I.1. GENERALITES
Les eaux occupent les ¾ de notre planète : Océan, fleuve, mer, lac, rivière, etc. A l’origine, il y’a plusieurs milliards d’années, l’eau recouvrait la quasi totalité de la planète .C’est au milieu de cette eau que se sont constituées les premières cellules vivantes qui sont à l’origine de toutes les matières vivantes : les végétaux, les animaux et les hommes. Cette origine atteste de l’étroite dépendance que toute vie sur terre entretient avec l’eau. Celle-ci est indispensable à la vie.
C’est pour cette raison que les astronomes recherchent avidement de l’eau sur d’autres planètes, car s’il y’a de l’eau, il peut également y avoir de la vie. Et récemment, ils ont trouvé de l’eau sous forme de glace sur la planète Lune.
La totalité de l’eau contenue sur terre forme ce que l’on appelle l’hydrosphère, dont le volume total est estimé à 140 millions de km3. Cependant, l’eau douce ne représente que 39,2 millions de km3.
L’eau a toujours été l’un des facteurs les plus importants qui conditionnent l’organisation et le développement des collectifs humains.
- Dans l’agriculture, l’eau est utilisée pour l’irrigation des étendues agricoles en l’absence de pluie. Ce qui favorise l’abondance de la production.
- Pour les êtres vivants et en particulier pour les êtres humains, l’eau est utilisée pour la consommation, la préparation de la nourriture, l’hygiène de leur corps, la vaisselle, etc.
- Dans l’industrie.
- Pour la production d’énergie.
L’eau est toujours considérée comme un bien économique et la gestion des ressources en eau doit se concevoir, s’organiser.
Cette eau n’est pas accessible dans toutes les régions et là où elle se trouve, elle n’est pas toujours bonne à consommer. Etant primordiale à la survie de l’homme et n’étant pas accessible à tous, certains parcourent de longue distance à la recherche de cette eau, d’autres l’achètent. Et ceux qui n’ont pas de moyens boivent de l’eau impure. D’où des maladies de tout genre parfois même mortelles.
La population étant malade, donc incapable de travailler, elle n’a plus de quoi se nourrir. Le pays ne se développe pas.
Le gouvernement du Burundi avait un objectif selon lequel, dans les milieux ruraux, chaque ménage devrait avoir un point d’eau à une distance ne dépassant pas 500m, partout où les conditions techniques le permettaient. Mais il ya eu la crise de 1993 qui a presque interrompue cet objectif. Et jusqu’aujourd’hui, la desserte en eau potable reste un défi à lever.
I.2. Motivation du sujet
L’eau est indispensable pour tout être humain dans ses besoins multiples. Le domaine de l’eau est directement lié au domaine de la santé. L’approvisionnement en eau potable est limité alors que la croissance démographique et le développement font augmenter la demande.
C’est face à ces multiples défis que le bien fondé de notre travail est d’apporter l’eau potable tout près de la population en quantité suffisante et de bonne qualité.
Le présent travail de fin d’études revêt le caractère d’étude d’un réseau d’alimentation en eau potable aux populations de RUCE en commune RUGAZI, province BUBANZA. L’eau sera captée dans les sources MAHORO I&MAHORO II. Ce réseau sera conçu dans le souci d’assurer à cette population de meilleures conditions d’hygiène, de santé et un progrès dans le développement socio-économique.
Vu que le sujet est très vaste, nous nous bornerons sur la détermination des besoins en eau, les calculs hydrauliques, le dimensionnement des ouvrages ainsi que l’évaluation financière du projet.
Dans ce réseau, le pompage n’est pas nécessaire car il n’y a pas de pressions négatives. On utilisera l’écoulement gravitaire.
I.3. Cycle hydrologique
L’eau se présente dans la nature sous trois formes :
- liquide : à l’état normal
- gazeuse : à l’état de vapeur
- solide : à l’état glace
Cette même eau parcourt un cycle eternel appelé cycle de l’eau. La quantité de l’eau sur la terre est constante. Le circuit de l’eau est fermé.
Le principe du cycle hydrologique se base sur les phénomènes de :
- L’évaporation (sur les mers et océans)
- L’évapotranspiration (sur les sols, la flore et la faune)
- La condensation
- Les précipitations
- Le ruissellement (sur la terre)
- L’infiltration (dans la terre)
Figure 1 : Cycle de l’eau
Sous l’effet du rayonnement solaire, l’eau des lacs, rivières, mers, océans, ….s’évapore dans l’atmosphère sans le sel et les autres impuretés. L’évaporation est plus importante au niveau des océans qu’à l’intérieur des terres : lacs, rivières et fleuves. Les rayons du soleil réchauffent ces eaux et les fait passer de l’état liquide à l’état vapeur : c’est l’évaporation. Les plantes et les autres espèces puisent l’eau dans le sol et la rejettent sous la forme de vapeur d’eau : c’est l’évapotranspiration. Environ 10% des précipitations tombant sur la terre proviennent de la transpiration des végétaux, le reste est dû à l’évaporation. Ces 2 phénomènes libèrent de l’humidité qui s’élève dans l’atmosphère sous forme de nuages.
Le vent déplace ces vapeurs au dessus des terres. Etant donné que l’élévation en altitude entraine une chute progressive de température, la vapeur d’eau se refroidit et se transforme en petites gouttelettes qui vont être à l’origine de la formation des nuages : c’est la condensation.
Ces nuages se dirigent vers l’intérieur des terres sous l’action des vents. Et avec l’effet de gravité, l’eau retombe sur le sol sous forme, soit liquide (pluie), soit solide (neige ou grêle) : ce sont les précipitations.
Une partie de ces eaux de pluie ruissellent le long des pentes et va augmenter la quantité des cours d’eaux et des lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu’aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruissellement sont appelés cours d’eau de drainage. L’eau de pluie s’écoule lorsqu’elle rencontre un sol imperméable et dévale de l’amont vers l’aval : c’est le ruissellement.
L’autre partie des eaux de pluie s’infiltre dans le sol si celui-ci est perméable : c’est l’infiltration des eaux. Les eaux d’infiltration sont reprises en partie par la végétation qu’elles alimentent avant d’être rejetées dans l’atmosphère. En s’infiltrant dans un sol perméable, l’eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d’eau. L’eau contenue dans ce réservoir (nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l’extérieur. L’endroit où jaillit l’eau hors du sol s’appelle la source. Certaines nappes d’eau souterraines, une fois découvertes, peuvent aussi être exploitées par l’homme comme réserves d’eau potable pour ces besoins quotidiens.
On signalera aussi qu’après l’usage domestique des eaux, elles sont rejetées et évacuées (eaux usées) soit dans la terre qui est merveilleux filtre naturel où elles rejoignent les nappes souterraines pour former un véritable réservoir, soit dans les ruisseaux pour s’acheminer vers les fleuves, rivières ou lacs.
Ainsi, grâce à l’énergie solaire, l’évaporation reprend. Et le phénomène devient cyclique.
A partir de ce cycle, l’eau se présente sous diverses formes.
On a :
- Les eaux pluviales (précipitation)
- Les eaux souterraines (infiltration)
- Les eaux de source
- Les eaux de surface
La responsabilité revient à l’homme de l’adapter à ses besoins.
I.3.1. L’utilité du cycle hydrologique
Les recherches hydrauliques ont prouvé que la moyenne annuelle calculée sur plusieurs années de toutes les précipitations qui tombent sur le globe est estimée à 577000 km3, alors que la quantité totale disponible est estimée à 1386000000 km3. En termes de pourcentage, la quantité totale de précipitation ne représente que 0,0416% de la quantité totale disponible.
Bien que cette quantité du cycle hydraulique soit relativement faible, son utilité est de grande importance. Ce cycle influe directement sur les changements climatiques. Il donne naissance aux rivières, lacs (considérés comme sources essentielles pour l’alimentation en eau potable dans de diverses régions qui en ont besoin) et les fait disparaître. Il est aussi à l’origine des ressources dont nous disposons sur notre planète.
I.4. Eau potable
I.4.1. Définition
Une eau potable est une eau saine c’est-à-dire que l’on peut boire sans risque de nuire la santé humaine.
L’eau de consommation est définie comme :
- N’étant pas contaminée, donc incapable d’infecter quiconque en consomme d’une maladie à transport hydrique ;
- Exempt des substances toxiques ;
- Exempt des quantités excessives de matières minérales et organiques.
Contrairement à ce que pensent beaucoup de gens, toute eau claire, limpide, inodore et sans gout, n’est pas toujours une eau potable. Il est à noter que l’eau potable n’est pas exempte de matières planantes, par contre, elle regorge ces dernières en concentration jugée faible pour ne pas mettre en danger la santé du consommateur.
Pour mieux définir l’eau potable, l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) à l’aide des recherches faites par ses experts laborantins, a donnée des normes de base (les teneurs limites) au-delà desquelles certaines substances rencontrées constamment dans l’eau deviennent nocives à la vie humaine qui la consomme et de cela rendent l’eau non potable.
I.4.2. Utilité de l’eau potable
L’eau reste un élément indispensable à la survie de tout être vivant qui meurt en quelques jours s’il en est privé. Depuis longtemps, l’homme cherche les facilités à bien mener sa vie. C’est pourquoi on observait des agglomérations de gens tout près des rivières, lacs et cours d’eau. En effet, il en avait besoin dans sa vie quotidienne: construction des maisons, cuisson des aliments, lessive, préparation des bières,…
Cependant, cette eau n’est pas sans danger pour la personne qui la consomme si, utilisée sans aucun traitement pour la rendre potable.
Aujourd’hui, l’eau de ces étendues doit suivre beaucoup de traitements pour le bien du consommateur.
En effet, l’eau sale amène beaucoup de maladies (choléra, diarrhées,..). Et la population malade ne peut plus travailler ; et il n’y a plus de développement.
L’eau potable est donc nécessaire non seulement pour la santé de la population mais aussi pour le développement du pays dans tous ses domaines.
I.4.3 Qualité de l’eau potable
C’est la source de l’eau qui détermine sa qualité, d’où son utilisation future.
L’eau potable doit être saine, pure et exempte de tout risque de contamination nocive à la santé humaine.
Sa qualité requise et favorable à la santé doit être évoqué sous différents aspects à savoir :
- aspect bactériologique (absence de germes pathogènes)
- aspect physique (sa turbidité, sa couleur, ses températures, matières en suspension)
- aspect chimique (sa teneur en éléments et composés chimique : carbone, manganèse, fluore, fer, boulle de coli, entrer coqué,..)
Pour que les services chargés de la distribution de l’eau ne se trompent pas sur sa qualité, l’OMS, après ses analyses sur les concentrations chimiques de l’eau, a publié avec assurance les concentrations limites des substances chimiques au delà desquelles l’eau devient non potable. Beaucoup de pays se conforment à ces normes de l’OMS.
Au Burundi, la DGHER (milieu rural) et la REGIDESO (milieu urbain), qui distribuent l’eau potable, se conforment à ces normes.
Normes de l’OMS d’une eau potable
|
Caractéristiques
|
Unité
|
Valeurs limites
|
|
Turbidité
|
NTU
|
5
|
|
Valeur Ph
|
-
|
6.5 – 9.2
|
|
Conductibilité
|
µs/cm
|
700
|
|
Matières en suspension (M.E.S.)
|
mg/l
|
500
|
|
Fer (Fe²+)
|
mg/l
|
0.3
|
|
Dureté
|
mg/l
|
20 – 30
|
|
Sodium
|
mg/l
|
20
|
|
Ammoniaque (NH4)
|
mg/l
|
1.0
|
|
Calcium (Ca2+)
|
mg/l
|
75
|
|
Température
|
°C
|
25
|
|
Sulfates (SO42+)
|
mg/l
|
200
|
|
Gaz Carbonique (CO2)
|
mg/l
|
-
|
|
Nitrite (NO-)
|
mg/l
|
25
|
|
Potassium (K+)
|
mg/l
|
10
|
|
Phosphates (PO4-)
|
mg/l
|
7
|
|
Magnésium
|
mg/l
|
50
|
|
Oxygène (O2)
|
% de saturation
|
20
|
|
Demande chimique en O2 DCO
|
mg/l
|
5/KMNO4
|
|
Chlorures (Cl-)
|
mg/l
|
200
|
Tableau 1 : Qualité d’une eau potable d’après les normes de l’OMS.
Table de matières
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