3 Généralité sur les AEV
3.3 Composantes d’une AEV
3.3.10 Branchements particuliers
Ce sont des points d’eau équipés d’un compteur volumétriques situés dans les institutions du village : arrondissement, centre de santé, école etc.
(Adduction d’eau villageoise Guide à l’usage des communes) 3.4 Typologie des réseaux d’adduction d’eau
En fonction de l’ossature, on distingue deux principaux types de réseau :
Réseau maillé : les conduites qui composent ce type de réseau suivent des contours fermés formant ainsi plusieurs mailles. Ici, dans une conduite, l’écoulement peut se faire dans les deux sens.
Réseau ramifié : pour ce type, les conduites vont toujours en se divisant à partir du point d’alimentation sans jamais se refermer pour former une boucle. Ainsi, l’écoulement se fait dans un seul et unique sens.
Pour des raisons données, les deux types de réseau peuvent être associés et on parle dans ce cas de réseau mixte.
3.5 Modes de fonctionnement d’une AEV (Type de refoulement)
Une AEV peut fonctionner de deux sortes selon le type de refoulement. On distingue ainsi deux types de refoulement que sont :
Le refoulement simple
Il est utilisé lorsque la source (forage ou puits) est proche du château et que la conduite de refoulement ne traverse pas du tout la communauté à desservir. Dans ce cas, l’eau est directement refoulée dans la cuve avant d’être distribuée par la force gravitaire vers les points de desserte.
Figure 5 : Equipement du château de refoulement simple
Le refoulement – distribution
Ce système de fonctionnement est adopté pour des raisons économiques (coût de la mise en place des canalisations) lorsque la source est très distante du château et qu’une portion de la conduite de refoulement traverse la communauté à approvisionner. Dans ce cas, l’eau pompée, en direction vers le réservoir surélevé est en même temps fournie aux populations et le reste est stocké au niveau du réservoir. La conduite de refoulement joue ainsi donc le rôle de la distribution.
Figure 6: Equipement du château refoulement distribution
Au cours de notre stage nous avons approfondi nos connaissances dans la réalisation des réseaux d’adduction d’eau villageoise, les notes de calculs ainsi que le choix des équipements y afférents (pompe immergée et groupe électrogène). C’est dans l’application de ces connaissances que nous avons participé à la réalisation d’un projet que nous présenterons dans cette partie du rapport.
4 PRESENTATION DU PROJET 4.1 Cadre du projet
Les travaux du présent projet s’inscrivent dans le cadre du Programme Pluriannuel d’Appui au secteur de l’Eau et de l’Assainissement (PPEA) – Phase II. Ils sont regroupés en deux lots comme suit :
Lot 1 : Réalisation des travaux de l’Adduction d’Eau villageoise de Alafia dans la commune de Savè dans le Département des Collines ;
Lot 2 : Réalisation des travaux de l’Adduction d’Eau villageoise de Lougba dans la commune de Bantè dans le Département des Collines Ce Projet a pour objectif global de contribuer à l’amélioration de l’accès durable à l’eau potable des populations du Département des Collines. Ils sont exécutés conformément aux principaux objectifs de la nouvelle stratégie de l’alimentation en eau potable et de l’alimentation en milieu rural qui consistent à réaliser des ouvrages et d’en assurer la pérennité à travers les principes de décentralisation du processus de décision.
4.2 Différentes phases du projet
Pour atteindre ces objectifs, une série d’actions ont été menées à travers :
l’Etude Technique Préliminaire (ETP) ;
l’Etude de Faisabilité ;
l’Avant-Projet Détaillé (APD) ;
l’exécution et le contrôle des travaux de réalisation de l’AEV ;
la formation et l’appui conseil.
4.3 Bénéficiaires et parties prenantes
Les parties prenantes du projet sont les suivantes :
la Direction Départementale de l’Energie, des Recherches Pétroliers et Minières, de l’Eau et du Développement des Energies Renouvelables du Zou et des Collines à travers le Service Eau (S-Eau) assure la maîtrise
d’ouvrage ;
l’ambassade du Royaume des Pays Bas : partenaire financier, bailleur de fond du projet ;
la communauté et la commune bénéficiaire : la commune, à travers la Programmation Communale, au niveau local formule leurs besoins en eau et choisit le type d’ouvrage. En outre elle participe à la prestation du projet, au financement à l’exploitation et à la gestion des équipements. Par le biais de leur service d’intermédiation social, ellle assiste la communauté dans la détermination de l’emplacement des points d’eau ou des bornes fontaines ;
le prestataire de services : il comporte le bureau d’études qui est responsable des études, du contrôle et de la surveillance des travaux ;
l’entreprise : elle réalise l’AEV et fournit les différents équipements.
TROIXIEME PARTIE
Déroulement du stage
5 NOTE DE CALCUL POUR L’ELABORATION DU DOSSIER D’EXECUTION
5.1 Hypothèse de base
Pour les différents calculs, nous nous sommes servis des hypothèses qui se reposent sur les termes de référence et se récapitulent comme suit :
Horizon du projet : 2026 (15 ans) conformément aux Termes de
Besoin spécifique : 12l/j/habitant à l’an initial et 15l/j/habitant à l’horizon du projet (sur la base des enquêtes sociologiques)
12000 heures de fonctionnement pour les groupes électrogènes et
18000 heures pour les pompes immergées
Capacité du réservoir : 20 à 25 % de la consommation journalière (ratio généralement appliqué pour les AEV) tout en considérant la grille journalière de pompage Pression de Service : 10 mCE soit 1 bar
5.2 Besoins actuels et futurs en eau exprimés par la population 5.2.1 Population actuelle et future à desservir
L’estimation de la population est faite par localités puis pour le village concerné par le projet car l’effectif de la population est un paramètre déterminant dans l’estimation des besoins actuels et futurs en eau potable.
La projection de la population se calcule par la formule suivante : (
)
Où
Pi : l’effectif de la population à l’année initiale,
Pn : l’effectif de la population à l’horizon de projection,
T : le taux d’accroissement en %,
i : l’année initiale et n l’année de projection.
La population à desservir avec un taux d’accroissement de 2,37% donne les résultats récapitulés dans le tableau ci-dessous (CODO F. de P.) :
Tableau1 : Population actuelle et futur à desservir N° communes. Adduction d’eau villageoise version provisoire 1-2 ; Août 2007) 5.2.2 Ressource à exploiter
Le village de Lougba dispose d’un forage capable d’alimenter le réseau.
Ces caractéristiques sont les suivantes : - débit d’exploitation : 12,7 m3/h - profondeur équipée 47 m
5.2.3 Besoin actuel et futur en eau
Avec un taux d’accroissement de 2,37 %, les besoins en eau ont été estimés sur la base de la demande solvable en eau et des données démographiques projetées sur quinze (15) ans. Les besoins journaliers et par habitant tiennent compte du taux d’existence des points d’eau alternatifs et leur pérennité. Il se détermine par la formule suivante :
Où P l’effectif de la population et bs le besoin spécifique en l/j/hbt.
Les consommations journalières estimées par année sont récapitulées dans ce tableau ci-dessous (CODO F. de P.).
Tableau 2 : Besoin en eau de la population
Désignation Unité Population
l/j 62243,99 66324 105274,99 106892,01 m3/j 62,24 66,324 105,27 106,89
m3/h 2,59 2,7635 4,39 4,45
5.3 Débit et durée journalière de pompage
Le débit de pompage se détermine par la formule suivante.
Où
: débit de pompage
: consommation journalière (m3/j)
: durée de pompage moyen (10h/j)
: durée de pompage max (12h/j)
Tableau 3 : Débit d’exploitation attendu
Année 2011 2018 2026
Débit de pompage
mini moyen mini moyen mini Moyen
5,19 6,22 8,77 10,53 8,91 10,69
En nous basant sur les résultats obtenus à l’horizon du projet nous avons retenu un débit de 10m3/h.
5.4 Caractéristiques des ouvrages et choix des équipements 5.4.1 Château d’eau
5.4.1.1 Capacité de la cuve
La capacité de la cuve se détermine en faisant la somme en valeur absolue des déficits et du surplus observés au cours du pompage suivant une grille horaire dans la journée.
De la grille journalière de pompage, il ressort que :
la consommation est nulle ou inférieure à la normale pendant certaines heures (les heures de faible consommation) ;
la consommation est normale et égale au besoin horaire exprimé (les heures normales) ;
la consommation atteint 2,5 fois le besoin horaire exprimé (les heures de pointe).
La grille journalière de pompage est récapitulée dans le tableau en annexe 1.
| | Résultat
24,79 3 ; 3
30,64 3
Le château est un ouvrage à amortir sur 50 ans alors que l’horizon du projet est de 15 ans. Il est important d’avoir une marge sécuritaire pour des extensions futures. Pour ce, nous retenons une capacité théorique de 40 m3 pour la cuve du château d’eau de l’AEV. Compte tenu de la capacité du château d’eau la norme impose une forme cylindrique pour la cuve.
5.4.1.2 Hauteur sous cuve
La hauteur sous cuve (Hsc) du château d’eau est obtenue par la formule suivante :
H = cumul des pertes de charge dans les conduites entre le château et le point le plus défavorable (1) + pression de service (2) - côte TN du château d’eau (3) + côte conduite au point le plus défavorable (4).
Résultat
(1)=0.57m (2)=10m (3)=263,02m (4)=264,16m
Une hauteur sous cuve Hsc =12m est donc retenue pour le château, avec une marge de 0,29 m qui permettra d’améliorer les pressions résiduelles aux différents nœuds du réseau et favorisera les extensions futures.
5.4.2 Détermination de la conduite de refoulement
Les formules utilisées pour le dimensionnement de la conduite de refoulement sont les suivantes : la formule de BRESSE et la formule de BRESSE modifiée.
Formule de BRESSE
(1)
Formule de BRESSE modifié
1/3 (2)
3
Résultat
De (1) ; De (2) ;
La moyenne des deux diamètres théoriques donne un diamètre moyen
En se référant aux catalogues des fabricants et à la liste des diamètres commercial (nominal) qui est la suivante : 63 mm ; 75mm ; 90 mm ; 110 mm ; 125 mm ; 140 mm ; 160mm ; 180 mm ; 200 mm, avec une valeur de 95,75 mm, nous ne pouvons que choisir une conduite de 110 mm.
5.4.3 Pompe immergée et groupe électrogène 5.4.3.1 Pompe immergée
Le choix de la pompe adéquate pour le réseau se fait à base de la HMT et du débit de pompage.
La hauteur manométrique de la pompe est calculée par la formule :
HMT = Côte d’installation de la pompe (1) + côte TN du château (2) + hauteur sous cuve (3) + hauteur totale de la cuve (4) + perte de charge dans la conduite de refoulement (5) - côte TN du forage (6).
Résultat
(1)= 47m (2)= 263,02m (3)= 12m (4)=3,5m (4)= 12m (5)= 4.37E-13 (6)= 263,02m
HMT = 65,5 m d’où HMT = 70 m
A base du catalogue du constructeur « GRUNDFOS » (voir annexes), pour une HMT = 70 m et un débit de pompage de 10 m3/h la pompe choisie est de marque Grundfos de type SP 14 A-13 de diamètre 4’’ avec une puissance P = 4 kW et un facteur de puissance cosρ= 0,77.
5.4.3.2 Groupe électrogène
Sa puissance se calcule à l’aide de la formule suivante :
Quatre paramètres interviennent dans le calcul du réseau. Il s’agit :
du débit Q en L/s ;
des diamètres des conduites D en mm ;
de la perte de charge H dans les conduites et
de la vitesse dans les conduites V en m/s.
5.4.4.1 Détermination des débits par tronçons Ils ont été obtenus par les formules suivantes :
Où
Le tableau suivant résume les longueurs des tronçons ainsi que leur débit
Tableau 4: Les débits par tronçon
5.4.4.2 Détermination des diamètres des conduites, de la perte de charge et de la vitesse dans les conduites
Pour le calcul des diamètres théorique des conduites :
√
Pour le calcul du diamètre intérieur des conduites on a :
Où
: Diamètre nominal ; Épaisseur des conduites ;
: Diamètre intérieur (m).
Pour le calcul de la perte de charge, nous avons utilisé la formule de MANING STRICKLER.
Pour le calcul des côtes minimales imposées :
∑ Où
Côte minimale imposée (m) ;
Côte en aval du tronçon (m) ;
∑ Somme des pertes de charge (m).
Pour le calcul de la pression résiduelle
∑ Où
Pression résiduelle (mCE) ;
Côte minimale imposée (m) ;
Côte en aval du tronçon (m) ;
∑ Somme des pertes de charge (m).
Pour le calcul de la vitesse :
√
Où
Côtes en amont et en aval du tronçon considéré ;
Pression en amont et en aval du tronçon considéré ; Vitesse en amont ;
: Perte de charge totale sur le tronçon considéré ; Masse volumique de l’eau. (Cours d’hydraulique urbaine) Le tableau suivant récapitule les résultats obtenus :
Tableau 5:Récapitulatif de la note de calcul des conduites de distribution
6 CONDUITE DES TRAVAUX DE REALISATION DE L’AEV Tous les ouvrages en génie civil se trouvent sur le même site.
Les travaux entreprises dans le cadre de la réalisation de l’AEV de Lougba dans la commune de Bantè, département des Collines sont les suivantes :
La construction d’un Château d’Eau de 40m3 de capacité sur 12 m de hauteur sous cuve ;
La construction d’un abri groupe ;
La construction d’une station de traitement ;
La construction de bornes fontaines et regards ;
La fourniture et l’installation d’un groupe électrogène ;
La fourniture et l’installation d’une pompe immergée ;
L’équipement de la tête de forage ;
La fourniture et la pose des canalisations et accessoires ;
L’installation des équipements électromécaniques et hydrauliques.
6.1 Personnels affectés sur le chantier
Pour la bonne marche des activités un nombre de personnels est affecté sur le chantier comme l’indique le dossier d’appel d’offre (DAO). Nous avons :
Le Directeur de l’entreprise qui fait des visites régulières sur le chantier dans le but de vérifier l’état d’avancement des travaux ;
Le Directeur des travaux/ Chef de mission, il assure la coordination des travaux entre les responsables du chantier et le bureau. Il est aussi convié à des visites du chantier et assiste aussi aux réunions mensuelles de chantier;
Le conducteur des travaux de génie civil, qui est chargé de la coordination des travaux de construction du château, de l’abri groupe, de l’abri traitement eau et des autres ouvrages ;
Le conducteur des travaux hydrauliques, qui est chargé de la pose des conduites, de l’équipement du réseau, du château et des bornes fontaines ;
Le conducteur des travaux électromécaniques, qui est chargé de l’immersion de la pompe, de la mise en place du groupe électrogène et des travaux électriques ;
Le conducteur des travaux topographiques, qui est chargé de l’établissement du profil en long et du piquetage du réseau ;
Le chef chantier, il assure l’implantation des ouvrages de génie civil et d’hydraulique, et leur exécution tout en se conformant aux plans approuvés par le bureau d’étude afin d’avoir des ouvrages de qualité qui respectent les règles de l’art. Il veille en particulier:
Au respect des consignes de sécurité ;
A la bonne organisation du chantier ;
A la bonne utilisation des matériaux et matériels ;
A la collecte des données de terrain et à la remontée des informations vers le bureau (besoin en matériaux, panne des matériels etc.).
Le magasinier, il a à sa charge la gestion du magasin. Il est en étroite collaboration avec le chef chantier et le chef approvisionnement ;
Le chef approvisionnement, il a à sa charge l’approvisionnement régulier du chantier en matériaux. Il est en étroite collaboration avec le chef chantier et le magasinier ;
Les ouvriers qualifiés, ils exécutent les tâches sous la direction du conducteur des travaux. Nous avons :
Le chef maçon exécute les travaux de maçonnerie au niveau du château, de l’abri groupe, de l’abri traitement eau, des bornes fontaines et des regards ;
Le chef plombier exécute les travaux de fouilles, de pose de conduite et accessoires, et de l’équipement du château ;
Le chef ferrailleur exécute les travaux de ferraillage au niveau du
château, de l’abri groupe, de l’abri traitement eau, des bornes fontaines et des regards ;
Le chef coffreur exécute les travaux de coffrage au niveau du château, de l’abri groupe, de l’abri traitement eau ;
Le chef peintre s’assure de la peinture des ouvrages ;
Le chef électricien exécute les travaux d’électricité, la pose des lampes et appareillages au niveau des abris, la pose du groupe, et les raccordements électriques. Il travaille sous la direction du conducteur des travaux électromécaniques.
Tous ces ouvriers spécialisés se font accompagner d’ouvriers qui les aident dans l’exécution de leurs tâches respectives.
6.2 Forage à exploiter pour l’AEV
Le forage à exploiter pour le réseau est un forage existant équipé d’une pompe à motricité humaine exploité par la population. Il sera équipé d’une pompe immergée alimentée par un groupe électrogène car la zone n’est pas traversée par le réseau électrique de la SBEE. Pour cela un local technique pour le groupe électrogène est prévu.
En général les eaux souterraines présentent une meilleure qualité comparativement aux eaux de surface. Cependant, il convient de s’assurer de la bonne qualité de celles-ci avant de les exploiter. L’OMS à travers ses directives relatives à la qualité de l’eau de boisson, recommande pour les paramètres physicochimiques et pour certains minéraux, une certaine valeur de concentration. Aussi la bonne qualité microbiologique de l’eau doit être assurée conformément aux mêmes directives. Pour ce fait, des prélèvements d’eau ont été faits et envoyés au laboratoire pour analyse.
Des résultats du laboratoire (cinq colonies dans 100 ml), il ressort que l’eau du forage à exploiter pour ce réseau doit être désinfectée aux moyens
usuels de désinfection (chloration) car le nombre de coliformes totaux recommandé par les directives de qualité de l’OMS pour l’eau de boisson est moins d’une colonie dans 100 ml. Pour cela un local technique pour station de traitement est aussi construit.
Outre ce forage, la zone à desservir par l’AEV possède encore deux forages dont un fonctionnel. On y retrouve aussi un puits à grand diamètre toujours pour l’alimentation en eau des populations.
Photo 1 : Forage à exploiter
6.3 Locaux techniques
6.3.1 Description du local technique pour groupe électrogène
Encore appelé « abri groupe », il est construit en agglomérés creux avec une couverture en dalle et de dimensions extérieures 3,30 x 3,30 m² sur une hauteur de 3.35 m et est destiné à protéger le groupe électrogène contre toutes sortes d’intempéries (surtout la pluie).
Le groupe électrogène installé à l’intérieur de ce local est reposé sur un
massif en béton appelé socle qui lui sert de support. Généralement on réalise deux socles à l’intérieur de ce local pour qu’en cas de panne du groupe électrogène on peut amener un groupe de relais qui sera posé sur le deuxième socle. Sous ces socles sont placés des isolants avant leur coulage pour désolidariser les socles de la dalle à cause de la vibration produite par le groupe électrogène. Ceci empêche les vibrations qui peuvent entrainer d’éventuelles fissures qui conduiront à une destruction du local.
Photo 2 : Local technique pour groupe électrogène
6.3.2 Description du local technique pour station de traitement
Encore appelé « abri traitement eau », il est construit en agglomérés creux avec une couverture en dalle et de dimensions extérieures 2,30 x 2,30 m² sur une hauteur de 3.35 m dans lequel sera installé le poste de chloration. Il a pour rôle essentiel la protection contre toutes sortes d’intempéries (la pluie, le soleil etc.) de son contenu.
Photo 3 : Local technique pour station de traitement
6.3.3 Mode d’exécution des locaux techniques
Les travaux ont débuté par l’implantation des locaux sur la base du plan de masse approuvé par le bureau d’étude. La réception rapide des parties d’ouvrages par le contrôleur sur place ont permis de passer au terrassement. Le terrassement a consisté aux travaux de mouvement de terre (fouilles et remblais) des ouvrages prédéfinis.
Les deux locaux ont été réalisés simultanément. Les fouilles réalisées sont en rigoles pour les semelles filantes et élargies au niveau des semelles de fondation des poteaux. Elles sont d’une profondeur de 0,60 m. Les murs de sous bassement sont en agglomérés pleins de 15 cm d’épaisseur et les murs en élévation en agglomérés creux de 15 cm d’épaisseur hourdés au mortier de ciment. Il s’en suit respectivement la mise en œuvre du béton de fondation et l’implantation des poteaux ; la mise en place du mur de soubassement, le coulage des poteaux amorce et du chainage bas; l’élévation de murs et coulage
des poteaux en élévations ; la préparation et coulage du chainage haut ; l’élévation des murs arase. Nous avons aussi participé à la préparation et au coulage du plancher haut d’éléments à corps creux dont les caractéristiques se présentent comme suit, nervure ferraillé avec 2HA 10, hourdis 15 x 20 x 40 cm et table de compression en béton armé de cinq (5) cm d’épaisseur. Le quadrillage de la table de compression est en acier HA 6 suivant une maille de 25 x 25 cm2.
Pour ces réalisations, nous nous sommes assurés que les ouvriers spécialisés en la matière ont respecté les dimensions des locaux et les types d’armature comme l’indiquent les plans approuvés pour éviter la non réception par le contrôleur. Le non-respect des plans approuvés pourrait bloquer le
Pour ces réalisations, nous nous sommes assurés que les ouvriers spécialisés en la matière ont respecté les dimensions des locaux et les types d’armature comme l’indiquent les plans approuvés pour éviter la non réception par le contrôleur. Le non-respect des plans approuvés pourrait bloquer le