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CHAPITRE 3
: ETAT DES LIEUX DU SYSTEME D’AEP DE PORTO-NOVO
Ressource en eau de la ville de Porto-Novo
Au sens courant, les ressources en eau se définissent par toutes disponibilités en eaux permanentes ou temporaires, exploitées ou potentielles [7].
On distingue les ressources en eau souterraine et les ressources en eau de surface.
Ressources en eau de surface
Le réseau hydrographique de la ville de Porto-Novo est constitué essentiellement de la lagune de Porto-Novo et des bas-fonds.
Ressources en eau souterraine
La ville de Porto-Novo appartient à la zone du bassin sédimentaire côtier du Sud du Bénin, zone reconnue très bonne sur le plan des recherches de débits intéressants pour un projet d’alimentation en eau potable à partir des eaux souterraines. Ainsi l’alimentation en eau potable de la ville se fait à partir des forages réalisés par la SONEB.
Système d’AEP de la ville de Porto-Novo
Le système d'Alimentation en Eau Potable de Porto Novo a été réalisé pendant la période coloniale (1950-1960). Celui-ci a fait l’objet de quatre principales extensions :
- La première en 1974, portant sur la réalisation de 5 forages et d’une station de traitement à Ouando, et d’une extension du réseau de distribution de 9 à 64 km;
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- la deuxième en 1991/1992 appelé «Second Projet Eau» (financement Banque Mondiale, fonds ex Société Béninoise de l’Eau et de l’Electricité) a permis la réalisation de 4 forages supplémentaires, le renouvellement de la station de traitement, la construction d’un château d’eau de 1.750 m³ ainsi qu’une extension du réseau de distribution d’environ 110km
- la troisième en 2003 concerne la réalisation de travaux de renforcement par la pose et le raccordement d’une conduite principale PVC 315 contournant la partie nord de la ville à partir de l’usine d’eau de Ouando (financement AFD) ;
- la quatrième dans le cadre de la célébration de la fête du 1er août 2010 à Porto-Novo (financement Budget National à travers la SONEB) comprenant : le renforcement de la capacité de la production d’eau (raccordement de 4 nouveaux forages F11, F12, F13 et F3bis), le renforcement de la conduite de refoulement d’eau traitée par la pose de 2,2 km de conduite PEHD DN 630 mm et 3,9 km de conduite PVC DN 200 mm en remplacement de l’amiante ciment DN 500 mm et DN 200 mm existant, l’extension et la densification du réseau d’eau dans certains quartiers de la ville (20 quartiers pour un total de 62 km de conduites
Les éléments importants de ce système sont les suivants:
- le champ de captage de Ouando
- l’usine de traitement (dégazage, chaulage, chloration) - la bâche de reprise de 1100𝑚3
- les 3 pompes de reprise
- le réseau de distribution y compris les conduites de refoulement PEHD DN
630 et PVC DN200 vers la ville.
La capacité nominale d'exploitation du système d'AEP est de l'ordre de (1 x 251m3/h) + (1* 262m³/h) soit 513m3/h soit 11 286 m3/j (capacité de deux pompes de refoulement de l’usine d'eau utilisées pendant 22h par jour)
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Ressources en eau et captage
Le champ de captage du système d’AEP de Porto Novo est situé sur la partie Sud-Ouest du plateau de Sakété et capte l’aquifère du Continental terminal qui est constitué des sables fins à grossier et de gravier fin. La partie Sud-Ouest du champ de captage comprend les forages F3bis, F2, F4, F5, F6, F7, F8, F9 et F13 se trouvant dans un rayon d’un kilomètre de l’usine de traitement de Ouando. Les forages (F11) et F12 sont implantés à environ 1 km au Nord-Est de la station, à l’Est du lotissement dit «Les Palmiers».
Les débits des forages et d’exploitation sont indiqués dans le tableau ci-après.
Tableau 3-1 : Caractéristiques des forages [1]
Forages F1 F2 F3
L’équipement actuel de captage permet une mobilisation de l’ordre de 637 m³/h. Toutefois, les débits de certaines pompes installées sont très
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inférieurs (cf. F2, F9, F12) aux débits recommandés. Cette situation ne favorise pas une exploitation optimale adaptée à la capacité des forages.
L’analyse des besoins de consommation d’eau permettra d’envisager un redimensionnement efficient des pompes immergées adaptées au modèle hydraulique du système de captage. La capacité totale de captage actuelle est de 817 m³/h soit 17 974 m³/j (sur la base de 22h de pompage par jour).
L’eau brute captée est relativement peu minéralisée (conductivité 50 micro Siemens/cm). La teneur en CO2 libre est très élevée (100 – 200 mg/l) et rend l’eau très agressive (pH 4,5-5,2). Elle demande, après un dégazage, une stabilisation par chaulage (dureté comprise entre 0,8 et 1 °F soit TH<75 mg/l CaC3).
Protection des points de captage
Au moment de l’implantation du premier champ de forages, les études de projets avaient recommandé une protection du périmètre rapproché des forages (1971, 1985). L’ex Société Béninoise d’Electricité et d’Eau n’a pas réalisé cette protection. Le champ captant se trouve dans une zone urbaine à habitat dense. Cette situation pourrait exposer à des risques non négligeables de pollution des forages par:
- des eaux usées provenant des latrines et puisards à proximité immédiate de certains forages;
- des dépôts d’ordures et excréments dans les espaces vides.
Cependant, l’aquifère est protégé par une importante couche d’argile qui garantit une bonne protection contre les pollutions superficielles du fait que, les forages captent les eaux profondes. Toutefois, il est à recommander qu’à l’avenir, les nouveaux forages soient réalisés le plus loin
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possible des habitations en respect des normes fixées en matière de protection des points de captage.
Pompage d’eau brute
Les caractéristiques des pompes immergées installées actuellement sont présentées dans le tableau ci-dessous :
Tableau 3-2 : Caractéristique des pompes immergées [1]
Spécifications
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Le taux d’utilisation du champ de captage et des installations de pompage en place à fin décembre 2015 est présenté ci-après :
Tableau 3-3 : Taux d’utilisation du champ de captage [1]
Désignation Production en forages F11, F12, F13 et F3 bis dispose encore de réserve de l’ordre de 18% même en jour de pointe. Par contre, avec les installations actuellement en place, le taux d’utilisation de pompage d’eau brute est légèrement dépassé (104%).
Station de traitement
Le traitement de l’eau brute à l’usine de Ouando consiste en un traitement physique suivi d’un traitement chimique.
- Traitement physique : une tour de dégazage destinée à diminuer la teneur en CO2 libre. L’aération naturelle de la tour est assistée par l’air produit par une soufflerie à déclenchement automatique
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(hors service). La capacité actuelle de dégazage est de 300 m3/h pour une capacité de pompage de l’eau brute de plus de 600 m3/h.
(Une augmentation de la capacité de dégazage au moins identique à celle existante est recommandée). Grâce à son système d’aération, elle débarrasse l’eau brute qui y arrive d’une partie de son taux de carbone (𝐶𝑂2) la rendant ainsi « moins agressive » : il s’agit d’une aération à la pression atmosphérique. A la sortie de la tour de dégazage, l’eau est plus riche en oxygène, mais n’est pas encore propre à la consommation : elle doit d’abord subir un certain nombre de traitements chimiques.
- Traitements chimique, il y en a deux : o Le chaulage
Un saturateur de chaux pour neutraliser l’eau brute, actuellement hors service est remplacé par un système d’injection de lait de chaux.
L’injection du lait de chaux pour la neutralisation se fait directement à partir de deux bacs de préparation de 1600l chacun au moyen de deux pompes doseuses fonctionnant de façon alternative. Elles ont pour caractéristiques : marque Grundfos, débit Q=403 l/h, année d’installation 2010 ; (les bacs sont équipés de deux agitateurs installés en 2010 dont un est hors service). Le chaulage permet : de minéraliser l’eau, de neutraliser le caractère agressif de l’eau et de corriger le pH (surtout pour les eaux de surface pour une bonne clarification), ce qui entretient les conduites et la satisfaction des caprices organoleptiques des consommateurs.
o La chloration
- Un équipement de chloration constitué de : deux pompes doseuses de marque Grundfos, débit Q =143 l/h installées en 2010 ; 2 bacs de 500 l installés en 2010 ; 2 agitateurs électriques installés en 2010 (tous deux défectueux);
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- une bâche de reprise semi-enterrée de 1.100 m³ en béton armé (cote du trop-plein à 24,6 msm, niveau du sol 20,55 msm);
- 3 pompes de refoulement de marque Grundfos
La capacité de la station de traitement est de l’ordre de 12.600 m³/j.
La chloration permet la désinfection ou l’élimination des gènes pathogènes avec possibilité de protection contre d’ultérieures pollutions organiques.
Pompe de refoulement
La station dispose de 3 pompes de refoulement à axe horizontal : - 2 pompes d’une capacité de 262,2 m³/h, HMT : 35,9 m chacune
(Grundfos, année de mise en service 2010) ;
- 1 pompe d’une capacité de 237 m³/h, HMT : 33 m (Grundfos, année de mise en service 1996). Elle est actuellement dans un état de vétusté caractérisé par des pannes fréquentes.
Deux des pompes de refoulement fonctionnent simultanément pendant 22 à 24h. La troisième pompe est une pompe de secours pour suppléer les cas de défaillance. Les trois pompes de refoulement sont alimentées en énergie électrique via une armoire de commande.
L’indicateur d’ampérage en service présente des dysfonctionnements et doit être changé.
En 2015 la durée de fonctionnement des pompes de refoulement est de 22h/j pour une exploitation moyenne et de 24h/j pour une exploitation maximale
Stockage de l’eau
Le système d'AEP de la ville de Porto-Novo dispose d’un réservoir semi-enterré et d’un château d’eau tous deux en béton armé, mis en service
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en 1996 et d’une capacité respective de 1100 m³ et de 1 750 m³. Ils sont implantés dans l’enceinte de l’usine d’eau.
Le château d’eau de Ouando est un château d’équilibre (il reçoit aux heures de faibles consommations ; le surplus d’eau non consommée qu’il restitue dans le réseau lors des heures de fortes consommations au cours desquelles la production n’arrive pas à elle seule à satisfaire à la demande). Il est alimenté par un DN-500 en fonte ductile. Il est installé deux manomètres dont l’un au pied du château sur le DN-500 de refoulement-distribution et l’autre également au pied du château mais mesurant la pression d’eau dans la cuve. Il est à noter que ce dernier ne fonctionne pas actuellement.
Les graphes suivants donnent l’évolution du volume, de la hauteur et de la pression de l’eau au niveau des réservoirs.
Figure 3-1: Graphe d'évolution du volume d’eau dans la bâche en fonction des heures de la journée
1003932 871 834
777 762 743 727 718 738 715692 669633 626 646686752825897960102410601050
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VARIATION DU VOLUME D'EAU DANS LA BÂCHE
volume d'eau en m3
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Figure 3-2 : Graphe d'évolution de la hauteur d’eau dans le château en fonction des heures de la journée
Figure 3-3 : Graphe d’évolution de la pression au pied du château en fonction des heures de la journée
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Interprétation des graphes
- Du graphe d’évolution du volume d’eau dans la bâche, nous constatons deux phases : une phase de vidange de 7hr à 21hr et une phase de remplissage de 22hr à 6hr. Durant la phase de vidange, le volume d’eau diminue dans la bâche. Il y a donc un pompage de grands débits d’eau durant cette période. Cette diminution de volume peut s’expliquer par le fait que la consommation est forte à cause des activités humaines qui sont intenses dans la journée. Durant la phase de remplissage, le volume d’eau augmente dans la bâche. Cela s’explique par le fait que la nuit, les activités sont moins intenses qu’en journée et que la consommation en ces moments est faible.
- Le château d’eau commence déjà à se remplir à partir de 22hr jusqu’à 06hr du matin pour atteindre une hauteur maximale de 5,4m (il est à noter que 5,4m n’est pas la hauteur maximale du château donc le niveau de l’eau peut aller largement au-delà). Cela s’observe aussi au niveau du graphe d’évolution des pressions par l’augmentation de la pression au pied du château de 2,9 à 3,3 bars de 22hr à 6hr. ce qui confirme l’explication donnée dans le paragraphe précédent, qui stipule que durant cette période la consommation est faible et le surplus d’eau va au château.
- A partir de 7hr, le château d’eau commence par se vider jusqu’à 11hr (on constate une diminution de la hauteur de 5,4 à 0,6m).
C’est à cette période de la journée qu’on consomme le plus pour les diverses occupations ménagères et les activités socio-économiques. C’est ce qui explique la chute de pressions de 3,3 à 2,8 bars entre 7hr et 11hr.
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Réseau de distribution de Porto Novo
Le réseau de distribution d'eau de la ville de Porto Novo est constitué d'un noyau ancien datant de l’époque coloniale (1950-1960), d'une partie implantée en 1974, une extension principale de 1989/1991(Second Projet Eau) ainsi que l’extension réalisée dans le cadre du Cinquantenaire de l’indépendance en 2010. Des extensions du réseau ont été également réalisées par l’ex Société Béninoise d’Electricité et d’Eau et sur financement de AFD puis la SONEB sur fonds propres, ce qui porte le linéaire du réseau à 588 km en 2015. Le réseau de Porto-Novo est alimenté par l’usine d’eau de Ouando à travers une conduite DN-600PEHD d’une longueur de 5kml sur laquelle ils ont effectué d’autre raccordement de conduites. Les diamètres des conduites du réseau sont des :
- DN315PVC, DN280PVC, DN225PVC, DN160PVC, DN110PVC, DN90PVC, DN75PVC, DN63PVC ;
- DN200AC, DN150AC, DN100AC.
Pour notre simulation nous avons tenu compte des conduites de transport ; ce sont des conduites sur lesquelles on ne réalise pas de branchement, autrement dit les conduites principales. Il s’’agit des conduites suivantes
- DN315PVC, DN280PVC, DN225PVC, DN160PVC, DN110PVC ; - DN200AC, DN150AC, DN100AC.
L'évolution de la longueur du réseau de distribution d'eau des villes de Porto Novo, Aguégués et de Sèmè-Kpodji s'est opérée de la façon suivante:
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Tableau 3-4 : Evolution de la longueur du réseau de distribution en Km [1]
Localités desservies par le système d'AEP de Porto-Novo
Le système d’AEP de Porto Novo dessert actuellement:- tous les quartiers de la Commune de Porto Novo;
- les quartiers de l’Arrondissement de Djèrègbé de la Commune de Sèmé (Djèrègbé, Gbéhonmé, Gbokpa, Houinta) ;
- Les arrondissements d’Ekpé et de Sèmé-Kpodji ;
- les villages lacustres des Aguégués (Avagbodji, Gbodjè, Aholoukomé, Somai, Aniviékomé, Djigbékomé, Donoukpa, Houndékomé, Kindji, Kintokomé) ;
- les localités de l’Arrondissement de Tohouè à savoir (Tohouè, Ayokpo, Sogo, Ahlomè, Dja, Kpoguidi).