration au seau dans le rservoir ++ ++ ++ - - ++

CPE, CAEPA, ONG

Chlorinateur - + ++ + - ++ CAEPA, International Action, Voice of Haiti, Helvetas, etc.

Hypochlorateur ++ + ++ + + ++ CTE, CAEPA, SESAM, etc.

Injecteur Venturi + + - N/A N/A + 1 seul dispositif install par la CRF en Artibonite

Pompe doseuse proportionnelle(hydromotricienne)

+ - + ++ ++ - MSF, CRF

Pompe poseuse lectrique + -- + ++ ++ - CTE Port-de-Paix, Petit Goave, Jacmel et Port au Prince

Lgende du Tableau :

Dispositifs recommands par la DINEPA Dispositifs non recommands par la DINEPA - Les dispositifs existants sont maintenus mais pourront tre remplacs Dispositifs non recommands par la DINEPA Les dispositifs existants devront tre remplacs

La comparaison des diffrents dispositifs de chloration permet de recommander, non pas un systme unique qui devrait tre adapt sur tous les rseaux ruraux mais plusieurs quipements qui seront choisis en fonction des spcificits5 dun SAEP. Ces diffrentes technologies recommandes, de la plus rudimentaire la plus perfectionne, peuvent aussi faire partie dun processus volutif (voir Figure 11) o, en fonction des performances de loprateur, des dispositifs plus technologiques (et plus cher !) pourront remplacer des installations plus simples.

5 Certains SAEP sont quips dun rservoir, dautres de plusieurs, dautres encore nen ont pas ; les dbits de sources capts en Hati varient de 0.5 l/s 30 l/s.

1.2.2 DIT 1

24/25

Les dispositifs et mthodes ainsi recommands qui requirent tous lutilisation de chlore en grains (voir Tableau 1) sont les suivants :

1. Chloration au seau dans le rservoir. Cette technique rudimentaire est parfaitement adapte si le rservoir peut tre isol. Elle est en particulier recommande pour les SAEP dont la distribution nest pas continue mais a lieu seulement intervalles rguliers lorsque le rservoir est plein. Une mthodologie et des outils propres ce type de chloration ont t dvelopps.

2. Hypochlorateur. Ces dispositifs sont les plus adapts aux SAEP ruraux. Ils ont fait lobjet dune importante recherche et de tests.

3. Pompe doseuse proportionnelle. Ce type de pompe fait partie des options retenues. Cependant, la gnralisation de son usage dpendra dabord des rsultats des expriences en cours conduites par la Croix-Rouge Franaise6.

4. Pompe doseuse lectrique. Ce type de pompe prsente des avantages indniables. Cependant, elle parat plus adapte, de par sa technicit, des SAEP urbains que ruraux.

Par contre, linstallation de chlorinateurs ou dinjecteurs Venturi, nest pas recommande pour le traitement de leau des SAEP ruraux. Les premiers fond appel du chlore en tablettes qui nest pas le produit de traitement recommands et les deuximes ne prsentent pas suffisamment de garanties en matire de fiabilit. Le choix dun dispositif de chloration dpendra non seulement des caractristiques physiques dun SAEP mais aussi de la capacit des oprateurs locaux (CAEPA ou OP) utiliser et entretenir un systme donn. Ainsi linstallation dun dispositif de chloration au niveau dun SAEP rural sera obligatoirement encadre par la DINEPA et accompagne de la mise en place du suivi des indicateurs de performance du SAEP en question. En particulier, le suivi du chlore rsiduel via Sis-Klr sera initi ds que le dispositif sera oprant.

6 Aprs quelques mois dutilisation et de tests, ce systme a t jug peu adapt car il est complexe, fragile, cher, difficile dentretien par un oprateur et il ncessite de plus la rduction du dbit de remplissage du rservoir.

1.2.2 DIT 1

25/25

Figure 11- Evolution des solutions envisages

1. Introduction2. Dtermination du volume minimal ncessaire pour un poste de dosage3. Chloration par pompe doseuse (exemple de pompe utilise Port de Paix)3.1. Avantages et inconvnients3.2. Prcautions dusage3.3. Local de chloration et bac de solution mre

4. Entretien de la pompe4.1. Dmontage4.2. Nettoyage

5. Rglage de dbit de la pompe5.1. Dfinitions5.2. Exemple de rglage de dbit5.2.1. Facteur correctif et dbit de rglage5.2.2. Rglage du dbit

6. Modle dhypochlorateur en cours de validation par la DINEPAAnnexe : Comparaison des dispositifs de dsinfection existants en Hati, extraits du rapport Chloration de lEau des Systmes dAdduction en Eau Potable localiss dans le Milieu Rural en Hati, DINEPA - Coopration Suisse, juin 2013