MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

64
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER SPECIALISE GSE Présenté par : AMIAN Kablan Jean-Firmin JURY : 1. M. Denis ZOUNGRANA (Président de jury) 2. M. Béga OUEDRAOGO 3. M. Angelbert BIAOU Soutenu, le 28 septembre 2010 Thème : Mobilisation des ressources en eau de surface pour l’alimentation en eau potable des populations du Département de Ferkéssedougou (Côte d’Ivoire) Encadreurs CREPA Prof Théophile GNAGNE (Directeur Résident CREPA-CI) Dr Félix KONAN (Assistant à l’université d’Abobo-Adjamé) Encadreur 2IE M. Denis ZOUNGRANA

Transcript of MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Page 1: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

MASTER SPECIALISE GSE

Présenté par :

AMIAN Kablan Jean-Firmin

JURY :

1. M. Denis ZOUNGRANA (Président de jury)

2. M. Béga OUEDRAOGO

3. M. Angelbert BIAOU

Soutenu, le 28 septembre 2010

Thème :

Mobilisation des ressources en eau de surface pour

l’alimentation en eau potable des populations du

Département de Ferkéssedougou (Côte d’Ivoire)

Encadreurs CREPA

Prof Théophile GNAGNE

(Directeur Résident CREPA-CI)

Dr Félix KONAN

(Assistant à l’université d’Abobo-Adjamé)

Encadreur 2IE

M. Denis ZOUNGRANA

Page 2: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou ii

REMERCIEMENTS

Au terme de ce stage, mes remerciements vont à l’endroit de tous ceux qui d’une manière ou

d’une autre ont contribué à la réalisation de ce travail. Je remercie particulièrement :

Pr GNAGNE Théophile, Directeur Résident CREPA-CI, pour m’avoir accordé un stage au

sein de la structure qu’il dirige et pour avoir assuré mon encadrement ;

Dr KONAN Félix, Assistant à l’Université à Abobo-Adjamé, pour son entière disponibilité, et

ses conseils ;

M. AGBRI Lako, Ingénieur hydraulique à la Direction des Aménagement Ruraux (Ministère

de l’Agriculture) pour ses conseils et les moyens mis à ma disposition pour la bonne marche

du travail.

Qu’il me soit permis d’adresser également mes profonds sentiments de reconnaissance à

l’endroit de:

• M. ZOUNGRANA Denis, enseignant à 2IE (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de

l’Environnement) qui m’a prodigué des conseils ;

• COULIBALY Seydou, Ingénieur Génie Sanitaire à TERRABO qui malgré ses multiples

tâches, m’a assisté dans mon travail.

Mes remerciements aussi à tout le personnel de 2IE, en particulier le corps enseignant pour la

qualité de la formation qu’il m’a apporté.

A tout le personnel du CREPA-CI je dis merci pour l’accueil qu’il m’a réservé et pour sa

disponibilité.

Enfin, ma profonde gratitude à toute la promotion 2009-2010 du Master Spécialisé en Génie

Sanitaire et Environnement, pour le partage d’expériences et les liens d’amitié tissés tout au

long de l’année.

Page 3: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou iii

RESUME

La présente étude concerne l’approvisionnement en eau des populations rurales du

département de Ferkessédougou. Dans cette zone les systèmes d’Hydraulique Villageoise

(HV) mis en place pour l’approvisionnent des populations s’avèrent insuffisant. Les nappes

sont pauvres et les débits sont de plus en plus faibles (0,4 m3/h à 1,8 m

3/h).

L’objectif de notre étude est de contribuer à améliorer l’accès à l’eau potable des populations

rurales du Département de Ferkessédougou à travers la mobilisation d’autres types de

ressources notamment les eaux de surface (barrages et du fleuve Comoé).

La technologie utilisée pour le traitement est l’unité Hydropur qui est un dispositif de

potabilisation d’eau (sauf eau de mer) avec pour source d’énergie de pompage le système

photovoltaïque.

La conception des réseaux à mettre en place s’est fait à l’aide du logiciel Epanet sur la base

des données topographiques des terrains naturels.

Les paramètres hydrauliques issus de cette étude ont montré que bien que les installations

délivrent des pressions normales aux bornes fontaines, les systèmes ont été surdimensionnés.

Cela a engendré de faibles vitesses dans les conduites qui pourraient occasionner la

détérioration de la qualité de l’eau. A cet effet certains dysfonctionnements sont à prévoir

dans l’ensemble des localités. Ainsi, à Linguékoro la faible taille de la population pourrait

occasionner des difficultés à assurer la maintenance des installations sur la base des fonds

recueillis par la vente de l’eau. Sur cette base, la gestion des réseaux de Gbanonon et

Sambakaha pourrait se stabiliser en 2018 et Lamekaha3 en 2022.

Kafolo représente le plus lourd investissement du fait de l’étendue de son système

d’Approvisionnement en Eau Potable (AEP). La mise en place et la gestion de ce dernier est

plus complexe.

D’une manière général, la gestion des installations avec le système Hydropur requiert une

personne ressource pour les différentes manipulations.

Page 4: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou iv

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS ............................................................................................................... ii

RESUME .................................................................................................................................. iii

LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................................... vii

LISTE DES FIGURES ......................................................................................................... viii

INTRODUCTION .................................................................................................................... 1

PARTIE I : GENERALITES .................................................................................................. 3

I. Contexte national de l’eau potable ................................................................................. 3

I.1 Cadre institutionnel ............................................................................................................... 3

I.2 Cadre réglementaire de l’eau en cote d’ivoire ..................................................................... 4

II. Cadre de l’etude .............................................................................................................. 5

II.1 Situation géographique ........................................................................................................ 5

II.2 Milieu physique ................................................................................................................... 5

II.2.1 Sols et végétation .............................................................................................................. 5

II.2.2 Relief et géologie .............................................................................................................. 5

II.2.3 Régime climatique ........................................................................................................... 6

II.2.4 Hydrologie ....................................................................................................................... 7

II.2.5 Hydrogéologie ................................................................................................................. 8

II.3 Milieu humain ..................................................................................................................... 8

II.4 Situation socio-économique ............................................................................................... 8

II.5 Caractéristiques des retenues d’eau .................................................................................... 9

II.6 Qualité des eaux de surfaces ............................................................................................. 10

II.7 Les ouvrages d’hydraulique villageoise ........................................................................... 11

III. Définitions de quelques concepts ................................................................................. 11

III.1 Demande en eau .............................................................................................................. 11

III.2 Les variations cycliques de la demande .......................................................................... 12

III.2.1 Les variations saisonnières ........................................................................................... 12

III.2.2 Les variations hebdomadaires ...................................................................................... 12

III.2.3 Les variations journalières............................................................................................ 12

III.3 Le système HVA ............................................................................................................. 13

III.3.1 Avantage du système .................................................................................................... 13

III.3.2 Critère de sélection d'un système HVA ........................................................................ 13

IV. Le système HYDROPUR ................................................................................................. 14

IV.1 Présentation du système ................................................................................................... 14

IV.2 Aspects techniques .......................................................................................................... 15

IV.3 Aspects environnementaux, de durabilité et d’efficacité ................................................ 16

V. Présentation du système photovoltaïque ............................................................................ 16

v.1 Energie solaire ................................................................................................................... 16

V.2 Les modules photovoltaïques ............................................................................................ 16

V.3 Les panneaux solaires ....................................................................................................... 17

V.4 Le parc batterie ................................................................................................................. 17

Conclusion partielle ................................................................................................................. 17

PATIE II : MATERIEL ET METHODES.......................................................................... 18

I. MATERIEL D’ETUDE .............................................................................................. 18

II. METHODES ................................................................................................................ 18

II.1 Recherche documentaire .................................................................................................... 18

II.2 Visite et travaux de terrain ................................................................................................. 19

II.3 Le traitement des données ................................................................................................. 19

Page 5: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou v

II.3.1 Paramètres de dimensionnement ................................................................................... 19

II.3.2 Besoins en eau ................................................................................................................ 20

II.3.2.1 Estimation de la population ......................................................................................... 20

II.3.2.2 Estimation de la demande journalière ......................................................................... 20

II.3.2.3 Estimation des besoins en eau .................................................................................... 21

II.3.3 Calcul des débits ............................................................................................................ 21

II.3.4 Calcul des diamètres ...................................................................................................... 22

II.3.5 Réseau de distribution ................................................................................................... 22

II.3.6 L’ossature du réseau ...................................................................................................... 22

II.3.7 Méthodologie des calculs hydrauliques ......................................................................... 22

II.3.8 Le château d’eau ............................................................................................................ 23

II.3.8.1 Détermination de la capacité de stockage ................................................................... 23

II.3.8.2 Détermination du diamètre du réservoir ..................................................................... 24

II.3.8.3 Choix des sites des châteaux d’eau ............................................................................. 24

II.3.9 Conception du système de pompage ............................................................................. 24

II.3.9.1 Mode de disposition des pompes ................................................................................ 24

II.3.9.2 Choix des pompes ....................................................................................................... 25

II.3.9.3 Point de fonctionnement de la pompe ........................................................................ 25

II.3.10 Le système photovoltaïque .......................................................................................... 26

II.3.10.1 Calcul de l’énergie quotidienne requise ................................................................... 26

II.3.10.2 Calcul de la puissance crête du générateur ............................................................... 26

II.3.10.3 Capacité de stockage de la batterie ........................................................................... 27

II.3.11 Aménagement des installations ................................................................................... 27

II.3.11.1 Les bornes fontaines ................................................................................................. 27

II.3.11.2 Aménagement du système de pompage .................................................................... 28

Conclusion partielle ................................................................................................................. 29

PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION .................................................................. 30

I. RESULTATS ............................................................................................................... 30

I.1 Besoins en eau .................................................................................................................... 30

I.1.1 Estimation de la population ............................................................................................ 30

I.1.2 Estimation de la demande en eau ..................................................................................... 30

I.1.3 Estimation des besoins en eau ......................................................................................... 32

I.2 Paramètres hydrauliques des réseaux ................................................................................. 32

I.2.1 Les débits de dimensionnement ...................................................................................... 32

I.2.2 Les diamètres .................................................................................................................. 33

I.2.3 Longueur des canalisations .............................................................................................. 33

I.2.4 Pressions aux Bornes Fontaines (BF) ............................................................................. 34

I.2.5 Vitesse dans les conduites ............................................................................................... 35

I.2.6 Capacités des châteaux d’eau .......................................................................................... 36

I.2.7 Caractéristiques du château d’eau ................................................................................... 36

I.3 Système de pompage photovoltaique ................................................................................. 37

I.3.1 Capacité de stockage des batteries et nombre de panneaux solaires............................... 37

I.3.2 Modèle hydraulique du système de pompage ................................................................. 38

I.3.3 Choix des pompes ........................................................................................................... 39

I.3.4 Point de fonctionnement des pompes ............................................................................. 40

I.4 Analyse économique du projet : Coût de réalisation des réseaux ..................................... 42

II. DISCUSSION .............................................................................................................. 45

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS .................................................................... 47

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 48

ANNEXES ............................................................................................................................... 51

Page 6: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou vi

SIGLES ET ABREVIATIONS

AEPS : Approvisionnement en Eau Potable Simplifié

BF: Borne Fontaine

CC : Courant Continu

CIDT : Compagnie Ivoirienne de Développement des Textiles

CREPA : Centre Régional pour l’Eau Potable et l’Assainissement à faible coût

DTH : Direction Territoriale de l’Hydraulique

EECI : Energie Electrique de Côte d’Ivoire

FNE : Fond National de l’Eau

HVA : Hydraulique Villageoise Améliorée

INHP : Institut National de l’Hygiène Publique

INS : Institut National de la Statistique

LANEMA : Laboratoire National d’Essai, de Métrologie et d’Analyses

MIE : ministère des Infrastructure Economiques

NEPAD : New Partnership for African Development

PEA : Post d’Eau Autonome

PMH : Pompe à Motricité Humaine

PNHH : Programme National d’Hydraulique Humaine

PV : Photovoltaïque

PVC: PolyVinyle Chroride

RéPEP : réseau public d’eau potable

RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat

SAUR : Société d’Aménagement Urbain

SODECI : Société de Distribution d’Eau en Côte d’Ivoire

SODEPRA : Société de Développement pour la Production Animalière

SODEXAM :

Société d'Exploitation et de Développement Aéroportuaire, Aéronautique

et Météorologique

STEP : Station de Traitement d’Eau

ONG : Organisation Non Gouvernementale

Page 7: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou vii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I: nombre d’habitants par village (RPGH, 1998) ........................................................ 8

Tableau II: Infrastructures socio-économiques et localisation des villages

(CREPA, 2010) ....................................................................................................... 9

Tableau III: Caractéristiques des barrages (Direction des Aménagements Ruraux) ............. 10

Tableau IV: Caractéristiques physiques et chimiques des eaux de surface de la zone d’étude

(CREPA, 2010) ..................................................................................................... 10

Tableau V: caractéristiques des forages (Direction Territoriale de l’Hydraulique)................ 11

Tableau VI: Critères de sélection d'un village pour un système HVA ................................... 14

Tableau VII: paramètres de calcul .......................................................................................... 20

Tableau VIII: calcul des demandes journalières .................................................................... 21

Tableau IX: Calcul des débits ................................................................................................. 21

Tableau X: Calcul de la HMT ................................................................................................. 25

Tableau XI: Evolution de la population .................................................................................. 30

Tableau XII: Demande journalière moyenne des villages...................................................... 31

Tableau XIII: Demande journalière moyenne du village de Kafolo ...................................... 31

Tableau XIV:Détermination des besoins ................................................................................ 32

Tableau XV: débits de dimensionnement ............................................................................... 32

Tableau XVI: Détermination des diamètres ........................................................................... 33

Tableau XVII: Détermination des longueurs des canalisations ............................................. 34

Tableau XVIII: Détermination des pressions aux BF ............................................................ 34

Tableau XIX: Détermination des pressions aux BF ............................................................... 35

Tableau XX: Détermination des vitesses ................................................................................ 35

Tableau XXI: Détermination de la capacité des châteaux d’eau ............................................ 36

Tableau XXII: Détermination des caractéristiques des châteaux d’eau ................................. 37

Tableau XXIII: Caractéristiques du système photovoltaïque ................................................ 37

Tableau XXIV: Détermination du type de pompes ................................................................ 39

Tableau XXV: Détermination des points de fonctionnement des pompes 1 .......................... 41

Tableau XXVI: Détermination des points de fonctionnement des pompes 2 ........................ 42

Tableau XXVII: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse I) .................................. 43

Tableau XXVIII: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse II) .............................. 43

Tableau XXIX: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse III) ................................. 44

Page 8: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou viii

LISTE DES FIGURES

Figure 1:Carte géologique du département de Ferkessédougou (Direction de la Géologie) ..... 6

Figure 2:Réseau hydrographique du département de Ferkessédougou (Direction de la

Géologie) .................................................................................................................................... 7

Figure 3:Système hydropur ...................................................................................................... 14

Figure 4:Schéma général de fonctionnement de l’hydropur .................................................... 15

Figure 5:Aménagement d'une borne fontaine (vue en plan) .................................................... 28

Figure 6:Aménagement d’une borne fontaine (vue en profil) .................................................. 28

Figure 7:Schéma général du système d’approvisionnement PEA ........................................... 38

Figure 8:Schéma du mini réseau d’adduction de Kafolo ......................................................... 39

Figure 9:point de fonctionnement de la pompe 1 ..................................................................... 40

Figure 10:points de fonctionnement de la pompe 1(suite) ....................................................... 41

Figure 11:Points de fonctionnement des pompes 2 .................................................................. 42

Page 9: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 1

INTRODUCTION

L’accès à l’eau potable est l’un des besoins humains fondamentaux qui demeure inassouvi

pour des millions d’habitants des pays en développement.

Selon Aubriot (2007), environ 460 millions de personnes (soit 8% des habitants de la planète)

manquent d’eau, et les deux tiers de l’humanité risquent de souffrir d’un manque d’eau

modéré à grave avant 2025. Ainsi, la situation en matière d’eau potable est de plus en plus

déplorable, particulièrement pour ceux des innombrables petites collectivités du monde rural.

Pour palier cet état de fait, l’Etat de Côte d’Ivoire avait élaboré un programme national de

l’hydraulique depuis 1973. Ce programme a consisté à fournir de l’eau potable à tous les

centres urbains et à réaliser un point d’eau potable pour tous les villages d’au moins 100

habitants, avec un point d’eau supplémentaire pour chaque tranche additionnelle de 400

habitants (Kouamé, 2002). Cette situation a été renforcée, en 1990, par plusieurs projets

d’Hydraulique Villageoise Améliorée (HVA) qui ont concerné environ 40 villages de plus de

1000 habitants (Konaté, 2009). A la date du 30 novembre 2004, 117 localités avaient été

équipées. Malheureusement, cette volonté de l’état va être freinée par les différentes crises

économiques et politiques dont la dernière en date est celle qui dure depuis 2002. Dès lors, la

situation s’est considérablement dégradée partout en Côte d’Ivoire et en particulier à

Ferkessédougou où l’eau potable est devenue, dans certaines localités, une denrée rare. Dans

ces zones, l’utilisation des eaux souterraines, dans le cadre de l’hydraulique villageoise,

s’avère insuffisante pour l’alimentation en eau potable des populations. La géologie de la

région présente un sous sol de granites de cratons abiotiques qui ne sont pas favorables à

l’emmagasinage d’eaux souterraines. Les nappes sont pauvres et les débits sont de plus en

plus faibles de 1,8 m3/h à 0,4 m3/h (CREPA, 2010). Par ailleurs, beaucoup de forages réalisés

sur d’anciens programmes sont aujourd’hui abandonnés pour cause de tarissement et les

populations se trouvent contraintes à consommer l’eau des puits traditionnels, des rivières ou

directement des lacs (Kouamé, 2002). Aussi, Yapo (1997) estime que les eaux issues des lacs

devraient préalablement subir un traitement organique et microbiologique avant toute

consommation.

Cette situation a conduit à expérimenter la solution des unités de potabilisation de l’eau

appelée Hydropur dans cette région où les eaux de surface sont disponibles en abondance

(fleuve, barrage, retenue…). C’est un dispositif en acier inoxydable de 2.2m de hauteur qui

combine les différentes étapes du traitement physicochimique et bactériologique à savoir la

Page 10: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 2

coagulation, floculation, sédimentation, désinfection et filtration. Le transfert de cette

technologie a suscité en nous un intérêt tout particulier pour le thème « Mobilisation des

ressources en eau de surface pour l’alimentation en eau potable des populations

rurales »

L’objectif général de cette étude est de contribuer à améliorer le cadre de vie des populations

par la fourniture d’une eau potable en quantité suffisante aux populations.

De manière spécifique, il s’agit de :

connaître les besoins en eau des populations et la qualité des eaux devant servir à

l’alimentation en eau potable de ces populations ;

proposer un réseau d’Approvisionnement en Eau Potable (AEP) ;

dimensionner le système photovoltaïque pour l’alimentation électrique.

Le présent rapport s’articule autour de trois parties : la première donne les grandes lignes des

généralités sur la zone d’étude et sur l’approvisionnement en eau, la seconde présente le

matériel et les méthodes utilisées pour le dimensionnement des réseaux d’eau potable et la

troisième qui sera suivi de la conclusion, présente les résultats et la discussion.

Les résultats attendus sont :

la connaissance des besoins en eau des populations de la zone d’étude ;

la conception d’un système d’AEP pour chaque village dont le fonctionnement est

adapté au comportement des populations ;

le dimensionnement d’un système photovoltaïque pour la fourniture d’énergie

électrique aux heures de pompage.

Page 11: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 3

PARTIE I : GENERALITES

I. CONTEXTE NATIONAL DE L’EAU POTABLE

La politique ivoirienne en matière d’eau potable s’appuie sur un cadre institutionnel et

réglementaire mis en place par l’Etat depuis 1987 ( CREPA, 2010).

I.1 Cadre institutionnel

I.1.1 Milieu urbain

En milieu urbain, le cadre institutionnel en vigueur met en présence trois acteurs qui sont :

l’Etat de Côte d’Ivoire ;

la SODECI ;

Les populations (consommateurs).

a. L’Etat de Côte d’Ivoire

Le service est exécuté sous le contrôle de l’Etat, autorité concédante. L’Etat de Côte d’Ivoire

est représenté entre autre par le ministère des Infrastructure Economiques (MIE), le Ministère

de l’Economie et des Finances (MEF) et le Ministère chargé de la santé.

La Direction de l’Hydraulique Humaine (DHH) du MIE est le commissaire du Gouvernement.

Elle veille, à cet effet, à l’exécution de la convention aux plans technique, financier et

juridique. Par ailleurs, cette direction établit et met en œuvre la stratégie nationale de

développement du secteur de l’Hydraulique Humaine.

b. La SODECI

Les activités menées par la SODECI sont régie par deux conventions avec l’Etat de Côte

d’Ivoire. Il s’agit de la convention de concession de service de distribution publique urbaine

d’eau potable en Côte d’Ivoire et la convention d’affermage pour l’entretien et l’exploitation

des réseaux et ouvrages d’assainissement et de drainage de la ville d’Abidjan.

A cet effet, la SODECI est le seul responsable du fonctionnement du service concédé qu’elle

gère et exploite à ses risques et périls.

Page 12: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 4

c. Les populations (consommateurs)

Les abonnés sont les bénéficiaires des activités de production et de distribution d’eau de l’Etat

et de la SODECI.

Aussi faut-il dire que depuis 1987, l’Etat de Côte d’Ivoire a mis en place une politique de

branchements subventionnés pour permettre aux populations défavorisées d’avoir accès au

réseau public d’eau potable (RéPEP).

I.1.2 Milieu rural

En milieu rural, le cadre institutionnel met en évidence principalement l’Etat, les collectivités

et des operateurs privés.

L’Etat de Côte d’Ivoire intervient toujours à travers le MIE, par le biais de l’un de ses services

déconcentrés : les Directions Territoriales de l’Hydraulique Humaine (DTHH) qui ont pour

rôle d’exécuter les programmes élaborés en matière d’hydraulique villageoise par le ministère

au niveau de leurs circonscriptions territoriales.

Les collectivités décentralisées (Mairies, Conseils Généraux, Districts,…) ont reçu

compétence en la matière de par la loi portant transfert de compétences de l’Etat aux

collectivités décentralisées, dans le cadre de la politique nationale de décentralisation.

Depuis 2006, le secteur de l’eau a été réorganisé avec l’avènement de la société d’état

dénommée Office National de l’Eau Potable (ONEP). Non encore opérationnelle, l’ONEP devrait

constituer un acteur clé de l’eau potable en Côte d’Ivoire.

I.2 Cadre réglementaire de l’eau en cote d’ivoire

La loi n°98-755 du 23 décembre 1998 portant code de l’Eau (sans décrets d’application à ce

jour) vient combler un vide juridique. Celle-ci constitue la base légale de la politique de l’eau

en Côte d’Ivoire. Toute sa problématique est prise en compte par cette loi. Celle-ci énonce les

objectifs qu’elle vise, les principes qui la fondent et présente ses caractéristiques essentielles.

Le but du code de l’eau est d’assurer la gestion intégrée des ressources en eau, des

aménagements et ouvrages hydrauliques.

Page 13: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 5

II. CADRE DE L’ETUDE

II.1 Situation géographique

Situé à 650 Km d’Abidjan, capitale économique de la Côte d’Ivoire, Ferkessédougou fait

partie de la Région des Savanes. Le département se situe entre les parallèles 8°26 et 10°27 de

latitude Nord et 3°5 et 6°19 de longitude Ouest et couvre cinq (5) sous-préfectures :

Ferkessédougou, Kong, Koumbala, Niélé, et Diawalalla. Il est limité au Nord par le

département de Ouangolodougou et la République du Burkina Faso; au Sud par le

Département de Katiola; à l'Est par le Département de Bouna et à l'Ouest par le Département

de Korhogo. Il couvre une superficie de 13 400 km² pour une population résidente estimée à

249 502 habitants (RGPH, 1998).

La zone d’étude est située au nord de la Côte d’Ivoire, à l’est de la ville de Ferkessédougou,

sur l’axe reliant Ferkessédougou à Kafolo. Elle concerne spécifiquement les Sous-préfectures

de Koumbala et Kong.

Notre étude porte sur sept (7) villages qui sont : Fakolo, Linguékoro, Sikolo, Gbanonon,

Togoniéré, Sambakaha et Lamékaha 3.

II.2 Milieu physique

II.2.1 Sols et végétation

Le département de Ferkessédougou abrite une diversité de sols peu profonds sur granite ou

gneiss dont les principales unités sont les sols ferralitiques, hydromorphes de bas-fonds et

sableux. Ces sols ferralitiques sont les plus représentatifs avec une couche arable peu

profonde (40 à 60 cm) limitée par des indurations (Eldin, 1971 ; Perraud 1971; Bigot et al.

2005).

Les propriétés physiques de ces sols, selon Yao (2009), sont généralement médiocres et

présentent des contraintes d’aménagement (sols indurés peu profonds).

La végétation est caractérisée par la savane arborée et une forêt galerie autour des cours d’eau

(talwegs) qui abondent dans la zone.

II.2.2 Relief et géologie

Le relief est caractérisé par une succession de plaines alluvionnaires et de plateaux latéritiques

entrecoupé de monticules granitiques par endroit. Les bassins versants des retenus d’eau

présentent en général une morphologie moins encaissée dans leur ensemble, avec une pente

Page 14: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 6

moyenne transversale d’environ 2,5% et une pente longitudinale moyenne de 1,5% (CREPA;

2010).

Les formations géologiques du secteur d’étude appartiennent au domaine éburnéen. On

dénombre plusieurs générations de granites dont le type Baoulé de craton, le type Baoulé de

géosynclinal (types Ferké et Koffisouka) et le type Bondoukou (Jourda et al, 2006). À ces

granites, s’associent l’ensemble des schistes et des roches vertes.

Figure 1:Carte géologique du département de Ferkessédougou (Direction de la Géologie)

II.2.3 Régime climatique

Le régime climatique de la région est du type tropical de transition du genre soudanien. Il est

caractérisé par des amplitudes thermiques quotidiennes relativement importantes avec une

moyenne annuelle de 26°C. L’humidité relativement est inférieure à celle du sud du pays

entre 40 et 50 % (Yao, 2009). Cette zone est marquée par une alternance de deux (2) saisons :

la saison sèche, très marquée par l'harmattan entre décembre et janvier et des

pointes de chaleur en mars et avril. Cette saison sèche s'étend de novembre à avril;

Page 15: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 7

la saison des pluies s'étend de mai à octobre avec des pluviométries maximales en

juillet et août.

La pluviométrie moyenne annuelle est de 1206,8mm, avec une pluie centennale sèche de 853

mm et une évaporation potentielle moyenne annuelle de 2 104,6 mm (CREPA, 2010).

II.2.4 Hydrologie

La zone d’étude est drainée, dans sa partie Est, par le fleuve Comoé et ses affluents. Ceux-ci

développent de très larges plaines inondables pouvant atteindre par endroit 500 mètres à 1 km

environ (Yao, 2009). En dehors de la Comoé, les cours d’eau sont intermittents et tarissent en

saison sèche. Pendant la saison des pluies, on observe des crues de certains cours d’eau avec

des dégâts sur les cultures et les habitats.

Figure 2:Réseau hydrographique du département de Ferkessédougou (Direction de la Géologie)

Page 16: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 8

II.2.5 Hydrogéologie

L’hydrogéologie de la zone d’étude est caractérisée par deux types d’aquifères : la nappe

superficielle captée par les puits traditionnels à faible profondeur dans les formations du

recouvrement et la nappe profonde située dans les niveaux altérés et/ou altéro-fracturés de la

roche saine.

La nappe superficielle est beaucoup influencée par les aléas climatiques et subit une forte

baisse en saison sèche, tandis que la nappe profonde est moins tributaire des aléas

climatiques. Elle peut constituer un bon aquifère si le degré d’altération et/ou de fracturation

des roches sous-jacentes est important. Cependant, la zone d’étude présente un sous sol de

granite de cratons abiotiques qui n’est pas favorable à l’emmagasinage d’eaux souterraines.

Selon CREPA (2010), plusieurs forages réalisés sur d’anciens programmes sont aujourd’hui

abandonnés pour cause de tarissement.

II.3 Milieu humain

Dans la plupart des localités, les autochtones sont des pallaka ou les malinkés, communément

appelés Dioula. On y rencontre aussi d’autres groupes ethniques et nationalités, comme les

Sénoufo, les Lobi, les Burkinabé, les Maliens, les Mauritaniens, les Béninois et les

Congolaises (bonnes sœurs). L’islam est la religion dominante des autochtones.

Les villages sont dirigés par des conseils composés des chefs de terre, des chefs de village,

des secrétaires administratifs, des secrétaires adjoints et des Imams. La taille des populations

est donnée par le tableau ci-dessous.

Tableau I: nombre d’habitants par village (RPGH, 1998)

village Kafolo Linguékoro Sikolo Gbanonon Togoniéré Lamékaha 3 Sambakaha

Nombre

d’habitants 1216 174 777 565 921 507 534

II.4 Situation socio-économique

L’agriculture constitue l’activité principale des populations. Les cultures pratiquées sont

l’igname, l’arachide, le maïs, le sorgho, le mil, l’haricot, l’anacarde et les cultures maraîchères

(tomate, piment, aubergine). Le coton est presque à l’abandon. En effet, depuis le relâchement

Page 17: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 9

de l’encadrement par la Compagnie Ivoirienne de Développement des Textiles (CIDT), cette

spéculation ne profite plus aux agriculteurs. Cette situation est d’ailleurs générale dans tout le

Département. La culture d’anacarde, par contre, connaît un développement continu.

L’élevage et la pêche y sont également pratiqués par les populations. Les espèces couramment

pêchées sont les mâchoirons, les carpes, les silures, les capitaines, etc. La pêche est une

activité qui prend de plus en plus d’ampleur dans les villages. L’artisanat et l’apiculture

restent des activités très marginales.

Les infrastructures socio économiques et hydrauliques de l’ensemble des villages sont

présentées dans le tableau II.

Tableau II: Infrastructures socio-économiques et localisation des villages (CREPA, 2010)

Localités Infrastructures socio-économiques Localisation

Kafolo bac 1 hôtel (Safari)

1 école (3 classes avec tous les niveaux) 110 km de Ferké

Linguékoro

1 école (3 classes)

1 mosquée

1 marché (ouvrable tous les jours)

67 km de Ferké

Sikolo

1 école (6 classes)

1 centre de santé (dispensaire, maternité de

capacité d’accueil de 12 lits)

62 km de Ferké

Gbanonon 1 école coranique

2 mosquées 24 km de Ferké

Togoniéré

1 école (6 classes)

1 centre de santé

1 mosquée

1 église catholique

20 km de Ferké

Sambakaha 1 école

1 église catholique 15 km de Koumbala

Lamékaha 3

10 km de Koumbala

II.5 Caractéristiques des retenues d’eau

Les localités soumises à notre étude bénéficient de la proximité d’un barrage dont la ressource

en eau est pérenne. Ces barrages ont été réalisés par la SODEPRA pour des usages

agropastoraux. Cependant, ils servent également à d’autres usages tels que la pêche, la lessive,

la baignade et la construction de maison. Les fiches techniques des barrages de certaines

localités sont introuvables (Tableau III). Le fleuve Comoé traverse le village de Kafolo-bac.

Page 18: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 10

Tableau III: Caractéristiques des barrages (Direction des Aménagements Ruraux)

Villages Barrages

Distance

village_barrage

(km)

COORDONNEES Bassin

versant

(Km2)

Longueur

(m)

Hauteur

(m)

Déversoir

(m) Lat. N. Long. O.

Kafolo bac 1 barrage 0,2

Linguékoro 2 barrages 0,5

Sikolo 1 barrage 0,1 9°29 4°50 17,5 380 3,35 20

Gbanonon 1 barrage 0,2

Togoniere 1 barrage 0,4 9°31 5°04 4,5 210 3,4 8

Lamekaha 3 1 barrage 0,5 9°20 5°01 7 315 4 20

Sambakaha 1 barrage 0.5 9°24 5°06 16 270 4,2 17

II.6 Qualité des eaux de surfaces

Les résultats d’analyse des eaux de la Comoé et des différents barrages, selon le rapport du

CREPA (2010), donne des résultats qui montrent que les eaux sont impropres à la

consommation humaine (tableau IV).

Tableau IV: Caractéristiques physiques et chimiques des eaux de surface de la zone d’étude (CREPA, 2010)

Unités

Normes

OMS Lamekaha Sambakaha Gbanonon Togoniere

Kafolo

comoe

Linguekoro

nord Sikolo

Paramètres

Température °C 29,1 28,9 29,9 25,7 25,2 25,3 24,3

Couleur mg/l

Co/Pt <= 15 60 60 125 85 40 30 >150

Turbidité NTU <= 5 21,5 15,5 72,5 31,4 7,77 207 340

pH 6,5

<pH<8,5 7,1 7,1 7,4 6,7 7,6 7,3 7,7

Conductivité

400 <

Cond <

500

51,4 45,4 197,5 43,7 83,1 71,7 132,4

Ammonium mg/l < 1,5 0,77 0,59 1,84 0,96 0,28 3,37 5,01

(NH4+

)

Nitrates mg/l < 50 6,4 1,6 7,3 2,7 4,8 6,5 3

(NO3-

)

Fer mg/l 0,3 0,04 0,01 0,09 0,02 0,02 0,53 0,29

(Fe+2

)

Fer mg/l 0,3 0,75 0,51 2,37 0,92 0,49 3,62 5,48

(Fe Total)

Manganèse mg/l 0,5 0,107 0,142 0,549 0,127 0,018 0,576 0,803

(Mn+2

)

Aluminium mg/l < 0,2 0,044 0,036 0,066 0,035 0,028 0,289 0,124

(Al+3

)

Oxygène

dissous mg/l 5 < O2 < 9 3,4 6 3,2 0,8 5,8 5,1 5,2

-2

Page 19: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 11

II.7 Les ouvrages d’hydraulique villageoise

Des forages équiper de pompe à motricité humaine ont été installés dans toute la zone dès le

début de l’année 2009, sans toutefois satisfaire pleinement la demande en eau, spécialement

en saison sèche (ALTECH, 2010). La moyenne de pompe à motricité humaine par village est

de deux (2). D’une façon générale, ces pompes sont fonctionnelles, mais elles demeurent

insuffisantes pour satisfaire les besoins des populations.

Tableau V: caractéristiques des forages (Direction Territoriale de l’Hydraulique)

Sous

préfectures Villages

Nombre de

forages

disponibles

Nombre de

forages

fonctionnel

Profondeur

(m)

Débit

(m3/h)

Niveau

statique

(m)

KONG

Kafolo-bac 2 1 38.40 2.70 4.80

Linguékoro 3 2

49.30 1.00 16.90

67.20 0.40 17.00

56.01 2.50 14.90

Sikolo 3 1

49.20 6.70 21.40

38.80 0.80 16 .00

72.00 2.40 9.42

Ggbanonon 2 2 79.00 2.80 12.90

Togoniéré 4 2

80.10 0.50 3.90

67.30 0.20 5.20

59.12 1.50 3.70

54.17 2.50 5.98

KOUMBALA Lamekaha3 2 2

60.52 1.50 6.40

65.78 1.50 5.80

Sambakaha 2 1

III. DEFINITIONS DE QUELQUES CONCEPTS

III.1 Demande en eau

La boisson, la cuisine, la lessive et la toilette constituent les principaux usages de l’eau pour

les besoins humains (Jimmy et al, 1998 ; Atsain, 2001). Le besoin en eau d'un usager, selon

Diabaté (2006), est ce qu'il consommerait en dehors de toute contrainte économique.

La demande d'un usager est la consommation qu'il a atteinte lorsque celui-ci intègre la

synthèse de ses contraintes économiques, son appréciation de la valeur sociale et sanitaire de

l'eau.

Page 20: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 12

III.2 Les variations cycliques de la demande

Les consommations varient en terme quantitatif suivant les saisons, les jours de la

semaine, les heures de la journée. Ces variations ont une influence directe sur les

ressources en eau à mobiliser et ou les dimensions des installations. Les dimensions du

système de distribution sont déterminées par le comportement des usagers à qui l'on doit

offrir un service continu.

III.2.1 Les variations saisonnières

Elles permettent d'évaluer les besoins de régulation de ressources en eau (barrage, nappe

souterraine). Pour ce faire, il s’avère nécessaire de déterminer le coefficient de pointe

saisonnière (Cps) qui est le rapport de la consommation journalière moyenne de la période de

pointe et de la consommation moyenne journalière calculée sur l’année (Falibaï, 2006).

Le Cps Il est influencé par les périodes de chaleur, les flux saisonniers de personnes (tourisme

par exemple), l'arrivée temporaire de consommateurs de ressources alternatives du fait de

la détérioration de leur qualité et ou de leur tarissement (Falibaï, 2006). Il varie en situation

normale entre 1.10 et 1.20.

III.2.2 Les variations hebdomadaires

Elles se traduisent par le coefficient de pointe journalière (Cpj) et exprime le retour de façon

cyclique du comportement des usagers au cours de la semaine. Les pointes de consommations

se situent aux jours de grande lessive, de marché et de repos hebdomadaires. Le coefficient de

pointe journalière est indépendant de la saison (Falibaï, 2006). Il varie entre 1,05 et 1,15.

Cependant, selon les études faites par Konaté (2009), il est de 1,7.

III.2.3 Les variations journalières

La variation journalière est exprimée à travers le coefficient de pointe horaire (Cph) qui

rend compte de la pointe de la consommation au cours de la journée. Elle n'a aucune

influence sur les quantités d'eau à mobiliser. Elle est estimée par des études statistiques sur

divers systèmes similaires ou par le biais de formules empiriques. Par expérience, le Cph est

de 1,5 pour les localités de plus de 200.000 habitants et varie entre 2,5 et 3 pour les localités

Page 21: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 13

de moins de 10.000 habitants. Selon Konaté (2009), le coefficient de pointe horaire est de 2,1

en moyenne.

III.3 LE SYSTEME HVA

L'hydraulique villageoise améliorée (HVA) est un système d'adduction d'eau potable ayant

les composantes de base suivantes : captage (forage), traitement (si nécessaire), stockage ou

régulateur (réservoir) et distribution par les bornes fontaines. Le réservoir surélevé, de 5 à 20

m3

de volume, alimente des bornes fontaines judicieusement reparties dans le village

(SODEXAM, 1999). Le forage est équipé de pompes électriques. C’est un système

transitoire entre l’adduction d’eau urbaine et les points d’eau équipés de pompe à motricité

humaine, qui garantit par rapport aux points d’eau villageois une meilleure qualité et une

disponibilité permanente de l’eau. Cependant, ils possèdent quelques différences du point de

vue état physique, fonctionnement des éléments constitutifs du système.

III.3.1 Avantage du système

Le système HVA présente des avantages techniques et économiques :

Au plan technique, l'Hydraulique Villageoise Améliorée résout le problème de

disparité et de rareté des points d'eau dans une localité grâce à la répartition des bornes

fontaines. Il remédie aux nombreux problèmes de maintenance des PMH que

rencontrent les populations rurales.

Au plan économique, le système HVA est de faible coût par rapport aux systèmes

AEP des villes grâce à l'utilisation des matériaux synthétiques (polyesters) pour les

réservoirs, des dimensions réduites pour les réseaux de distribution et de refoulement.

III.3.2 Critère de sélection d'un système HVA

Pour bénéficier d'un système HVA, une localité doit respecter un certain nombre de

critères (tableau VI) :

Page 22: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 14

Tableau VI: Critères de sélection d'un village pour un système HVA

Critères Limites

Population à l'année de base 1000 habitants < Population < 4000 habitants

Electricité Oui

Ressource en eau Débit > 3m3/h

Plan de lotissement Oui

Participation La population doit exprimer sa volonté de

participer au financement du projet à hauteur de

15 à 20 % du coût de l'investissement

Gestion Volonté de mettre en place un comité de gestion

Source (Konaté, 2009 ; SODEXAM, 1999)

IV. LE SYSTEME HYDROPUR

IV.1 Présentation du système

L’unité Hydropur est un dispositif (figure 3) de potabilisation d’eau (sauf eau de mer) capable

de traiter, selon les normes CEE et OMS, une eau impropre au plan bactériologique. Cette

technique, développée par la société ALTECH, est destinée aux petites communautés (1 000 à

3 000 habitants) dans les régions enclavées, là où l’énergie n’est pas disponible et dans les

situations d’urgence post catastrophe naturelle. Il est de forme cylindrique et fait 2,20m de

haut pour une masse de 600 kg.

Figure 3:Système hydropur

Page 23: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 15

IV.2 Aspects techniques

Cette mini-station de traitement combine coagulation, floculation, sédimentation, désinfection

au chlore, filtration sur sable et sur charbon actif. Tout le cheminement de l’eau et son

traitement s’effectue par simple gravité (voir Figure 4). Par contre, le pompage éventuel de

l’eau brute nécessite de l’énergie et ce, à une hauteur de 2m par rapport à la base.

La vitesse dans le filtre à sable est de 2m/h (Q=1m3/h et d=0,8m). Le dispositif est muni d'un

réservoir et d’un bac supérieur de 1500 litres avec 8 robinets.

L’unité hydropur est muni d’un dispositif autonettoyant (back-wash) et un double système de

sécurité en matière de désinfection. Le dispositif de chloration s’adapte au débit

d’alimentation en eau brute et à tous types de réservoirs avec une gamme de dosage allant 500

l/h à 10 000 l/h.

L’équipement est réalisé en tôles d’acier inoxydable de type « 304 » et en PVC. Il ne

nécessite pas de maintenance particulière, sauf une recharge régulière des pastilles

d’hypochlorite de calcium et un changement du charbon actif après une période de 1 à 2 ans.

Le fonctionnement de l’unité Hydropur est présenté en annexe.

Figure 4:Schéma général de fonctionnement de l’hydropur

Page 24: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 16

IV.3 Aspects environnementaux, de durabilité et d’efficacité

Le système Hydropur fonctionne de manière autonome, sans aucune source d’énergie et donc

sans apport de combustibles. De plus, l’acier et le PVC sont deux matériaux qui résistent aux

aléas climatiques et qui peuvent être récupérés et recyclés en fin de vie. De conception simple,

l’appareil et les tablettes peuvent être fabriqués avec les ressources locales (matériaux et

compétences humaines), générant ainsi une activité économique. Ce dispositif de purification

répond aux besoins en eau de manière quantitative (en moyenne 1000 L d’eau traitée par

heure) et qualitative.

V. PRESENTATION DU SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE

V.1 Energie solaire

Au sens large du terme, on entend par énergie solaire toutes les énergies tirées du rayonnement

solaire.

Au sens technique, l’énergie solaire désigne l’énergie provenant de la réaction de la fusion

thermonucléaire qui transforme l’hydrogène en hélium. Le rayonnement atteignant la terre, au-

dessus de l’atmosphère, est en moyenne de 1375 W/m2 (constante solaire) et la puissance

contenue dans le rayonnement solaire est de 3,86.1026

W (Jimmy et al, 1998 ; Sako, 2000).

Tous les pays industrialisées et ceux en voie de développement ont entamé des actions en vue

de promouvoir l’énergie solaire. L’utilisation la plus répandue est le système photovoltaïque.

V.2 Les modules photovoltaïques

Ils transforment directement la lumière en électricité.

Le nombre de modules qui constitue le générateur photovoltaïque est déterminé à partir des

besoins électriques du futur utilisateur et de l’ensoleillement du site.

Ces modules sont assemblés mécaniquement sur une structure métallique pour former un

panneau. Le choix de l’angle d’inclinaison des panneaux dépend de la latitude du site à

équiper.

Les modules ont une tension de 12 volts. Ils sont câblés en parallèle si le générateur

photovoltaïque est de 12 volts et en série-parallèle s’il est en 24 volts ou 48 volts. La liaison

Page 25: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 17

avec le coffret de régulation est assurée par un ou plusieurs câbles de section appropriée

(Jimmy et al, 1998).

V.3 Les panneaux solaires

L’emplacement des panneaux doit respecter les conditions suivantes :

exposition aux rayonnements solaires toute la journée en toute saison ;

facilite d’accès pour le nettoyage ;

rapprochement des récepteurs pour limiter les pertes dans les câbles ;

protection contre les jets de projectiles, les animaux etc. ;

fixation solide pour résister aux vents.

V.4 Le parc batterie

La batterie d’accumulation stocke l’énergie produite par les modules pour assurer

l’alimentation des récepteurs en toute période (jour et nuit, ensoleillement ou non). Ainsi, le

pompage avec batterie permet de s’affranchir des problèmes d’adaptation entre panneau

solaire et motopompe. Le débit de pompage peut être régulier sur toute la journée et s’adapter

aux caractéristiques de renouvellement de la ressource en eau. Toute fois, l’utilisation d’un tel

système comporte davantage de composants qui influent sur la fiabilité et le coût global du

système. Par contre, le système photovoltaïque sans bactérie impose un pompage au fil du

soleil. Un tel système se met marche lorsque le point de fonctionnement est atteint et s’arrête à

l’absence d’ensoleillement limitant ainsi les heures de pompage (Sako, 2000).

Conclusion partielle

Apres un bref aperçu sur le cadre national de l’eau potable en Cote d’Ivoire (cadre

institutionnel et réglementaire), nous avons présenté le cadre objet de cette étude (cadre

physique, humain et socio-économique). Ensuite, les aspects techniques et méthodes de

traitement de l’eau (système HVA, système HYDROPUR) et enfin les systèmes

photovoltaïques ont été présenté et ce, pour permettre une meilleure appréciation des critères

de choix qui seront effectués pour la réalisation de cette étude.

Page 26: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 18

PATIE II : MATERIEL ET METHODES

I. MATERIEL D’ETUDE

Le matériel utilisé pour l’étude comprend :

les plans topographiques des barrages ;

le profil en long du terrain naturel ;

la carte thématique de la zone d’étude a l’échelle 1/382000 ;

les logiciels : Excel, Epanet, AutoCAD pour le dimensionnement des réseaux.

II. METHODES

Nous avons adopté une méthodologie combinant la recherche documentaire et les

observations de terrain.

Ainsi, l’étude a été réalisée en adoptant les trois étapes suivantes :

La phase de recherche documentaire ;

Les visites et travaux de terrain ;

Le traitement des données.

II.1 Recherche documentaire

Elle a constitué la première prise de contact avec le sujet de mémoire et le contexte dans

lequel il s’inscrit. Cela nous a permis de faire la collecte des informations indispensables à la

conduite de l’étude. Au cours de cette phase nous avons axé notre recherche sur trois types de

documentation à savoir:

les documents existants sur le pays et la zone d’étude en matière de gestion des

ressources en eau (eaux souterraines et eaux de surface) ;

les documents abordant des thèmes similaires ou ayant certains points communs avec

notre sujet de mémoire ;

les documents mis à notre disposition par le CREPA à savoir :

le plan des levés topographiques des zones d’étude ;

les documents techniques de dimensionnement des systèmes ;

le rapport d’étude projet.

D’autres informations ont été recueillies auprès des populations afin de nous permettre de

bien cerner le plus possible les différents aspects de notre étude.

Page 27: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 19

II.2 Visite et travaux de terrain

Suite à l’étude documentaire, une visite de reconnaissance a été effectuée, du 18 au 21 Juin

2010, sur la zone d’étude afin de compléter les informations acquises précédemment et de

bien s’imprégner du contexte de l’étude. Elle a consisté à parachever les levés topographiques

du terrain naturel et nous a permis de parcourir tous les tracés topographiques potentiels des

réseaux. Elle a constitué également la première étape de la prospection en vue de définir le

site d’implantation du système de pompage photovoltaïque et de l’unité de traitement

Hydropur.

II.3 Le traitement des données

Cette phase a consisté en l’exploitation de l’ensemble de la documentation obtenue au cours

de la recherche documentaire et des informations recueillies sur le terrain. Ce travail nous a

permis de dégager des tendances et des informations utiles à l’élaboration du présent mémoire

de fin d’étude.

L'analyse de ces informations nous a permis de créer des données nécessaires à:

l’estimation de la population de la zone d’étude ;

l’évaluation des besoins en eau ;

l’appréciation des ressources en eaux mobilisables pour l’approvisionnement des

populations ;

au calcul des paramètres caractéristiques des systèmes à l’aide du logiciel EPANET ;

la proposition de systèmes d’approvisionnement en eau potable adapté à la zone

d’étude.

II.3.1 Paramètres de dimensionnement

Le dimensionnement du réseau se fait suivant des horizons. En Cote d'Ivoire, l'horizon des

projets des systèmes HVA est de 12 ans (Direction de l’eau, 1998; Konaté, 2009). Les

paramètres de dimensionnement devront être définis pour chaque localité ou type de localité

en tenant compte de ses particularités. Ils sont présentés dans le tableau VII :

Page 28: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 20

Tableau VII: paramètres de calcul

Paramètres Valeurs

Consommation spécifique Cs

Borne fontaine (l/j/hbts)

Auberge (l/j)

Ecole (l/j/élève)

Camp de garde (l/j/pers)

Centre de santé (l/lit)

25

1000

5

60

200

Coefficient de pointe

saisonnière Cps

journalière Cpj

horaire Cph

1,2

1,7

2,1

Rendement du réseau : 85%

Rendement du traitement 95%

Temps de pompage Tp (heures) 12

Temps de distribution Td (heures) 20

Pression de service Ps (mCE) au niveau des BF

Post d’eau Autonome

Mini réseaux d’adduction

2 à 5

à partir de 5

Vitesse (m/s): de 0,3 à 1,2

Taux de dessert de LA population en BF 100%

Echéance du projet (année) 12

II.3.2 Besoins en eau

II.3.2.1 Estimation de la population

Pour l’estimation des populations actualisés, le taux d’accroissement annuel national de 3,3%

(Touré, 2006) a été utilisé.

Le calcul s’est fait avec la formule suivante :

nTPPn )1(0 , avec

Pn : nombre d’habitants à l’horizon +n

T : taux d’accroissement annuel

P0: nombre d’habitants à l’horizon +0

n: nombre d’année entre les horizons +0 et +n

II.3.2.2 Estimation de la demande journalière

Dans notre étude, les demandes journalières sont en général constituées essentiellement de la

demande domestique. L’estimation de ces demandes s’est fait selon les formules suivantes :

Page 29: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 21

Tableau VIII: calcul des demandes journalières

Demandes Formules

Demande journalière moyenne Djm (m3/j):

1000

nSjm

PCD

Demande journalière de pointe Djp (m3/j) :

PjPsjmjp CCDD

II.3.2.3 Estimation des besoins en eau

Les besoins en eau brute du jour de pointe renseignent sur la quantité d’eau à prélever dans la

ressource en eau, afin de satisfaire à la demande des populations. Les besoins sont estimés à

l’aide de la formule suivante :

rt

pjpsjm

jp

CCDQ

Qjp (m3/h): Besoins en eau

: Rendement de traitement

: Rendement du réseau de distribution

II.3.3 Calcul des débits

Le calcul des différents débits est présenté dans le tableau IX :

Tableau IX: Calcul des débits

Débits (m3/h) formules

production prt

pjpsmj

prodT

CCDQ

..

..

adduction pr

pjpsmj

addT

CCDQ

.

..

Distribution ph

dr

pjpsmj

distr CT

CCDQ .

.

..

Page 30: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 22

II.3.4 Calcul des diamètres

Selon la formule de Bresse, le diamètre intérieur d’une conduite peut être calculé de la

manière suivante :

QDin 5.1

Din : diamètre intérieur en mètre

Q : débit en m3/s

II.3.5 Réseau de distribution

Le réseau de distribution de l’eau potable est une infrastructure importante qui permet de

distribuer l’eau en quantité suffisante pour satisfaire aux besoins actuels et à venir des

usagers.

Le mode de distribution est gravitaire. Elle se fera à partir des châteaux d’eau qui dominent

hydrauliquement tout le réseau. La pression minimale de service devra être atteinte sur

l’ensemble des zones de distribution sans l’intervention d’une machine élévatoire.

II.3.6 L’ossature du réseau

Le principe du tracé est d’assurer l’accès du réseau aux usagers dans des conditions

économiques optimales tout en prévenant les difficultés d’exploitation et d’entretien

(Diedhiou, 2004).

Les préoccupations lors du tracé du réseau sont les suivantes :

un fonctionnement hydraulique simple ;

une continuité du service en évitant la création de points de faiblesse ou en

prévoyant des alternatives en cas de rupture ;

l’optimisation de la longueur du réseau par le choix des rues devant recevoir

les conduites. Les canalisations traversent le moins possible les propriétés

privées et elles sont le plus souvent posées en bordure des rues ;

l’équipement minimum afin de faciliter la maîtrise du réseau et son entretien.

II.3.7 Méthodologie des calculs hydrauliques

Les calculs hydrauliques sont effectués à l’aide du logiciel Epanet. La méthode utilisée

pour le calcul des équations de perte de charge et de conservation de masse, qui

Page 31: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 23

caractérisent l´état hydraulique du réseau à un instant donné, peut être décrite par l e nom

« approche hybride de nœud-circuit » appelé plus tard la « Méthode du Gradient »

(Diedhiou, 2004). Dans cette approche, trois types d´équations sont résolus :

équation de Bernoulli: Hi - Hj = hij = rQijn + mQij

2 ;

équation de conservation de la masse : Qij - Di =0 ;

Dans lesquelles H est la charge au nœud, h est la perte de charge, r est le coefficient de

résistance, Q est le débit, n est l´exposant du débit, m est le coefficient de perte de

charge singulière, et Di est la demande au nœud i.

Une troisième équation est utilisée pour prendre en compte les pompes insérées dans le

réseau :

hij = -2(h0 – r (Qij/)

n).

Dans laquelle h0 est la charge à l´arrêt, est la configuration relative de la vitesse, et r et

n sont des coefficients de la courbe caractéristique. Le flux qui arrive dans un nœud est pris

comme positif.

Pour une série de charges piézométriques aux conditions aux limites, des solutions pour

toutes les charges Hi et tous les débits Qij qui répondent aux équations sont recherchées.

Ces équations sont résolues par la méthode du Gradient qui commence par une

estimation initiale des débits dans chaque tuyau, qui peut ou non répondre à l´équation

de conservation de la masse. A chaque itération de la méthode, les nouvelles charges aux

nœuds sont obtenues jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint.

Du fait de l´imprécision sur le coefficient de rugosité et de l´impossibilité de distinguer

les pertes de charge singulières des pertes de charge linéaires, le coefficient de perte de

charge singulière est pris égal à zéro. Les pertes de charge calculées sont composées des

deux (pertes de charge linéaires et pertes de charge singulières). Le calcul est fait avec la

formule de Hazen-Williams

II.3.8 Le château d’eau

II.3.8.1 Détermination de la capacité de stockage

Le réservoir sert non seulement à stocker l’eau mais il constitue aussi un régulateur de débit.

Le volume de stockage comprend une réserve de distribution, de secours et d’incendie.

Page 32: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 24

Pour la détermination de la capacité de stockage nous avons utilisé la méthode simplifiée en

tenant compte uniquement de la réserve de distribution, de la manière suivante.

JPD DRV

3

1

RD : réserve de distribution en m3

V : volume utile du réservoir en m3

II.3.8.2 Détermination du diamètre du réservoir

Les réservoirs proposés sont de forme cylindrique. Le calcul de leur diamètre s’est fait en

fixant une hauteur arbitraire, comme suit :

h

VDh

DhSV

.

.4

4

..

2

D : diamètre du réservoir en mètre

h: hauteur du réservoir en mètre

II.3.8.3 Choix des sites des châteaux d’eau

Le choix de l’emplacement est compromis entre les contraintes suivantes :

Être le plus près possible du centre de gravité de la zone à alimenter,

Se situer au point le plus haut lorsqu’on s’éloigne de la zone à desservir,

Les contraintes d’ordre économique

II.3.9 Conception du système de pompage

La prise d'eau se situera vers le centre du plan d'eau, la crépine étant fixée sur flotteur.

La conception du système de pompage va consister essentiellement :

au choix du mode de disposition des pompes ;

au choix des conduites et des pompes;

à la détermination du point de fonctionnement du système et d’une pompe.

II.3.9.1 Mode de disposition des pompes

Pour chaque système il sera prévu deux pompes (pompe 1 et 2) dont l’une pour l’exhaure et

l’autre pour le refoulement de l’eau traitée dans le château d’eau.

Page 33: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 25

II.3.9.2 Choix des pompes

Le choix d’une pompe se fait en consultant les catalogues des constructeurs en fonction de :

la hauteur manométrique (HMT) qui est la pression que la pompe devra imprimer à

l’eau de l’aspiration jusqu’au refoulement

le débit

le rendement de la pompe

Calcul de la Hauteur Manométrique Totale (HMT)

La hauteur manométrique est calculée à l’aide de la formule suivante :

Tableau X: Calcul de la HMT

Pertes de charge (m) Hauteur géométrique

(m) HMT : Hauteur

Manométrique Totale (m)

LDC

QH

871,4852,1

852,1675,10

C : coefficient de rugosité de

Hazen-Williams égal à 150 pour

les PVC

L : longueur du tuyau (m)

D : diamètre du tuyau (m)

Q : débit (m3/s)

asprefgéo ZZH

Zref : Cote de

refoulement (m)

Zasp : Cote

d’aspiration (m)

g

PHHHMT géo

: Pertes de charge totale

(m)

g

P

: Pression de service

II.3.9.3 Point de fonctionnement de la pompe

Pour la détermination du point de fonctionnement, nous avons tracé d’abord la courbe

caractéristique de la conduite. L’équation de cette courbe caractéristique est l’expression de la

HMT en fonction de Q. L’intersection de la courbe caractéristique de la pompe avec celle de

la conduite donne le point de fonctionnement de la pompe.

Page 34: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 26

II.3.10 Le système photovoltaïque

L’emplacement du système de pompage photovoltaïque est déterminé par la position de la

ressource en eau et la géographie du village (Jimmy et al, 1998). Afin de minimiser les pertes

de charge, le générateur solaire sera installé le plus près possible de la pompe, à un endroit à

découvert, sans ombrage.

II.3.10.1 Calcul de l’énergie quotidienne requise

L’énergie nécessaire pour pomper une quantité d’eau sur une hauteur pendant une journée est

calculée de la manière suivante :

PP

H

c

HMTQHMTQCE

...725,2..

Ec : Energie consommée (Wh/j)

Q : Débit quotidien en m3/j

CH : Constante hydraulique (kg.s.h/m2)

HMT : Hauteur manométrique totale (m)

: Rendement de la pompe. Elle varie entre 30% et 45% selon le type de pompe et de

moteur. Au cours de cette étude, nous avons choisi un rendement de 45%

II.3.10.2 Calcul de la puissance crête du générateur

Le dimensionnement du générateur se fait à partir de l’énergie consommée durant la journée.

La puissance crête du générateur est déterminée par la relation suivante :

Ik

HMTQP

P

JPC

..

..725,2

Pc : puissance du champ (Wc)

k : coefficient correcteur. La valeur usuelle pour les calculs est 0,65.

I = irradiation en kWh/m2.j

La valeur d’insolation retenue pour cette étude est de 4 kWh/m2.j qui est la valeur guide en

Afrique côtière (Sako, 2000).

Page 35: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 27

II.3.10.3 Capacité de stockage de la batterie

La capacité de stockage se calcul de la manière suivante :

acc

C

PDDU

NEC

C : Capacité de stockage en Ah

U : Tension aux bornes de la batterie (12V, 24V, 48V)

: Rendement des batteries d’accumulateurs. Il varie entre 75% et 90%

PDD : Profondeur de décharge de la batterie. Elle est de 1 pour les batteries Cad/Nickel

N : Nombre de jour d’autonomie de la batterie (en jour) varie de 5 à 8 j pour les installations

rurales à climat équatorial. Au cours de cette étude, la valeur prise est de 5 jours.

II.3.11 Aménagement des installations

Les abords des points d’eau servant à l’alimentation humaine doivent être assainis et bien

dégagés. Il faut cependant éviter la présence d’animaux.

II.3.11.1 Les bornes fontaines

Pour une exploitation des points d’eau et pour garantir la santé des populations, nous

envisageons (figure 5):

Une embrase en béton pour placer la pompe ;

Une plate forme en béton de 1,5 m au moins de rayon autour de l’embrase ;

Une rigole de collecte et d’évacuation des eaux de ruissellement pour l’abreuvage des

animaux ;

Une clôture de protection ;

Deux (2) robinets pour faciliter son exploitation ;

Un tabernacle muni d’une bouche à clé afin pour la protection des robinets.

En outre il faut définir un périmètre de protection de rayon minimum 15 m à l’intérieur du

quel il ne doit y avoir ni latrines, ni trous à ordures, ni puits perdus.

Page 36: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 28

Figure 5:Aménagement d'une borne fontaine (vue en plan)

Figure 6:Aménagement d’une borne fontaine (vue en profil)

II.3.11.2 Aménagement du système de pompage

Pour une exploitation durable, le système de pompage doit être protégé des risques de

détérioration dues aux jets de projectile et aux animaux d’où la nécessite de :

Construire une clôture de protection et un socle en béton ;

d’enterrer les câbles électriques.

Rigole Abreuvage

pour animaux

Aire cimentée

Passerelle

Robinet

Grilles de

protection

Abreuvage pour

animaux Rigole

Page 37: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 29

Conclusion partielle

Cette partie de notre étude présente les différentes étapes de calcul de dimensionnement des

systèmes AEPS à mettre en œuvre ; elle présente aussi les aménagements dont devraient

disposer les unités de gestion de ces systèmes d’alimentation en eau potable, afin de prévoir

et de bien gérer les installations, l’objectif étant d’assurer une desserte continue en eau potable

dans les conditions optimales d’économie et de sécurité.

Page 38: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 30

PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION

I. RESULTATS

I.1 Besoins en eau

I.1.1 Estimation de la population

Les résultats de l’estimation de la population à différents horizons (+0, +5, +8, +12) sont

consignés dans le tableau XI.

Tableau XI: Evolution de la population

village population

en 2010

population

en 2015

population

en 2018

population

en 2022

Kafolo-bac 1795 2112 2328 2651

Linguékoro 257 302 333 379

Sikolo 1147 1349 1487 1694

Gbanonon 834 981 1082 1232

Togoniéré 1360 1599 1763 2008

Sambakaha 788 927 1022 1164

Lamekaha 3 749 880 971 1105

Les villages de Kafolo, Sikolo et Togoniéré ont des populations dont le nombre est supérieur

à mille (1000) habitants. Ces villages répondent au critère de population devant bénéficier

d’un système HVA. Par contre, le village de Linguékoro a une très faible population (257

habitants) et ne répond pas au critère d’admission au système HVA. De plus, l’accroissement

de cette population sur 12 ans reste toujours faible (379 habitants). Gbanonon et Sambakaha

atteignent les 1000 habitants à l’horizon +8 tandis que Lamekaha 3 atteint ce même nombre à

l’horizon +12.

I.1.2 Estimation de la demande en eau

La demande en eau des villages est essentiellement domestique. Cependant, à Togoniéré nous

avons ajouté la demande sociale du centre de santé (tableau XII) ; à Kafolo, nous avons pris

en compte la demande en eau du centre de santé, du camp des eaux et forêt et celle de l’hôtel

(voir tableau XIII).

Page 39: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 31

Tableau XII: Demande journalière moyenne des villages

village Désignation Nombre

d'individus

Consommation

Spécifique (l/j)

Demande

moyenne

totale (m3/j)

Linguékoro Demande domestique 379 25 9,48

Sikolo Demande domestique 1694 25 42,34

Gbanonon Demande domestique 1232 25 30,79

Togoniéré

Demande domestique 2008 25 50,19

Demande sociale Centre de

santé (4 lits) 4 200 0,8

Demande totale moyenne

du village (m3/j)

50,99

Sambakaha Demande domestique 1164 25 29,1

Lamékaha 3 Demande domestique 1105 25 27,63

Les demandes actuelles en eau sont faibles. Elles sont comprises entre 9 m3/j et 51 m

3/j. Nous

avons donc choisi le post d’eau autonome (PEA) comme système d’AEP. Cependant,

Linguékoro a la plus faible demande (9,48 m3/j).

Tableau XIII:Demande journalière moyenne du village de Kafolo

Désignation Nombre

d'individus

Consommation

Spécifique (l/j)

Demande

totale (m3/j)

Demande domestique :

Nombre d’habitants 2651 25 66,275

Demande domestique

totale 66,275

Demande sociale:

Ecole Primaire

(3classes*40élèves) 120 5 0,6

Centre de santé (4 lits) 4 200 0,8

Camp des eaux et forêt 20 60 1,2

Demande sociale totale 2,6

Demande des activités

économiques :

Hôtel Safari Logde 1 1000 1

Demande des activités

économiques totale 1

Demande totale moyenne du village (m3/j) 69,875

La demande en eau de Kafolo est supérieure à 50 m3/j. Nous avons retenu le mini réseau

d’adduction comme système d’AEP pour satisfaire à cette demande.

Page 40: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 32

I.1.3 Estimation des besoins en eau

L’estimation des besoins en eau dans les différentes localités, pour les horizons +0, +5, +8 et

+12, a donné les valeurs consignées dans le tableau ci-dessous.

Tableau XIV: Détermination des besoins

village

Besoin

horizon +0

(m3/j)

Besoin

horizon +5

(m3/j)

Besoin

horizon +8

(m3/j)

Besoin

horizon +12

(m3/j)

Kafolo 113,39 133,37 147,02 176,53

Linguékoro 16,22 19,08 21,04 23,95

Sikolo 72,45 85,22 93,94 106,97

Gbanonon 52,68 61,97 68,31 77,78

Togoniéré 85,88 101,02 111,35 128,81

Sambakaha 49,79 58,57 64,56 73,52

Lamékaha 3 47,28 55,61 61,30 69,80

L’analyse du tableau XIV montre que sur 12 ans l’augmentation des besoins est de 49% en

moyenne. Cependant, les besoins à Linguékoro (23,95 m3/j) restent toujours faibles par

rapport à l’ensemble des villages. Ce qui confirme sa faible demande en eau par rapport à

l’ensemble des villages. Par contre, Kafolo a le besoin en eau le plus élevé (176,53 m3/j).

I.2 PARAMETRES HYDRAULIQUES DES RESEAUX

I.2.1 Les débits de dimensionnement

Les valeurs débits calculés sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Tableau XV: débits de dimensionnement

village Kafolo Linguékoro Sikolo Gbanonon Togoniéré Sambakaha Lamékaha

Débit

production

(m3/h)

0,613

0,083

0,371

0,270

0,440

0,255

0,242

Débit

d’adduction

(m3/h)

0,582

0,079

0,353

0,257

0,418

0,242

0,230

Débit de

distribution

(m3/h)

0,734

0,100

0,445

0,323

0,535

0,306

0,290

Page 41: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 33

D’après le tableau ci-dessus, Les débits à mobiliser sont faibles. Elles sont inférieures à

1m3/h. Les valeurs les plus faibles ont été obtenu sur le réseau de Linguékoro : 0.071m

3/h à la

production et 0.068 m3/h à l’adduction.

I.2.2 Les diamètres

Les conduites sur l’ensemble des réseaux ont les mêmes caractéristiques géométriques. Les

résultats des calculs des diamètres sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Tableau XVI: Détermination des diamètres

Les diamètres calculés avec les différents débits à l’horizon du projet sont inférieurs à

0,025m (25mm). Nous avons choisi le diamètre minimal utilisé en Côte d’Ivoire pour les

canalisations principales qui est de 63mm. Le tableau XVI montre que ce diamètre minimal

est élevé par rapport aux diamètres calculés (moins de 50% des diamètres retenus) sur les 12

ans (horizon de projet). Ainsi, les diamètres retenus sont en PVC DN 63 à la pression

nominale de 10 bars.

I.2.3 Longueur des canalisations

Les valeurs des longueurs des différentes parties du réseau sont consignées dans le tableau

XVIII.

village diamètre

production

diamètre

d’adduction

(m)

diamètre de

distribution

(m)

diamètre

retenu en

(mm)

Kafolo 0,018 0,018 0,021 63

Linguékoro 0,007 0,007 0,008 63

Sikolo 0,015 0,015 0,017 63

Gbanonon 0,013 0,013 0,014 63

Togoniéré 0,017 0,016 0,018 63

Sambakaha 0,013 0,012 0,014 63

Lamékaha 3 0,012 0,012 0,013 63

Page 42: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 34

Tableau XVII: Détermination des longueurs des canalisations

village

Longueur

adduction

eau brute

(m)

Longueur

adduction

eau potable

(m)

Longueur

distribution

(m)

Total

(m)

Kafolo-bac 394 16 1180 1590

Linguékoro 127 260 44 431

Sikolo 137 164 24 325

Gbanonon 82 165 44 291

Togoniéré 437 15 14 466

Sambakaha 357 205 44 606

Lamékaha 3 132 302 46 480

Total 1666 1127 1396 4189

Les longueurs de distribution sont faibles par rapport à celles des canaux de captage et

d’adduction. Cependant, cette tendance est inversée à Kafolo où la longueur de distribution

est trois (3) fois supérieure à la longueur d’adduction d’eau brute, et 74 fois supérieure à celle

d’adduction d’eau potable. Ainsi, le réseau de Kafolo utilise plus de canalisation que dans les

autres villages. En outre, Gbanonon a la longueur de réseau la plus faible (291m).

I.2.4 Pressions aux Bornes Fontaines (BF)

I.2.4.1 Post d’eau autonome (PEA)

Les résultats des pressions aux BF dans les villages ayant été retenu pour les systèmes PEA

sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Tableau XVIII: Détermination des pressions aux BF

village linguékoro sikolo gbanonon togoniéré Sambakaha Lamékaha 3

pression

(mCE) 4 3,98 2,98 3,99 3,99 2,93

Les pressions aux bornes fontaines varient entre 2 et 4 m CE. Ces valeurs sont conforment

aux valeurs de pression de service imposée pour les systèmes PEA.

I.2.4.2 Mini réseau d’adduction

Les pressions de services à Kafolo sont nettement supérieures aux précédentes (voir tableau

XIX).

Page 43: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 35

Tableau XIX: Détermination des pressions aux BF

Bornes

Fontaines BF1 BF2 BF3 BF4 BF5

Pression

(m) 3,31 6,78 7,77 8,97 11,63

D’après le tableau ci-dessus, les valeurs de pression sont comprises entre 3 et 12 mCE. La

borne BF1 est la plus défavorisée (3,31 mCE) et la borne BF5 est la plus favorisé (11,63

mCE) hydrauliquement. La première correspond à la valeur d’altitude la plus élevée et la

seconde, la valeur d’altitude la moins élevée. Ces pressions sont également conforment aux

valeurs requises pour le mini réseau d’adduction.

I.2.5 Vitesse dans les conduites

Le tableau ci-dessous présente les valeurs de vitesses dans les différents tronçons.

Tableau XX: Détermination des vitesses

Village

Vitesse

d’adduction eau

brute (m/s)

Vitesse

d’adduction eau

potable (m/s)

Vitesse de

distribution

(m/s)

Kafolo-bac 0,07 0,06

linguékoro 0,01 0,01 0,03

Sikolo 0,04 0,04 0,14

gbanonon 0,03 0,03 0,1

togoniéré 0,05 0,05 0,17

Sambakaha 0,03 0,03 0,09

Lamékaha 3 0,03 0,02 0,09

Les vitesses dans les conduites sont faibles (0,01 à 0,1 m/s). Elles n’atteignent pas la valeur

minimum (0.3 m/s) requise pour une conduite d’AEP.

Cependant, Pour chaque village, les vitesses de distribution sont supérieures à celle

d‘adduction (eau brute et potable), le mode de distribution (gravitaire) étant différente du

mode d’adduction (sous pression). D’une manière générale, les vitesses d’adduction d’eau

brute sont égales aux vitesses d’adduction d’eau potable.

Page 44: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 36

I.2.6 Capacités des châteaux d’eau

Les volumes utiles des châteaux ont été calculés sur la base du tiers de la demande journalière

de pointe (voir tableau XXI).

Tableau XXI: Détermination de la capacité des châteaux d’eau

village

Demande

journalière de

pointe (m3/j)

hauteur

(m)

diamètre du

réservoir

(m)

Volume

utile (m3)

Kafolo 142,545 4 4 48

Linguékoro 19,343 2 2 6

Sikolo 86,377 3 3 29

Gbanonon 62,810 3 3 21

Togoniéré 104,017 3 4 35

Sambakaha 59,363 3 3 20

Lamékaha 3 56,362 3 3 19

Le volume du château d’eau de Kafolo est le plus élevé (48 m3/h). Il correspond au besoin en

eau le plus élevé. De même, Linguékoro possède le volume le moins élevé et correspond au

besoin en eau le moins élevé.

I.2.7 Caractéristiques du château d’eau

La côte du radier a été calculée pour assurer la pression de service contractuelle au point

hydrauliquement le plus défavorisé en pression tant qu’il délivre un débit d’eau.

Les caractéristiques du château d’eau sont consignées dans le tableau XXII.

Page 45: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 37

Tableau XXII: Détermination des caractéristiques des châteaux d’eau

I.3 SYSTEME DE POMPAGE PHOTOVOLTAIQUE

I.3.1 Capacité de stockage des batteries et nombre de panneaux solaires

Les capacités C1 et puissances Pc1 concernent l’installation photovoltaïque de la pompe au

captage (pompe 1) et les capacités C2 et puissances Pc2 concernent l’installation

photovoltaïque de la pompe de refoulement de l’eau traitée au château (pompe 2).

Tableau XXIII: Caractéristiques du système photovoltaïque

village Capacité

C1 (Ah)

Puissance

Pc1 (Wc)

nombre

de

panneau

(95 Wc)

Capacité

C2 (Ah)

Puissance

Pc2 (Wc)

nombre de

panneau

(95 Wc)

Total

panneau

(95 Wc)

Kafolo 560 646 7

653 753 8 15

Linguékoro 59 68 1

79 91 1 2

Sikolo 262 303 3

322 372 4 7

Gbanonon 191 220 2

266 307 3 5

Togoniéré 464 536 6

353 407 4 10

Sambakaha 286 330 3

272 314 3 6

Lamékaha 3 171 197 2

268 309 3 5

L’analyse du tableau ci-dessus montre que les capacités des batteries de stockage affectées au

à l’adduction d’eau brute et potable sont dans la même tranche pour les villages tels que :

Linguékoro, et Sambakaha. Ce qui correspond à des besoins identiques en termes de nombre

village hauteur

(m)

diamètre

du

réservoir

(m)

Côte

TN

(m)

Côte

refoulement

(m)

Côte

NPBE

(m)

Côte

NPHE

(m)

Côte de

vidange

(m)

Kafolo 4 4 308,8 323,30 318,9 322,80 312,8

Linguékoro 2 2 309,53 316,03 313,63 315,53 313,53

Sikolo 3 3 306,24 313,74 310,34 313,24 310,24

Gbanonon 3 3 308,33 315,83 312,43 315,33 312,33

Togoniéré 3 4 312,53 320,03 316,63 319,53 316,53

Sambakaha 3 3 322,13 329,63 326,23 329,13 326,13

Lamékaha 3 3 3 314,71 322,21 318,81 321,71 318,71

Page 46: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 38

de panneau solaire. Kafolo enregistre le besoin le plus élevé en panneau solaire (15 panneaux

solaires de 95 Wc). Par contre, à Linguékoro le besoin est faible (2 panneaux solaires de 95

Wc).

I.3.2 Modèle hydraulique du système de pompage

Les systèmes d’AEP proposés sont de deux (2) types qui sont le post d’eau autonome et le

mini réseau d’adduction.

I.3.2.1 Le post d’eau autonome (PEA)

Ce système a été retenu dans les villages suivants : Linguékoro, Sikolo, Gbanonon,

Togoniéré, Sambakaha et Lamekaha 3. Nous avons prévu une borne fontaine par village avec

une unité de traitement Hydropur (voir figure 7).

Figure 7:Schéma général du système d’approvisionnement PEA

I.3.2.2 Le mini réseau d’adduction

Le mini réseau d’adduction a été retenu comme système d’AEP à Kafolo. Il sera utilisé trois

(3) unités Hydropurs en parallèles pour le traitement de l’eau brute. Au total, cinq (5) points

ont été choisis pour l’installation des BF sur les sites suivants : les villages Ghanéen, Lobi,

Dioula, l’école primaire et le centre des Eaux et Forêts. En outre, le raccordement au réseau

des châteaux d’eau du dispensaire et de l’hôtel, pour leur alimentation en eau, a été prévu

(voir figure 8).

Château d'eau

BF

Station de traitement

(hydropur)

Pompe 2

Barrage

Pompe 1

Adduction eau brute Captage

Adduction eau potable

Distribution

Page 47: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 39

Figure 8:Schéma du mini réseau d’adduction de Kafolo

I.3.3 Choix des pompes

Le choix des pompes a été obtenu en fonction des débits et des HMT correspondant (voir

tableau XXIV). Nous avons opté pour les pompes immergés au captage et les pompes

centrifuges pour le refoulement de l’eau traitée vers le château.

Tableau XXIV: Détermination du type de pompes

village Q

(m3/h)

HMT1

(m) Pompe choisie

Q

(m3/h)

HMT2

(m) Pompe choisie

Kafolo-bac 0,613 22

KSP ETANORM

2900 tr/min

32.125.1.127

0,582 27 CR 3-7 A-FGJ-A-

E HQQE

Linguékoro 0,083 17 0,079 24

KSP ETANORM

2900 tr/min

32.125.1.138

Sikolo 0,371 17 0,353 22

Gbanonon 0,270 17 0,257 25

Lamekaha3 0,242 17 0,230 28

Sambakaha 0,255 27 KSP ETANORM

2900 tr/min

32.125.1.138

0,242 27

Togoniéré 0,440 25 0,418 20 CR 3-7 A-FGJ-A-

E HQQE

Les pompes choisies sont de deux types : les pompes KSB ETANORM 32.125.1.127 (pour

des HMT comprises entre 17 et 22m), KSP ETANORM 32.125.1.138 (pour des HMT

comprises entre 24 et 28m) et les pompes de relevage CR 3-7 A-FGJ-A-E HQQE pour des

Dispensaire

Village Lobi (BF 1)

Ecole primaire (BF 2)

Kafolo centre (BF 3)

Château

Pompe 2

Centre des eaux et forêts (BF 4)

Pompe 1

Village ghanéen

(BF 5)

Hotel Kafalo Lodge280

350

185

153

150 120 170

380

392

CH 2

CH 1

Station de traitement

Captage

Page 48: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 40

faibles distances de pompage (inferieures à 20m). Cette dernière délivre un débit maximum de

3m3/h.

I.3.4 Point de fonctionnement des pompes

Les points de fonctionnement des pompes d’adduction d’eau brute des différents réseaux ont

été déterminés à l’aide des courbes ci-dessous.

Figure 9:point de fonctionnement de la pompe 1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25

HM

T (

m)

Q (m3/h)

Kafolo-bac

Linguékoro

Sikolo

Gbanonon

Lamékaha 3

pompe 1

Page 49: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 41

Figure 10:points de fonctionnement de la pompe 1 (suite)

Les valeurs du couple des points de fonctionnement sont résumées dans le tableau XXV

Tableau XXV: Détermination des points de fonctionnement des pompes 1

Villages Kafolo Linguékoro Sikolo Gbanonon Togoniéré Sambakaha Lamékaha 3

Q (m3/h) 8 15.5 15 18.5 8 8 15

HMT (m) 19.5 18 18.5 12.5 22 22 13.5

Les points de fonctionnement des pompes d’adduction d’eau potable des différents réseaux

ont été déterminés à l’aide des courbes ci-dessous.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25

HM

T (

m)

Q (m3/h)

Togoniéré

Sambakaha

pompe 1

Page 50: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 42

Figure 11:Points de fonctionnement des pompes 2

Les valeurs du couple des points de fonctionnement des pompes d’adduction sont présentées

dans le tableau ci-dessous :

Tableau XXVI: Détermination des points de fonctionnement des pompes 2

Villages Linguékoro Sikolo Gbanonon Sambakaha Lamékaha 3

Q (m3/h) 19.5 13.5 12.5 10 7

HMT (m) 21.5 21 21 21.5 22

I.4 Analyse économique du projet : Coût de réalisation des réseaux

Cette étape a consisté en une évaluation financière sommaire des devis quantitatif et estimatif

du projet. Les prix unitaires utilisés pour le présent devis estimatif ont été déterminés sur la

base des quantités de matériaux à mettre en œuvre, des techniques d'exécution et des

prix de base utilisés par des entreprises d’installations des ouvrages. Cependant, ils ne

tiennent pas compte des frais de transport et dédouanement.

Compte tenu des contraintes budgétaires qui peuvent entrer en ligne de compte, nous avons

fait une estimation basée sur trois hypothèses dont les détails sont présentés en annexes :

Hypothèse I

Le projet est exécuté selon le dimensionnement initial tout en prévoyant, à Kafolo, un

décanteur de 12 m3 avant le traitement par l’Hydropur. En effet, les eaux de la Comoé étant

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25

HM

T (

m)

Q (m3/h)

Linguékoro

Gbanonon

Lamékaha 3

Sambakaha

Sikolo

pompe 2

Page 51: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 43

très chargées le décanteur pourrait faciliter le traitement. Ce qui revient à coût de 1 300 300

FCFA. Cela donne les résultats présentés dans le tableau ci-dessous.

Tableau XXVII: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse I)

Le coût global de réalisation des travaux est estimé à 777 536 142 FCFA

Hypothèse II

Les châteaux initialement dimensionnés sont remplacés par des châteaux de 5 m3 d’un coût de

2 700 000 CFA à Kafolo et 1 m3 pour le reste des villages d’un coût de 1 300 000 CFA. En

compensation, nous adoptons un pompage continuel. La conséquence serait la surexploitation

des pompes avec une probabilité plus élevée que celles-ci tombent fréquemment en panne.

Dans ce cas, le réseau de Togoniéré prendra en compte le château (1 m3 de capacité) du

dispensaire. De plus, nous utilisons des pompes de relevage CR 3-7 A-FGJ-A-E HQQE

(664 000 CFA) et Unilift KP 250 AV 1 (280 000 CFA). Le résultat des calculs sont présentés dans

le tableau ci-dessous.

Tableau XXVIII: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse II)

village COUT TOTAL (FCFA)

Kafolo 166 058 892

Linguékoro 83 679 250

Sikolo 82 327 750

Gbanonon 81 894 250

Togoniéré 82 825 500

Sambakaha 10 966 500

Lamékaha 3 84 304 000

TOTAL 592 056 142

Cette option donne un coup global de 592 056 142 FCFA.

village Montant total FCFA

Kafolo 181 458 892

Linguékoro 98 935 250

Sikolo 75 683 750

Gbanonon 102 450 250

Togoniéré 109 081 500

Sambakaha 106 166 500

Lamékaha 3 103 760 000

TOTAL 777 536 142

Page 52: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 44

HYPOTHESE III

Dans cette alternative, nous prévoyons que les populations s’alimentent directement aux

systèmes Hydropur qui seront installés à proximité des barrages. Cela réduit la longueur des

canalisations et le nombre de pompe à une seule pompe. Aussi les châteaux d’eau ne sont pas

pris en compte.

Tableau XXIX: Coût global de réalisation des réseaux (hypothèse III)

village COUT TOTAL (FCFA)

Kafolo 149 509 892

Linguékoro 76 789 250

Sikolo 76 215 500

Gbanonon 80 180 250

Togoniéré 76 636 250

Sambakaha 6 741 750

Lamékaha 3 78 153 000

TOTAL 544 225 892

Le coût global de réalisation des réseaux est estimé à 544 225 892 FCFA

Page 53: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 45

II. DISCUSSION

La zone d’étude est une zone ex assiégée. Le déplacement massif des populations, du fait de

la crise militaro politique en 2002, vers les zones ex-gouvernementales doublé de l’exode

rural, explique en partie la faible taille de ces populations. Ainsi, selon Touré (2006), cette

faible taille des populations et l’absence d’activités socioéconomiques engendrent de faibles

demandes en eau et par suite de faibles besoins en eau qui ont influencé le choix des

diamètres des réseaux.

Les diamètres retenus pour les canalisations sont supérieurs aux diamètres calculés. Ces

derniers représentent moins de 50% des diamètres retenus. Cela a entrainé le

surdimensionnement du réseau. Cependant, la population pourrait augmenter

considérablement avec l’avènement de la paix entrainant ainsi le développement éventuel des

villages. Ce qui favoriserait des besoins additionnels en eau et maximiser le fonctionnement

des différents systèmes.

Les vitesses dans les conduites sont en général faibles. Elles n’atteignent pas le minimum

imposé qui est de 0,3 m/s. Cela est l’effet des faibles débits mobilisés à travers des diamètres

élevés pour ces débits. Les canalisations pourraient être corrodées avec le temps. Selon

Diedhiou (2004), les vitesses nulles ou quasi nulles peuvent être responsables de la mauvaise

qualité de l’eau. De plus, l’existence d’autres sources d’approvisionnement notamment les

PMH, pourrait accentuer ce phénomène et surtout en période pluvieuse.

Par contre, les pressions de service aux différentes bornes fontaines sont conformes aux

valeurs imposées : 2 à 5 mCE pour les PEA et au delà de 5 mCE pour le mini réseau

d’adduction. Cela garantira un approvisionnement normal aux populations villageoises.

Les villages de Kafolo (1795 habitants), Sikolo (1147 habitants), et Togoniéré (1360

habitants) répondent au critère de sélection d’un village au système HVA et ce, en terme de

nombre d’habitant. Selon ce critère, la population à l’année de base doit être comprise entre

1000 et 4000 habitants. En revanche, le village de Linguékoro a une très faible population

(257 habitants) et ne répond pas à ce critère d’admission au système HVA. La conséquence

sur le système de ce dernier village pourrait être le manque de financement pour la

maintenance des installations, compte tenu de la faible capacité à payer des usagers et des prix

moyens du m³ en zone rurale. Il en est de même pour les villages de Gbanonon, Sambakaha

dont le nombre d’habitant atteindra 1000 habitants en 2018 et Lamekaha3 en 2022.

Le réseau de Kafolo pourrait poser un problème de gestion du système de pompage compte

tenu de son étendu et de sa complexité. Aussi un décanteur d’un volume minimum de 12m3

Page 54: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 46

devrait être construit à 2 mètres au dessus du sol afin d'alimenter l'Hydropur en gravitaire et

permettre une alimentation hors des heures d'ensoleillement. Cependant, ce système délivre

une quantité de 0,61 m3/h, soit 350 m

3/j. Il pourrait être rentable du fait de sa capacité à

délivrer un débit de plus de 100 m3/j (Zoungrana, 2010). De même, les contraintes de

surveillance des ventes par les gérants des bornes fontaines et du temps d'attente des usagers,

entrainent une distribution de 30 à 50 m3/j par poste d'eau autonome (PEA). Ces valeurs sont

inférieures aux différentes demandes calculées. De plus, les débits sont faibles. Sur cette base,

les capacités des châteaux d’eau des villages devant utiliser le PEA seront réduites. Ainsi,

l’hypothèse II de l’analyse économique pourrait être intéressante.

L’alimentation des systèmes de pompage par l’énergie photovoltaïque est un investissement

important. A cet effet, Kafolo constitue le financement le plus élevé. Cependant,

l’exploitation pourrait être accessible aux populations rurales dont les revenus varient en

fonction de leur produit de récolte (Atsain, 2001). Pour ce faire, la tarification du prix de l’eau

à la borne fontaine doit être une somme forfaitaire. Ainsi, selon les études faites par Konaté

(2009) les prix pratiqués dans certaines localités du département voisin (KATIOLA) varient

de 10 FCFA à 25 FCFA par bidon de 20 litres. Ces prix pourraient être adoptés dans notre

contexte. Les périodes de forte consommation, se situent les matins de 6 h à 10 h et les soirs

de 15 h à 19 h. Ces heures sont liées aux activités des populations et doivent être prise en

compte dans notre étude. En effet, les populations étant paysannes dans leur grande majorité,

la corvée d’eau est réalisée soit le matin avant d’aller au champ ou le soir à leur retour. Ainsi,

les heures de pompage (12 heures) concernant notre étude pourront s’étendre de 5h à 11h le

matin et de 15h à 21h le soir.

D’une manière général, la gestion des installations avec le système Hydropur requiert une

personne ressource pour les différentes manipulations.

Page 55: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 47

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

Au terme de notre étude, il ressort que les systèmes à mettre en place pourront fonctionner

malgré le surdimensionnement des canalisations. Les pressions aux bornes fontaines sont

suffisantes pour assurer un approvisionnement en eau potable aux populations. Le traitement

par l’Hydropur donnera une eau de bonne qualité. Cependant, la faible taille des populations à

alimenter et l’absence d’activité socioéconomique auront une répercussion sur le

fonctionnement des systèmes surtout en période pluvieuse. Les vitesses sont faibles et

risquent d’affecter la qualité de l’eau et les conduites pourraient être corrodées. Le coût de la

maintenance des installations et des systèmes photovoltaïques pourrait être hors de la porté

des populations. Cette situation pourrait être accentuée à Linguékoro qui ne répond pas aux

critères de sélection d'un village pour un système HVA. Gbanonon, Sambakaha et Lamekaha3

connaitront le même problème. En revanche, le fonctionnement et la gestion de ces derniers

systèmes pourront s’équilibrer à partir de la cinquième année de la mise en service de leurs

installations. Le réseau de Kafolo est assez complexe pour ses populations et nécessite une

personne ressource pour sa gestion.

En outre, malgré l’attention particulière accordée au bon déroulement du travail, le bon

encadrement reçu et au delà des résultats obtenus, il est à noter que cette étude s’est

néanmoins déroulée avec un certain nombre d’insuffisances. En effet le manque de données

sur les ressources en eau ne nous a pas permis d’estimer la disponibilité en eau.

Ainsi la poursuite de l’étude doit permettre la prise en compte des recommandations

suivantes :

évaluer l’impact environnemental et les quantités d’eau disponibles afin d’apprécier le

taux de prélèvement dans le souci d’une gestion intégrée des plans d’eau ;

sensibiliser les populations rurales a la consommation de l’eau potable des systèmes et

aux nuisances liées a la consommation d’une eau insalubre ;

trouver une stratégie économique (post ou pré payement de l’eau) afin d’assurer la

maintenance des systèmes ;

définir les responsabilités des acteurs du secteur eau afin de pallier aux

dysfonctionnements des systèmes ;

déterminer la capacité à payer des populations pour la fixation des tarifs afin de rendre

le prix de l’eau accessible aux populations ;

s’appuyer sur les organisations locales pour la gestion des bornes fontaines et des

systèmes d’AEP ;

Procéder à l’entretien par pompage des différents systèmes pour éviter la corrosion.

Page 56: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 48

BIBLIOGRAPHIE

ALTECH, 2010. Etude technique approfondie des sites Hydropur : Projet pilote

d’hydraulique rurale en Côte d’Ivoire : Alimentation en eau potable des petites collectivités de

la sous préfecture de Kong au moyen de station autonomes de traitement d’eau douce.

ALTECH.sa. 26p

Atsain A. 2001 ; Alimentation en eau d’une auberge en vue du développement de

l’écotourisme dans la réserve animalière d’Abokouamekro. Rapport de projet de fin d’études,

56p.

Aubriot Julie, 2007. Le Droit à l’eau. Emergence, définition, situation actuelle et position des

acteurs. Version finale. Département Technique, Service EAH, ACF-France. 94p.

Bigot et al, 2005. Facteur de variabilité pluviométrique en Côte d’Ivoire et relations avec

certaines modifications environnementales. Sécheresse 16 (1): 5-13.

CREPA, 2010. Rapport d’étude projet. Etude technique approfondie du projet pilote

d’hydraulique rurale dans la Sous préfecture de Kong (Côte d’Ivoire) pour l’alimentation en eau

potable des petites collectivités au moyen de station autonome de traitement d’eaux de surface, avril

2010. 19p.

CREPA, 2010. Rapport final. Diagnostic concerte de l’accès à l’eau potable et a

l’assainissement de la commune de Grand-Bassam. 87p.

Diabaté, 2006 : AEP et sources d’énergie dans les communes rurales du Burkina Faso.

Diagnostic des systèmes actuels et perspectives à partir d’étude de cas : village de Samorogan.

Mémoire de fin d’études, 33ieme

promotion EIER. 68p.

Diedhiou, 2004. Conception du système d’approvisionnement en eau potable des parcelles

aménagées par la SONATUR à Sapaga. Mémoire de fin d’études, Mémoire de fin d’études

d’Ingénieur - Groupe EIER-ETSHER. 51p.

Direction de l’Eau, 1998. Schémas institutionnel, organisationnel et conceptuel pour HVA,

Sous-direction de l’Hydraulique Villageoise Améliorée,: 34p

Djoukam J., 1999. Extrait des catalogues des constructeurs de pompes. p118-120.

Page 57: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 49

Eldin M, 1971. Le climat. In : « Le milieu naturel de la Côte d’Ivoire ». Mémoire

ORSTORM (50): 73-108.

Falibaï Barnabé, 2006. Optimisation des paramètres de dimensionnement des systèmes

simplifiés d’alimentation en eau potable au BURKINA FASO : Cas de région des Hauts

Bassins. Mémoire de fin d’études d’Ingénieur - Groupe EIER-ETSHER. 110p.

Jimmy Royer, Thomas Djiako, Eric Schiller, Bocar Sada S., 1998 ; le pompage

photovoltaïque, manuel de cours à l’intention des ingénieurs et des techniciens. 255 p.

Jourda et al, 2006. Identification et cartographie des unités lithologiques et des accidents

structuraux majeurs du département de Korhogo (nord de la côte d’ivoire) : apport de

l’imagerie etm+ de landsat. Télédétection, 2006, vol. 6, n° 2, p. 123-142

Konaté Mobinama, 2009. Rythme de consommation de l’eau potable à travers un système

Hva dans une localité de 2000 habitants : cas de Badikaha, de Arikokaha, de Niediekaha,

d’Oureguekaha, de kanangonon et de Timbe tous dans le département de Katiola. Mémoire de

Maîtrise des Sciences et Techniques de l’Eau. Université d’Abobo Adjamé. 38p.

Kouamé O. V., 2002 : Etude de l’efficacité épuratoire du filtre lent à sable pour

l’approvisionnement en eau potable des ménages à Buyo (Côte d’Ivoire). Mémoire de DEA

de l’Université d’Abobo-Adjamé, 80p.

Perraud A, 1971. Les sols. In : « Le milieu naturel de la Côte d'Ivoire ». Mémoire ORSTOM,

(50) Paris : 269-390.

Sako Koita M., 2000. Systèmes photovoltaïques -V1-05. Département génie mécanique et

énergétique u.p : énergies nouvelles et renouvelables. 85p.

SODEXAM, 1999. Alimentation en eau potable en zone urbaine : bilan et perspectives

SODEXAM et l’INS56-2002, direction d’hydraulique urbaine (sous direction HVA) pp16-8.

Touré G. 2006. Evolution de la consommation en eau potable en corrélation avec la

croissance de la population. Cas des villes de Bingerville, Tiassalé, Adiaké. . Mémoire de

Maîtrise des Sciences et Techniques de l’Eau. Université d’Abobo Adjamé. 45p.

Yao T., 2009. Contribution à la gestion durable des eaux pluviales dans un contexte de

changement climatique : cas de la ville de Korhogo. Mémoire de fin d’étude de Master

Spécialisé en Génie Sanitaire et Environnement (2IE Ouagadougou). 52p.

Page 58: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 50

Yapo O. B., 1997 : Contribution à l’évaluation des formes de l’azote et du phosphore dans un

biotope aquatique : cas du barrage de Buyo. Mémoire de DEA de l’Université d’Abobo-

Adjamé, 80p.

Zoungrana D., 2010. Cours d’approvisionnement en eau potable : Unité thématique

d’enseignement et de recherche ; Gestion Valorisation de l’Eau et assainissement/2iE de

Ouagadougou Burkina Faso

Site Internet

http://www.franceassainissement.com/pdf/HYDROPUR%20France.pdf

http://www.fao.org/docrep/W2570F/w2570f0k.htm

http://www.teledetection.net/upload/TELEDETECTION/pdf/20070226111335.pdf

Page 59: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 51

ANNEXES

Fonctionnement du système l’Hydropur

Schéma : Fonctionnement du système L’Hydropur

Page 60: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 52

Calcul de l’investissement par village

Tableau I : Coût de réalisation du réseau de Kafolo

Kafalo

Designation Unite Qte Prix unitaire

F Cfa

Montant

F Cfa

pompe 1 u 1 4500000 4500000

pompe 2 u 1 10000000 10000000

f/p de modules solaires y

compris batterie, régulateur de

charge, diode anti-retour;

onduleur et tous accessoires et

sujétions

u 2 25000000 50000000

station de traitement (Hydropur) u 3 24000000 72000000

conduites ml 1590 10000 15900000

fourniture et pose en trachée de

conduites en PVC PN10 à JC DN

63 mm

ml 1590 2750 4372500

château d'eau 48 m3 u 1 18100000 18100000

Bornes Fontaines à 2 robinets de

puisage u 5 750000 3750000

local pour la station (Hydropur) u 1 800000 800000

Robinet vanne fonte Ø 63 u 1 120000 120000

Té égal BB fonte pour PVC Ø 67,8 u 4 56598 226392

Coude BB fonte pour PVC Ø 63 u 13 30000 390000

TOTAL GENERAL 180 158 892

Page 61: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 53

Tableau II: Coût de réalisation du réseau de Linguékoro

Tableau III : Coût de réalisation du réseau de Sikolo

Linguékoro

Désignation unité Qté prix unitaire

F Cfa Montant F Cfa

f/p de modules solaires y compris

batterie, régulateur de charge, diode

anti-retour; onduleur et tous

accessoires et sujétions

u 2 25000000 50000000

pompe 1 u 1 4500000 4500000

pompe 2 u 1 10000000 10000000

station de traitement (Hydropur) u 1 24000000 24000000

conduites de distribution ml 431 10000 4310000

fourniture et pose en trachée de

conduites en pvc pn10 à jc dn 63

mm

ml 431 2750 1185250

château d'eau 6m3 u 1 3000000 3000000

bornes fontaines à 2 robinets de

puisage u 1 750000 750000

clôture pour la station (Hydropur) u 1 800000 800000

robinet vanne fonte ø 63 u 1 120000 120 000

coude BB fonte pour PVC Ø 63 u 9 30000 270 000

TOTAL GENERAL 98 935 250

Sikolo

Désignation Unité Qté Prix unitaire

montant F Cfa Montant F Cfa

f/p de modules solaires y compris batterie,

régulateur de charge, diode anti-retour;

onduleur et tous accessoires et sujétions

u 2 25 000 000

20 000 000

pompe 1 u 1 10 000 000 4 500 000

pompe 2 u 1 4 500 000 10 000 000

station de traitement (Hydropur) u 1 24 000 000 24 000 000

conduites de distribution ml 325 10 000 3 250 000

fourniture et pose en trachée de conduites

en pvc PN10 à JC DN 63 mm ml

325 2 750 893 750

château d'eau 29m3 u 1 11 100 000 11 100 000

bornes fontaines à 2 robinets de puisage u 1 750 000 750 000

clôture pour la station (Hydropur) u 1 800 000 800 000

robinet vanne fonte Ø 63 u 1 120 000 120 000

coude BB fonte pour pvc ø 63 u 9 30 000 270 000

TOTAL GENERAL

75 683 750

Page 62: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 54

Tableau IV : Coût de réalisation du réseau de Gbanonon

Gbanonon

Désignation unité Qte

prix

unitaire

Cfa

montant F Cfa

f/p de modules solaires y

compris batterie, régulateur de

charge, diode anti-retour;

onduleur et tous accessoires et

sujétions

u 2 25000000 50 000 000

Pompe 1 u 1 4500000

4 500 000

Pompe 2 u 1 10000000

10 000 000

Station de traitement (hydropur) u 1 24000000

24 000 000

Conduites de distribution ml 291 10000

2 910 000

Fourniture et pose en trachée de

conduites en PVC PN10 à jc

DN 63 mm

ml

291 2750 800 250

château d'eau 21m3 u 1 8300000

8 300 000

Bornes Fontaines à 2 robinets

de puisage u

1 750000 750 000

Clôture pour la station

(Hydropur) u

1 800000 800 000

Robinet vanne fonte Ø 63 u 1 120000

120 000

Coude BB fonte pour PVC Ø

63 u

9 30000 270 000

TOTAL GENERAL

102 450 250

Page 63: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 55

Tableau V : Coût de réalisation du réseau de Togoniéré

Tableau VI : Coût de réalisation du réseau de Sambakaha

Togoniéré

Désignation Unité Qte Prix unitaire cfa Montant cfa

f/p de modules solaires y compris

batterie, régulateur de charge, diode

anti-retour; onduleur et tous

accessoires et sujétions

u 2 25 000 000 50 000 000

pompe 1 u 1 4 500 000 4 500 000

pompe 2 u 1 10 000 000 10 000 000

station de traitement (Hydropur) u 1 24 000 000 24 000 000

conduites ml 466 10 000 4 660 000

fourniture et pose en trachée de

conduites en PVC PN10 à jc DN 63

mm

ml 466 2 750 1 281 500

château d'eau 35m3 u 1 12 700 000 12 700 000

bornes fontaines à 2 robinets de

puisage u 1 750 000 750 000

clôture pour la station (Hydropur) u 1 800 000 800 000

robinet vanne fonte Ø 63 u 1 120 000 120 000

coude BB fonte pour PVC Ø 63 u 9 30 000 270 000

TOTAL GENERAL 109 081 500

Sambakaha

désignation unite qte prix unitaire cfa montant cfa

F/P de modules solaires y compris

batterie, régulateur de charge, diode

anti-retour; onduleur et tous

accessoires et sujétions

u

2 25 000 000 50 000 000

pompe 1 u

1 4 500 000 4 500 000

pompe 2 u

1 10 000 000 10 000 000

station de traitement (Hydropur) u

1 24 000 000 24 000 000

conduites de distribution ml

606 10 000 6 060 000

fourniture et pose en trachée de

conduites en PVC PN10 à jc DN 63

mm

ml

606 2 750 1 666 500

château d'eau 20m3 u

1 8 000 000 8 000 000

bornes fontaines à 2 robinets de

puisage u

1 750 000 750 000

cloture pour la station (hydropur) U

1 800 000 800 000

Robinet vanne fonte Ø 63 U

1 120 000 120 000

Coude BB fonte pour PVC Ø 63 u

9 30 000 270 000

TOTAL GENERAL 106 166 500

Page 64: MASTER SPECIALISE GSE - Catalogue en ligne CDI Fondation 2iE

Mémoire de fin d’étude de Master Spécialisé Génie Sanitaire et Environnement promotion 2009-2010

AMIAN Kablan Jean Firmin 2iE Ouagadougou Page 56

Tableau VII : Coût de réalisation du réseau de Lamekaha 3

Lamékaha

3

Désignation unité qte prix unitaire cfa montant cfa

f/p de modules solaires y compris

batterie, régulateur de charge, diode

anti-retour; onduleur et tous accessoires

et sujétions

u 2 25 000 000 50 000 000

pompe 1 u 1 4 500 000 4 500 000

pompe 2 u 1 10 000 000 10 000 000

station de traitement (Hydropur) u 1 24 000 000 24 000 000

conduites de distribution ml 480 10 000 4 800 000

fourniture et pose en trachée de

conduites en pvc pn10 à JC DN 63 mm ml 480 2 750 1 320 000

château d'eau 19m3 u 1 7 200 000 7 200 000

bornes fontaines à 2 robinets de

puisage u 1 750 000 750 000

clôture pour la station (Hydropur) u 1 800 000 800 000

robinet vanne fonte ø 63 u 1 120 000 120 000

Coude BB fonte pour PVC Ø 63 u 9 30 000 270 000

TOTAL GENERAL 103 760 000