Etude de la fonction d’Approvisionnement en Eau Potable du projet de barrage hydroélectrique multifonctions de Bétérou

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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY – CALAVI

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DEPARTEMENT DE GENIE – CIVIL

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Option : Sciences et Techniques de l’Eau

MEMOIRE DE FIN DE FORMATION

Pour l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en Génie civil

Réalisé et soutenu par : ALOSSE Noël Wilfried

Co-maître de mémoire : Maître de mémoire :

Dr. Bruno Arnaud ZANNOU

Prof. François de Paule CODO

Coordonnateur du projet Maître de Conférences des Universités Niger - HYCOS (GRE / DG Eau) Enseignant chercheur au Département

de Génie Civil EPAC - UAC

Année académique : 2012 – 2013 6

^ème

Promotion

Etude de la fonction d’Approvisionnement en Eau Potable du projet de barrage

hydroélectrique multifonctions de Bétérou

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page i

Dédicaces

A DIEU le Tout Miséricordieux, le Tout Puissant, le commencement et la fin de toute chose par la grâce de qui j’ai pu voir la fin de ce travail. Gloire à toi, Seigneur !

Noël Wilfried ALOSSE

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page ii

REMERCIEMENTS

Mes sincères remerciements à mes encadreurs :

 Prof. François de Paule CODO, mon maître de mémoire, Ing. MSc. PhD., Maître de conférences des Universités du CAMES, Chef d’option Sciences et Techniques de l’Eau (STE). Sa disponibilité et son soutien ne m'ont jamais fait défaut. Sa rigueur ainsi que son amour pour le travail bien fait, ont été d’une importance capitale dans ce travail .Puissiez-vous trouver ici l’expression de ma profonde gratitude.

 Dr. Arnaud Bruno ZANNOU, mon Co-maître de mémoire, Docteur hydrologue à la Direction Générale de l’Eau (DG Eau). Malgré vos multiples occupations, vous avez toujours trouvé du temps pour m’écouter, me conseiller et m’orienter. Votre aide et vos conseils m’ont été d’une très grande utilité. Je tiens à vous remercier infiniment.

Mes révérencieux remerciements vont à l’endroit du:

 Prof. Félicien AVLESSI, Directeur de l’EPAC;

 Prof. Clément BONOU, Directeur adjoint de l’EPAC

 Prof. Martin Pépin AÏNA, Maître de conférences des Universités, chef du Département de Génie Civil.

Je tiens à rendre également hommage aux illustres membres du jury qui ont en charge l’appréciation de la qualité de cet humble travail. Je suis persuadé que vos sages remarques, contributions et suggestions ne feront qu’améliorer ce travail.

Tous les Enseignants de l’EPAC en général, et en particulier ceux du département du Génie Civil à savoir :

 Prof. Edmond ADJOVI, Maître de conférences des Universités ;

 Prof. Gérard GBAGUIDI AÏSSE, Maître de conférences des Universités ;

 Prof. Victor S. GBAGUIDI, Maître de conférences des Universités ;

 Prof. Mohamed GIBIGAYE, Maître de conférences des Universités ;

 Dr. Adolphe TCHEHOUALI, Maître Assistant des Universités ;

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page iii

 Dr. Ezéchiel ALLOBA, Maître Assistant des Universités ;

 Dr. Mathias SAVY, Maître Assistant des Universités ;

 Dr. Léopold DEGBEGNON, Maître Assistant des Universités ;

 Dr. Crépin ZEVOUNOU, Maître Assistant des Universités ;

 Dr. architecte Noël DIOGO ;

 Dr. Taofic BACHAROU, Assistant des Universités ;

 Dr. Gossou Jean HOUINOU, Assistant des Universités ;

 Dr. Agathe HOUINOU, Dr .Ing. en Mécanique des Sols ;

 Dr. Luc ZINSOU, Dr .Ing en Mécanique des Sols ;

 Madame Elena AHONONGA, Ing en Génie Civil ;

 Ing. Jean K. DEGBEGNI, Ing spécialiste des barrages ;

 Monsieur Maxime ASSOGBA, Ing. en Hydraulique ;

 Monsieur Tonalémi Epiphane Sonon WANKPO, Dr .Ing en Hydraulique

 Ingénieur Peace WENDEOU, ing en génie civil.

 Feu Dr. Laurent DAKPANON, Dr. Ing en Génie Civil à titre posthume;

Mes remerciements très particuliers à :

 Mes parents, Raymond Sossou ALLOSSE et Denise Ablawa AGASSOUSSI pour tous les sacrifices consentis pour mon éducation, pour tout l’amour et le support ineffable dont ils m’ont fait preuve. Ma gratitude et ma reconnaissance à leur endroit sont sans limite et j’en profite pour leur renouveler mon amour filial ; que DIEU les bénissent !

 Mes frères et sœurs Constant, Rémy, Pacôme, Robert, Sémia et Roseline que ce travail soit pour vous le fruit des encouragements familiaux et un objectif à dépasser.

 Je remercie les familles ALOSSE et GASSOUSSI notamment ma tante GASSOUSSI Albertine pour l’incitation à l’étude et à la persévérance;

 Ma très chère maman madame Bernadette HINVI

 Ma très chère et grande amie Vialli ZANKPE pour son soutien inestimable;

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page iv

 A mes deux belles sœurs Leticia et Chantal ;

 Tout le personnel de la DG Eau en particulier M. Victor YEDE YOXI, Directeur Général par intérim de la DG Eau;

 Au personnel de FRANZETTI Bénin et Côte d’ Ivoire pour leur participation à ma formation du point de vue pratique par les stages académiques que j’ai pu obtenir dans leurs structures ;

Ensuite, mes remerciements vont à l’endroit de tous ceux qui se sont intéressés de près ou de loin à cette humble œuvre et qui ont contribué à sa concrétisation, particulièrement :

 A monsieur ADJE, professeur de physique au Lycée Moderne de Port- Bouët ;

 Mon très cher ami et frère AFFOKPEHOUNDE Bernard;

 Mes meilleurs amis que j’ai eu au Bénin : DAHER Eguet Abdillahi, TICOU Léon, HINVI Edouard, SONOU Kevin, HOUNTONDJI Maxime, DE SOUZA Florentio, KOUMONDJI Boris, IDOSSOU Briand, KOUTAROU Ibrahim, DOSSA Jean Boris, GBADOU Oscar, ADJAHISSOUDE Joël ; AMETEPE Curtiss, Enock SOSSA ; Yannick M’FOUMOU, Cauchy SOH, ESSONOH ; Achmiyou, Albant, Nestor, Ralph, Chrisanthe et Rodez;

 Mes meilleurs amis que j’ai eu en Côte d’Ivoire : EBAH Toussaint, SOUMAHORO HAMADOU, TOGNISSE Noël et Jaques, Zakaria, Ismaël, Fabrice ; TANOH Guillaume, SIENE Constant, SERE et BANDAOGO.

Je remercie tous les camarades de la 6^ème promotion du secteur industriel de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi particulièrement ceux du département de Génie Civil. Nous avons passé des moments inoubliables tant à l’école qu’en dehors.

Je m’en voudrais de ne pas souligner l’apport considérable dans ce travail des devanciers, Ingénieurs formés également à l’EPAC. Les ingénieurs Mickaël EZIN, Moudachirou et Mohamed DAOUDA ont toujours été là pour toutes suggestions.

Enfin, si par mégarde j’ai oublié quelqu’un, qu’il me pardonne et qu’il en soit spécialement remercié.

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page v

RESUME

La présente étude s’inscrit dans le cadre du projet de l’approvisionnement en eau potable des communes de Bassila, Djougou, Parakou et Tchaourou avec la ressource d’eau du barrage hydroélectrique multifonctions de Bétérou.

Le travail a consisté d’abord à faire les études de la disponibilité à long terme de l‘eau et de sa caractérisation, afin de proposer une filière de traitement et projeter un réseau d’approvisionnement en eau potable. Ensuite une étude socio-économique et topographique a été réalisée afin d’apprécier la faisabilité du projet et d’élaborer les plans pouvant nous conduire à tracer le réseau. Enfin les résultats issus de ces études nous ont permis d’une part d’évaluer 2.851.418 habitants à desservir à l’horizon 2050 et d’autre part d’évaluer la consommation d’eau des populations qui estimée à 5.941 m³/h. Sur la base de ces résultats, nous sommes parvenus à faire le dimensionnement complet d’un système d’AEP.

Les options proposées sont entre autre le captage de l’eau à l’aval du barrage pour les besoins alimentaires, la conception d’une filière de traitement comprenant des ouvrages de coagulation-floculation, de décantation, de filtrage, de quatre bâches à eau propre et de quatre châteaux d’eau. La conduite d’adduction Ø 1500 avec une longueur de 15.750 m et un réseau de distribution PEHD de longueur totale 313.029 m.

Le montant global du projet s’élève à soixante milliards neuf cents soixante- treize millions quatre cent mille cent dix-neuf (60.973.400.119 francs CFA) et le coût du m³ d’eau à 1620 francs CFA.

Mots clés : AEP, débit, réseau, pression.

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page vi

ABSTRACT

The present survey appears in the setting of the provision project in drinking water of the townships of Bassila, Djougous, Parakous and Tchaourous with the resource of water of the dam hydroelectric multifunctions of Bétérou.

Work first consisted in making studies of the long-term availability of water and his/her/its characterization, in order to propose a path of treatment and to project a network of provision in drinking water. Then a socioeconomic and topographic survey has been achieved in order to appreciate the feasibility of the project and to elaborate the plans capable to drive us to draw the network. Finally the results descended of these studies permitted us on the one hand to value 2,851,418 inhabitants to go against 2050 on the horizon and on the other hand to value the consumption of water of the populations that estimated to 5,941 cubic meters per hour. On the basis of these results, we succeeded in making the complete dimensionality of a system of drinking water provision (DWP).

The proposed options are between other the catchment of water to the downstream of the dam for the food needs, the conception of a path of containing treatment of the works of coagulation, of decanting, of filtering, of four awnings to clean water and four castles of water. The conduct of adduction Ø 1500 with a length of 15,750 m and a network of polyethylene high density distribution of length total 313,029 m.

The global amount of the project rises to sixty billions nine hundred seventy- three millions four hundred thousand one hundred nineteen (60,973,400,119 CFAS francs) and the cost of the water cubic meters in 1,620 CFA francs.

Key words: DWP, debit, network, pressure.

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page vii

SOMMAIRE

Dédicaces ... i

REMERCIEMENTS ... ii

RESUME ... v

ABSTRACT ... vi

Liste des cartes ... x

Liste des figures ... x

Liste des tableaux ... xi

Définition des sigles et abréviations ... xii

Introduction générale ... 2

CHAPITRE I : Présentation de la zone d’étude ... 5

1.1. La zone d’étude ... 5

1.1.1. Situation géographique ... 5

1.1.2. Les populations ... 6

1.1.3. Les activités socio-économiques ... 7

1.1.4. Le relief et le climat ... 7

1.1.5. La géologie et l’hydrogéologie ... 8

1.1.6. La végétation ... 9

1.2. Le bassin et le réseau hydrographique de l’Ouémé ... 10

1.2.1. Le bassin de l’Ouémé ... 10

1.2.2. Le réseau hydrographique de l’Ouémé à Bétérou ... 10

1.3. Le projet du barrage de Bétérou ... 11

1.3.1. Objectif du projet ... 11

1.3.2. Le site du barrage... 12

1.3.3. La capacité du barrage ... 12

1.3.4. Les caractéristiques du barrage ... 13

1.3.5. Fonctionnement du barrage ... 14

1.4. La Situation actuelle en AEP ... 14

Chapitre II : Démarche méthodologique ... 16

2.1. Revue bibliographique ... 16

2.2. Problématique ... 17

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page viii

2.3. Collecte des données ... 19

2.4. Traitement des données ... 19

2.4.1. La caractérisation de l’eau brute ... 20

2.4.2. L’estimation de la demande en eau à l’horizon 2050 ... 20

2.4.3. Les besoins annuels en eau brute en 2050 ... 25

2.4.4. Vérification du débit écologique du fleuve ... 26

2.4.5. Les besoins de production à l’horizon du projet ... 28

2.4.6. Etude topographique et du réseau routier ... 29

2.5. Les ouvrages et les équipements d’adduction ... 30

2.5.1. Le groupe électropompe ... 30

2.5.2. Dimensionnement de la conduite d’adduction ... 32

2.5.3. Protection contre les coups de bélier ... 36

2.5.4. Ouvrage de traitement ... 38

2.6. Ouvrages de stockage et dimensionnement de la conduite de distribution 43 2.6.1. Ouvrages de stockage ... 43

2.6.2. Dimensionnement de la conduite de distribution ... 46

2.7. La simulation du réseau avec le logiciel « EPANET » ... 50

2.7.1. La présentation du logiciel EPANET ... 50

2.7.2. Les méthodes de calcul... 51

2.7.3. Les paramètres d’entrée du réseau ... 51

Chapitre III : Résultats et discussions ... 56

3.1. Qualité de l’eau... 56

3.2. Les besoins en eau à l’horizon 2050 ... 62

3.2.1. L’estimation de la population d’ici 2050 ... 62

3.2.2. Projection de la demande journalière en eau ... 65

3.2.3. Les besoins annuels en eau brute en 2050 ... 66

3.2.4. Vérification du débit écologique du fleuve ... 66

3.3. Les besoins de production à l’horizon du projet ... 68

3.4. Dimensionnement des ouvrages et équipements ... 69

3.4.1. Les Ouvrages de captage d’eau brute ... 69

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page ix

3.5. Traitement de l’eau brute ... 73

3.6. Les réservoirs ... 76

3.7. Dimensionnement du réseau de distribution ... 79

3.8. Le réseau de distribution... 79

Chapitre IV : Simulation du réseau avec le logiciel «EPANET» et bâtiments annexes de la station de traitement. ... 82

4.1. Les résultats de la simulation avec EPANET et les analyses ... 82

4.1.1. Les Résultats de la simulation avec EPANET ... 82

4.1.2. Analyse des résultats ... 82

4.2. Bâtiments annexes aux ouvrages de traitement ... 83

4.2.1. Le laboratoire d’analyse d’eau et bureau ... 83

4.2.2. Le bâtiment de stockage et de préparation des réactifs ... 83

4.2.3. Le logement du personnel de la station ... 84

4.2.4. La salle de reprise... 84

4.2.5. Les autres ouvrages de la station ... 85

CHAPITRE V : Evaluation ... 87

5.1. Evaluation financière ... 87

5.1.1. Le coût de la pose des canalisations ... 87

5.1.2. Le coût des ouvrages en Génie Civil ... 88

5.1.3. Détermination du coût d’un mètre cube d’eau ... 89

5.1.4. Calcul de la valeur actuelle nette ... 91

Conclusion et suggestions ... 94

Références bibliographiques ... 96

Annexes ... 100

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page x

Liste des cartes

Carte 1: Situation géographique de la zone d'étude ... 5

Carte 2 : Topographie de la zone d'étude ... 8

Carte 3 : Géologie du bassin de l'Ouémé à Bétérou ... 9

Carte 4 : Réseau hydrographique de l'Ouémé à Bétérou ... 11

Carte 5: carte du réseau routier ... 30

Liste des figures

Figure 1 : Variation de la consommation spécifique selon les années ... 23

Figure 2 : surface horizontale de l’ouvrage de dessablage ... 38

Figure 3 : Profil en long de l’ouvrage de dessablage ... 39

Figure 4 : Schéma de l’écoulement dans l’ouvrage de décantation ... 41

Figure 5 : Principe de conception de l’ouvrage de décantation ... 42

Figure 6 : schéma de calcul de la hauteur du réservoir ... 45

Figure 7 : Nombre d’habitants desservis par commune ... 64

Figure 8 : Nombre d’habitants desservis à l’horizon 2050 ... 64

Figure 9 : Graphique de la fluctuation journalière consommation ... 69

Figure 10 : Graphique de la détermination du diamètre économique ... 71

Figure 11 : Variation de la valeur actuelle nette en fonction du temps ... 92

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page xi

Liste des tableaux

Tableau 1: Développement des pertes entre 2005-2010 ... 25

Tableau 2 : Résultats du test de coagulation-floculation ... 58

Tableau 3 :Pré-chloration suivi de coagulation-floculation ... 59

Tableau 4 : Evaluation du taux d’accroissement par communes ... 62

Tableau 5 : Evaluation du nombre de consommateur par commune... 63

Tableau 6 : Situation de la consommation à l'horizon 2050. ... 65

Tableau 7 : Besoins annuels en eau brute et la capacité totale du barrage ... 67

Tableau 8 : Evaluation du besoin de production à l’horizon 2050 ... 68

Tableau 9 : Les caractéristiques des pompes ... 70

Tableau 10 : Le diamètre optimal pour la conduite d’adduction ... 70

Tableau 11 : Les dimensions de l’ouvrage de dessablage ... 74

Tableau 12 : Les dimensions de l’ouvrage de coagulation-floculation ... 74

Tableau 13 : Les dimensions de l’ouvrage de décantation ... 75

Tableau 14 : Les dimensions de l’ouvrage de filtration ... 76

Tableau 15 : Capacité utile du réservoir ... 77

Tableau 16 : Dimensions de la bâche ... 78

Tableau 17 : La hauteur du radier des réservoirs (Château d'eau) ... 79

Tableau 18 : Calcul du temps de séjour et du temps de contacte ... 79

Tableau 19 : Estimation du coût des conduites et accessoires ... 88

Tableau 20 : Estimation du coût des ouvrages de génie civil ... 89

Tableau 21 : Frais d'amortissement des ouvrages ... 89

Tableau 22 : Salaire annuel du personnel ... 90

Tableau 23 : Charges fixes annuelles ... 90

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page xii

Définition des sigles et abréviations

AEP : Approvisionnement en Eau Potable ANGE : Agence Nationale de Gestion de l’Eau

BE : Bâche à Eau

BPO : Budget Programme par Objectif CEB : Communauté Electrique du Bénin DG Eau : Direction Générale de l’Eau

CE : Château d’Eau

EP : Eau Potable

EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi

EPANET : Logiciel de simulation hydraulique de réseau d’AEP GIRE : Gestion Intégrée des Ressources en Eau

GRE : Gestion des Ressources en Eau

IGIP : Ingenieur - Gesellschaft für Internationale Planungsaufgaben IGN : Institut de Géographie Nationale

INSAE : Institut National de la Statistique Appliquée à l’Économie

Km : Kilomètre

KWh : Kilowatt heure

m ³ : mètre cube

MERPMEDER

: Ministère de l’Energie, des Recherches Pétrolières et Minières, de l’Eau et Développement des Energies Renouvelables

OMS : Organisation Mondiale de la Santé PEHD : Polyéthylène Haute Densité

PNE-Bénin : Programme Nationale de l’Eau du Bénin PVC : Polychlorure de Vinyle

RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat (INSAE)

RN : Retenue Normale

RNIE : Route Nationale Inter-Etats

SBEE : Société Béninoise d’Energie Electrique

SCRP : Stratégie de Croissance pour la Réduction de la Pauvreté

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page xiii

SONEB : Société Nationale des Eau du Bénin UTN : Unité de Turbidité Néphélométrique

2ie : Institut International de l’Eau et de l’Environnement

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Rédigé par ALOSSE Noël Wilfried Page 1

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Introduction générale

L’eau est une ressource limitée, indispensable à la vie humaine, animale et végétale. Elle intervient dans toutes les activités humaines et dans le développement socioéconomique durable de tout pays. En particulier, de la disponibilité de l’eau potable en quantité et en qualité suffisante, dépendra en grande partie la santé et l’épanouissement des femmes et des hommes [6].

Depuis des décennies, le déficit en alimentation en eau potable dans les zones urbaines, semi-urbaines et rurales s’est accentué dans la plupart des pays africains. Il en est de même du Bénin, qui n’arrive pas encore à satisfaire la population en eau potable. Actuellement, le secteur de l’eau constitue une des priorités nationales et internationales ainsi qu’il est mentionné dans les documents cadres de politique et stratégies de développement, notamment dans le document de la Stratégie de Croissance pour la Réduction de la Pauvreté (SCRP 2007-2009 cité par [5]).

Aussi l'accroissement démographique sans précédent qui caractérise les pays en voie de développement fait augmenter sans cesse la demande quotidienne en eau potable (EP). De plus, il devient difficile de trouver des solutions consensuelles car certes le Benin bénéficie d’une bonne pluviométrie mais la répartition de cette ressource est inégale et l’accès à l’eau douce est rare à l’instar de celle du monde (sur les 3% d’eau douce seulement 13% sont accessibles [1]). Dans les régions de socle situées au centre et au nord du pays, le potentiel en eau souterraine ne suffira pas à couvrir les besoins à long terme [6]. C’est pour ces raisons que dans cette zone, l’eau de surface est plus rassurante en termes de quantité à utiliser pour les besoins vitaux des populations.

Malheureusement la capacité actuelle du barrage de l’Okpara ne peut plus assurer ces besoins en 2014 [1]. L'enjeu est désormais de taille car il faudra résoudre en même temps les questions liées à la mobilisation en grande quantité de l’eau et celle de son exploitation afin de lutter efficacement contre le sous-développement.

En effet, dans le souci de garantir aux populations un bien-être socio- économique, les autorités du MERPMEDER ont initié l’étude de l’aménagement de trois (3) barrages hydro-électriques (Dogo-bis, Vossa et Bétérou) sur le fleuve Ouémé.

Mais la Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE) reposant sur la primauté de la

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dimension humaine [Principe Général N°4 de la Politique Nationale de l’Eau en vigueur (République du Bénin, 2009)], dans le même sens, la récente loi N°2010-44 du 24 Novembre 2010 portant Gestion de l’Eau en République du Bénin dispose en son article 65, dernier paragraphe, que « Dans tous les cas … la satisfaction des besoins en eau qui correspondent à l’alimentation des populations est considérée comme prioritaire ». Sur la base de ces considérations techniques et législatives, et des difficultés d’approvisionnement en eau potable connues à l’échelle des différentes communes directement concernées par l’aménagement hydroélectrique du fleuve Ouémé, la fonction de production d’eau potable parait indissociable des objectifs à viser dans un tel projet. Pour cela l’étude a été élargie à d’autres fonctions à savoir l’alimentation en eau potable et la production agricole [5]. Parmi ces trois barrages, celui de Bétérou dans la commune de Tchaourou fera l’objet de notre étude intitulé

«

Etude de la Fonction d’Approvisionnement en Eau Potable du Projet de Barrage Hydroélectrique Multifonctions de Bétérou ».

Cette étude entre dans le cadre des différentes réflexions menées afin de trouver une solution idoine aux problèmes d’AEP dans cette région du pays. Cette étude vise principalement à faire une étude technique afin de projeter la mise en place d’un ensemble d’ouvrages dans le but d’améliorer la situation en alimentation en eau potable des populations des communes de Bassila, Djougou, Parakou et Tchaourou.

Il s’agit spécifiquement de :

 Faire l’estimation des besoins en eau à l’horizon 2050;

 Faire le bilan en eau du fonctionnement du barrage de bBétérou ;

 Faire le dimensionnement des ouvrages de captage, de traitement et de distribution;

 Faire l'évaluation financière du projet.

Le premier chapitre de ce travail consistera à faire une présentation de la zone d’étude, du bassin de l’Ouémé à Bétérou, le projet de barrage de Bétérou et la situation actuelle en AEP. Le deuxième chapitre qui définira la méthodologie de travail utilisée, ensuite un troisième chapitre qui comportera les différents résultats obtenus ainsi que les analyses faites et enfin une conclusion et des suggestions.

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CHAPITRE I : Présentation de la zone d’étude 1.1. La zone d’étude

1.1.1. Situation géographique

Situé entre 8° 28’ 42’’ et 10° 02’ 41’’ de latitude Nord et entre 1° 24’ 28’’ et 3° 09’ 29’’ de longitude Est, notre zone d’étude est limitée au nord par les Communes de Copargo ; Péhunco ; Sinende ; N’dali et Pèrèrè, au sud par le Département des Collines, à l’est par la république fédérale du Nigéria et à l’ouest par la Commune de Ouaké et la république Togolaise.

Carte 1: Situation géographique de la zone d'étude

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1.1.2.

Les populations

 Bassila

Selon les données du RGPH en 2002, la population de la commune est de 71.511 habitants en 2002 contre 46.416 habitants en 1992 soit un taux d’accroissement de 4,42 %. Cependant cette population sera de 570.151 habitants en 2050.

 Djougou

Avec une population de 181.895 habitants (RGPH, 2002), la population de Djougou est estimée 787.475 habitants en 2050 soit un taux d’accroissement égale à 3,10 % et une population rurale est estimée à plus de 85,9 %. La commune est peuplée en majorité du groupe socioculturel Yom-Lokpa; suivie des Dendi, des peuhls, des Ditamari, des Bariba des fon et des adja, les Yoruba.

 Parakou

La population de la commune de Parakou est passée de 103.577 habitants en 1992 à 149.819 habitants en 2002 (RGPH3), soit un taux d’accroissement de 3,76%. En 2050 cette population est estimée à 881.065 habitants. Les trois quarts de cette population sont installés dans la zone véritablement urbanisée. La commune de Parakou abrite plusieurs groupes linguistiques : Batonou, Fon, Dendi, Yoruba, Otamari, Peuhls, Adja, Nago, Yom et Lokpa.

 Tchaourou

Avec une population de 106.000 habitants (RGPH, 2002), la population de Tchaourou est estimée 1.023.003 habitants en 2050 soit un taux d’accroissement égal à 4,88 % et une population rurale estimée à plus de 91%. La commune de Tchaourou compte une multitude de groupes ethniques dont les plus dominants sont les Bariba;

les Peulhs et les Nagots.

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1.1.3. Les activités socio-économiques

Les activités agricoles encore traditionnelles sont exercées par environ 80 % de la population active et constituent la principale activité dans le bassin de l’Ouémé à bétérou. Les principales cultures vivrières sont : l’igname, le sorgho, le maïs, le riz, le mil, le niébé, le manioc. Les principales cultures de rentes sont le coton et l’arachide.

L’élevage est la deuxième activité économique après l’agriculture dans le secteur d’étude mais reste encore traditionnel, extensif et non intégré à la production végétale.

Le commerce et l’artisanat représentent une source de revenus après les activités agricoles. Les industries ne sont très développées dans cette zone à l’instar du pays.

1.1.4. Le relief et le climat

La zone d’étude présente un relief peu marqué, faiblement vallonné, avec des altitudes comprises entre 440 m à l’amont (Ouest) et 200 m.

Le climat de la zone d’étude est de type tropical humide (climat Sud soudanien). Il se caractérise par l’alternance d’une saison de pluies (Avril à Octobre) et d’une saison sèche (Novembre à Mars). C’est en Décembre-Janvier que l’on enregistre les températures les plus basses (19°C) et les températures les plus élevées entre Mars et Avril (36°C) [1]. La précipitation moyenne annuelle est de 1180 mm [4]. Le mois le plus chaud est celui d’Avril avec une température moyenne de 30°C et le mois le moins chaud est celui d’Août avec une température moyenne de 25°C [18]. Durant la saison pluvieuse, les précipitations sont abondantes et fréquentes principalement d’Août à Septembre avec plus de 200 mm/mois (annexe 2). Durant la saison sèche, de Novembre à Mars, les précipitations sont faibles.

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Carte 2 : Topographie de la zone d'étude

1.1.5. La géologie et l’hydrogéologie

Notre zone d’étude repose sur un socle fracturé constitué essentiellement de migmatites et de gneiss, dit socle Dahoméen à la différence de la partie basse du bassin de l’Ouémé, située sur des formations sédimentaires. Ce socle est le socle ancien de la zone qui a subi de nombreuses transformations métamorphiques depuis le précambrien.

Les formations hydrogéologiques sont constituées de deux types de nappes d’eau souterraine. Les premiers réservoirs supérieurs d’altérites se situent dans la zone d’altération sablo-argileuse et les seconds réservoirs inferieurs de fissures et de

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fractures sont situés au-dessus des roches saines. La zone d’étude se situe sur le socle cristallin qui ne renfermerait donc pas d’aquifère continu du fait de l’absence de porosité d’interstice. Ces roches sont quasiment imperméables si elles ne sont pas fissurées ou altérées.

Carte 3 : Géologie du bassin de l'Ouémé à Bétérou

1.1.6. La végétation

En matière de couverture végétale, le Benin est découpé en 3 zones écologiques.

Notre zone d’étude se situe dans la zone continentale sèche. Sa végétation est caractérisée principalement par une savane boisée ou arborée avec présence de forêts classées, ainsi que des forêts galeries le long des principales rivières (Zoumarou K. A.

M., 1998 cité par [4]).

(24)

1.2. Le bassin et le réseau hydrographique de l’Ouémé

1.2.1.

Le bassin de l’Ouémé

Le bassin de l'Ouémé représente à lui seul, environ 45% des 13 milliards de m³ d'eaux de surface (soit près de 6 milliards de m³) et 60% des 2 milliards de m³ de recharges annuelles des nappes souterraines (soit près de 1,20 milliards de m³). Il représente ainsi un bassin stratégique pour le développement du Bénin, et la mise en place concrète d'une GIRE à son échelle constitue une nécessité qui s'impose à tous.

1.2.2. Le réseau hydrographique de l’Ouémé à Bétérou

L’Ouémé est le plus important fleuve du Benin. Long de 510 km, il reçoit annuellement en moyenne entre 700 et 1.180 mm de hauteur de pluie selon que l’on est dans la zone de climat soudanien (subéquatorial). C’est un bassin à réseau hydrographique assez dense dont certains cours d’eau ont un régime d’écoulement saisonnier. Il est constitué d’importants sous-bassins dont les affluents sont la Donga, la Yérou-Maro, la Térou, la Beffa, le Zou et l’Okpara; il est bordé au Nord-Ouest par le Massif de l’Atacora qui culmine à 650 mètres d’altitude et influence la pluviométrie de la zone. L’Ouémé à Bétérou suit une direction d’écoulement du nord-ouest vers le sud-est.

Le fleuve Ouémé représente un fort potentiel hydroélectrique, agricole et pour la mobilisation d’une ressource en eau afin d’assurer l’alimentation en eau potable de certaines villes mais il constitue également une forte menace pour les villes côtières, notamment en termes d’inondations.

Le réseau hydrographique du bassin de l’Ouémé à Bétérou est présenté comme suit :

(25)

Carte 4 : Réseau hydrographique de l'Ouémé à Bétérou

1.3. Le projet du barrage de Bétérou 1.3.1. Objectif du projet

Le Bénin est confronté depuis quelques années à non seulement un sérieux problème d’énergie électrique sur toute l’étendue du territoire mais surtout de la disponibilité de l’eau en toute saison à des buts alimentaires dans certaines régions du pays. C’est dans ce cadre que les autorités béninoises ont initié « le projet d’aménagement des grands barrages hydroélectriques multifonctions sur le fleuve Ouémé dans le cadre de la GIRE au Bénin ». La présente étude, née des aspirations des autorités du Bénin en charge de l’eau et de l’énergie, servira directement au MERPMEDER et à ses structures sous-tutelle (DG Eau, DGE, CEB, SONEB, SBEE etc…). Ce projet prévoit la construction de trois barrages hydroélectriques multifonctions (Dogo-bis, Vossa et Bétérou) le long du fleuve Ouémé, celui de Bétérou servira à notre étude.

(26)

Le projet, de par son caractère multiple (multifonctions) et intégré (social, économique, environnemental), contribuera à accroître les activités socioéconomiques le long du fleuve, dans son bassin en particulier et dans le pays en général par :

- la production d’énergie électrique ;

- l’alimentation des populations en eau potable dans des zones hydro- géologiquement difficiles, contribuant ainsi à réduire les nombreux cas de maladies hydriques ;

- l’irrigation des terres pour le développement de l’agriculture, favorisant ainsi la pratique des cultures de contre saison ;

- l’élevage et l’aquaculture par le développement des étangs piscicoles et activités halieutiques ;

- le développement de l’industrie et du tourisme;

- la régulation des cours d’eau et de ses affluents, contribuant ainsi à la réduction sensible des inondations, par la prévention et l’anticipation des catastrophes naturelles et humaines.

La construction de grands barrages à buts multiples sur l’Ouémé en particulier, conformément aux principes de la GIRE, permettra de sortir le Bénin de la situation d’« un pauvre mourant de faim assis sur un gisement d’or ».

1.3.2. Le site du barrage

Le site de Bétérou se trouve sur le fleuve Ouémé, immédiatement en amont de la RNIE 6 Parakou-Djougou et en aval du confluent entre l’Ouémé et le Yérou-Maro (affluent rive gauche) au point de coordonnées 09°12’27,7’’ Nord et 02°16’14,8’’ Est.

Le site est à proximité du village de Bétérou, à environ 2 km au nord du pont de Bétérou et 320 km de Cotonou. L’accès se fait depuis la RNIE 6 Parakou-Djougou sans difficulté particulière.

1.3.3. La capacité du barrage

D’après les études de Coyne/Bellier et EDF en 1992, le barrage projeté à Bétérou aurait une capacité totale de 1840 millions de m³ sous une côte de retenue normale RN 277 pour une capacité utile de 1500 millions de m³.

(27)

Mais en 2012, selon les études menées par la DG Eau, le barrage aurait une capacité totale de 1395 millions de m³ sous une côte de retenue normale RN 275 pour une capacité utile de 838 millions de m³[5]. L’étude comparative hydrologique des deux études se trouve à (l’annexe 3).

Cette baisse de la capacité du barrage dans la seconde étude, tient compte de la baisse sensible de la disponibilité en eau montrée par les récentes études hydrologiques et du fait que la capacité initiale de l’ouvrage était proche de la disponibilité hydrologique naturelle.

1.3.4. Les caractéristiques du barrage

Le barrage ainsi projeté sera constitué :

- D’une digue en remblais tout venant d’une longueur de 5,41 km et de digues en enrochement d’une longueur totale de 3,73 km, soit une longueur totale de 9,14 km ;

- D’un évacuateur de crues implanté sur le versant rive gauche à mi-hauteur et dimensionné pour évacuer la crue de projet décamillénale de 1750 m³/s. Il comporte 3 passes munies de vannes-segments de 10 m de largeur et de 12 m de hauteur séparées par des piles ;

- D’un entonnement (une plateforme à la cote 260);

- un seuil profilé à la côte 265 se prolongeant par un coursier terminé par un saut de ski ;

- Une fosse de dissipation située en aval du coursier est aménagée dans le rocher de la fondation ;

- Un chenal de 300 m de longueur et 50 m de largeur restitue les eaux à l’Ouémé.

Les informations concernant les autres éléments d’équipement sont définies à (l’annexe 6).

(28)

1.3.5. Fonctionnement du barrage

La prise d’eau, le circuit hydraulique, l’usine hydroélectrique et la restitution sont aménagés en rive droite. La prise d’eau comporte 3 pertuis dont 2 sont équipés pour l’usine et 1 pour la restitution. Chaque pertuis « usine » se prolonge par une conduite de 4 m de diamètre intérieur et 150 m de longueur disposée dans une tranchée bétonnée sous la digue. Chaque conduite alimente un groupe de production à axe vertical équipé d’une turbine KAPLAN (débit unitaire 49,5 m³/s, puissance unitaire 9,4 MW). La conduite de restitution de 3,25 m de diamètre intérieur et 160 m de longueur, prévue en cas d’indisponibilité des groupes de l’usine est également disposée en tranchée bétonnée. En aval de l’usine, une conduite similaire à celle de restitution permet la canalisation des débits turbinés au profit des autres fonctions de l’ouvrage qui sont consommatrices d’eau (eau potable et irrigation). L’évacuation de l’énergie est assurée par une ligne simple en 161 kV à partir d’un poste situé à proximité immédiate de l’usine.

1.4.

La Situation actuelle en AEP

A Parakou et Tchaourou l’accès de la population à l’eau potable est assuré par la Société Nationale des Eaux du Bénin (SONEB) et le Service Départemental de l’Hydraulique (SDH). Les quartiers périphériques ont difficilement accès à l’eau courante, le réseau de distribution n’étant pas encore suffisamment étendu. Dans ces quartiers, les populations s’alimentent à l’eau de puits. Le nombre total de personnes desservies par la SONEB en 2011 dans ces deux communes est de 142.056 Habitants.

La capacité utile actuelle du barrage de l’Okpara est estimée à 2,65 Hm³[1].

La production d’eau de la ville de Djougou en 2008 est d’environ 242.800 m³ [18]

donc un besoin en eau brute d’environ 327.780 m³.

Pour la commune de Bassila nous avons pu avoir accès aux données, les seules données qui ont été à notre portée sont celles relatives aux nombre d’usagers alimentés avec les eaux des nappes souterraines, ces usagers se chiffre à 81.371.

Selon la politique de couverture actuelle de la SONEB, qui correspond aux objectifs des OMD, en 2015 elle couvrira 75% des demandes en eau dans les zones urbaines.

(29)

(30)

Chapitre II : Démarche méthodologique 2.1. Revue bibliographique

La synthèse bibliographique constituée des ouvrages qui sont consultés dans les bibliothèques de l’EPAC et de l’UAC. Egalement les moteurs de recherche

« Google » et « science direct » ont été mis à contribution. Puis des documents élaborés par la DG Eau, la SONEB, le PNE et des structures qui s’occupent de la gestion de l’eau dans le cadre de la disponibilité et de l’amélioration de la situation en AEP de notre zone d’étude. Nous utiliserons aussi des rapports d’étude en AEP d’IGIP.

En effet, une étude datant des années 90 sur le projet d’aménagement optimal du fleuve Ouémé, s’était juste accentuée sur l’aspect de la production électrique sur la base du seul critère de coût de production du kWh.

Or, à l’instar de la communauté internationale et comme l’ont fait les pays de la sous- région, le Bénin a retenu la GIRE comme approche de gestion de ses ressources en eau. Cette GIRE requiert que l’eau soit utilisée à la fois de façon efficience et durable.

C’est dans ce cadre qu’un Comité mis sur pieds à la DG-Eau en son Sous-Programme Gestion des Ressources en Eau (GRE) chargé de faire une étude sur la faisabilité d’un barrage hydroélectrique multifonctions à Bétérou sur le fleuve Ouémé.

Dans leur rapport, les membres du comité ont déterminé le volume d’eau mobilisable par an dans le bassin versant, la capacité totale et utile de la retenue. Les caractéristiques du barrage et de quelques ouvrages annexes ont été données déjà dans la partie 1.3.).

- Le barrage fonctionnera 4.380 h par an selon les études du bureau d’étude (SYNOHYDRO, 2012 [5]) soit en moyenne 6h par turbine par jour ;

- Deux turbines fonctionneront à Bétérou ;

- La quantité d’eau nécessaire pour faire tourner les turbines est de : 780.516.000 m³par an pour une capacité utile de 838.000.000 m³ du barrage ;

- Les besoins en eau brute est de 9.905.629 m³ pour une consommation spécifique de 40 litres/jour/habitant en 2016.

(31)

Conclusion partielle

Les informations recueillies dans les différents ouvrages lus posent un réel problème de la disponibilité de l’eau en quantité suffisante pour les populations à long terme dans cette région. L’étude de la construction du barrage hydroélectrique multifonctions de bétérou par les autorités en chargent de la gestion de l’eau vient confirmer que des réflexions sont menées dans le cadre de l’alimentation en eau potable des villes de Parakou, Tchaourou, Bassila et Djougou mais il reste encore à faire puisque la fonction AEP n’a pas fait l’objet d’une étude approfondie.

Parmi les études à menées nous pouvons citées :

- Evaluation des besoins en eau des quatre villes de 2016 jusqu’en 2050 ; - Dimensionnement d’un réseau d’adduction et de distribution de l’eau ;

- Dimensionnement et conception d’une station de traitement avec les bâtiments annexes ;

- Evaluation du coût de revient des installations du système d’Alimentation en Eau potable.

2.2. Problématique

L’utilisation de la retenue d’eau du barrage de l’Okpara pour l’alimentation en eau potable de la commune de Parakou, de Tchaourou et ses environs constitue une option idéale pour pallier aux problèmes liés à l’Approvisionnement en Eau Potable dans la région. Mais malheureusement, aujourd’hui la capacité de ce barrage est dépassée [1]. Dans les autres villes Djougou et Bassila alimentées pour la plupart par des eaux souterraines, le problème de discontinuité des nappes [4] et la croissance démographique non maitrisée feront que le barrage et les nappes ne pourront plus couvrir les besoins en eau d’ici l’an 2025.

Dans notre zone d’étude tout comme sur tout le territoire, les OMD ne sont pas encore atteints en termes de taux de desserte des populations en eau potable. Parfois pour avoir accès à l’eau potable, des populations parcourent plusieurs kilomètres. A cela s’ajoute l’absence d’eau potable dans certains villages et quartiers ce qui contribue de façon importante à l’enregistrement périodique de maladies hydriques épidémiques (choléra, fièvre jaune) [3] et ralentir le développement de la région.

(32)

Les points suivants constituent les principaux problèmes :

 - L’inquiétude quant à la capacité réelle du barrage de l’Okpara à fournir l’eau pour l’AEP de la métropole de Parakou et de Tchaourou, notamment à cause des problèmes liés à la dégradation des ouvrages d’art du barrage, ainsi qu’à l’augmentation de la population. Les résultats de l’étude technique et socioéconomique font état de l’existence de graves menaces tels que l’ensablement continu du cours d’eau dû notamment au déboisement et aux mauvaises pratiques culturales agricoles, d’élevage et de pêche dans le bassin contribue de façon importante au comblement de la retenue, la pollution des eaux par les déchets solides ménagers (défécation, ordures, cadavres d’animaux, corps polluant issus des rites traditionnels) pour la préservation du barrage et par ricochet, la sécurisation de l’approvisionnement en eau potable des populations de Parakou [1] ;

- La discontinuité des nappes [4] qui servent à alimenter plusieurs villages, ne garantit pas une sécurité en ressource en eau. De plus, plusieurs forages sont parfois réalisés à tort parce que ne contenant pas la quantité d’eau suffisante pour les besoins des populations ;

- Le déficit de la ressource en eau pour alimenter les communes concernées ;

- L’incapacité en 2032 du barrage de l’Okpara à combler les besoins en eau potable, les besoins sont estimés à 11,1Hm³ en 2032 alors que la capacité en 2012 était de 2,65Hm³pour une demande de 3,4 Hm³ en 2007 pour la seule ville de parakou[1], ce qui montre que le barrage ne peut pas satisfaire les besoins en eau de ces communes ; - L’enregistrement périodique des maladies hydriques épidémiques (choléra, fièvre typhoïde) dû à l’insalubrité et la mauvaise hygiène de l’eau (Plan de Développement Communal de Tchaourou) ;

- La réalisation des forages qui ne satisfont pas les besoins en eau potable (source DG Eau) ;

Dans notre zone d’étude les caractéristiques du sol, de l’hydrogéologie et de l’hydrographie amènent la SONEB à opter pour les eaux de surface afin d’alimenter les populations de la zone. Le barrage de Bétérou qui sera construit est une aubaine, car il pourra mettre à disponibilité de la SONEB de l’eau en quantité d’où la

(33)

perspective d’alimenter les quatre communes en eau potable à partir du barrage de Bétérou.

Ainsi face à toutes ces préoccupations qui restent sans réponses, la présente étude vise donc à faire une étude technique dans le but de dimensionner une station de traitement, un réseau d’adduction et de distribution de l’eau, des réservoirs, d’évaluer le coût investissement et d’exploitation d’un tel projet afin de mettre à la disposition des autorités une étude de faisabilité de la fonction d’AEP du barrage hydroélectrique multifonctions de Bétérou.

2.3. Collecte des données

Il s’agit principalement des données relatives au projet de barrage multifonction de Bétérou, les données sur la situation d’alimentation en eau potable et l’évolution de la population des villes à desservir. En effets les données relatives au barrage sont obtenues à la DG Eau (Sous-programme GRE), celles de la situation en AEP dans des anciens mémoires dont la source a été les services compétant de la SONEB. Pour les données liées à la démographie nous avons eu recours au service statistique qui utilise les chiffres de l’INSAE (au service statistique de la DG Eau).

Dans cette section il s’agira aussi des données relatives à la topographie, au réseau routier de notre zone d’étude.

2.4. Traitement des données

Cette partie consiste à définir une méthodologie de travail afin d’atteindre les objectifs fixés. Nous nous baserons sur ces données précédemment recueillies pour étudier la conception d’un système d’AEP et sa faisabilité. Elle concerne l’exploitation des données recueillies, l’analyse et le traitement de ces données à l’aide des logiciels tels que : Word 2010, Excel 2010, ARCVIEW, Epanet 2.0, ArchiCAD 16, Artlantis studio 3, Autocad.

Le traitement des données respectera la chronologie suivante :

(34)

2.4.1. La caractérisation de l’eau brute

L'eau destinée à la consommation humaine doit être exempte de substances chimiques et micro-organismes nocifs pour la santé. Elle doit être non seulement saine, c'est-à-dire non dangereuse, mais aussi agréable que possible à consommer.

Les analyses suivantes sont nécessaires pour déterminer la potabilité de l'eau destinée à la consommation:

- Analyses physiques - Analyses chimiques - Analyses bactériologiques

Chacune de ces analyses est subdivisées en plusieurs paramètres dont les résultats doivent être interprétés et comparés avec les caractéristiques que doivent avoir une eau potable selon les normes de l'OMS ou selon le décret n° 2001-094 du 20 Février 2001 fixant les normes de qualité de l’eau potable en république du Bénin.

2.4.2. L’estimation de la demande en eau à l’horizon 2050

2.4.2.1. Estimation de la population

L’estimation de la population constitue la priorité dans toute évaluation du besoin en eau d’une localité. Elle fait souvent l’objet de controverses lors des discussions de projet, elle doit être faite sur la base des données statistiques et du taux de croissance observée. Le concepteur devra tenter de déceler les facteurs sociaux ou économiques qui ont pu influencer le taux de croissance durant les 5 à 10 dernières années avant de proposer la tendance pour le long terme (15 à 50 ans) :

- zone d’émigration/ immigration,

- installation/ fermeture d’unités économiques, - niveau de développement urbain.

Plusieurs méthodes existent pour rendre compte de la variation de la population et projeter son évolution.

La méthode graphique consiste à établir la courbe de croissance de la population en fonction du temps et à procéder à une extrapolation de la courbe en prenant en compte les facteurs qui pourraient l’influencer.

(35)

On peut adopter l’évolution d’une localité qui a présenté ou qui présente des caractéristiques socio- économiques similaires.

 Une croissance arithmétique ou taux de croissance uniquement proportionnel au temps :

(1) P_o: population de l’année de référence to ;

P_n: population de l’année t_n ;

K_arith: Constante de croissance arithmétique ;

 Une croissance géométrique ou taux de croissance proportionnel à la population et au temps. Le taux est fixe pendant une certaine période déterminée par le projeteur ou par les démographes.

(2)

Avec

P_n : population après n années ;

P₀ : population de l’année de référence ; α : taux de croissance ;

n : la différence entre l’année de l’échéance et l’année de référence

 Une croissance à taux décroissant, lorsque pour des raisons particulières, la population tend vers une saturation pour des raisons diverses telles que ralentissement de la natalité, lois des grands nombres dans les mégapoles :

(36)

(3)

Avec

S : population de Saturation ; K : constante de décroissance ; Δt = t_n-t_o

En général la courbe d’évolution d’une localité subit trois phases. Durant la première phase il y a un accroissement lent. La deuxième phase présente un accroissement rapide. La dernière phase correspond à une certaine stabilisation où l’on observe un ralentissement du taux de croissance.

2.4.2.2. Détermination de la demande spécifique

Dans le cadre de notre étude, l’estimation des besoins domestiques se base sur la consommation spécifique qui elle-même s’appuiera sur les résultats des études de dimensionnement d’IGIP, des données à la DG Eau, de la SONEB, mais aussi des données de certains documents de stratégies nationales de l’eau au Bénin.

Cette consommation est de :

- 60 litres lors de l’étude d’extension du réseau d’AEP de Cotonou et d’Abomey- Calavi l’horizon du projet étant fixé à 2025 ;

- 60 litres/jour/habitant fixé par l’OMS ;

- 40 litres/jour/habitant en 2025 par la Stratégie Nationale de l’Approvisionnement en eau potable en milieu rural.

- Entre 15-40 litres/jour/habitant pour les zones rurales

La courbe de variation de la consommation spécifique selon les années:

(37)

Figure 1 : Variation de la consommation spécifique selon les années (source SONEB- Parakou)

La consommation spécifique n’est pas fixe, elle croit et suit une tendance d’équation

0.4 763 q

s

 x 

Avec :

q_s : la consommation spécifique de l’année X en litres/jour/habitant.

 Demande en eau

 Besoins domestique

La recherche de la demande moyenne a pour objectif d’en évaluer l’évolution, d’identifier les sources potentielles et de prévoir leur aménagement dans le financement des installations. Elle est faite à partir des consommations spécifiques moyennes journalières et des résultats d’enquêtes auprès des usagers

La demande journalière moyenne des besoins domestiques se calculera par les formules suivantes :

(38)

- Les zones urbaines

(4)

- Les zones rurales en 2015

(5)

Avec

Q_jmoy : débit moyen journalier (m³/j)

N : nombre de consommateurs dans l’année considérée (hbts) Q_s : consommation spécifique en litres/jour/habitant.

N₂₀₁₅ : nombre de consommateurs en 2015 1000: facteur de conversion des litres en m³

 Les besoins pour les autres

Ces besoins sont à prendre en compte dans l’estimation de la demande car ils sont d’une importance capitale. Plusieurs chiffres sont donnés pour l’estimation de ce besoin :

- Les chiffres de la base de données du projet Bénino-allemand IMPETUS indiquent que les besoins industriels représentent 2,75% des besoins en eau de consommation.

- Le chiffre de 5% a été utilisé dans le rapport du projet d’aménagement des grands barrages hydroélectriques multifonctions sur le fleuve Ouémé dans le cadre de la GIRE au Bénin ;

- 10% dans les villes de pays dits développés ;

(39)

2.4.3. Les besoins annuels en eau brute en 2050

2.4.3.1. Les pertes en eaux

Dans un système d’alimentation en eau potable, il ne suffit pas seulement de prendre en compte des besoins de satisfaction des populations et celles des industries mais il faut aussi tenir compte des pertes d’eau dans le système. Ces pertes sont de deux catégories : celles dues à l’adduction et celles dues à la distribution. Selon les principes de dimensionnement, elles sont de 5% pour l’adduction et 15% de la consommation journalière pour la distribution. Mais ces principes ne correspondent pas toujours à la réalité de tous les pays.

Le tableau suivant montre le développement des pertes pour la période 2005 à 2010 selon les rapports d’activité de la SONEB (extrait du rapport APD d’IGIP).

Tableau 1: Développement des pertes entre 2005-2010

Année Production Consommation Pertes

Mio m³ Mio m³ Mio m³ % cons

2005 18.027.732 15.959.823 2.067.908 13,0

2006 18.726.307 15.247.015 3.479.291 22,8

2007 21.057.014 15.527.638 5.529.376 35,6

2008 23.005.849 18.543.093 4.462.756 24,1

2009 22.563.066 16.772.157 5.790.909 34,5

2010 23.722.975 16.348.128 7.374.847 45,1

Les pertes très élevées en 2010 sont en grande partie dues aux travaux réalisés dans le cadre des mesures d’urgence.

En considérant que suite au projet et aux interventions renforcées de la SONEB, les pertes seront considérablement réduites, les prévisions de la demande jusqu’à l’horizon 2050 ont été basées sur des pertes de 20 % de la consommation.

Pour les pertes dues à l’adduction, nous prendrons 5% de la consommation. Ce qui ramène les pertes à 25% de la consommation.

(6)

(40)

Avec

V _conso : le volume de consommation

2.4.3.2. Quantité d’eau brute à mobiliser à l’horizon 2050

La détermination de la quantité d’eau brute à mobiliser à l’horizon 2050 se fait dans le but de prévoir le volume d’eau nécessaire pour les besoins alimentaires.

La demande en eau brute annuelle sera calculée d’après la formule suivante:

(7)

Avec

D_an : la demande annuelle

2.4.4. Vérification du débit écologique du fleuve

Pour utiliser de l’eau issue d’un barrage hydroélectrique multifonction pour l’alimentation en eau potable, il faut s’assurer que :

- La capacité du barrage permet d’assurer ses trois fonctions ; - Le débit écologique à l’aval du barrage est respecté

2.4.4.1. Vérification du débit de turbinage

Nous vérifierons selon le mode de captage si le volume disponible peu satisfaire à toutes les fonctions envisagées par le barrage hydroélectrique multifonctions.

o En amont du barrage En aval du barrage

Et (8)

(41)

Où

- V _{u :}la capacité utile du barrage en Hm³ - V _trb : volume turbiné annuel en Hm³

- P _éva. : pertes annuelles liées à l’évaporation de l’eau en Hm³ - P _inf : pertes annuelles liées à l’infiltration en en Hm³

- V_AEP : la demande annuelle en eau brute à l’horizon 2050 en Hm³ - V _irr : volume annuel pour les besoins agro-pastoraux en Hm³

2.4.4.2. Calcul du débit écologique

Après la vérification de la satisfaction des besoins en eau de chaque fonction, nous passerons au calcul du débit écologique que nous comparerons au débit écologique trouvé par les études du bureau d’étude SINOHYDRO qui est le minimum pour la pérennité des écosystèmes vitaux le long du fleuve ouémé. Cette vérification nous permettra de choisir le mode de captage de l’eau du barrage en vue d’optimiser le rendement de celui-ci.

o En amont du barrage En amont du barrage

et (9)

Où

- Q _moyg : débit moyen écologique calculé en m³/s - V _trb : volume annuel turbiné du barrage en m³ - V _aep : besoin annuel en eau brute en m³

- V _irr : volume annuel pour les besoins agro-pastoraux en m³ - T : durée annuelle (356 jours) en seconde

Pour le cas de l’Ouémé, le débit écologique moyen calculé sur la période de décembre à Mai est de 2,735 m³/s au droit du site de Dogo-bis (durée de la série de 1952 à 2010) par SINOHYDRO.

(42)

2.4.5. Les besoins de production à l’horizon du projet

Les besoins de production correspondent à l’offre que l’exploitant devra rendre disponible pour répondre à la demande en eau des usagers. Ces besoins sont déterminés en prenant en compte la demande en eau des usagers, leur comportement et les rendements des installations concernées. Plusieurs coefficients interviennent dans leur détermination

2.4.5.1. Coefficient de pointe journalier (C_pj)

Ce coefficient tient compte de la consommation du jour de pointe (jour auquel la consommation est maximale).

Les études antérieures réalisées sur certains centres urbains à l’instar de Cotonou et Abomey-Calavi ont données des C_pj tournant autour de 1,2.

2.4.5.2. Coefficient de pointe horaire (C_ph)

Le coefficient de pointe horaire rend compte de la pointe de la consommation au cours de la journée. Il exprime donc les habitudes du consommateur au cours de la journée. Le coefficient de pointe horaire est estimé par des études statistiques sur divers systèmes similaires ou par le biais de formules empiriques : La formule dite du Génie Rural (France).

(10)

Avec Q_moyh débit moyen horaire en (m³/h)

2.4.5.3. Rendement du réseau Ƞ

Les pertes d’eau au niveau des installations neuves sont très faibles. De plus, seules les pertes d’adduction seront prises en compte, ce qui donne un rendement de l’ordre de 95% avec 5% de pertes.

(43)

Ainsi les besoins à produire pour satisfaire la demande en eau de la population sont estimés à partir de la consommation totale de la population, après application des différents coefficients énumérés ci-dessus :

(11)

Avec

Q _jmax : débit maximum journalier ou besoin de production en (m³/j) ; Q _jmoy: débit moyen journalier;

C p_h : coefficient de pointe horaire calculé C pj : coefficient de pointe journalière fixé à 1,2

2.4.6.

Etude topographique et du réseau routier

2.4.6.1. Etude topographique

Cette étude a permis de déterminer sur la base des altitudes, la position des ouvrages du système d’approvisionnement en eau potable à l’instar de la station de traitement, des châteaux d’eau. Le positionnement des ouvrages a permis d’optimiser l’énergie d’exploitation. La Carte 2 montre bien l’altimétrie de la zone d’étude.

2.4.6.2. Etude du réseau routier

Elle a permis de prévoir le plan du réseau ainsi que son profil en long afin de déterminer les points particuliers du réseau. Les longueurs des tronçons ont été lu sur le réseau routier, tout en optimisant le parcours d’une canalisation d’un point A à un point B.

(44)

Carte 5: carte du réseau routier

2.5. Les ouvrages et les équipements d’adduction 2.5.1. Le groupe électropompe

Pour le dimensionnement du groupe électropompe, deux éléments sont à déterminer :

- Le débit de l’installation Q qui est le débit de pompage ; - La hauteur manométrique totale HMT.

Le débit Q est le rapport entre le volume maximal journalier et le temps de pompage t fixé à 24h. Il s’exprime par:

(12)