ETUDES TECHNIQUES DE REALISATION D’UN SYSTEME D’ADDUCTION D’EAU VILLAGEOISE A SAAH BANIKANI DANS LA COMMUNE DE KANDI :

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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (MESRS)

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI (UAC)

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI (EPAC)

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL (GC)

Option : Sciences et Techniques de l’Eau (STE)

RAPPORT DE STAGE DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE LICENCE PROFESSIONNELLE

THEME

ETUDES TECHNIQUES DE REALISATION D’UN SYSTEME D’ADDUCTION D’EAU VILLAGEOISE A SAAH BANIKANI DANS LA COMMUNE DE KANDI :

DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES ET CHOIX DES EQUIPEMENTS

Document rédigé par :

Douglas Jaurès S. MITCHOZOUNNOU

Pr. François de Paule CODO, Dr. Ing en Génie Civil, Professeur à l’EPAC ; Président du Jury

Dr. Valery DOKO, Dr. Ing en Génie Civil, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ; Rapporteur du Jury

Dr. Maxime ASSOGBA, Docteur en Hydrologie, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ; Membre du Jury

Membres du jury

Dr. Ing. Jean Claude GBODOGBE Sous la supervision de :

4^ème Promotion

Année académique : 2014-2015

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Rapport de stage de fin de formation pour l’obtention du diplôme de licence professionnelle Document rédigé par Douglas Jaurès S. MITCHOZOUNNOU

ii

CITATIONS

; .

Proverbe Chapitre 1 versets 5 et 7 (SAINTE BIBLE, TRADUCTION LOUIS SEGOND)

N'être pas compris ! Est-il si mauvais de n'être pas compris ? Pythagore ne fut pas compris, ni Socrate, ni Jésus, ni Luther, ni Copernic, ni Galilée, ni aucun des esprits sages et purs qui ont pris chair. Etre grand est une excellente condition pour n'être pas compris

Ralph Emerson

Mon assiduité et mon attachement au travail m’ont permis de dire un jour, j’ai soutenu brillamment ma licence ; ce jour était le 07 décembre 2015 S. Jaurès Douglas MITCHOZOUNNOU

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iii

Avant propos

L’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi est une grande école prestigieuse qui forme dans les secteurs industrielle et biologique. Chaque secteur est constitué de plusieurs départements aux seins desquels on trouve différentes options. Le Génie Civil (GC), département qui contient les Sciences et Techniques de l’Eau (STE) et les Bâtiments –Travaux Publiques (BTP) ; le Génie Electrique (GE), le Génie Mécanique et Energétique (GME), le Génie Mécanique et Productique (GMP), le Génie Informatique et Télécommunication (GIT) sont les départements du secteur industriel. Le secteur biologique quant à lui est composé du Génie de l’Environnement (GEn), du Génie de Technologies Alimentaires (GTA), de l’Analyse Biomédicale et Hospitalière (ABM), de la Production Santé Animale (PSA), etc. Dans certaines filières (options) comme les STE, nous faisons un stage pratique à la fin de chaque année. Ceci dans le but d’acquérir de connaissances pratiques et aussi dans le but de découvrir les contraintes de la vie active. Les stages de première et de deuxième année sont en générale pour une période d’un mois et demie. Mais en fin de formation, nous faisons un stage de trois mois dont le rapport fait l’objet d’une soutenance publique en vue d’obtenir le diplôme de licence professionnelle. C’est donc dans ce cadre que ce rapport est rédigé.

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iv

DEDICACE

A

DIEU le père, le fils et le saint esprit. Lui qui est l’omniscient, l’omnipotent et l’omniprésent. Le commencement et la fin, l’alpha et l’oméga. Celui sans qui nous ne pouvons rien faire. Celui par qui, pour qui et de qui nous vivons

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v

REMERCIEMENTS

Ce document est le fruit de nombreux efforts consentis, des conseils des uns et des autres. Pour cela, nous voudrions adresser nos sincères remerciements

 A DIEU qui est l’Alpha et l’Oméga de toutes choses.

 Au Professeur Jean Claude GBODOGBE spécialiste de la géophysique qui a accepté nous accorder son soutient malgré ses multiples occupations pour la rédaction de ce document. Infiniment merci

 Au Directeur de la structure ESSOR, Mr Rémy ZOHOU qui nous a acceptés dans sa structure et nous a accordé les éléments nécessaires pour la rédaction de ce document. Recevez toute notre gratitude.

 Le Professeur Félicien AVLESSI, Directeur de l’École Polytechnique

 d’Abomey-Calavi, Professeur titulaire des Universités

 A notre encadreur, l’ingénieur Alban SAGBO, qui nous a accordé tout son temps pour la bonne marche de la rédaction.

Notre profonde gratitude à

 Notre cher papa Sourou Grégoire MITCHOZOUNNOU qui nous a inculqué des valeurs morales et qui nous a toujours dit que l’indépendance s’obtient seulement à travers le travail bien fait. Merci pour avoir fait de nous des personnes responsables de la société

 Notre chère maman Chacou Jeanne ADIMI qui nous a quittés en cours de route ; que la terre te soit légère. Tu nous as aimés d’un amour inconditionnel sans faille et sans façon. Tu as toujours fait de ton possible pour nous satisfaire. Reposes toi dans la paix de Christ

Nous remercions sincèrement les enseignants permanents et vacataires de l’EPAC et particulièrement à ceux qui interviennent dans le département du

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vi

Génie Civil qui ne ménagent aucun effort pour accomplir la tâche qui leur est confiée. Nous remercions notamment

 Le Professeur titulaire DEGAN Gérard spécialiste de pompes et stations de pompage

 Le Professeur François de Paule CODO, Ingénieur Master of Sc, PhD Maître de Conférences des Universités ;.

 Le Professeur Martin P. AÏNA, Maître de Conférences des Universités, spécialiste des eaux et environnement,

 Le Docteur Crépin ZEVOUNOU, Maître Assistant des Universités, spécialiste de géologie, Directeur du LERGC ;

 Le Docteur Gossou Jean HOUINOU, Maître Assistant des Universités, spécialiste des mines et topographie, chef du département Génie Civil

 Le Docteur Codjo Luc ZINSOU, Maître Assistant des Universités, spécialiste de la mécanique des sols ;

 Le Docteur Taofic BACHAROU, Maître Assistant des Universités, spécialiste de hydraulique

 Le Docteur Tonalémi Epiphane Sonon WANKPO, enseignant à l’EPAC, spécialiste de l’hydraulique.

 Le Professeur Edmond ADJOVI, Maître de Conférences des Universités, Directeur de l’ESTBR d’Abomey ;

 Le Professeur Victor GBAGUIDI, Maître de Conférences des Universités, spécialiste du béton armé

 Le Docteur Valery DOKO, Dr. Ing. en Génie Civil, enseignant à l’EPAC

 Le Docteur Adolphe TCHEHOUALI, Maître Assistant des Universités, spécialiste des matériaux de construction;

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vii

 Le Docteur Dieu Donné ZOGO, spécialiste du traitement des eaux de potables,

 Le Docteur Maxime ASSOGBA, Maître assistant des universités, spécialiste des sciences hydrologiques

 Le Professeur Lucien AGBOHOUTO, enseignant de géométrie vectorielle et analytique à l’EPAC

Nous rendons hommage aux membres du Jury, pour avoir accepté d’apprécier ce travail malgré leurs multiples occupations et pour l’intérêt qu’ils portent au sujet

Nos remerciements vont enfin à l’endroit de :

 Nos frères et sœurs qui nous ont toujours soutenus et qui ont cru en nous, je n’avais pas le droit d’échouer et bien j’ai réussi. En voilà une preuve.

Elle est moindre, faites mieux. Nous voulons nommer : Franck, Prudence, Oltigard, Hilarion, Olphise, Maurice, Esther, Elisée.

 Madame Victoire BRATHIER qui nous a beaucoup aidés durant nos études

 Monsieur FAGBETI et son épouse Colombe AGBO que la mort a fauchée très tôt. Sit tibi terra levi*. Infiniment merci pour vos bienfaits.

 Monsieur Géraud AVOHOU et Madame Bénédicte GANMAVO pour l’ambiance de convivialité qui à régné au sein de la structure lors de nos stage

 Nos collègues enseignants des lycées et collèges, des étudiants des STE, des amis des MP, des élèves de la Première et terminale C et D que nous avions encadrés, etc.

Encore merci à tous et à toutes et particulièrement à la 4^ème promotion des STE.

*Sit tibi terra levis : expression latine dont la signification en français est : ‘’que la terre te soit légère’’

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viii

RESUME

Ce document présente les études appropriées faites pour la réalisation d’un système d’AEV à Kandi dans l’arrondissement de Saah. C’est un projet qui vise à satisfaire le besoin en eau de la population d’ici 2035. En 2015, la population est estimée à 7916 et chaque individu utilise en moyenne 15 litres d’eau par jour. A l’horizon du projet, la population sera environ de 14411 et le besoin spécifique de 20 litres d’eau par jour par habitant. Pour cela, nous devons réaliser un château d’eau d’une capacité utile de 90 m³qui sera rempli par refoulement à travers une pompe immergée qui délivrera un débit de 26 m³ par heure. Ce volume de la cuve permettra une éventuelle extension du réseau car étant légèrement supérieur au besoin réel de la population.

Mots clés : AEV, besoin spécifique, château d’eau, cuve, horizon, refoulement

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ix

ABSTRACT

This document explains suitable study done for the realization (execution) of village water supply system in the city of Kandi in the district of Saah. It is a project which aims to satisfy water need of population. In 2015, the population is estimated to 7916 and each individual use 15 liters of water by day. At the project’s horizon, the population will be approximately 14411 and water specific need about 20 liters by day per capita. So we must realize water castle having 90 m³ as storage capacity which will be filled by pushing back through immersed pump which will release 26 m³ by hour. This volume of tank will enable eventual extension of the system for being lightly higher than population’s real need.

Keys words: Village water supply, specific need, water castle, tank, horizon, pushing back

(10)

x

TABLE DES MATIERES

CITATIONS ...ii

DEDICACE ... iv

REMERCIEMENTS ... v

RESUME ... viii

ABSTRACT ... ix

TABLE DES MATIERES ... x

LISTE DES TABEAUX ... xiv

LISTE DES FIGURES ... xv

LISTE DES ABREVIATIONS ET SIGLES ... xvi

INTRODUCTION GENERALE ... 2

OBJECTIFS GLOBAL ET SPECIFIQUES ... 4

PARTIE I : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DU MILIEU D’ETUDE ... 6

Chapitre 1 : Présentation de la structure d’accueil ... 6

1-1 Situation géographique ... 6

1-2 Objectif ... 6

1-3 Personnel ... 6

1-4 Partenariat ... 7

1-5 Plan de situation ... 7

1-6 Mission ... 8

1-7 Domaines d’intervention ... 9

1-7-1 Hydraulique urbaine et périurbaine ... 9

1-7-2 Hydraulique villageoise ... 9

1-7-3 Hydrogéologie des ouvrages de génie civil ... 9

1-7-4 Aménagement hydro agricole ... 10

1-7-5 Etude de milieu et sociologie ... 10

1-7-6 Mines et carrières ... 10

1-7-7 Topographie ... 10

1-7-8 Foresterie ... 10

1-7-9 Environnement ... 11

1-7-10 Bâtiment et travaux publics et assainissement ... 11

1-8 Organigramme – ressource humaine ... 11

(11)

xi

1-9 Quelques réalisations de la structure ESSOR ... 12

Chapitre 2 Présentation du milieu d’étude ... 13

2-1 Description de la commune Kandi, carrefour du département de l’Alibori. ... 13

2-2 Population au début du projet ... 14

2-3 Relief ... 15

2-4 Sols ... 15

2-5 Végétation ... 15

2-6 Réseau hydrographique ... 16

2-7 Climat ... 16

2-8 Pluviométrie ... 16

2-9 La route d’accès ... 16

2-10 Organisation administrative ... 16

PROBLEMATIQUE ... 18

PARTIE II : PRESENTATION DU CADRE DU PROJET ET METHODOLOGIE ADOPTEE. ... 20

Chapitre 1 : Présentation du cadre du projet ... 20

1-1 Présentation du cadre du projet ... 20

1-2 Différentes options techniques pour l’approvisionnement en eau en milieu rural ... 20

Chapitre 2 : Méthodologie adoptée ... 22

2-1 Méthodologie ... 22

2-2 Le traitement des données ... 22

2-3 Hypothèses de base... 23

PARTIE III : ETUDES TECHNIQUES DE REALISATION DE L’AEV DE SAAH BANIKANI .... 26

Chapitre 1 : Généralités sur les AEV ... 26

1-1 Définition et utilité des AEV ... 26

1-2 Buts et Objectifs des AEV ... 26

1-3 Composition d’une AEV ... 27

1-3-1 Les ouvrages de captage ... 27

1-3-2 Les ouvrages de pompage ... 27

1-3-3 Les Ouvrages de stockage ... 27

1-3-4 Les Ouvrages d’adduction et de distribution ... 27

1-4 Les réseaux d’adduction ... 28

1-4-1 Adduction gravitaire ... 28

1-4-2 Adduction par refoulement ... 29

(12)

xii

2-1 Donnée topographiques et positionnement du château ... 31

2-1-1 Objectifs des levés topographiques et matériels utilisés... 31

2-1-2 Méthodes et mode opératoire ... 31

2-2 Positionnement des BP et BF ... 33

Chapitre 3 : Population actuelle et à l’horizon du projet - Investigation sur le site ... 34

3-1 Population actuelle et à l’horizon... 34

3-2 Investigations hydrogéologiques ... 35

3-2-1 Besoin en eau actuel et à l’horizon du projet ... 36

3-3 Coefficient de pointe horaire ... 40

Chapitre 4 : Dimensionnement des ouvrages et choix des équipements ... 41

4-1 Dimensionnement des ouvrages ... 41

4-1-1 Réservoir de stockage ... 41

4-1-1-1 Détermination du débit et de la durée journalière de pompage ... 41

4-1-1-2 Calcul de la capacité utile Cu ... 42

4-1-2 conduites de refoulement ... 45

4-1-3 Conduites de distribution ... 46

4-1-3-1 Détermination des débits de dimensionnement des conduites ... 46

 Détermination des débits ... 46

 Dimensionnement des conduites ... 49

Chapitre 5 : Calcul des pertes de charges – Hauteur sous cuve ... 52

5-1 Calcul des pertes de charges linéaires unitaires (voir feuille excelle) ... 52

5-2 Calcul de la perte de charge linéaire par tronçon (voir feuille excelle) ... 52

5-3 Calcul des pertes de charge singulières ) (voir feuille excelle) ... 52

5-4 Hauteur sous cuve... 53

 Les caractéristiques retenues pour le futur château d’eau sont les suivantes ... 54

Chapitre 6 : Choix des équipements – Pressions – Vitesses - Méthodes de réalisation des fouilles pour les canalisations ... 55

6-1 Choix des équipements ... 55

6-1-1 Pompe immergée ... 55

6-1-1-1 Choix du type de pompe ... 56

6-1-2 Groupe électrogène ... 56

6-2 Pression de service (nous l’avons fixée à 10 mCE) ... 57

6-2-1 Pression en un point (voir feuille excelle en annexe) ... 57

(13)

xiii

6-3 Détermination des vitesses dans les conduites (voir feuille excelle en annexe) ... 57

6-4 Méthodes de réalisation des fouilles pour les canalisations ... 58

PARTIE IV : PRESENTATION DES RESULTATS - DIFFICULTES RENCONTREES ET SUGGESTIONS COMME APPROCHES DE SOLUTIONS ... 61

Chapitre 1 : Présentation des résultats ... 61

 Conduite de refoulement ... 61

 Capacité de la cuve ... 61

 Conduites de distributions ... 61

 Pompe immergée choisie ... 63

 Groupe électrogène ... 63

Chapitre 2 : Difficultés rencontrées et suggestions comme approches de solutions ... 64

2-1 Difficultés rencontrées ... 64

2-2 Suggestion et approches de solutions ... 64

INFORMATIONS CAPITALE... 65

CONCLUSION GENERALE ... 67

PERSPECTIVES ... 68

BIBLIOGRAPHIES ... 70

ANNEXES ... 71

(14)

xiv

LISTE DES TABEAUX

Tableau 1 : Effectif de la population par localité en 2002 et en 2015 ... 14

Tableau 2 : Options techniques pour un approvisionnement en eau en milieu rural ... 21

Tableau 3 : Hypothèses de bases ... 23

Tableau 4 : Population actuelle et future à desservir par le projet ... 34

Tableau 5 : Caractéristiques des forages existants à Saah Banikanni... 35

Tableau 6 : Les besoins spécifiques aux divers horisons ... 38

Tableau 7 : Consommations journalières aux divers horizons ... 39

Tableau 8 : Débits de pompage minima et débits de pompage moyens ... 42

Tableau 9 : Volume d’eau pompée et volume d’eau consommée ... 43

Tableau 10 : Diamètre de la conduite de refoulement ... 46

Tableau 11 : Débits minima par BF (Qmin/BF), Consommations spécifiques (CS), et débits spécifiques par tronçon (Qt) ... 47

Tableau 12 : Dimensionnement des conduites par tronçon, choix des conduites ... 50

Tableau 13 : Récapitulatif des caractéristiques du château d’eau ... 54

Tableau 14 : Récapitulatif des conduites de distribution ... 61

(15)

xv

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Plan de situation de ESSOR ... 8

Figure 2: Organigramme d’ESSOR... 11

Figure 3 : plan de situation du milieu d’étude , Source : INSI Eau Bénin ... 13

Figure 4: Présentation du nivellement direct ... 32

Figure 5 : Evolution de la population suivant divers horizons ... 35

Figure 6: Diagramme de la consommation jounalière en m³/j aux différents horizons ... 40

Figure 7 : profil en travers d’une conduite enterrée ... 59

(16)

xvi

LISTE DES ABREVIATIONS ET SIGLES AEV Adduction d’Eau Villageoise Ba Besoins annexe

BF Borne Fontaine

BP Branchement Particulier

CEG Collège d’Enseignement Généraux EPP Ecole Primaire Publique

Cj Consommation journalière Bs Besoin spécifique

Cjt Consommation journalière totale Cph Coefficient de pointe horaire Cs Consommation spécifique Dext Diamètre extérieur

D_th Diamètre théorique

DG Eau Direction Générale de l’Eau Dint Diamètre intérieur

DN Diamètre Nominal

j Pertes de charges unitaires J Pertes de charges linéaires Pertes de charges singulières Σ Pertes de charges totales

Pi Population a l’année de référence

(17)

xvii

PMH Pompe à Motricité Humaine

FPMH Forage équipé d’une Pompe à Motricité Humaine P_n Population à l’année n

PVC Polychlorure de Vinyle PN Pression Nominale Qt Débit par tronçon

V_t Vitesse d’écoulement par tronçon T Taux d’accroissement de la population

Taux d’accroissement de consommation d’eau

STE Sciences et Techniques de l’Eau Cu Capacité utile

Hsc Hauteur sous cuve H Hauteur utile D Diamètre

Dmoy Diamètre moyen R Revanche

Ht Hauteur totale

Qmin/BF Débit minimal par borne fontaine

RGPH3 Troisième Recensement Global de la Population et de l’Habitation

MP Mathématiques Physiques ARRON Arrondissement

(18)

1

INTRODUCTION GENERALE

(19)

2

INTRODUCTION GENERALE

L’Eau, aliment indispensables à l’homme et à tous les autres êtres vivants est le socle de tout développement socio-économique. La santé, l’alimentation de tout individu dépendent de l’eau en qualité et en quantité. Sa bonne gestion devient donc primordiale pour les communautés soucieuses d’un épanouissement durable de leur population. Les populations utilisent l’eau pour l’agriculture, l’industrie et surtout pour les usages domestiques (alimentation en eau potable, cuisine, vaisselle, lessive, toilette, etc.). Dans le cas du Bénin, le problème d'approvisionnement en eau potable prend de plus en plus de l'ampleur en raison de la croissance démographique. Il faut donc déterminer la quantité d'eau à fournir pour répondre aux besoins des populations, car non seulement l'eau est inégalement répartie, mais aussi, elle est inégalement consommée. Pour pallier à ce problème, il urge de mettre en place un système d’alimentation en eau potable qui puisse satisfaire de manière adéquate et rendre facile le mode d’approvisionnement (rapprochement des points de dessertes des populations et suppression des efforts physiques). La réalisation d’un tel projet requiert de nombreuses connaissances en mathématiques, en physique, en hydraulique, en pompe et station de pompage, etc. Aussi a-t-on besoin des connaissances techniques, outils indispensable d’un bon technicien.

A cet effet, l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC) forme des cadres qualifiés dans la filière Sciences et Techniques de l’Eau (STE). Pour atteindre cet objectif, la formation théorique est accompagnée d’un stage de trois mois dans une structure spécialisée. Nous avons effectué notre stage dans la structure ESSOR (c’est un bureau d’étude) où nous avons suivi les travaux d’études

techniques de réalisation d’un système d’alimentation d’eau villageoise.

Ce document est structuré en quatre parties qui sont constituées de plusieurs chapitres.

(20)

3

La première partie présente la structure d’accueil et la zone d’étude puis la problématique;

La deuxième partie expose le cadre du projet et la méthodologie adoptée pour le dit projet

La troisième partie quant à elle montre les études techniques faites pour la réalisation du système d’adduction d’eau villageoise de Saah Banikani,

La quatrième partie énonce les difficultés rencontrées et formule des suggestions comme approches de solutions

(21)

4

OBJECTIFS GLOBAL ET SPECIFIQUES

L’objectif global de ce travail est de contribuer à l’amélioration durable de l’accès à l’eau potable des populations de l’arrondissement de Saah dans la commune de Kandi.

De façon spécifique, il s’agit de :

1. Déterminer la population qui sera desservie à travers ce projet, en déterminant la population actuelle et à l’horizon du projet

2. Dimensionner les ouvrages de la future AEV à savoir le château d’eau (hauteur sous cuve, cuve), les conduites de distribution et de refoulement, et de choisir les équipements (pompe immergée et le groupe électrogène) 3. Déterminer les vitesses d’écoulement de l’eau dans les conduites et les

pressions à laquelle l’eau sera libérée aux points de desserte

4. Dimensionner les fouilles à l’intérieur desquelles seront implantées des conduites

(22)

5

PARTIE I : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DU

MILIEU D’ETUDE

(23)

6

PARTIE I : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DU MILIEU D’ETUDE

Chapitre 1 : Présentation de la structure d’accueil 1-1 Situation géographique

A la fin de notre formation nous avions fait un stage de trois mois dans la structure ESSOR qui se définit comme suit ETUDES – SERVICES – SCIENCES – OUVRAGES – RECHERCHE. Cette structure est située à Abomey-Calavi au quartier Agori. ESSOR a été créé en 2001 et exerce sous la direction d’une équipe ayant à sa tête monsieur Rémy ZOHOU qui est hydrogéologue, spécialiste des mobilisations des ressources en eau.

1-2 Objectif

L’objectif que s’est fixé ESSOR est de mettre l’ingénierie au service du développement et de promouvoir la science et la technologie pour le bien être de tous et de toutes. Son personnel est présenté comme suit

1-3 Personnel

Etant donné qu’une ressource humaine qualifiée et disponible en nombre et en permanence constitue le soubassement d’une mission d’ingénieur, dès sa création ESSOR a réuni des ingénieurs très expérimentés chacun dans son domaine ; hydrogéologue, hydraulicien, sociologue, économiste, géophysicien, géologue, génie civil, topographe, génie rural ; soutenus par une équipe de techniciens. Autour de ce noyau le bureau a associé une dizaine de consultants permanents et de collaborateurs extérieurs de manière à réunir toutes les spécialités de son domaine d’intervention.

(24)

7

1-4 Partenariat

Afin de couvrir les besoins en ingénierie de ses clients et d’offrir à son personnel l’opportunité d’être toujours en phase avec l’évolution technologique, chacun dans son domaine, ESSOR-Ingénierie a développé des partenariats avec des bureaux d’études locaux et étrangers, des organisations internationales et des universités

1-5 Plan de situation

Pour mieux indiquer la structure d’accueil, nous avons proposé le plan de situation qui se trouve à la page suivante

(25)

8 Figure 1: Plan de situation de ESSOR

1-6 Mission

 ingénierie, conseil, expertise

 maîtrise d’œuvre et maîtrise d’ouvrage délégué

 assistance technique, assistance en gestion

(26)

9

 études de faisabilité et d’avant projet détaillé

 évaluation des projets

 conception et dimensionnement d’ouvrages

 diagnostic des ouvrages

 contrôle et surveillance des travaux

 recherche appliquée

 publication d’informations et de document technique

 élaboration du schéma directeur d’aménagement de territoire

 élaboration du plan de développement

 élaboration et mise en œuvre de programme de formation continue.

Pour réussir sa mission, ESSOR est dotée d’un personnel formidable

1-7 Domaines d’intervention

1-7-1 Hydraulique urbaine et périurbaine

 adduction d’eau

 réseau de conduite d’eau

 station de pompage

1-7-2 Hydraulique villageoise

 prospection géophysique

 études hydrogéologiques

 implantation de forage et de puits

1-7-3 Hydrogéologie des ouvrages de génie civil

 hydrogéologie et géologie des infrastructures linéaires ; routes, autoroutes, voies ferrées, canaux, canalisations, lignes électriques et téléphonique

(27)

10

 hydrogéologie et géologie des ouvrages souterrains : bâtiment, réservoir etc.

 études prévisionnelles des niveaux de nappes en zones urbaines 1-7-4 Aménagement hydro agricole

 barrage et retenues d’eau

 bas-fond

 périmètre irrigué

 aménagement des bassins versants 1-7-5 Etude de milieu et sociologie

 sociologie rurale et urbaine

 enquête, collecte de données

 animation, sensibilisation, 1-7-6 Mines et carrières

 recherche de minerais

 recherche des matériaux de construction

 élaboration de plan d’exploitation 1-7-7 Topographie

 levés topographiques

 nivellement

 études foncières 1-7-8 Foresterie

 inventaire forestier

 délimitation des forêts

 protection des ressources naturelles

(28)

11

1-7-9 Environnement

 étude réglementaire

 étude d’impact

 diagnostic environnemental des industries

1-7-10 Bâtiment et travaux publics et assainissement

 routes et ouvrages d’arts

 pistes rurales

 Inventaire routier

1-8 Organigramme – ressource humaine

L’organigramme de la structure ESSOR se présente comme suit

Figure 2: Organigramme d’ESSOR

DIRECTEUR

SECRETARIAT PARTICULIER

Département EAU, ENVIRONNEMENT ET

AFFAIRE GENERALE

Département BTP GENIE CIVIL

Département ADMINISTRATION

ET FINANCE L’équipe s’est dotée

d’une organisation simplifiée lui permettant une prise de décision rapide et

efficace’’

(29)

12

1-9 Quelques réalisations de la structure ESSOR Au nombre des activités menées par ESSOR, on peut citer :

 Contrôle de 70 forages réalisés et financés par l’UEMOA.

 Contrôle de 20 forages réalisés en 2009 et en 2010 dans l’Atlantique

 Contrôle de magasin, d’école et d’hôpital à Banikoara

 Contrôle d’une piste rurale à Zangnannado

(30)

13

Chapitre 2 Présentation du milieu d’étude

Elle consiste à faire un aperçu global sur les aspects physique et humain et relatifs à l’alimentation en eau potable et à l’assainissement et sur le cadre juridique et institutionnel du sujet, la zone d’étude. Elle conditionne les choix technologiques et justifie l’ajustement de certaines conditions de traitement 2-1 Description de la commune Kandi, carrefour du département de l’Alibori.

La commune de Kandi est située au centre du département de l’Alibori dans la zone agro écologique du bassin cotonnier. Elle est limitée par les communes de Malanville au Nord, Gogounou au Sud, de Ségbana à l’Est et de Banikoara à l’Ouest. Elle s’étend sur une superficie de 3421 km², soit environ 13% de l’ensemble du département

Figure 3 : plan de situation du milieu d’étude , Source : INSI Eau Bénin

(31)

14

2-2 Population au début du projet

Grâce à la formule de croissance exponentielle, on a pu calculer l’effectif de la population en 2015 à partir des données du RGPH3 de 2002. La formule est la suivante

(1)

Où

Pi est l’effectif de la population à l’année initiale,

Pn est l’effectif de la population à l’horizon de la projection, T est le taux d’accroissement et est exprimé en pourcentage ( ) i est l’année initiale

n l’année de projection

Dans le cadre de notre projet, T vaut 3,04%, P_i égale à 5362, i vaut 2015 et n prend la valeur 2035

Nous résumons les résultats dans le tableau ci-après

Tableau 1 :Effectif de la population par localité en 2002 et en 2015

N° COMMUNE ARROND VILLAGE LOCALITE

POP EN 2002

Année initiale 2015

T ( )

1 BANIKANE BANIKANI 817 1206

2 FOURE FOURE 958 1414

3 FOURE FOURE

PEULH

638 942

4 LOLO LOLO 1060 1565

5 LOLO LOLO 58 86

Pn = Pi (1 + )^(n-i)

(32)

15

KANDI SAAH

PEULH

3,04

6 LOLO KOI 111 164

7 LOLO KOI PEULH 197 291

8 SAAH SAAH 1164 1718

9 SAAH SAAH

PEULH

26 38

10 SAAH MOUNET 241 356

11 SAAH SAAH

GANDO

92 136

TOTAL 5362 7916

2-3 Relief

Le relief est très peu accidenté avec la prédominance d’un plateau. Ce dernier s’étend de Kandi à Gogounou. D’une altitude de 200 à 300 m, il est découpé par des vallées encaissées, à l’Est la vallée de la Sota et à l’Ouest celle de l’Alibori.

L’ensemble s’incline légèrement vers la vallée du Niger. La morphologie du relief comprend une série de cuesta aux sommets plats formée de cuirasses ou de grès ferrugineux.

2-4 Sols

Les sols sont de type ferrugineux tropical 2-5 Végétation

La végétation est constituée de savane arborée à arbustive avec quelques forêts galeries qui abritent une faune variée d’éléphants, de buffles, de céphalophes de bubales.

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2-6 Réseau hydrographique

Le réseau hydrographique est dense. La commune de Kandi est drainée par les rivières du bassin versant du Niger à l’exception du Mékrou qui longe la frontière Bénino - Burkinabée à l’extrême Ouest. Elle est donc arrosée par les affluents de l’Alibori et de la Sota.

2-7 Climat

Le climat de la commune de Kandi est du type soudanais caractérisé par deux saisons contrastées, une saison pluvieuse d'avril à octobre et une saison sèche de novembre à mars. Les mois de décembre, janvier et de février sont marqués par une sécheresse absolue caractérisée par l'harmattan.

2-8 Pluviométrie

Les hauteurs annuelles de pluie varient considérablement entre 700 et 1400mm.

La plus faible quantité d'eau recueillie depuis trente ans était de 655mm en 1988 et la plus forte de 1379 mm en 1998.

2-9 La route d’accès

La commune est accessible par la Route Nationale Inter Etat N° 2 Cotonou – Malanville et par la Route Nationale Inter Etat N°7 Banikoara – Ségbana

2-10 Organisation administrative

La commune de Kandi compte 10 arrondissements dont 3 urbains (Kandi I, II, III) et 7 ruraux (Angaradébou, Kassakou, Sam, Sonsoro, Saah, Donwari, Bensékou). Elle est subdivisée en 39 villages et 9 quartiers de ville. La commune de Kandi est dirigée par un Conseil Communal qui en est l’organe délibérant de 19 membres contre 17 à la première mandature. En dessous du conseil communal, on retrouve d’autres organes que sont les conseils d’arrondissement (10) et de villages ou quartiers de ville (48). L’organigramme communal fait ressortir 26 divisions regroupées en treize (13) services répartis

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dans quatre (04) directions et coordonnées par le Secrétaire Général de la Mairie. La Commune de Kandi avec son statut de commune chef-lieu de département, bénéficie de la présence de plusieurs services déconcentrés de l’Etat. Plusieurs ministères sectoriels y sont représentés. On y distingue des services ou structures à dimension nationale, départementale, intercommunale et communale intervenant dans les domaines de la justice, de la sécurité, de la santé, des transports, de l’éducation, de l’agriculture, de l’environnement etc.

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PROBLEMATIQUE

L’eau étant une ressource vitale, elle doit être également repartie aussi bien dans les villages que dans les villes. Or, force est de constater que les habitants de la ville ont un accès facile à l’eau potable ; ce qui n’est pas le cas dans les villages.

C’est le cas par exemple à Saah Banikani dans la commune de Kandi où chaque individu utilise en moyenne 15 litres d’eau par jour.

De toute évidence, cela ne saurait satisfaire le besoin réel d’une personne.

Soucieux donc d’une telle situation, il est impérieux de mettre en place un système qui puisse répondre au mieux aux besoins des populations. C’est dans ce cadre que les études techniques de réalisations d’un système d’alimentation en eau villageoise ont été faites et rédigées dans ce rapport.

Les études qui sont faites dans la partie III sont adaptées au village Saah Banikani dans l’arrondissement de Saah dans la commune de Kandi.

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PARTIE II : PRESENTATION DU CADRE DU PROJET ET

METHODOLOGIE ADOPTEE

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PARTIE II : PRESENTATION DU CADRE DU PROJET ET METHODOLOGIE ADOPTEE.

Chapitre 1 : Présentation du cadre du projet 1-1 Présentation du cadre du projet

La Direction Générale de l’Eau (DG Eau) et la direction technique du Ministère de l’Eau et de l’Hydraulique sont chargée de la politique nationale de l’eau. Au niveau départemental, elles sont représentées par les Directions Départementales de l’énergie et de l’Eau (DDEE) au sein desquelles se trouvent des Services Eau.

Le Service Eau de Kandi assure le suivi de la mise en œuvre du projet et apporte aux mairies son assistance technique.

En effet, la loi n° 97-29 du 15 janvier 1999 portant organisation des communes en République du Bénin, en ses articles 90 et 93 donne compétence de maitrise d’ouvrage aux communes sur toutes les infrastructures de fournitures et de distribution d’eau sur leur territoire

Ce projet est financé par le Programme Pluriannuel Eau et Assainissement (PPEAII)

1-2 Différentes options techniques pour l’approvisionnement en eau en milieu rural

L’exécution d’un projet d’approvisionnement en eau en milieu rural ou semi- urbain implique le choix de l’une des trois (03) options techniques énumérées dans la page suivante. Ce choix est basé sur différents critères à savoir : le nombre d’habitant à desservir, la répartition spatiale de ces populations et surtout le coût de revient de l’ouvrage par habitant. Ce dernier critère est très important car il indique la rentabilité ou non de l’option technique choisie.

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21 Tableau 2 : Options techniques pour un approvisionnement en eau en milieu rural

Options techniques Critères

Forage (ou puits) équipé de Pompe à Motricité Humaine (FPMH)

Ratio : 1FPMH pour 250 habitants

Poste d'Eau Autonome (PEA)

Zones d'habitat dense totalisant au moins 800 individus en habitation groupée.

Adduction d'Eau Villageoise (AEV)

Population d’au moins 2000 habitants ou groupes de villages et localités proches les uns des autres. Avec un

ratio de 1BF pour 500 habitants.

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Chapitre 2 : Méthodologie adoptée 2-1 Méthodologie

Elle est définie comme l’ensemble des voies et moyens utilisés dans un domaine donné. On la définit mieux en disant que c’est l’ensemble des démarches de l’esprit, un ensemble d’opérations intellectuelles visant à atteindre un but, une vérité dans une discipline donnée. Autrement dit, c’est l’enchaînement des idées de façon logique dans un domaine donné. On dira donc que la méthode est un caractère scientifique. Pour aboutir à la rédaction d’un rapport de stage répondant aux normes de rédaction requises, il est important d’adopter une démarche stricte et rigoureuse.

Après notre admission dans la structure d’accueil, le stage a démarré avec des travaux de chantier. Nous avions procédé également à des prises de notes sur le terrain, et nous avions retenu les méthodes de réalisation de certaines composantes d’une AEV et nous avions posé des questions en rapport avec ces derniers dans le but d’une bonne maîtrise. Pour les moments que nous avions passés au bureau, nous avions procédé à des recherches documentaires et à des entretiens avec des personnes ressources pour mieux comprendre des points essentiels en rapport avec notre thème et pour la collecte des informations de façon rationnelle. Signalons que plusieurs activités avaient été réalisées avant que nous ne commencions les stages. Ainsi nous nous sommes beaucoup plus entretenus avec des personnes ressources du bureau. En plus de cela, la recherche documentaire nous a été fort utile. Après cette étape, nous avions croisé des données recueillies : c’est le traitement des données

2-2 Le traitement des données

Les informations recueillies lors de nos recherches et des travaux menés sur le terrain ont été analysées et traitées. Nous avons également utilisé des logiciels

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tels que : Excel, AutoCAD, ArchiCAD, ArcGIS pour la réalisation du profil en long, des plans de situation et pour divers calculs.

2-3 Hypothèses de base

Pour les différents calculs, nous nous sommes servis des hypothèses qui se reposent sur les termes de référence et se récapitulent comme suivent :

Tableau 3 : Hypothèses de bases

Horizon du projet : 2035 (20 ans) conformément aux Termes de référence Taux d’accroissement : 3,04% (source : RGPH-3)

Ratio BF/ EPE/ Nombre d’habitants

: 1 BF pour 2 EPE à raison de 1 EPE pour 250 habitants. Soit donc un ratio de 1 BF pour 500 habitants.

Besoin spécifique : 15L/j/habitant à l’an initial et 20L/j/habitant à l’horizon du projet (sur la base des enquêtes sociologiques)

Durée de vie des ouvrages et équipements

: 20 ans pour les forages, 35 ans pour les conduites, 50 ans pour les châteaux d’eau et bornes fontaines, 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 environ 1 bar

Durée journalière de pompage :  10h/j en moyenne

 12h/j au maximum

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24 Condition de vitesse (V) : 0.3m/s ≤ V ≤ 1.5m/s

Condition de pression (Pres) : 5 mCE ≤ Pres ≤ 50 mCE

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PARTIE III : ETUDES TECHNIQUES DE REALISATION DE L’AEV

DE SAAH BANIKANI

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PARTIE III : ETUDES TECHNIQUES DE REALISATION DE L’AEV DE SAAH BANIKANI

Chapitre 1 : Généralités sur les AEV 1-1 Définition et utilité des AEV

Le mot adduction vient du latin adducere qui est l’action de dériver les eaux d’une source à un réservoir par l’intermédiaire d’un canal. On définit une AEV comme un système de captage, de stockage, de traitement et de distribution de l’eau potable destinée à servir une population donnée (village) pendant une durée déterminée appelée horizon à partir des bornes fontaines et des branchements privés

1-2 Buts et Objectifs des AEV Les AEV sont réalisées dans le but :

 de développer le système d’Alimentation en Eau Potable (AEP) et de l’assainissement en milieu rural, d’alimenter à partir des réseaux inter- villages, les villages où la ressource en eau pose problème

 de réduire pour le confort la multiplicité des forages de pompes à motricité humaine (PMH) dans les villages où la population est importante

Les objectifs visés sont de plusieurs ordres. Nous pouvons citer :

 La réduction des efforts physiques engendrés par les PMH

 La mise à disposition de l’eau de façon permanente - à tout moment et en toute saison

- à tous les niveaux de la zone intéressée par le projet

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 La distribution d’une eau de bonne qualité pour préserver la santé des consommateurs et protéger les équipements

 La prise en compte du pouvoir d’achat de la population (cette eau doit revenir à l’usager le moins cher possible)

 La réalisation du système de façon qu’il soit dynamique et ouvert pour permettre les modifications et corrections ultérieures

 Le renforcement des relations interethniques

 Le renforcement de l’urbanisation et le pouvoir d’attraction des étrangers

1-3 Composition d’une AEV

Une AEV est constituée des ouvrages de captage, de pompage, de stockage et des conduites de refoulement et de distribution de l’eau

1-3-1 Les ouvrages de captage

Ce sont des constructions réalisées pour capter les eaux d’une source (eaux souterraine, eaux superficielles). Comme exemples, on a forage, puits, barrage 1-3-2 Les ouvrages de pompage

C’est un système (pompe/dispositif anti bélier, équipement annexe) utilisé pour extraire l’eau de son gisement naturel (source) pour la faire circuler dans une canalisation. La pompe aspire l’eau et la refoule ensuite dans une conduite appelée colonne de refoulement

1-3-3 Les Ouvrages de stockage

Il s’agit de récipients (bâches ou réservoirs) prévue pour recevoir l’eau puisée.

Dans une AEV, l’ouvrage de stockage est la cuve du château 1-3-4 Les Ouvrages d’adduction et de distribution

Les ouvrages d’adduction et de distribution sont essentiellement des dispositifs permettant d’une part de transférer l’eau depuis sa source jusqu’à la cuve

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(ouvrages d’adduction) et d’une part de transférer l’eau de la cuve jusqu’aux bornes fontaines où les populations sont desservies (ouvrages de distribution).

On peut citer des conduites de refoulement et de distribution. Remarquons qu’il existe deux sortes de refoulement ;

 le refoulement simple utilisé lorsque le forage est proche du château

 le refoulement-distribution utilisé lorsque le forage est loin du château et ceci pour des raisons économiques (coût d’installation lors de la pose des canalisations). Dans ce cas la conduite de refoulement sert également de distribution. Au niveau des conduites de refoulement et de distribution, on retrouve les ventouses, les vidanges, les clapets, les vannes de sectionnement qui participent au bon fonctionnement du réseau en régularisant la pression à l’intérieur des conduites

1-4 Les réseaux d’adduction

Généralement, ils se font sous pression. L’écoulement se fait

 à la faveur d’une dénivelée c'est-à-dire que l’énergie potentielle est disponible, on parle d’écoulement gravitaire

 à la faveur d’une puissance hydraulique fournie par une pompe, on dit qu’il s’agit d’écoulement par refoulement.

1-4-1 Adduction gravitaire

Il s’agit d’amener l’eau d’un point haut vers un point bas et l’énergie potentielle disponible est suffisante pour le transfert du débit souhaité au point bas. La dénivelée et les limites techniques de vitesse imposent le diamètre

NOTA BENE

 Après le calcul du diamètre théorique, on se réfère aux catalogues des constructions pour choisir le diamètre commercial existant. Ce diamètre

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doit être supérieur ou égal au diamètre calculé pour minimiser les pertes de charges

 Avec le diamètre commercial, on vérifie que Q s’écoule avec une vitesse comprise entre Vmin et Vmax

Vmin tient compte du souci d’éviter des dépôts et/ou de garantir une auto curage ; Généralement, Vmin = 0,30 m/s

V_max est une vitesse technique donnée par le constructeur : 1,00 à 1,20 m/s pour le PVC et 1,5 à 1,75 m/s pour la fonte. Vmax varie beaucoup avec les diamètres.

Les contraintes de pertes de charge influent beaucoup sur les vitesses maximales. Pour plus de sécurité, nous avions pris Vmax = 1,5 m/s pour le PVC.

1-4-2 Adduction par refoulement D’après le théorème de Bernoulli, on a : Z_A + P_A +

= Z_B + P_B +

+ pdc. En négligeant les termes

et

, et en considérant P_B, il faut apporter de l’énergie en A pour vaincre la dénivelée et les pertes de charges. La dénivelée est constante et dépend de la topographie des lieux, Le paramètre sur lequel on peut jouer reste les pdc qui, pour un débit donné varie en sens inverse du diamètre. L’adduction par refoulement intervient quand il faut transporter un débit Q d’un point A vers un point B dans les cas suivants

 La côte du point B est plus élevée que celle du point A : il faut donc apporter de l’énergie pour vaincre la dénivelée entre A et B et les pertes de charges engendrées par l’écoulement du débit Q dans la canalisation de diamètre D

 La côte du point B est égale ou même plus basse que celle de A mais l’écoulement du débit Q demandé dans la canalisation de diamètre D engendre des pertes de charges supérieures à la dénivelée entre A et B :

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il faut apporter de l’énergie pour vaincre la différence entre dénivelée et pertes de charge

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Chapitre 2 : Donnée topographiques et positionnement du château, BF et BP.

2-1 Donnée topographiques et positionnement du château

Les levés topographiques ont été réalisés sur le terrain à l’aide des appareils topographiques adéquats dans toute la zone du projet. Les travaux ont été systématiquement réalisés dans les villages sur l’itinéraire identifié et vers les points de dessertes répertoriés

2-1-1 Objectifs des levés topographiques et matériels utilisés

L’objectif principal des levés topographiques est d’identifier le point le plus haut au niveau duquel sera placé le château. Mais ils permettent aussi de réaliser le profil en long et de voir ainsi le cheminement des canalisations.

Les matériels qui nous ont servi pour les levés sont les suivants :

 Le GPS, il nous a permis d’enregistrer les coordonnées des points

 Le niveau qui permet de lire les altitudes

 Les mires

 La chaine de 50m

2-1-2 Méthodes et mode opératoire

Les levés ont été effectués le long des pistes et des vons (où passeront les canalisations) à intervalle régulier de 50m et de sorte à éviter les obstacles afin de faciliter l’exécution des tranchées qui recevront les conduites. Des points particuliers tels que les carrefours et les virages ont été quelques fois levés. Pour la réalisation des levés, nous avions eu recours au nivellement direct constitué de deux méthodes à savoir : le nivellement par rayonnement et le nivellement par cheminement

Le nivellement direct a pour but de déterminer à partir d’un point d’altitude connue, l’altitude de plusieurs autres points en effectuant des visées horizontales à l’aide du niveau. Pour le nivellement par cheminement, on effectue des