INTRODUCTION

0.1. Généralités

Sans doute l’eau c’est la vie, depuis la création de l’homme, l’eau a toujours été l’un des facteurs les plus importants qui conditionnent l’organisation et le développement des collectifs humains.

L’eau est d’abord condition directe de survie, puis très vite facteur clé de la production agricole et enfin support essentiel de la production industrielle.

Comme condition directe de survie, l’eau est un élément important pour tout être vivant et surtout pour les êtres humains, car ces derniers l’utilisent non seulement pour la consommation et la préparation de nourriture mais aussi pour l’hygiène de leur corps.
Comme facteur clé de la production agricole, l’eau est utilisée pour l’irrigation des étendues agricoles quand il y a absence de pluie l’abondance de la production.
Comme support essentiel de la production industrielle, presque toutes les industries modernes utilisent l’énergie du courant électrique produite principalement par l’eau pour faire fonctionner les moteurs et produire l’éclairage nécessaire.

Le fait relativement nouveau est que l’eau doit être considérée maintenant comme un bien économique et que la gestion des ressources en eau doit se concevoir, s’organiser comme celle de n’importe quelle autre ressource en tenant compte en particulier de sa disponibilité dans l’espace et dans le temps de son caractère cyclique et des détériorations de sa qualité.

Un ravitaillement en eau potable joue un rôle très important dans le développement des zones rurales. Il réduit fortement le nombre de maladies transmises par l’eau polluée et, de plus, il est souvent à la base d’autres projets de développement concernant la santé, la nutrition, l’hygiène, etc.

Un des objectifs principaux du développement communautaire consiste donc à aider les populations rurales à améliorer la qualité de leur eau et à la rendre plus accessible.

0.2. Présentation générale du sujet

Notre travail concerne l’étude d’alimentation en eau potable dans les collines MUBUGA-GATONGO-GITARAMUKA et NYABIHANGA de la zone MUBUGA en commune NGOZI. Pour ce faire, nous allons nous servir de données de base sur la situation de l’approvisionnement en eau potable en milieu rural par province et par commune fournies par le Ministère de l’Energie et Mines en 2007 et les bénéficiaires sont donnés par le recensement local de 2010 effectué par TWITEZIMBERE:

Notre projet est subdivisé en 9 chapitres à savoir :

Présentation de la zone d’étude
Evaluation des besoins en eau potable
Captage et bâche d’aspiration
Station de pompage et calcul de la conduite de refoulement
Protection de la conduite de refoulement contre les coups de Bélier
Dimensionnement des ouvrages du réseau d’alimentation et calculs hydrauliques
Evaluation financière du projet
Entretien et gestion du réseau
Recommandation et conclusion générale

0.3. Qualité de l’eau potable

0.3.1. Caractéristiques physiques

La turbidité
La coloration
L’odeur
La fraîcheur
La saveur
Pouvoir colmatant
Les gaz dissous

Ces gaz sont :

L’oxygène qui permet la destruction des matières organiques
Le gaz carbonique inoffensif pour la consommation de l’eau mais, en forte quantité, il rend agressive vis-à-vis de certains composants ;
L’azote normalement dissous dans l’eau, sa présence est indifférente en raison de son inertie chimique

Une eau potable doit contenir 20 à 50cm³ de gaz par litre selon sa température dont environ 63% d’azote, 7% de CO₂ et 30% d’oxygène ce qui correspond à la saturation.

0.3.2. Caractéristiques chimiques

Composants chimiques

Selon la nature du terrain, on trouve dans l’eau :

Des carbonates
Des chlorures
Des sulfates
Des nitrates
Des silicates
Des calciums
Du fer
Du magnésium

On peut parfois y trouver : des phosphates, des Ammoniacs, des matières organiques qui constituent un milieu favorable à la vie microbienne. Les eaux ainsi chargés doivent être considérées comme dangereuses.

Dureté : pour mesurer la dureté, on utilise le degré hydrotimétrique (°TH).

N.B : 1°TH correspond à la dureté d’une eau qui contient 11,4mg par litre de CaCl₂. (11,1mg/l pour un degré français).

Une eau potable doit avoir un titre hydrotimétrique compris entre 15 et 20°TH. En dessous, elle est douce (< 5°TH) ou très dure (>30°TH). Dans ce dernier cas, il faut l’adoucir avant de la livrer à la consommation.

Acidité-alcalité : Ce caractère se détermine en mesurant le pH (potentiel d’hydrogène) de l’eau toujours comprise entre 0 et 14. En dessous de pH=7, l’eau est acide, au dessus de pH=7, l’eau est alcalin (basique).

Une eau dont pH est inférieure à 7,4 attaque les canalisations en acier. Il est souhaitable qu’une eau potable ait un pH sensiblement neutre.

Agressivité : Il s’agit de l’attitude de l’eau vis-à-vis des bétons (et ciments) essentiellement constitués de carbonates. Elle dépend de la quantité de CO₂ dissous.

En effet :

Si la quantité de CO₂ est faible, la réaction carbonates, bicarbonates tend à se faire dans le sens

(CO₃H)₂Ca CO₃Ca + CO₂ + H₂O (1)

Si la quantité de CO₂ est grande, la réaction tend à se faire dans le sens

CO₃Ca + CO₂ + H₂O (CO₃)₂Ca (2)

CO₃Ca étant arraché au béton. L’eau est agressive.

Enfin, l’eau est neutre vis-à-vis des bétons si la quantité de CO₂est celle telle que la réaction se fasse comme dans le cas (1).

Sels de fer : Ils s’oxydent en rouille et précipitent au contact de l’air, colorent l’eau et favorisent la croissance de certaines algues qui obstruent les conduites. L’eau potable doit contenir moins de 0,2mg de fer par litre.

0.3.3. Caractéristiques bactériologiques

Une eau de consommation ne peut renfermer aucun germe pathogène. C’est par la recherche de la présence éventuelle de certains germes facile à identifier que l’on peut avoir une idée de la valeur bactériologique d’une eau. La mise en évidence de ces germes est alors l’indice d’une contamination d’origine fécale et doit déclencher les mesures de protection et de stérilisation nécessaire. Il existe deux types de microbes.

Microbes anaérobies: qui vivent en absence d’oxygène en utilisant celle incluse dans les substances organiques qu’ils décomposent en donnant les nitrates et de l’ammoniac.
Microbes aérobies: qui se développent en présence de l’oxygène libre (de l’air ou dissous dans l’eau). Ils oxydent les matières qu’ils transforment en substances minérales. Parmi eux, se trouvent peu de germes dangereux.

Pour qu’une eau soit considérée comme potable, il faut

qu’elle ne contienne pas plus de 150 germes banaux/cm²
qu’elle ne contienne ni bacille coli dans 100cm³, ni aucun germe pathogène

0.3.4. Classes de l’eau

L’eau potable: Elle n’est pratiquement polluée, elle peut être utilisée pour l’eau potable après un simple traitement. C’est l’eau qui ne produit aucun effet nuisible sur la santé.
L’eau acceptable : Elle est polluée jusqu’à certain degré. Elle peut être utilisée comme eau potable après un traitement complexe. Elle est utilisée pour les baignades et les loisirs.
L’eau douteuse: elle ne doit en aucun cas être utilisée comme eau potable et pour les soins corporels. Elle peut être utilisée pour l’irrigation.
L’eau mauvaise: On ne peut pas la traiter pour l’utilisation comme eau potable. Elle est utilisée par les industries hydroélectriques et la navigation.

Caractéristiques	unité	Valeurs limites
Turbidité	NTU	5
Valeur de pH	-	6,5 - 9,2
Conductibilité	s/Cm	700
Matières en suspension (MES)	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	mg/l	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)	mg/l	20
Demande chimique en oxydes (DCO)	mg/l	5/KMnO4
Chlorures (Cl^-)	mg/l	200

Tableau 0.1 : Qualité d’une eau potable d’après les normes de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS)

0.3.5. Cycle de l’eau

L’eau existe dans la nature sous trois formes :

Liquides à l’état normal ;
Gazeuse en vapeur ;
Solide en glace ;

Et même l’eau parcourt un cycle éternel appelé cycle de l’eau. Sous l’effet rayonnement solaire, l’eau des lacs, rivières, océans, fleuves, etc s’évapore. Cette vapeur d’eau est entraînée par le vent vers les continents où elle rencontre des conditions favorables à sa condensation. Ainsi naît les nuages.

Dans ces nuages, des goutellettes se forment autour des grains de poussières et des grains de sel provenant de l’évaporation des eaux des mers. Ces goutellettes prennent des proportions qui ne leur permettent plus de rester « en suspension » et le processus de précipitation commence une partie des eaux ruisselle à la surface de la terre et augmenter la quantité des eaux des cours d’eau et des lacs, d’où elle est sujette d’une part de l’évaporation d’autre part de l’infiltration à travers le sol.

Les eaux d’infiltration sont reprises en partie par la végétation qu’elles alimentent avant d’être rejetés dans l’atamosphère et une partie s’accumule dans le sous sol pour former les nappes souterraines qui, à leur en s’écoulant donne naissance aux sources qui émergent à la surface du sol. Et le cycle continue.

Fig. 0.1 : Cycle hydrologique

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