Aep 1 [PDF]

Zitiervorschau

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR 2iE AVEC GRADE DE

MASTER SPECIALITE : EAU ET ASSAINISSEMENT ------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le [Date] par

Olivia KAMTA JIONNANG (20150111)

Travaux dirigés par : Directeur de mémoire : M. Moussa Diagne FAYE, Assistant de l’enseignement et de la recherche en Hydraulique au 2iE Maître de stage : M. Augustin TIENDREBEOGO, Chef service des aménagements et infrastructures rurales, à la direction technique de l’AGETEER

Jury d’évaluation du stage : Président :

Dr Angelbert BIAOU

Membres et correcteurs :

M. Roland YONABA M. Moussa DIANE FAYE M. Augustin TIENDREBEOGO Promotion [2018/2019]

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

DEDICACES Je dédie ce travail : A mes parents KAMTA Martin et NGOUEMETA Georgette épouse KAMTA pour avoir toujours crûes en moi. Qu’ils soient bénis maintenant et pour les siècles des siècles. À mes frères et sœurs bien aimés, pour leur éternel soutien, et leur affection, puisse Dieu les bénir en abondance.

À Monsieur Augustin TIENDREBEOGO, pour avoir été un mentor par excellence, que le Seigneur le comble de ses grâces.

À mon bien-aimé Romeo FOPA NDE, pour ses encouragements, ses précieux conseils et son aide indéfectible. Puisse Dieu le protéger.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

I

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

CITATION

« Des quatre éléments, l’eau, l’air, la terre, le feu, nous disons que le premier est l’eau, et qu’elle compose les choses du monde en s’évaporant, en se solidifiant et en se combinant avec les autres. »

Thalès de Millet (ANNEE)

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

II

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

REMERCIEMENTS Pour la formation de qualité reçue durant ces années passées au sein de l’institution, j’adresse mes remerciements aux personnes suivantes : -

L’Institut Internationale d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement 2iE ;

-

Monsieur Moussa Diagne FAYE, Assistant d’enseignement et de la Recherche hydraulique, 2iE, pour sa disponibilité et ses remarques pertinentes.

Je tiens également à remercier et à adresser ma gratitude aux personnes suivantes, pour l’expérience enrichissante que j’ai eu la chance de vivre durant ce stage au sein de FORBAT AFRIQUE : -

Monsieur Aziz NGANGOUM, Directeur Général de FORBAT AFRIQUE, pour cette opportunité de stage qu’il m’a accordé ;

-

Monsieur Augustin TIENDREBEOGO, Chef service des aménagements et infrastructures rurales

Mes remerciements vont également à l’endroit de la Banque Mondiale qui m’a permis de suivre une formation d’excellence. A tous ceux cités, et à ceux que j’aurais omis ou qui ont influencé mon parcours et qui dans le secret m’ont fait bénéficier de leur aide d’une quelconque manière, un grand merci.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

III

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

RESUME Le présent rapport traite les études techniques de réalisation d’un système d’approvisionnement en eau potable des populations du centre de Kobaoua, commune de Tongomayel, région Sahel au Burkina Faso. Le village de Kobaoua, abritant une population de 5384 Habitants en 2006 est desservi en eau potable par deux (02) forages. Le taux d’accès à l’eau potable des populations selon l’INOH est estimé à 72%. Ce taux malgré le fait qu’il soit élevé, cache des disparités dans le village que les autorités ambitionnent de relever à travers le « Programme Urgence Sahel » pour la période de 217 à 2020. Il s’agit des contraintes d’ordre sécuritaire ; d’accès aux services sociaux de base ; et administratifs. Ainsi les études ont abouti à la conception d’un réseau maillé, constitué de deux mailles. Le refoulement se fera sur 1.6 km et la distribution sur 8 km, une station de pompage, 07 bornes fontaines. Les conduites sont en PVC tout le long du réseau. Le réseau conçu à l’échéance de 2033 desservira une population de 8034 habitants. Les besoins s’élèvent à 157m3/j, pour une consommation spécifique de 15 l/j/hbt. Le coût des travaux s’élève à 98 931 500 Francs CFA HT-HD ; pour un prix du mètre cube d’eau de 250 FCFA. Mots clé : 1- Adduction en Eau Potable Simplifiée 2- Amélioration de la desserte 3- Conception et Dimensionnement 4- Consommation spécifique 5- Kobaoua

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

IV

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

ABSTRACT This report deals with the technical studies of the of a drinking water supply system for the populations of the center of Kobaoua, Tongomayel commune, Sahel region in Burkina Faso. The village of Kobaoua, with a population of 5384 inhabitants, is served by two (02) boreholes. The rate of access to drinking water for populations according to the INOH is estimated at 72%. This rate, despite being high, conceals disparities in the village that the authorities are aiming to raise as much as the security constraints ; access to basic social services ; and administrative through the implementation of the ‘Sahel Emergency Program’. Thus the studies led to the design of a mesh conveyance network of 1.6km of discharge, 08 km of distribution, a pumping station, 07 terminals fountains. The network designed by the end of 2033 will serve a population of 8034 inhabitants. The requirements amount to 157m3/d, for a specific consumption of 15l/d/hbt. The cost of the works amounts to 98,931,500 francs CFA HT-HD ; for a price of the cubic meter of water of 250 FCFA. Keywords 1-Access to water 2- Design and Sizing 3- Simplified Drinking Water Adduction 4- Specific Consumption Yes 5- Kobaoua

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

V

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

LISTE DES ABREVIATIONS 2iE : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement FORBAT AFRIQUE : Forage et Bâtiment Afrique AEP : Approvisionnement en Eau Potable AEPs : Approvisionnement en Eau Potable Simplifiée AUE : Association des Usagers de l’Eau BF : Borne Fontaine CSPS : Centre de Santé et de Promotion Sociale HMT : Hauteur Manométrique Totale INSD : Institut National des Statistiques et de la Démographie ONEA : Office National de l’Eau et de l’Assainissement PMH : Pompe à Motricité Humaine PN-AEPA :

Programme

National

d'Approvisionnement

en

Eau

Potable

d'Assainissement TDR : Termes De Référence TN : Terrain Naturel FDS : Force de Décence et de la Sécurité ODD : Objectifs de Développement Durable MEG : Médicaments Essentiels Génériques INOH : Inventaire National des Ouvrages Hydrauliques RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

VI

et

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

SOMMAIRE DEDICACES .................................................................................................................................... I CITATION........................................................................................................................................II REMERCIEMENTS .......................................................................................................................III RESUME......................................................................................................................................... IV ABSTRACT ..................................................................................................................................... V LISTE DES ABREVIATIONS ....................................................................................................... VI LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................ X LISTE DES FIGURES ....................................................................................................................XI INTRODUCTION .......................................................................................................................... 12 CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE DU PROJET .................................................... 15 I-1) PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE : CAS DE KOBAOU........................................ 15 I-1-1)

Localisation de la zone d’étude .................................................................................. 15

I-1-2)

Caractéristiques du milieu physique ........................................................................... 16

I-1-3)

Donne démographique ............................................................................................... 18

I-1-4)

Infrastructures hydrauliques ....................................................................................... 19

I-1-5)

Infrastructures socio-économiques ............................................................................. 19

CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES .......................................................................... 20 II-1) METHODOLOGIE DE TRAVAIL ....................................................................................... 20 II-1-1)

La collecte et l’analyse des données ........................................................................... 20

II-1-2)

Etudes topographiques et géophysiques ...................................................................... 23

II-1-3)

Conception et dimensionnement du Réseau ................................................................ 25

II-1-4)

Rédaction du mémoire technique ............................................................................... 25

II-2)

MATERIELS .................................................................................................................... 25

CHAPITRE III : DIMENTIONNEMENT DU RESEAU .............................................................. 26 HYPOTHESES DE CALCUL ....................................................................................... 26

III-1) III-1-1)

Consommation spécifique ...................................................................................... 26

III-1-2)

Taux de desserte..................................................................................................... 26

III-1-3)

Le coefficient de pointe journalière ........................................................................ 26

III-1-4)

Le coefficient de pointe horaire .............................................................................. 26

III-1-5)

Le pourcentage de pertes totales ............................................................................. 27

III-1-6)

Vitesse et pression.................................................................................................. 27

III-1-7)

Les pertes de charges ............................................................................................. 27 EVALUATION DES BESOINS/DEMANDES EN EAU EN EAU ................................ 28

III-2) III-2-1)

Le besoin en eau journalier ..................................................................................... 29

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

VII

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

III-2-2)

Calcul de la demande en eau du jour de pointe........................................................ 29

III-2-3)

Calcul du débit de pointe horaire ............................................................................ 30

III-2-4)

Détermination du temps de pompage ...................................................................... 30

III-2-5)

Calcul du débit d’adduction .................................................................................... 31 DIMENTIONNEMENT DU CHATEAU D’EAU .......................................................... 33

III-3) III-3-1)

Le type de matériau ................................................................................................ 33

III-3-2)

Le Volume ............................................................................................................. 33

III-3-3)

Le calage ............................................................................................................... 34

III-3-4)

Equipement du château d’eau ................................................................................. 35 DIMENTIONNEMENT DU RESEAU D’ADDUCTION OU REFOULEMENT ........... 35

III-4) III-4-1)

Calcul du diamètre ................................................................................................. 36

III-4-2)

Calcul de la vitesse d’écoulement ........................................................................... 36

III-4-3)

La station de pompage............................................................................................ 37 DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE DISTRIBUTION......................................... 44

III-5) III-5-1)

Les points de distribution ....................................................................................... 44

III-5-2)

Dimensionnement de la BF .................................................................................... 45

III-5-3)

Equilibre des mailles selon la méthode de Hardy Cross .......................................... 45

CHAPITRE IV : TRAITEMENT GESTION ET DE L’EAU ....................................................... 51 IV-1)

TRAITEMENT DE L’EAU ........................................................................................... 51

IV-2)

GESTION ET ENTRETIEN DES INSTALLATIONS ................................................... 52

IV-2-1)

Diagnostic de la situation de la gestion actuelle ...................................................... 52

CHAPITRE V : ESTIMATION DES INVESTISSEMENTS ........................................................ 55 V-1)

AVANT-METRE DES TRAVAUX .................................................................................. 55 Mode de pose des canalisations .................................................................................. 55

V-1-1) V-2)

Coût des installations ......................................................................................................... 56

V-2)

DETERMINATION DU PRIX DE L’EAU........................................................................ 57

CHAPITRE VI : ENVIRONNEMENT.......................................................................................... 59 VI-1)

PROPOSITION D’UNE NOTICE D’IMPACT ENVIRONNEMENTALE .................... 59

VI-1-1)

Sur le plan socio-économique et culturel ................................................................ 59

VI-1-2)

Sur le plan environnemental ................................................................................... 60

CONCLUSION ............................................................................................................................... 62 RECOMMANDATIONS ................................................................................................................ 63 BIBLIOGRAPHIE.......................................................................................................................... 64 ANNEXES ........................................................................................................................................ X ANNEXE I : TABLEAU DE REPARTITION DES RESSOURCES EN EAU ............................... X KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

VIII

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

ANNEXE II : CARACTERISTIQUES DE LA POMPE ................................................................. X ANNEXE III : DOSSIER D’EXECUTION .................................................................................... X ANNEXE IV : FICHE ESSAIE DE POMPAGE ............................................................................ X ANNEXE V : LISTE DES BENEFICIAIRES BRANCHEMENTS PRIVES .................................. X ANNEXES VI : DEVIS QUANTITATIF ET ESTIMATIF ............................................................ X

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

IX

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Taux d'accroissement annuel moyen communal et national ............................................ 21 Tableau 2 : Evolution démographique de KOBAOUA pour 2019, 2023, 2027, 2033 ............................ 21 Tableau 3 : Synthèse des caractéristiques du forage ......................................................................... 23 Tableau 4 : Besoin annexe................................................................................................................. 29 Tableau 5 : Tableaux de détermination des besoins d’eau de la population....................................... 31 Tableau 6 : Volume de château d’eau ............................................................................................... 33 Tableau 7 : dimension du réservoir ................................................................................................... 34 Tableau 8 : Caractéristiques du réservoir .......................................................................................... 35 Tableau 9 : Calcul de diamètre de conduite de refoulement.............................................................. 37 Tableau 10 : Point de fonctionnement .............................................................................................. 39 Tableau 11 : Caractéristiques du groupe électrogène ........................................................................ 41 Tableau 12 ; Implantation de BF ........................................................................................................ 45 Tableau 13 : Dimensionnement réseau d’adduction .......................................................................... 49 Tableau 14 : Détermination de la quantité de galet à consommer ..................................................... 52 Tableau 15 : Calcul des profondeurs des fouilles ............................................................................... 56 Tableau 16 : Calcul des largeurs des fouilles ...................................................................................... 56 Tableau 17 : Métré des fouilles ......................................................................................................... 56 Tableau 18 : Calcul des charges dues aux personnels ........................................................................ 58 Tableau 19 : Calcul des charges d’exploitation .................................................................................. 58 Tableau 20 : Calcul de la dotation aux amortissements ..................................................................... 59 Tableau 21 : Calcul du prix du mètre cube d’eau ............................................................................... 59

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

X

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

LISTE DES FIGURES Figure 1 : Carte de la commune rurale de Tongomayel (Source :BNDT Mai 2009 agence CREA). ........ 15 Figure 2 : Carte de la localisation du village de Koabaoua .................................................................. 16 Figure 3 : Digue rompue du barrage de Kobaoua............................................................................... 22 Figure 4 : Point de fonctionnement ................................................................................................... 39 Figure 5 : Image des alentours des PMH............................................................................................ 53

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

XI

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

INTRODUCTION Contexte et problématique de l’étude Le Burkina Faso à l’instar de tous les pays en voie de développement ambitionne d’atteindre d’ici 2030 l’accès universel des populations à l’eau potable. A cet effet le gouvernement du Burkina Faso a élaboré et adopté en 2018 une stratégie nationale de l’eau assortie d’un programme national d’approvisionnement en eau potable. L’un des objectifs de ce programme concoure à rendre effectif le droit universel d’accès des populations à l’eau potable et contribuant ainsi au développement durable du pays. Outre ce programme, le Burkina Faso qui connait une sécurité précaire depuis 2015 met en œuvre un Programme d’Urgence pour le Sahel qui comporte un volet dédié à l’amélioration de l’accès à l’eau potable. Le programme couvre la région du Sahel pour une durée de trois ans soit 2017 à 2020. En plus de la résolution de l’insécurité, la zone du Sahel connait une disparité et/ou insuffisance d’infrastructures d’alimentation en eau potable des populations surtout dans les milieux ruraux. Les infrastructures existantes sont fréquemment non fonctionnelles pour manque de maintenance ou abandonnées pour raison de qualité de l’eau. Cette situation conduit à des pénuries d’eau contraint ainsi les populations aux longues corvées d’eau notamment les femmes à s’approvisionner assez souvent dans les sources d’eau non potable engendrant une grande prévalence de maladies. Le programme d’urgence pour le Sahel répond aux préoccupations soulevées par les populations en se fixant pour objectif de contribuer à l’amélioration de la sécurité des personnes et des biens dans la région du sahel. Cet objectif global se décline en objectifs spécifique que sont : (i) améliorer l’accès aux services sociaux de base et la résilience des populations ; (ii) améliorer la gouvernance administrative et locale et (iii) renforcer la sécurité des populations et de leurs biens. Ce programme se divise en quatre composantes : socio-économique, gouvernance administrative et locale, sécurité et défense publiques, gestion de programme et appui institutionnel. Les bénéficiaires directs du programme sont la population locale, les collectivités territoriales, les chefs de circonscription administrative et locale et les forces de défense et de sécurité (FDS). Des partenaires techniques et financiers se sont montrés disposés pour accompagner la mise en

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

12

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

œuvre du programme. Le coût estimatif et provisoire du programme pour 2017 est de 88.55 milliards de FCFA et de 366.79 milliards de FCFA pour la période de 2018-2020 Le village de Kobaoua bénéficie de l’appui du programme urgence sahel pour la réalisation d’un système d’adduction d’eau potable. Notre étude consiste donc à élaborer une étude d’avant-projet détaillé pour satisfaire les besoins en eau de la population du village de Kobaoua à l’horizon 2033. Objectif général et objectifs spécifiques L’objectif principal de cette étude est l’amélioration de l’accès en eau potable de la population de Kobaoua à l’horizon 2033. Les objectifs spécifiques qui en découlent se présentent comme suit : ❖ Etablir un état de lieu global de la situation hydraulique du village ; ❖ évaluer les besoins en eau de la population ; ❖ concevoir et dimensionner le système AEPs et tous les ouvrages annexes,

❖ élaborer les pièces graphiques et estimer les coûts des travaux. Résultats attendus Le résultat attendu de cette étude est de concevoir un système d’adduction d’eau potable pouvant assurer l’approvisionnement en eau potable aux habitants de Kobaoua. Cela passe par : ❖ L’état des lieux (le nombre de forage existants, les caractéristiques de l’eau à capter, la liste des équipements hydrauliques déjà existant) ; ❖ l’évaluation de la consommation spécifique en eau de la population de Kobaoua; ❖ le dimensionnement des ouvrages tenant compte des besoins à l’horizon du projet ( note de calcul de réseaux adduction, distribution, stockage et pompage) ; ❖ les plans des ouvrages à réaliser ; ❖ l’avant métré des travaux Méthodologie Les outils qui pourront être utilisés sont les suivants : 1. Revue bibliographique et analyse documentaire ;

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

13

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

2. Le diagnostic des sources de production d’eau existant dans la commune ; 3. Essai de pompage à longue durée ; 4. Enquête aux seins de la population de Kobaoua pour estimer la quantité d’eau consommée par jour par habitant ; 5. Levé topographique de la source de production d’eau jusqu’aux points de distribution ; 6. Simulation sur le logiciel Excel pour la bonne répartition de l’eau dans le réseau ; 7. Introduction des données de débit et de HMT dans de diagramme de GRUNDFORD pour le choix du système de pompage ; 8. Echantillonnage et analyse d’eau dans un laboratoire.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

14

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE DU PROJET I-1) PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE : CAS DE KOBAOU La commune rurale de Tongomayel est située dans la partie sud de la province du Soum, à l’Est de Djibo. Tongomayel, chef-lieu de la commune rurale est situé à 18 km de Djibo et à 224 km de Ouagadougou. La commune de Tongomayel compte 37 villages administrativement constitués qui sont : Arbilo, Béléhédé, Boudoudi, Bouléguégué, Bouloboye, Débeyel, Diguel, Fete Dana, Filio, Gankouna, Gasselpaté, Gasselkoli, Houbaye, Kadiel, Kobaoua, Mamassirou, Maty pour ne citer que ceux-là. Pour notre étude nous allons nous intéresser au village de KOBAOUA. La carte ci-dessous présente la commune de Tongomayel.

Figure 1 : Carte de la commune rurale de Tongomayel (Source :BNDT Mai 2009 agence CREA).

I-1-1) Localisation de la zone d’étude La présente étude est menée dans la localité de Kobaoua, village situé dans la commune de Tongomayel, dans la province du Soum. Le village est situé dans la région du Sahel à environ

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

15

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

18 Km au Sud. Par rapport à Ouagadougou, la capitale du Burkina-Faso, il serait au Nord à environ 233 kilomètres. L’urbanisation du village Kobaoua est précaire et presqu’inexistante en ce sens où il s’agit d’une zone non lotie. L’habitat est du type semi groupé et deux types d’habitat sont distingués •

Des maisons en bancos et de toits de paille (cases rondes)

•

Des maisons et bâtiments en dur et semi dur avec des toits de tôle (très minoritaire).

La localité de Kobaoua est représentée dans les schémas qui suivent.

Figure 2 : Carte de la localisation du village de Koabaoua

I-1-2) Caractéristiques du milieu physique Le milieu physique de Kobaoua est marqué par les aspects du climat, des sols, de la végétation. a) Climat et température Le climat est de type sahélien. Il est caractérisé par de fortes chaleurs avec des maxima de températures de 32 et 42 degrés entre mars et mai. Les mois les plus froids se situent entre novembre et février avec des moyennes mensuelles allant de 23 à 29°C. La moyenne des températures de la région est l’une des plus élevées du pays. Le climat sahélien se caractérise également et surtout par une très faible pluviométrie, des pluies saisonnières et sporadiques, un écosystème très aride avec un couvert végétal de type steppique.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

16

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

La saison des pluies est très courte, environ 90 jours (de juin à septembre) et se caractérise par une inégale répartition dans le temps et dans l’espace. Elle est suivie d’une très longue saison sèche de Septembre à Mai, avec une intense évaporation et une réserve en eau du sol très précaire. Selon la direction de l’agriculture la moyenne pluviométrique sur les dix dernières années est de 463,45 mm. La plus faible pluviométrie a été enregistrée lors de la campagne 2000-2001 avec 345,5 mm et la plus forte en 2007-2008 avec 689,9 m.

Les écarts interannuels des précipitations ne sont pas élevés mais les hauteurs d’eau sont en général basses. b) Relief et sols Le relief du village est plat dans sa quasi-totalité. Dans la commune, on distingue trois types de sols : •

Les sols sableux (séno)

Les sols sableux sont occupés par les champs car plus faciles à exploiter. Sur ce type de sol on cultive le mil, le sorgho, le niébé, le wouandzou et un peu de sésame. •

Les sols argileux et argilo sableux (bolawo et séno bolawo)

On rencontre ce type de sol dans les lits des rivières et aux bordures des bas-fonds. Sur ces sols on cultive principalement le sorgho, mais aussi le mil, le niébé et le wouandzou. •

Les sols gravillonnaires (ukawo)

Ces sols sont dégradés, incultes, avec parfois des affleurements rocheux. Les sols de la commune subissent une dégradation progressive sous les actions conjuguées de l’érosion éolienne, de l’érosion hydrique et l’action anthropique. c) Végétation Le village de Kobaoua, de par sa géographie, appartient à la zone phytogéographique sahélienne. La végétation est de type steppique. Les principales formations végétales rencontrées sont :

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

17

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

•

Une steppe herbeuse

•

Une steppe arborée

Selon les différentes déclarations, les ressources forestières de la commune étaient jadis abondantes. Mais de nos jours, elles connaissent une forte dégradation qui a pour conséquence, la disparition de certaines espèces végétales et fauniques. I-1-3) Donne démographique Le Recensement Général de la Population et de l’Habitat (RGPH) de 2006 estimait la population du village de Kobaoua à 5384 habitants. a) Caractéristiques humaines Le village de Kobaoua est peuplé par quatre groupes ethniques : les Peulhs, les Sonraî, les Bella, et les Mossis. Ces différentes ethnies cohabitent pacifiquement. De façon générale dans la province du Soum et selon les données statistiques de l’enquête démographique de 1991, la répartition de la population selon la religion et l’appartenance ethnique révélait les faits suivants : •

Les groupes ethniques Foulbé et assimilés sont en règle générale tous musulmans ; dans les groupes Foulbé, Mossi, Niniossé et Sonrhaï les trois quarts ont pour religion l’islam et le quart restant se répartit entre l’animisme et le christianisme.

•

le fait que tous les groupes soient liés à l’islam est le résultat de l’influence dominante peulh et berbère dans la région et du recul de l’animisme chez les Foulsé, les Sonrhaïs et les Mossis.

De façon spécifique dans le village de Kobaoua comme dans l’ensemble des villages du Sahel, l’islam est la confession dominante. Ensuite on dénombre une minorité de chrétiens catholiques et protestants ; et enfin les animistes qui ne dépassent guère 7% de la population. b) Activités socio-économiques L’ensemble économique de Kobaoua est marqué essentiellement par les activités de production pastorale et agricole. Il n’existe pratiquement pas de production industrielle et les activités artisanales et commerciales sont étroitement liées aux activités ci-avant mentionnées. A Kobaoua, l’activité commerciale est peu développée. Elle est pratiquée par les petits commerçants qui font la vente du bétail, de céréales, de produits manufacturés, de produits KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

18

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

locaux etc. Pour le commerce du bétail, les animaux sont conduits au marché de bétail de Djibo, marché qui a lieu tous les mercredis. I-1-4) Infrastructures hydrauliques Les infrastructures hydrauliques de Kobaoua se composent de cinq (05) forages communautaires équipés de Pompes à Motricité Humaine (PMH), dont deux (02) fonctionnels et trois en pannes. I-1-5) Infrastructures socio-économiques Les infrastructures socio-économiques du village se composent essentiellement de : •

Un Centre de Santé et de Promotion Sociale (CSPS)

•

Un dépôt de Médicaments Essentiels Génériques (MEG)

•

Un marché moyen ;

•

Une école primaire ;

•

Une plateforme multifonctionnelle ;

•

Une mosquée ;

•

Une église catholique ;

•

Une église protestante ;

•

Deux (02) moulins fonctionnels ;

•

Deux (02) buvettes ;

•

Cinq (05) boutiques ;

•

Un magasin.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

19

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES

II-1) METHODOLOGIE DE TRAVAIL La mise en place d’un système AEPs nécessite plusieurs études préalables. Pour la conception et dimensionnement du système AEPs de KOBAOUA, quatre (04) étapes essentiellement ont été suivies pour atteindre les résultats attendus. Ce sont : ❖ La collecte et l’analyse des données ; ❖ les études topographiques et géophysiques ; ❖ la conception et dimensionnement du réseau ❖ la rédaction du mémoire technique. II-1-1) La collecte et l’analyse des données Elle a consisté à mener des enquêtes approfondies liées à l’alimentation en eau des populations et à compulser les données bibliothécaires. Le dénombrement et l’analyse complète des données recueillies s’est faite ensuite. L’analyse a permis de cerner la problématique liée à l’alimentation en eau potable dans le village. L’analyse des données collectées ont permis de disposer : ❖ Horizon du projet Le Programme National de l’Approvisionnement en Eau Potable stipule que la réalisation des systèmes d’AEP devrait avoir une durée d’exploitation variant entre 10 et 15 ans. Ainsi, les ouvrages envisagés dans le cadre de cette étude sont planifiés pour l’horizon 2033, d’où une durée d’exploitation de 15 ans. Tout en considérant que la mise en exploitation du système d’eau sera effective en 2019. ❖ Population bénéficiaire La population bénéficiaire est essentiellement constituée des habitants de la localité de Kobaoua. Des rencontres préparatoires avec les différentes parties prenantes et la mairie de Kobaoua ont été effectué dans le but d’évalué la capacité des bénéficiaires à assurer la bonne gestion technique et financière de l’AEPs ❖ Evolution démographique

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

20

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

N’ayant pas eu de données sur le taux de croissance de la population de Kobaoua ou de la région du Sahel, il a été retenu d’adopter le taux de croissance au niveau national qui est de l’ordre de 2.9%. Tableau 1 : Taux d'accroissement annuel moyen communal et national

Entité

Taux

Population résidente totale

d’accroissement

annuel moyen (en %) RGPH 1996

RGPH 2006

RGPH 1996-2006

Commune de Kayao

29 857

33 994

1,31

Burkina

10 312 609

13 730 258

2,90

Source : Calculs faits à partir des données du fichier villages des RGPH 1996 et 2006.

En se basant sur le taux d’accroissement de la population adopté, le tableau n°3 fait état de l’évolution de la population jusqu’à l’échéance d projet Tableau 2 : Evolution démographique de KOBAOUA pour 2019, 2023, 2027, 2033

Années

2019

2023

2027

2033

a (%)

2.9

2.9

2.9

2.9

6036

6767

8034

Population 5384

Notons que vu la situation de sécurité à kobaoua la population pourra être plus faible que celle obtenue par calcul. Mais compte tenu du fait qu’il est difficile d’avoir des données exactes sur le taux de migration des populations, le dimensionnement se fera avec les données du tableau 2. ❖ Etats des lieux de l’alimentation en eau dans la localité Le réseau hydrographique du village de Kobaoua comprend deux (02) types de ressources en eau (les eaux de surface, les eaux souterraines). Les eaux de surface sont recueillies pendant la saison hivernale qui a une durée de trois (03) mois et elles permettent d’abreuver les animaux ; mais elles tarissent généralement précocement entre Octobre et Novembre. Les eaux de surface sont composées par : •

Les cours d’eau ou pallol en fulfuldé

•

les petites mares KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

21

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Kobaoua dispose d’un barrage dont la digue s’est rompue. L’image n°3 illustre la situation l’asséchement précoce des eaux de surface.

Figure 3 : Digue rompue du barrage de Kobaoua

En plus des eaux de surface, la population exploite les eaux souterraines par l’intermédiaire des équipements tels que : •

les puits; ( puits traditionnels et puits busés à grand diamètre)

•

les forages; (équipé de pompe a motricité humaine)

Cependant avec la rareté des ressources en eau souterraine et la profondeur des nappes phréatiques, les solutions des puits de toutes natures sont moins probantes. ❖ Evaluation de la ressource en eau La ressource en eau du village pris en compte pour les études est l’eau souterraine. Selon les données fournies par la direction régionale de l’eau et de l’assainissement et les autorités communales (confer annexe II), le village dispose de cinq (05) forages dont deux (02) fonctionnels ; trois (03) en panne. Au regard de ces informations relatives aux ressources en eau, on peut déduire que le village souffre d’une insuffisance en eau tant pour la production que pour l’alimentation des hommes et des animaux. Les enquêtes terrain nous ont permis de faire le constat de la pénibilité de la corvée de l’alimentation en eau potable des familles. Une tâche selon les considérations sociologiques est dévolue aux femmes. ❖ Le débit

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

22

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Selon le PCD de la commune de Tongomayel, Kobaoua dispose de 5 forages dont 3 non fonctionnels. Les deux forages fonctionnels ont un debit de 4 m3/h chacun. Ce qui explique Kobaoua a un disponible en eau de 8m3/h. Dans le cadre de la mise en place de l’AEPs, un forage a donc été réalisé le 21 mai 2018. Après la réalisation du forage, les essais de pompage longue durée ont donné un débit d’exploitation de 4,5 m3 /h. ❖ Analyse de l’eau (chimique et bactériologique) Les eaux souterraines sont de qualité physico-chimique et bactériologique acceptable par rapport aux eaux de surfaces. En effet, ils ne nécessitent pas un grand procédé de traitement, de simples galets de chlore seront suffisants. Malgré cet avantage, l’eau du forage a subi des analyses au laboratoire. Ces analyses ont alors montré que l’eau du forage est de bonne qualité c’est-à-dire exempte de toute contamination minéralogique (calcaire, arsenic, cuivre) (voir annexe III). Tableau 3 : Synthèse des caractéristiques du forage.

Débit (m3/h)

4,5

Profondeur du forage (m)

73

Côte du niveau dynamique (m)

239.12

Niveau dynamique fixé

55

Aspect de l’eau

Claire

II-1-2) Etudes topographiques et géophysiques ❖ Données topographiques La présente étude étant effectuée dans le cadre de la conception et du dimensionnement de l’AEPs, les études topographiques ont permis d’effectuer les implantations et faire le levé topographique de la zone d’étude. ➢ Les implantations des bornes fontaines Le réseau est conçu pour une distribution via les bornes fontaines (BF) et dans une moindre mesure les branchements privés (BP). La liste des personnes désirant des branchements privés est jointe en annexe VI. La répartition des BF a été réalisée en collaboration avec les populations locales. Ils ont choisi librement le nombre de BF et leur emplacement en fonction d’une part, de leur connaissance du milieu socio-culturel et d’autre part de leur capacité de mobilisation KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

23

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

des conditions financières et humaines requises pour l’entretien. L’implantation est définitivement réalisée en fonction de deux (02) hypothèses. Tous les points de regroupement tel que les écoles, CSPS, marché, église, mosquée, doivent avoir une BF. La distance maximale entre les BF et les maisons d’habitations est de 500 m et enfin les BF ne doivent pas être placé a proximité de la route (cf annexe IV) ➢ Les levés topographiques Il s’agit des levés altimétriques et planimétriques. Etant donné que la localité de Kobaoua n’est pas lotie, le tracé du réseau a été effectué in situ (sur le terrain) afin de minimiser les fortes pentes, réduire les terrassements. Après le tracé du réseau sur le terrain, les travaux topographiques ont permis de relever les côtes du tracé du réseau, des bornes fontaines et des différents nouds avec leurs coordonnées géographiques, des BF, des nœuds, du château d’eau et autres, A l’issue de ces travaux, il ressort les plans de masse, les plans de réseaux et les différents profils en long pour l’installation des accessoires hydrauliques utiles pour le bon fonctionnement du système (confer annexe IV). Le tracé du réseau, les profils en long du terrain naturel des axes des conduites et des ouvrages annexes ont été réalisés au bureau à l’aide des logiciels appropriés (Autocad LT 2015 et COVADIS 2008). Voir annexe dossier d’exécution ❖ Les données géophysiques La mise en place d’un AEPs s’accompagne de la réalisation d’un forage qui servira à alimenter le système. Le village de Kobaoua présente un relief peu accidenté avec trois (03) systèmes aquifères superposés sur les formations du socle cristallin : les aquifères des latérites, les aquifères de la zone altérée (arènes, roches altérées) et les aquifères du milieu fissuré. En matière d’implantation de forage en zone de socle, c’est le milieu fissuré qui donne le plus d’assurance sur le plan de la pérennité de la ressource. C’est ainsi que la prospection géophysique a pour but de localiser avec précision sur le terrain des zones de fractures pour l’implantation du forage. La méthode électrique a été adoptée pour la prospection. Cette méthode est basée sur la capacité des terrains du sous-sol à conduire le courant électrique. C’est alors que la technique du traîné électrique ou profil électrique et celle du sondage électrique sont été utilisées.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

24

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Ces études ont été d’identifier un site potentiel pour le forage. Il s’agira de réaliser un forage à gros débit adapté pour mettre en place un système d’AEPS. II-1-3) Conception et dimensionnement du Réseau En matière d’Approvisionnement en Eau Potable (AEP), on distingue trois 3 types de centre : Les grandes villes à forte consommation : population > 100000 habitants Les villes dites secondaires à moyenne consommation : 10000 – 20000 < population < 50000 – 100000 habitants Les gros villages ou gros centres ruraux (lotis ou non) à faible consommation : 2000–3000 < population < 10000 habitants (OUEDRAOGO Bèga, 2005). Compte tenu de la population de Kobaoua qui est de 5384 habitants, il s’agit alors d’un gros village. Selon le contexte du village, le système AEP adapté est un mini réseau AEP ou AEPs. Un système AEPs est constitué d’un ensemble d’ouvrages tels que : •

Une station de pompage immergée au niveau du forage ;

•

Une conduite de refoulement des eaux ;

•

Un réservoir au niveau du point le plus haut ;

•

Un réseau de distribution (conduites et points de desserte) ;

•

Des ouvrages de contrôle et de protection du réseau

•

Des ouvrages de distribution (BF).

II-1-4) Rédaction du mémoire technique La rédaction du rapport conclut l’élaboration du mémoire. Cette étape passe par l’analyse et le

traitement des données recueillies dans la phase de collecte de données. Elle est constituée de la synthèse générale des travaux de conception et de dimensionnement du réseau et en fin des recommandations pouvant contribuer à l’optimisation du réseau. II-2)

MATERIELS

Les logiciels tels que Excel, ArcView, ont permis d’effectuer le traitement des différentes données de base afin de parvenir aux dimensionnements de ces ouvrages. Les logiciels Epanet et WinCAPS ont été utilisés pour vérifier les dimensionnements respectifs du réseau et le choix

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

25

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

de la pompe. Quant aux différents tracés, ils ont pu être effectués grâce aux logiciels Epanet Covadis et Autocad. CHAPITRE III : DIMENTIONNEMENT DU RESEAU III-1) HYPOTHESES DE CALCUL III-1-1)

Consommation spécifique

La consommation spécifique (Cs) est l’estimation du volume d’eau que peut consommer un habitant par jour. Une consommation spécifique (Cs) de 20 l à 30 l par jour et par habitant est adoptée en milieu rural conformément au PN.AEP. En ce qui concerne la population de Kobaoua, l’eau des forages n’est utilisée que pour la cuisine et la consommation. Les enquêtes ont montré que ladite population a une consommation spécifique de 8 l/jour/hbt. Nous avons majoré cette valeur à 10 l/j/hbt et au fil du temps cette consommation augmente jusqu’à atteindre 15 l/j/hbt à l’horizon 2033. III-1-2)

Taux de desserte

Le taux de desserte exprime le pourcentage de la population desservie par rapport à la population totale de la localité considérée. Selon les normes du PN-AEP le taux de desserte en milieu rural était de 60% en 2005 et de 80% en 2015. Le taux de desserte a adopté à l’horizon du projet est de 80%. III-1-3)

Le coefficient de pointe journalière

Le coefficient de pointe journalière permet de déterminer la consommation maximale journalière. Le coefficient de pointe journalière correspond au rapport de la consommation de la journée de pointe sur la consommation moyenne journalière. Ce coefficient représente généralement le jour de plus forte consommation dans le mois de plus forte consommation. Le coefficient de pointe journalière (Cpj) est généralement compris entre 1,05 et 1,15. Pour des raisons de ressource en eau limité le Cpj adopté est de 1,05. III-1-4)

Le coefficient de pointe horaire

Le coefficient de pointe horaire exprime le comportement des usagers vis-à-vis de l’eau au cours de la journée. Il intervient dans le dimensionnement du réservoir et du réseau de distribution. Ce coefficient peut varier en fonction du degré d’urbanisation de la zone. La formule ci-dessous permet de déterminer le coefficient de pointe horaire :

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

26

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Cph =

𝟐.𝟓 √𝑸

+1.5

Avec Q : débit moyen horaire en m3/h En milieu rural ce coefficient est généralement compris entre 2 et 3. Nous allons donc approcher ce coefficient par le calcul afin que celui-ci soit adapté à la situation de la localité. Nous obtenons un Cph de 2.2 à l’échéance du projet. III-1-5)

Le pourcentage de pertes totales

Les pertes dans un nouveau réseau AEP sont estimées entre 5 et 20 % des besoins de consommation en eau. Pour le présent projet, le coefficient de perte (Cp) utilisé pour les calculs de dimensionnement est de 1,2 soit une perte de 20 %. III-1-6)

Vitesse et pression

Les canalisations seront en PVC compte tenu de leur disponibilité sur le marché, de leur facilité d’exploitation et des raisons économiques. La pression nominale des conduites de distribution est de 10 bars et de 16 bars pour le refoulement. La vitesse d’écoulement dans les conduites de distribution doit être acceptable afin de permettre une meilleure mise en route de l’eau. Conformément aux TDR, les conditions des vitesses dans les conduites sont : •

0,30 < vitesse < 1,50 m/s

•

Vitesse minimale tolérable correspondant à l’auto curage : 0,2 m/s (conduite lisse, eau de bonne qualité).

Quant aux conditions de pression, on adoptera : •

Une pression minimale de service > .0.5 bar (5 mCE) selon le cahier de charges

•

Une pression minimale tolérable de 4 mCE.

III-1-7)

Les pertes de charges

Dans les conduites, on distingue entre autres : •

Des pertes de charges dues aux frottements de l’eau contre les parois des conduites appelées pertes de charges linéaires et ;

•

des pertes de charges dues aux frottement de l’eau contre les singularités appelées pertes de charge singulière (comme les vannes, les raccordements…).

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

27

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Les pertes de charge seront calculées avec la formule de Manning Strickler car elle permet d’obtenir une précision suffisante pour le calcul des pertes de charges. Les pertes de charges linéaires sont données par la formule suivante : 𝟏𝟎.𝟐𝟗∗𝑸²

H =𝑲𝒔𝟐 ∗𝑫(𝟏𝟔⁄ ) ∗ 𝑳 𝟑

Avec : H : perte de charge en m Q : débit qui transite dans la conduite en m3/s L : longueur de la conduite en m Ks : coefficient de rugosité (égale à 120) D : diamètre de la conduite en m La somme des pertes de charges linéaires et des pertes de charges singulières permet d’obtenir les pertes de charges totales. Pour le calcul des pertes de charges totales on considère que les pertes de charges singulières valent 5% des pertes de charges linéaires, la formule de Manning Strickler s’écrit alors : HT = 𝟏. 𝟎𝟓 ∗

𝟏𝟎.𝟐𝟗∗𝑸² 𝑲𝒔𝟐 ∗𝑫(

𝟏𝟔 ) 𝟑

∗𝑳

III-2) EVALUATION DES BESOINS/DEMANDES EN EAU EN EAU La fréquence d’approvisionnement au niveau des forages équipé de PMH est estimée à 20 % en 2019. Par contre celui des Bornes fontaines est de 80% pour la même année. Au fil du temps l’utilisation des PMH seront abandonnés au profit du Système AEPs. La détermination des besoins journaliers à l’échéance du projet a pris en compte la totalité de la population du village. La population initiale à retenir pour la suite des calculs est P0 = P 2019 = 5384 habitants. La population à l’échéance du projet est donnée par la formule : Pn = P0*(1+a)n Avec : Pn = population à l’année n ; P0 = population de référence à l’année de référence ; KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

28

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

n = nombre d’années d’intervalle ; a = taux d’accroissement annuel moyen pour cet intervalle La population desservie par l’AEPs en 2033 est de P2033 = 8034 habitants III-2-1)

Le besoin en eau journalier

Le besoin en eau est la quantité d’eau nécessaire à fournir aux consommateurs pour l’accomplissement de leurs activités. Il correspond au produit des consommateurs à l’échéance du projet par la consommation spécifique. B j = (𝐂𝐬 × Pn) *1000 Avec : B j : consommation moyenne journalière en m3 /j P (0 à n) : population de l’année 2019 jusqu’à 2033 Cs : consommation spécifique en l/j III-2-2)

Calcul de la demande en eau du jour de pointe.

Le besoin de production du jour de pointe est la quantité d’eau à fournir pour couvrir les besoins du jour de pointe des consommateurs et les différentes pertes. Il est important de prendre en compte les valeurs forfaitaires des critères d’accès à l’eau potable. Il s’agit de : Tableau 4 : Besoins annexes

Installation

Consommation

Ecole sans internat

3à5 l/j/élève

Ecole et caserne avec internat

60 l/j/élève

Hôpitaux et dispensaires

150à200 l/j/lit

Administration

5à10 l/j/employé

Marché équipé de d’installation sanitaire

400l/j pour 1000 occupants

Arrosage de pelouse

2à5 l/j/m²

La demande du jour de pointe est donnée par la formule : B jp = B j × C pj × C pertes ×∑besoins annexes

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

29

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Avec : B jp : besoin de production du jour de pointe en m3 /j B j : consommation moyenne journalière en m3 /j C pj : coefficient de pointe journalier (sans unité) C pertes : coefficient de perte (sans unité) III-2-3)

Calcul du débit de pointe horaire

Le débit de pointe horaire permet de dimensionner le réseau de distribution et d’adduction. Il correspond au produit du débit moyen horaire et du coefficient de pointe horaire. Le débit moyen horaire est le quotient de la demande journalière de pointe et du temps de distribution. Le temps réel de distribution est de 10 h par jour pour les BF. Q ph = Q mh ×Cph Soit : Q ph =

𝐁𝐣𝐩𝐱𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟏𝟐∗𝟑𝟔𝟎𝟎

× 𝐂 𝐩𝐡

Avec : Q ph : débit de pointe horaire en l/s Q mh : débit moyen horaire en l/s B jp : besoin de production du jour de pointe en m3 /j C ph : coefficient de pointe horaire (sans unité) III-2-4)

Détermination du temps de pompage

Dans le but de préserver la ressource naturelle nous fixons un taux d’exploitation du forage à 80%. Ceci permet d’obtenir un débit d’exploitation de 77 m3/j. Le temps de pompage est le temps nécessaire pour satisfaire les besoins journaliers. Il correspond au quotient du débit d’exploitation du forage par le débit moyen horaire.

Tp =

𝑸𝒇 𝑸𝒎𝒉

Avec : Tp : temps de pompage (h/j)

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

30

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Qf ; débit d’exploitation du forage (m3/h) Qmh ; Débit moyen horaire (m3/h) Le temps réel de pompage est de 9 h/jour. III-2-5)

Calcul du débit d’adduction

Le débit d’adduction permet de dimensionner le réservoir. Il est donné par la formule : Qa =

𝐁𝐣𝐩𝐱𝟏𝟎𝟎𝟎 𝐓𝐩∗𝟑𝟔𝟎𝟎

Avec t: Qa : Débit d’adduction (l/s) Bjp : besoin du jour de pointe (m3/h) III-2-6)

Nombre de forage

Pour la pérennité des installations à mettre en place, il est indispensable de disposer d’une ressource en eau suffisante. D’où la nécessité d’évaluer le nombre de forage qui va permettre de faire fonctionner l’AEPs jusqu’à l’échéance du projet. Le nombre de forage à implanter désigne le quotient entre le besoin de production du jour de pointe en 2033 et la production journalière du forage existant.

n=

𝑩𝒋𝒑 𝑸𝒆

n : nombre de forage (sans unité) B jp : besoin de production du jour de pointe en m3 /j Qe : production journalière du forage en m3 /j Pour l’approvisionnement en eau potable du village de Kobaoua, deux (02) forages seront nécessaire. Le village de Kobaoua dispose dès à présent d’un forage qui servira pour l’alimentation en eau de l’AEPs, réalisé en 2019. Pour que le système soit fonctionnel jusqu’en 2033, un deuxième forage de débit ≥ 4 m 3/h sera réalisé (courant 2027). Les résultats des calculs précédents sont consignés dans le tableau n°6 récapitulatif ci-dessous. Tableau 5 : Tableaux de détermination des besoins d’eau de la population KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

31

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

ESTIMATION DES BESOINS EN EAU ANNEES

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

(1)

5384 2,9

5540 2,9

5701 2,9

5866 2,9

6036 2,9

6211 2,9

6391 2,9

6577 2,9

6767 2,9

6964 2,9

7166 2,9

7374 2,9

7587 2,9

7807 2,9

8034 2,9

(2)

10

10

11

11

11

12

12

12

13

13

13

14

14

15

15

(1)*(2)=(3)

54

57

60

64

68

72

76

81

86

91

96

102

108

115

122

(4)

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

80

(5)

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

96

(5)*(4)=(6)

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

77

(7)

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

(8)

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

(9)

2,5

2,5

2,5

2,4

2,4

2,4

2,4

2,3

2,3

2,3

2,3

2,3

2,2

2,2

2,2

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

0,15

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

2,25

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

0,40

71

75

80

84

89

94

100

105

112

118

125

132

140

148

157

15

16

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

29

2,20

2,33

2,46

2,60

2,75

2,91

3,08

3,25

3,44

3,64

3,85

4,08

4,32

4,57

4,83

4

4

5

5

5

5

5

6

6

6

7

7

7

8

8

temps de pompage

5

5

5

5

6

6

6

6

7

7

7

8

8

9

9

nombre de forage

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

population taux d'accroissement consomation spécifique (l/j/hbt) besoin journalier (m3/j) taux d'utlilisation des forage (%) debit d'eau du forage (m3/j) debit d'eau util du forage (m3/j) coefficient de pointe journalier (Cpj) coefficient de perte d'eau (Cpe) coefficient de pointe horaire (Cph) Besoins annexes (m3/j) Ecole sans internat Hôpitauxet dispensaire Marché demande en eau du

(3)*(7)*(8)=(1

jour de pointe (m3/j)

0)

debit moyen horaire (m3/h) debit d'adduction (l/s) debit de distribution (l/s)

(10)*(9)=(11)

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

32

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

III-3) DIMENSIONNEMENT DU CHATEAU D’EAU III-3-1)

Le type de matériau

Conformément aux TDR, le château d’eau à mettre en place sera de type métallique étanche et de forme cylindrique. Ce type de réservoir est généralement conçu pour les petits centres équipés d’un AEPs. Vu son faible volume de stockage, le réservoir métallique sera privilégié par rapport à celui en béton, car il existe un savoir-faire en la matière sur le marché et les coûts d’investissement sont relativement moins chers. Le château d’eau sera porté sur un trépied de hauteur 10 m. Cette hauteur sera fixée définitivement après calcul de la côte minimale exploitable. III-3-2)

Le Volume

Le château d’eau sera dimensionné afin d’équilibrer les fluctuations journalières de la consommation. L’évaluation des caractéristiques du réservoir est effectuée en tenant compte de la variation de la demande. Nous utiliserons donc la méthode analytique pour les calculs. Le tableau n°6 donne une idée sur ces approches. Les heures de distribution ont été fixée en tenant compte des habitudes de la population. Tableau 6 : Volume de château d’eau 0-3

3-6

6-8

8-10

10-12

12-14

14-16

16-20

20-22

22-0

3

3

2

2

2

2

2

4

2

2

17,38

0

0

0

0

17,38

17,38

0

17

0

52,14

0

0

0

0

34,76

34,76

0

34,76

0

52,14

52,14

52,14

52,14

52,14

86,90

121,66

121,66

156,42

156,42

Qc (m3/h)

0

0

15,70

15,70

15,70

0,00

0,00

15,70

0,00

0

Coefficient

0

0

0,3

0,3

1

0

0

1,65

0

0

0

0

9,42

9,42

31,40

0,00

0,00

103,62

0,00

0,00

0

0

9,42

18,84

50,24

50,24

50,24

153,86

153,86

153,86

52,1

52,1

42,72

33,30

1,90

36,66

71,42

-32,20

2,56

2,56

Différence d'heures Qa (m3/h) Va par tranche (m3) Va cumulé (m3)

Vc cumulé par tranche (m3) Vc cumulé (m3) Contenance du réservoir (m3) Vu

39,22

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

33

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Compte tenu du fait que sur le marché il existe des réservoirs préfabriqués avec des volumes déjà définis, la valeur retenue sera fixé à 40 m3. Le réservoir aura une forme cylindrique arrondie vers le haut et vers le bas (cf annexe III dossier d’exécution). Ces deux demi-cercles du fond et du haut du réservoir ont une hauteur comprise entre 0,4 et 0,6 m. La hauteur de 0,5 m sera retenue dans le présent projet pour les demicercles. Les dimensions du château d’eau seront déterminées grâce à la formule de calcul du volume d’un cylindre : V=

𝝅 𝑫² 𝟒

×𝑯

Avec : V : Capacité utile du réservoir en m3 H : Hauteur en m D : Diamètre en m r : rayon en m Le tableau n°7 fait état du calcul ci-dessous : Tableau 7 : dimension du réservoir

Volume Hauteur Diamètre Rayon III-3-3)

m3 m m m

40 3 4 2

Le calage

Les critères suivants ont été pris en compte pour le calage du château d’eau : ➢ L’implanté tient compte des accords avec la population afin d’éviter les d’éventuels fonciers et les lieux sacrés dans les conditions topographiques du terrain ➢ l’implantation au niveau d’un point haut. Cette côte de calage ne devrait pas être très importante de manière à réduire les frais d’énergie.

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

34

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

➢ l’implantation du château d’eau sera faite de manière à assurer l’alimentation gravitaire de tous les points du réseau de distribution et afin d’alimenter d’autres zones dominées topographiquement ; ➢ le château d’eau devrait être situé si possible au centre de la zone à desservir pour minimiser la longueur et le diamètre des conduites principales Les caractéristiques du réservoir sont mentionnées dans le tableau n°8 ci-après : Tableau 8 : Caractéristiques du réservoir

Château d’eau

CE III-3-4)

Volume

Nature

(m3)

réservoir

40

Métallique

du Côte TN (m)

308

Côte

du Côte

radier (m)

(m)

318

321

PEH

Equipement du château d’eau

❖ Conduite de vidange Elle permet de vidanger le château d’eau en vue de nettoyage ou de réparation. Cette conduite partira du point bas du château d’eau. Elle sera munie d’un robinet vanne et sera raccordée à la conduite de trop plein. (Cf annexe VII) ❖ Conduite de trop plein Cette conduite permet d’évacuer l’excès d’eau arrivant au château d’eau, ce qui permet d’éviter que le niveau maximal ne soit atteint dans le château d’eau. La conduite de trop plein ne comportera pas de robinet sur son parcours ; sa section transversale sera disposée selon un plan horizontal situé à une distance h au-dessus du niveau maximal. Elle comportera au départ un entonnoir pour le passage de débit Q sous une lame d’eau de hauteur h. ❖ Conduite by-pass Ce tronçon de conduite relie les conduites d’alimentation (arrivée) et de distribution (départ) ; il fait circuler l’eau sans le faire passer au château d’eau ; permettant d’isoler le château d’eau en cas de besoin. III-4) DIMENSIONNEMENT DU RESEAU D’ADDUCTION OU REFOULEMENT Le réseau de refoulement renvoi à la partie située entre la pompe et le réservoir. Le forage sera équipé d’une pompe immergée qui assurera le refoulement de l’eau jusqu’au réservoir à travers

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

35

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

les conduites. La longueur de refoulement est de 1659,75 m. La conduite de refoulement est dimensionnée avec le débit d’adduction à l’échéance du projet soit : Qa = 0.00483 m3/s III-4-1)

Calcul du diamètre

Il existe différentes formules qui permettent de calculer le diamètre de la conduite de refoulement ; il s’agit de Bresse, Bresse modifié et Munier. Etant donné que le choix du diamètre doit respecter non seulement de la condition de Flamant qui stipule : V ≤ Dint (m) + 0.6, mais aussi permettre de réduire les charges d’exploitations ; il sera donné par la formule de Bresse modifié car respecte la condition de flamant. La formule de Bresse modifié s’écrit :

D = 0.8 ×Q^1/3 Avec : Q : le débit de refoulement exprimé en m3/s D : le diamètre intérieur en m III-4-2)

Calcul de la vitesse d’écoulement

Dans une conduite circulaire, la vitesse peut être calculée par la formule de la continuité qui s’écrit :

V=

𝟒×𝑸𝒂 𝝅×𝑫𝒊𝒏𝒕²

Avec : Qa : le débit de refoulement exprimé en m3/s D : le diamètre intérieur en m V : la vitesse de refoulement en m/s Les résultats sont présentés dans le tableau n°9 suivants :

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

36

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Tableau 9 : Calcul de diamètre de conduite de refoulement

DESIGNATION

VALEURS

Nature de la conduite

PVC

Débit (m3/s)

0.00483

Diamètre nominal/intérieur (mm)

90/76.6

Vitesse (m/s)

1.09

Longueur (m)

1659.75

Pression Nominal (bar)

16

Choix du diamètre donné par la formule de Bresse modifiée III-4-3)

La station de pompage

❖ Choix de la pompe Le choix de la pompe sera porté sur la gamme des pompes Grundfos. Ce type de pompe a été privilégié car il s’agit de pompe robuste et ses pièces de rechange sont accessibles sur le marché. Après avoir déterminé la HMT et le débit de refoulement, il suffit de faire une projection du point de coordonné (Q ;HMT) sur le canevas de Grundfos, puis choisir la courbe de performance de la pompe la plus proche. ➢ Le calcul du débit Il s’agit de la quantité d’eau nécessaire au bon fonctionnement de l’installation. C’est le débit d’exploitation du forage. Dans ce cas il est de Q = 4 m3/h ➢ La HMT Il s’agit de l’énergie pour vaincre les charges dans les conduites jusqu’au réservoir de stockage et distribution. La HMT est déterminé par la formule : HMT = H géo + ∑pdc Avec : H géo : La hauteur géométrique de refoulement en m ∑pdc : Les pertes de charges totales en m Calcul de H géo :

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

37

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

La fiche des essaies de pompage longue durée (voir annexe N°IV) nous permet de déduire le niveau dynamique (ND) du forage. Ainsi le niveau dynamique du forage étant de 45m nous allons ajouter 10m par précaution D’où le ND du forage est calé à 55 m. A partir de cette valeur et de cote TN du forage donné par le plan de masse (voir annexe I) nous pouvons déduire la côte TN du niveau dynamique par la formule : ZND = ZTNf – ND Avec : ZND = Cote niveau dynamique ZTNf : Cote terrain naturel du forage ND : Niveau dynamique La H.géo est donnée par la formule : H géo = Zr - ZND Avec : H géo : Hauteur géométrique en m Zr : Côte sous radier en m ZND : Côte niveau dynamique Le calcul permet d’obtenir H géo = 91.9 m Calcul de ∑dpc Les pertes de charges totales s’obtiennent grâce à la formule de Manning Strickler : ∑pdc =

𝟏𝟎.𝟐𝟗×𝑸²×𝑳 𝟏𝟔 𝟑

𝑲𝒔²×𝑫( )

Ce qui donne : ∑pdc = 0.24 m Avec les valeurs de H géo et ∑pdc , on obtient une HMT = 92 m Ainsi à l’aide du catalogue Grundfos et avec les données dont nous disposons sur le débit et la HMT, la marque SP5A remplissait au mieux les conditions. Le choix définitif a été porté sur la pompe SP5A-21 susceptible d’assurer efficacement le pompage de l’eau. KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

38

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

➢ Point de fonctionnement de la pompe Le point de fonctionnement de la pompe est le point d’intersection de la courbe de performance de la pompe et de la courbe caractéristique de la conduite de refoulement. •

La courbe caractéristique de la pompe représente ses possibilités de fonctionnement. Elle est fournie par le fabricant ;

•

La courbe caractéristique du réseau représente l’évolution de ses pertes de charge en fonction du débit ;

•

Le point de fonctionnement est l’intersection entre la courbe caractéristique de la pompe et celle du réseau.

Tableau 10 : Point de fonctionnement POINT DE FONCTIONNEMENT Q (m3/h)

HMT (m) Réseau

HMT (m) Pompe

0 0,8 1,6 2,4 3,2 4 4,8 5,6

91,88 91,89 91,92 91,96 92,03 92,12 92,22 92,34

135 130 120 110 100 92 85 75

Figure 4 : Point de fonctionnement

POINT DE FONCTIONNEMENT 140 130 120

HMT

110 100 92

90 80 70 60 50 0

1

2

3

4

5

6

Débit courbe de performance pompe

courbe de performance réseau

KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

39

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

❖ Caractéristiques de la pompe ➢ La puissance hydraulique ou utile de la pompe

Ph = ρ × g × Q × HMT Avec : P h : puissance hydraulique de la pompe en W ρ : masse volumique de l’eau = 1000 kg/m3 g : accélération de la pesanteur = 9,81 m/s² Qexp : débit d’exploitation du forage en m 3/s HMT : Hauteur Manométrique Totale en m Le calcul avec les valeurs de ρ, g, Q, HMT ci-dessus citées permet d’obtenir : Ph = 4449.14W Ph = 4.44 KW ➢ Le rendement de la pompe Le rendement de la pompe est défini comme le rapport de la puissance fournie au fluide et de la puissance absorbée par la pompe. Le rendement de la pompe peut aussi être donné par le canevas de Grundfos. Il doit être compris entre 60% et 80%. Dans notre cas la pompe choisie à un rendement de 73%. ➢ La puissance absorbée La puissance absorbée est la quantité d’énergie (mesuré en watt) fournie pour permettre le fonctionnement de la pompe. Elle est donnée par la formule suivante : Pa =

𝑷𝒖 ƞ

Le calcul avec les valeurs permet d’obtenir : Pa = 6095.1 W Pa = 6.09 KW ❖ Le groupe électrogène KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

40

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

L’alimentation de la pompe sera assurée par un groupe électrogène autonome et des panneaux solaires Le démarrage temporisé sera privilégié du fait qu’il permet de mieux protéger le groupe électrogène en lui accordant une durée de vie plus élevé. •

Calcul de la puissance du groupe électrogène (S GE )

La puissance du groupe électrogène doit respecter la condition selon laquelle : 2SGE ≥ Smd Avec : SGE : puissance du groupe Smd : puissance au démarrage La puissance au démarrage Smd Smd =

𝑷𝒎∗𝒂 𝑪𝒐𝒔𝝋

Avec : S md : puissance du groupe électrogène au démarrage en kVA Pm : Puissance du moteur en KW a : indice de démarrage (4.8) Cos 𝜑 : facteur de puissance du groupe (0,8) Tout calcul fait : Smd = 55 KVA D’où la puissance du groupe électrogène est de : SGE = 27 KVA Le tableau n°11 présente un récapitulatif des caractéristiques du groupe électrogène. Tableau 11 : Caractéristiques du groupe électrogène

•

Type de pompe

MS6000

Puissance (KW)

9.2

Puissance du groupe (KVA)

27

Rendement moteur (%)

80

Calcul du champ photovoltaïque KAMTA JIONNANG OLIVIA / MASTER II : EAU ET ASSAINISSEMENT / PROMOTION 2018-2019

41

THEME : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE SIMPLIFIE DANS LA COMMUNE DE KOBAOUA – BURKINA FASO

Détermination de la puissance de crête 𝑄𝑗∗𝐻𝑀𝑇 Pc = 2.725 × 𝐾𝑝∗𝐻𝑖∗𝑅𝑜𝑛𝑑∗𝑅𝑚𝑝

Pc = 4527 W Soit : Pc = 4.5 KWc Le nombre de panneau solaire est donné par la formule : N=

𝑃𝑐 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛

N = 11 panneaux III-4-4)

Détermination de la valeur maximale des surpressions et dépression

Variation maximale de la pression dans le cas d’une fermeture brusque. C’est le cas lors d’une défaillance mécanique, une manipulation rapide d’une vanne ou simplement lors des coupures de fourniture d’énergie à une pompe. Soit : L (m) :la longueur de la conduite A (m/s) :la célérité de l’onde qui provoque le coup de bélier, Si le temps de fermeture T, est inférieur à la durée de l’aller-retour de l’onde, cette fermeture est qualifiée de brusque

T