Infrastructures d’eau potable et technologie appliquée

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ETUDE TECHNIQUE

Mémoire de fin d’étude en LISTE

La partie technique est primordiale dans un projet de construction puisqu’elle occupe la plus grande partie du travail. Elle consiste à p rocurer les détails spécifiques qu’on doit savoir dans la réalisation du puits. Dans notre étude, elle est constituée par les domaines suivants : généralités, étude hydrogéologique, besoin en eau du village, construction de l’ouvrage, système de pompage et analyse de l’eau du puits.

GENERALITES

La construction d’un ouvrage de captage comme le puits ou forage nécessite des études approfondies avec des instruments très spécifiques. En fait, ces études sont nécessaires pour avoir la qualité et la pérennité de l’ouvrage.
Le projet de réalisation d’un puits est constituépar les domaines suivants :
Etude cartographique pour connaitre la localisation géographique, le réseau hydrographique, la topographie et la structure hydrogéologique de la zone à étudier.
Données climatiques pour avoir la précipitation, al température et l’évapotranspiration afin de calculer le bilan hydrique du milieu.
Etude du cadre socio-économique, effectuée à l’aided’une enquête individuelle ou en groupe, pour déterminer les activités économiquest toutes les informations existantes dans la zone d’étude. Ceci est accompagné de quelques descentes sur terrain pour savoir la réalité concrète sur la carte.
Aspect technique pour obtenir les méthodes d’exécutions et tous détails techniques appropriés au terrain pour la réalisation proprement dite de l’ouvrage.

ETUDE HYDROGEOLOGIQUE

Cette étude est indispensable pour la construction d’un tel ouvrage. Elle est surtout fondée sur la reconnaissance de la structure du sou sol : l’aquifère, les nappes, la morphologie du sous sol et la détermination des paramètres hydrodynamiques. Après cette investigation, on peut estimer le débit d’eau dans le réservoir aquifère.

Cycle de l’eau

Le cycle de l’eau est un élément nécessaire dans une étude hydrogéologique.
Ce cycle se définit comme la transformation d’eau en vapeur, sous l’action de l’évaporation au niveau des plans d’eau et la transpiration par les végétaux donc de l’évapotranspiration. La vapeur monte dans l’atmosphère, se condense en nuage et engendre les précipitations sous forme de liquide ou solide, une partie des eaux de précipitation se ruisselle et grossit les réservoirs de surface, une autre partie s’infiltre et assure l’humidification du sol et la recharge ou réalimentation en eau de la nappe aquifère. Cette eau émergente au niveau des sources dites sourcins et uintements qui alimentent les réseaux de surface surtout pendant la période d’étiage.

Réservoir aquifère

L’infiltration efficace, vers le sous sol, des eaux de ruissellement favorise l’alimentation en eau de l’aquifère. Le système aquifère aborde ces eaux par système gravitaire.
Un aquifère est un corps (couche, massif) des roches perméables comportant une zone saturée suffisamment conductrice d’eau souterrainepour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantité d’eau appréciable. Il peut comporter aussi une zone non saturée. (Définition de Margat et Castany).
Il est caractérisé par un plancher imperméable etun toit perméable, semi-perméable ou imperméable.
Généralement, un aquifère peut présenter les formations suivantes :
Roches poreuses (meubles ou cohérentes) : alluvions, sables, grès. L’aquifère est homogène car il a une perméabilité d’interstices etla vitesse de percolation y est lente ;
Roches karstiques : calcaires durs
Roches fissurés : socle cristallin, roche métamorphique.
Pour les roches karstiques et fissurés, l’aquifèreest hétérogène avec une perméabilité de fissure et la vitesse de percolation est plus rapide. [6]

Typologie des nappes

Une nappe est l’ensemble des eaux comprises dans la zone saturée d’un aquifère, dont toutes les parties sont en liaison hydraulique.
La qualité physico-chimique de cette nappe dépenddes matériaux qu’elle a traversé pendant son parcours au cours du processus d’infiltration.
Il existe plusieurs types des nappes mais on va les regrouper en deux catégories :
nappe captive et nappe libre.
a) Nappes libres
Lorsque le sol est uniformément poreux et perméable, l’eau de pluie s’infiltre jusqu’à une couche imperméable et sature les roches, allantun certain niveau appelé surface libre de nappe donnant la nappe libre.
Dans ce cas, l’eau circule dans toute l’épaisseur ed l’aquifère, plus ou moins parallèlement à la surface libre sauf au niveau des exutoires et des lignes de crête.
Alors, la surface piézométrique d’une nappe libre ste la surface supérieure de la zone saturée de l’aquifère.
b) Nappes captives
On appelle nappe captive, une nappe dont le toit est à un niveau inférieur à la surface piézométrique. Ceci suppose que la couche située autoit de l’aquifère soit « imperméable », mais cette condition n’est pas suffisante. En effet, si le terrain perméable est suffisamment alimenté, la nappe est captive ; si cette alimentation est trop faible, elle reste libre. La nappe est confinée car elle est surmontée par une formation peu ou pas perméable; l’eau est
comprimée à une pression supérieure à la pression atmosphérique et donnant la nappe captive. [5]
c) Les types de nappe rencontrés à Madagascar
Les types de nappes retrouvés dans l’ile sont : nappe d’altération, nappe d’alluvion et nappe de socle fissuré.
Nappe d’altération
Elle renferme deux types d’aquifères :
Aquifère à nappe libre logée (nappe d’altérite) rencontrée dans les formations altérées argilo-sablo-kaolinite, elle est alimentéepar l’eau de pluie. C’est de l’eau déminéralisée à conductivité égale à 40s /cm ;
Aquifère à nappe semi-captive, nappe d’arène rencontrée sous les formations micacées argileuses. Elle est peu minéralisée à conductivité égale à 200 à 300 s/cm.
Nappe d’alluvion
Les nappes des alluvions intercollinaires sont rencontrées en outre dans les bas-fonds. Cette nappe est profonde de 5 à 20m et le débit d’exploitation de ces nappes est limité à 0.2m3/h. Cette eau est peu minéralisée mais riche ne fer.
Nappe de socle fissuré
La nappe de socle fissuré a une perméabilité supérieure à celle de la nappe
d’altération. Elle 3
donne un débit d’exploitation intéressant, supérieur à 3 m/h, dans les fractures de roches sous la couverture latéritique et profonde de 25 à 100 m, l’eau est peu minéralisée. [5]

Captage des eaux souterraines

La méthode de captage des eaux souterraines se faitsoit au niveau d’une source, soit directement dans la nappe aquifère.
Une source est une venue d’eau souterraine. Si elle est unique, il faut la capter directement par un système d’adduction gravitaire. Par contre, si elle est diffuse, il est nécessaire de construire des canaux collecteurs.
Au niveau des nappes aquifères, trois systèmes decaptage sont envisageables selon le type du sol et la profondeur d’investigation : sondage, puits et forage.
Le captage par un puits est le système le plus répandu à Madagascar pour des raisons économiques d’une part et la simplicité de la technique d’autre part.

Table des matières

REMERCIEMENTS
AVANT PROPOS
TABLES DES MATIERES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ANNEXES
GLOSSAIRE
INTRODUCTION
PARTIE I : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
A-CADRE GEOGRAPHIQUE
B-CONTEXTE CLIMATIQUE
1-Température
2-Pluviométrie
3-Evapotranspiration
4-Bilan hydrique
C-RESEAU HYDROGRAPHIQUE
D-DOMAINE GEOLOGIQUE
E-SOLS ET VEGETATIONS
F-DONNEES DEMOGRAPHIQUES
1-Commune rurale d’Ambalakely
2-Fokontany d’Ambatolahimavo
G-SITUATION SOCIO-ECONOMIQUE
1-Social
a-Solidarité
b-Sécurité
c-Infrastructures scolaires et éducatives
d-Santé
2-Economique
H-EAU ET ASSAINISSEMENT
1-Assainissement
2-Infrastructures d’eau potable et technologie appliquée
PARTIE II: ETUDE TECHNIQUE
A-GENERALITES
B-ETUDE HYDROGEOLOGIQUE
1-Cycle de l’eau
2-Réservoir aquifère
3-Typologie des nappes
a-Nappes libres
b-Nappes captives
c-Les types de nappe rencontrés à Madagascar
4-Captage des eaux souterraines
5-Essai de pompage
C-BESOIN EN EAU
D-CONSTRUCTION D’UN PUITS
1-Description de l’ouvrage
a-Creusement en terrain sec
b-Construction du cuvelage
c-Mise en place du captage
d-Les équipements de surface
2-Désinfection d’un puits
3-Partie génie civile
a-Dessin technique
b-Béton armé
E-SYSTEME DE POMPAGE
1-Généralités sur les pompes
2-Caractéristique et dimensionnement d’une pompe
3-Cas d’une pompe à motricité humaine
a-Différents types de pompe à motricité humaine
b-Choix de la pompe
c-Principe de fonctionnement d’une pompe à motricité humaine
d-Pompe manuelle à corde
F-ANALYSE DE L’EAU DU PUITS
1-Potabilité d’une eau de puits
2-Analyses
a-Mode de prélèvement
b-Conditions de transport et de conservation
c-Analyses physico-chimiques
d-Analyse microbiologique
3-Norme de potabilité
4-Résultats et interprétations
PARTIE III : ETUDE ECONOMIQUE
A-DEVIS DESCRIPTIF
B-BORDEREAU DE DETAIL ESTIMATIF
C-RECAPITULATION
D-PRIX DE REVIENT DE L’EAU VENANT DU PUITS
1-Charges fixes
2-Charges d’exploitation
3-Charges financières
4-Prix final de 1m3 d’eau
E-DUREE DES TRAVAUX
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
METHODOLOGIE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES