CHAP III : EVALUATION DES BESOINS EN EAU POTABLE

III.1. Introduction

Selon le climat et l’intensité de son travail, le corps humain a besoin de 3 à 10litres d’eau pour son fonctionnement normal. Une partie est absorbée au cours des repas. L’utilisation de l’eau pour la préparation des aliments et leur cuisson est relativement constante. La qualité de l’eau utilisée pour d’autres besoins varie de façon importante.

Elle est très influencée par le type du dispositif d’alimentation et par la disponibilité de l’eau. Les facteurs qui influencent l’utilisation de l’eau sont les habitudes culturelles, les normes et les modes de vie ainsi que le coût et la qualité de l’eau.

En effet, l’eau doit être disponible en qualité et en quantité suffisante pour assurer les besoins des populations concernées. Pour déterminer les besoins en eau potable, il faut savoir le niveau de vie de la population qui habite la zone.

Les quantités nécessaires pour l’alimentation en eau potable seront fournies pour les besoins suivants :

• Les consommations privées ;
• Les consommations collectives ;
• Les pertes.

III.2. Evaluation de la population et des équipements publics et privés

L’alimentation en eau potable commence par une étude d’évaluation des effectifs à desservir. Ensuite, il faut disposer des données suffisantes en rapport avec les différents établissements et équipements qui utilisent de l’eau.

III.2.1. Evaluation de la population actuelle (P₀)

Après avoir effectué une visite sur terrain tout le long du réseau et en se basant sur des données démographiques fournies par la Direction Générale de l’Hydraulique et des Energies Rurales (DGHER) qui a fait les levées topographiques, nous avons classé les bénéficiaires en deux catégories :

• Les villageois ;
• Une école primaire de KARAMBI, projet de construction d’un collège communal et d’un centre de santé à KARAMBI.

En effet, pour évaluer le nombre d’habitants, nous avons estimé que chaque ménage compte 6 personnes. La population évaluée sur les collines et sous-collines du secteur d’adduction est répartie comme nous le montre le tableau ci-dessous.

Colline et sous-collines	Ménages	Habitants
KIGURUKA	35	210
KIZIBA	55	330
KARAMBI	86	516
GATABO	105	630
TOTAL	281	1686

Tableau III.1 : Evaluation de la population actuelle.

III.2.2. Evaluation des équipements publics et privés

Les données du tableau ci-dessous résultent de l’administration communale de SHOMBO de la province KARUSI.

Désignation	Unité	effectif
Ecole primaire KARAMBI	Ecolier	480
Projet de construction d’un Co. Co	Elève	240
Projet de construction d’un centre de santé	lit	20

Tableau III.2 : Equipements publics et privés

Pour l’école primaire, elle compte 6 salles de classe et chaque salle de classe compte 80 écoliers en moyenne et on aura :

          Pour le collège communal de KARAMBI, on compte à construire quatre salles de classe avec une moyenne de 60 élèves dans chaque salle de classe et pour le centre de santé, on a utilisé la valeur maximale de l’OMS qui est 20lits en milieu rural.

III.2.3. Evaluation de la population projetée au bout de 20ans

Pour évaluer la population projetée, nous nous basons sur le facteur essentiel qui est l’horizon de planification. En outre, il nous faut assurer une garantie s’étendant en une période de 20ans, c’est-à-dire jusqu’en 2031.

Partant du tableau d’accroissement moyen de la population de la province KARUSI et par commune, nous allons calculer le taux d’accroissement annuel de la commune SHOMBO où est notre zone du projet.

Accroissement moyen entre 1990 et 2008 / province et commune

Province KARUSI

Commune	Population  en 2008	Population en 1990	Accroissement moyen annuel
BUGENYUZI	82 615	55 873	2,2
BUHIGA	70 390	44 136	2,6
GIHOGAZI	66 851	60 235	0,6
GITARAMUKA	77 782	56 864	1,8
MUTUMBA	41 941	25 597	1,8
NYABIKERE	47 773	30 441	2,5
SHOMBO	45 709	28 501	2,7

Tableau III.3 : Accroissement moyen de la province KARUSI entre 1990

                      et 2008

Le taux d’accroissement moyen annuel est donné en appliquant la loi exponentielle suivante :

Où :

: Population projetée

: Population actuelle

: Nombre d’années entre deux recensements

: Taux d’accroissement annuel à chercher

Pour notre cas de la commune SHOMBO, un exemple de calcul du taux d’accroissement moyen annuel est donné :

La population actuelle que nous allons desservir varie de 1684 avec un taux d’accroissement moyen de 2,7 et en se basant sur la formule :

,

 Nous avons fait l’estimation de la population  en 2031 dont les résultats se trouvent dans le tableau qui suit.

Collines et sous-collines	Population desservie
	2011	2031
KIGURUKA	210	358
KIZIBA	330	563
KARAMBI	516	880
GATABO	630	1074
TOTAL	1686	2874

Tableau III. 4 : Population bénéficiaire en 2031

III.3. Calcul des besoins moyens en eau

III.3.1. Norme de calcul des besoins

Les chiffres des tableaux suivants ne sont pas des guides à utiliser au moment de la conception initiale (avant-projet). On s’appui sur des données plus précises à récolter dans la zone concernée. Des mesures sur terrain sont à faire. Nous allons faire des comparaisons avec les chiffres du milieu rural dans lequel y est notre zone de projet.

1. a) Distribution Rurale :

Type de consommation	Consommation spécifique	Observation
1. Consommation domestique
1.1. aux bornes fontaines (BF)	Base de calcul : Famille de 6 personnes
§  Habitats dispersés §  Habitats agglomérés §  Provision pour bétail	80l/j/famille 120l/j/famille 10l/j/famille
1.2. aux branchements particuliers (B.P)
a)    taux forfaitaires b)    alternativement à partir de la consommation spécifique	5 à 10% 240l/j/famille	du cumul de consommations domestiques journalières Nécessité d’identifier le nombre de familles prévisionnel pour le B.P
2. Edifices publics
2.1. Santé
§  Hôpital (avec lits) §  Dispensaire (soins primaires) §  Maternité §  Centre de santé (lits, équipement médical) §  Centre nutritionnel	150l/j/lit 1000l/j 150l/j 0 à 10m3/j 500l/j	pour environ 100lits Au maximum 20lits en campagne Valeur maximale
2.2. Enseignement
§  Ecole primaire §  Ecole secondaire ou centre de formation pour élèves internes §  Ecole secondaire ou centre de formation pour élèves externes	10l/l/élève 70l/j/élève 10l/j/élève
2.3. Institutions sociales
§  Orphelinat §  Centre civique de la jeunesse	30l/j/habitat 50l/j/habitat	Occupation interne, éducation Occupation interne, éducation
2.4. Administration
§  Bureau communal §  Bureau de zone §  Bureau de colline §  Tribunal	500l/j 500l/j 500l/j 200l/j
2.5. Autres
§  Paroisse/mission §  Prison §  Camp militaire	8m3/j 7l/j/occupant 100/j/occupant
3. Commerce et Industrie
§  Centre de négoce population §  Marché §  Artisanat/petite entreprise §  Abattoir §  Usine	- 1000l/j - 350l/j/animal 5m3/j	A enquêter A enquêter Animal = bétail abattu par jour (par tonne de thé traité  en production

Tableau  III.51. Evaluation détaillée des besoins en eau dans les milieux

                         ruraux

1. b) Distribution urbaine

Pour une agglomération urbaine, nous pouvons tabler en première approximation sur les bases ci-après :

• Villes de 5.000 à 20.000 habitants : 150 à 200l/j/hab.
• Villes de 20.000 à 100.000 habitants : 300 à 300l/j/hab.
• Villes d’au-dessus de 100.000 habitants : 300 à 400l/j/hab.

III.3.2. Besoins de consommation de la population

Comme notre réseau est dans un milieu rural, toute la population que nous allons desservir sera alimentée par les bornes fontaines et considérons que chaque ménage ne peut pas dépasser une distance de 500m pour s’approvisionner en eau.

En prenant les besoins spécifiques de 20l/j/habitant pour une population de 2874 habitants, la consommation sera donc de :

          Soit ou

III.3.3. Besoins en eau potable des équipements publics et privés

1. Ecole primaire et collège communal

D’après les informations fournies par la commune SHOMBO, l’Ecole primaire et le collège communal comptent un effectif de 720. En prenant les besoins spécifiques de 5l/j/élève ou écolier, on aura :

1. Centre de santé

Selon l’OMS, un centre de santé compte 20lits au maximum avec une consommation spécifique de 0 à 10m³/j au maximum. En milieu rural, on prend la valeur moyenne de 5m³. On aura 5m³/j = 0,058l/s

III.3.4.  Calcul des besoins journaliers totaux en eau

Voici le tableau qui nous montre toutes les données calculées comme besoins journaliers moyens totaux en eau.

Catégorie des bénéficiaires	Besoins
	m3/s	l/s
Villageois	54,480	0,666
Ecole primaire et Collège communal	3,600	0,042
Centre de santé	5	0,058
Total	66,08	0,766

Tableau III.6 : Besoins journaliers moyens en eau

III.4. Calcul des besoins en eau maximum

Dans le calcul des besoins en eau maximum, nous allons prévoir des pertes d’eau et des consommations de pointe c’est-à-dire que les valeurs des besoins totaux déjà obtenues ne sont pas celles qu’il faudra directement utiliser dans les calculs hydrauliques.

III.4.1. Notions de pertes d’eau dans le réseau

Le réseau connaît de distribution n’est jamais étanche. Il connaît sans doute beaucoup de pertes d’eau dues à l’état du dernier. Les fuites sont enregistrées surtout dans les joints des tuyaux et au niveau des robinets.

Le volume des fuites peut représenter 25 à 50% de la quantité d’eau consommée en milieu rural. Comme notre réseau peut être classé dans la catégorie des réseaux moyennement entretenus, la perte de charge est de 25%.

Selon les études faites par GKW Ingénieur Conseil sur l’alimentation en eau, les pertes sont calculées à partir de la formule ci-dessous :

Avec :

: Besoins moyens journaliers

: Coefficient de perte d’eau

On a donc :

                 

                       

                         

                       

                     Soit

                       

III.4.2. Marges

Il est bon de prévoir une marge de consommation pour tenir compte d’une augmentation soit de la population, soit de la consommation individuelle et éviter d’avoir remanier le réseau trop tôt.

Notre étude s’étend sur une période de 20 ans. En prenant l’hypothèse que l’augmentation des consommations est proportionnelle à l’augmentation de la population, le coefficient majorateur représentant  la marge de sécurité sera calculée par la formule suivante :

     (en %)

Avec :

: Population projetée

: Population initiale

Durant cette période de 20ans, la population passera de 1686 à 2874 habitants, soit une augmentation de :

Avec ce coefficient majorateur représentant la marge de sécurité, les besoins maximum pour l’an 2031 seront de :

Tableau récapitulatif général de besoin en eau.

Catégorie des bénéficiaires	Besoins
	L’an 2011			L’an 2031
	Besoins moyens en m3/j	Production max.		Besoins moyens en m3/j	Production max.
		m3/j	l/s		m3/j	l/s
Villageois	57,430	77,02	0,890	98,2908	131,7042	1,524
E.P b et Co. Co	3,600	4,824	0,056	6,156	8,249	0,095
Centre de Santé	5	6,7	0,077	18,55	11,457	0,133
Total	66,08	88,544	1,023	112,9968	151,410	1,752

Tableau III.7 : Les besoins en eau maximum

Tableau des besoins en eau détaillées

Colline et sous colline	Villageois en 2031 (m3/j)	Infrastructures (m3/j)		Total en 2031
		2011	2031	(m3/j)	(m3/h)
KIGURUKA	16,406	0	0	16,406	0,683
KIZIBA	25,801	0	0	25,801	1,075
KARAMBI	40,328	11,524	19,706	60,035	2,501
GATABO	49,219	0	0	49,219	2,05
TOTAL	13,1754	11,524	19,706	151,461	6,309

Tableau III.8 : Besoins en eau détaillées

Q_E( infrastructure) = 0,821m³/h

Q_E( KARAMBI) = 1,68m³/h