Présentation du système d’alimentation en eau potable

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La station de traitement d’eau

Une station de traitement d’eau est un ensemble d’équipements et d’ouvrages de traitement d’eau à partir de la prise d’eau brute jusqu’à l’obtention d’une eau répondant aux normes de potabilité, dite « eau potable ».Une eau est dite potable quand elle satisfait à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine. Les standards de référence dans ce domaine diffèrent selon les époques et les pays.
Le concept de « potabilité» varie à travers le monde, fruit d’un contexte historique et culturel local. Il détermine la question d’accès à l’eau, puisque une eau de bonne qualité est essentielle au développement économique et humain.
L’article suivant tiré du Code de l’eau le justifie en effet :
D’après l’ARTICLE 38 : « Toute eau livrée à la consommation humaine doit être potable. Une eau potable est définie comme une eau destinée à la consommation humaine qui, par traitement ou par voie naturelle, répond à des normes organoleptiques, physico-chimiques, bactériologiques et biologiques fixées par décret. »
Madagascar, comme tous les autres pays, dispose d’une norme de potabilité dont il doit satisfaire avant de distribuer l’eau : c’est la NOR ME DE POTABILITE MALAGASY (Décret n°2004-635 du 15/06/04, cf Annexe 9 page 105). Mais, malheureusement peu de distributeurs d’eau seulement se soumettent à ces n ormes, voire même distribuent de l’eau plutôt non potable à la population. La limite de qualité est une valeur maximale à ne pas dépasser pour éviter un non-conformité et une toxicité de l’eau. De la qualité des eaux brutes (ressource en eau avant tout traitement de potabilisation) va dépendre :
· L’autorisation de prélever cette eau pour la rendre potable .
· La filière de potabilisation appropriée .
· Le type de traitement à utiliser pour une eau quelconque dépend des résultats des différentes analyses : bactériologiques, physico-chimique et organoleptiques.
Les eaux superficielles destinées à la production alimentaire doivent répondre à des exigences de qualité très précises et fixées par des organismes spécialisés.
Pour la JIRAMA, les eaux brutes sont classées en quatre catégories, selon l’intensité du procédé :
A1 : Qualité bonne, désinfection simple (traitement physique simple et désinfection).
A2 : Qualité bonne, filtration+ désinfection (traitement physique simple et désinfection).
A3 : Qualité moyenne, traitement normal physique, chimique et désinfection (pré traitement physique-coagulation-floculation-décantation-filtration-désinfection-neutralisation).
A4 : Qualité médiocre, traitement physique, chimique poussé, affinage et désinfection (floculation-décantation-filtration-désinfection).

La prise d’eau brute et le prétraitement

Le traitement de l’eau brute commence déjà au niveau du captage, c’est ce qu’on appelle prétraitement.
Le prétraitement comporte :
· Le dégrillage .
· Le dessablage .
· Le dégraissage.
Dans le prétraitement, on effectue aussi une pré-chloration qui est une désinfection en tête (élimination des mauvais goûts, odeurs des algues, …). Cette phase est effectuée par l’injection de l’hypochlorite de calcium Ca(ClO) 2, en effet, le prétraitement est utilisé pour les eaux contenant beaucoup de matières organiques après une première analyse effectuée sur l’eau brute. Les dosages de chlore utilisé ultérieurement seront insuffisants si cette étape de prétraitement est sautée.

Le pompage d’eau prétraitée

Il consiste à amener l’eau du système de prise vers les différents postes de traitement à l’aide des pompes et des tuyaux de refoulement qui peuvent comporter des protections anti-bélier ou ventouses selon le cas.

Coagulation-floculation

La coagulation et la floculation sont au cœur du traitement de l’eau potable. Il s’agit ici du traitement secondaire que nous effectuons sur une eau brute suivant le dégrillage et le dessablage. Premièrement, il faut injecter un coagulant, un produit qui aura pour effet de neutraliser la charge des particules colloïdales (responsables entre autres de la couleur et turbidité) de façon à ce qu’elles ne se repoussent plus les unes des autres. Le coagulant est ajouté juste avant ou dans un bassin à mélange rapide pour aider à faire effet plus rapidement. Une fois cette étape accomplie, il faut injecter unfloculant ou aide-coagulant ou adjuvant de floculation qui aura pour effet d’agglutiner toutes les particules devenues neutres c’est-à-dire les rassembler pour qu’elles forment des flocons assez gros pour sédimenter (couler au fond) « Etude du comportement du réseau d’adduction d’eau potable d e la partie Nord-Ouest de la ville d’Antananarivo après la mise en service de la station de traitement d‘eau potable de Faralaza » par eux-mêmes. Cette étape a lieu dans un bassin à mélange plus lent de manière à ne pas briser les flocons une fois formés mais qui, tout de même, doit avoir un effet de diffusion.
La floculation se déroule dans une enceinte munie de système d’agitation appelé floculateur. Le système d’agitation, le volume du réacteur ainsi que l’énergie dissipée varient suivant l’application ou le fluide à traiter.
Le floculant le plus utilisé par la JIRAMA est le sulfate d’alumine (AlSO 4) pour cette phase de floculation ou coagulation. La zone de bonne floculation se situe entre pH 6,0 et 7,2. Les adjuvants utilisés sont la chaux Ca(OH) et les polymères. La chaux est aussi utilisée dansla déferrisation des eaux ferrugineuses, par précipitation du fer dissous en Fe(OH)2etpar élévation de pH.
Le pH optimal pour le traitement d’une eau se situe entre 8,0 et 8,3.

Description de la société JIRAMA

La JIRAMA est une société anonyme de droit commun étenued entièrement par l’Etat Malagasy. Elle est dirigée par un Conseil d’administration auquel répond un Directeur Général nommé par le Ministère chargé de l’énergie. Elle est crée par l’Ordonnance n°75-024 du 17 Octobre 1975 et porte depuis ce jour le nom de société d’état JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy). Elle résulte de la fusion de deux Sociétés qui exerçaient des activités similaires : la Société Malagasy des Eaux et Electricité (SMEE)et la Société des Energies de Madagascar (SEM). La JIRAMA œuvre pour la réalisation des objectifs gouvernementaux en matière d’alimentation en eau potable et d’électrification dans tout Madagascar. Ses principales activités sont la production, le transport et la distribution d’énergie électrique ainsi que la production, le traitement et la distribution d’eau potable. Depuis 2005, la société est sous la gestion d’une société privée internationale (LAHMEYER) par contrat de gestion avec l’Etat. Les besoins en eau potable et en électricité des ménages ainsi que des entreprises se différent selon les catégories de population c’est-à-dire selon les niveaux de développement. On peut distinguer :
· population urbaine qui est la mieux équipée même ellesi englobe la majeur partie des ménages à grande difficulté financière ou des ménages pauvres. Elle a relativement un accès facile au service de l’électricité et de l’eau potable malgré cette pauvreté .
· population rurale, à très faible accès à l’électricité et à l’eau potable. Ceci est due aux problèmes du pouvoir d’achat des habitants et également aux problèmes de la tarification de l’eau ainsi que de l’électricité .
· catégories industrielles et services en plein essor. Il s’agit des entreprises, sociétés.
· Les grandes agglomérations, jusqu’au niveau des chefs-lieux de Firaisana, ont toutes été électrifiées ;il en reste les couches les plus pauvres des villes et celles des zones rurales. Tout de même l’accès à l’eau potable dans les villes alimentées avoisine les 100%. Le gros du travail restant consiste à alimenter les zones rura les et à améliorer la qualité de service.
Le Conseil d’administration est composé des représentants de l’Etat – notamment du ministère de tutelle – et des représentants des employés. L’organisation de la JIRAMA reflète ses deux grandes activités qui sont l’eau et l’électricitéL’entreprise. déploie aussi parallèlement une organisation géographique constituée de Directionsinterrégionales dans chacune des six Ex-provinces de Madagascar.
La JIRAMA intervient dans 66 des 232 communes urbaines de Madagascar. Parmi ces 66 centres opérationnels, 61 sont mixtes eau et électricité, tandis que 5 assurent seulement la gestion de l’activité de production et de distribution d’eau potable. Nous pouvons voir en annexe 3, page 99, l’organigramme de la société.

Présentation du système d’alimentation en eau potable de la partie Nord-Ouest de la ville

La JIRAMA exploite actuellement l’eau du lac de Mandroseza renforcé par celle de l’Ikopa, grâce à des ouvrages de captage installés à Andohan ’i Mandroseza, pour alimenter la ville d’Antananarivo(le centre-ville et les zones périphériques très proche). Ces eaux sont bien sûr d’abord traitées avant d’être distribuées à plus de56 000 abonnés grâce à un réseau de distribution. Ce réseau de distribution s’étend actuellement sur un rayon de 30km et plus alors qu’il a été initialement destiné à n’alimenter que le centre-ville ainsi que les zones périphériques très proches. Actuellement les usinesde potabilisation produisent environ 160 000m3 d’eau par jour. L’ensemble de ce réseau est alimenté par les stations de production d’eau construites à Mandroseza ; localisées à une t rentaine de kilomètres environ par rapport au réservoir de distribution le plus éloigné.
La JIRAMA utilise comme source d’eau pour l’aliment ation de la station de traitement, le lac de Mandroseza. Ce lac était au début un lac natureldont l’alimentation était assurée seulement par son bassin versant. Ce n’était qu’en 1992, lorsqu’il a eu lieu d’augmenter la production que l’alimentation du lac est renforcée à partir d’un captage sur la rivière Ikopa. Le captage de la rivière se fait à partir d’un barrage seuil ; so n rôle principal est de faire rehausser le niveau du plan d’eau afin que cette dernière puisse se déverser par gravité dans un puisard. Ce lac joue deux rôles :
· Reserve d’exploitation : d’une superficie de 47ha a vec une profondeur moyenne de 3m, le la cassure un volume de réserve d’eau aux environs de 1.300.000 m3 .
· Décanteur naturel : il permet d’éliminer un pourcentage important de MES (matières en suspension) grâce à un temps de décantation rela tivement grand.
La production en eau de Mandroseza est divisée en deux stations, dont Mandroseza I et Mandroseza II, et chacune d’elle dispose de son propre chaine de traitement.
La JIRAMA utilise le traitement complet pour le cas de Mandroseza, c’est-à-dire que le traitement inclut en même temps la phase de clarification et celle de la désinfection et/ou neutralisation.
Les différentes étapes de traitement utilisées pourMandroseza I sont :
· La coagulation-floculation.
· La décantation .
· La filtration .
· La désinfection .
· Et la neutralisation.
Mandroseza II utilise également pour sa production le traitement complet mais ne dispose de décanteur vu que la station utilise des filtres bicouches, traitement utilisé pour des eaux de faible turbidité.
Les étapes de traitement sont alors comme suit :
· Coagulation-floculation .
· Filtration .
· Désinfection .

Les ressources en eau utilisées pour le projet

Après la reconnaissance sur terrain et recensement des points d’eau existants et les ressources disponibles, l’Ikopa reste le premier choix pour la ressource en eau à utiliser pour le projet vu qu’elle fait partie des rivières pérennes qui ne tarissent pas durant l’année. En effet, grâce au barrage de Tsiazompaniry que la JIRAMA utilise, la rivière présente une régulation du débit. Plusieurs critères ont été à la base de ce choix. Asavoir :
· Un débit assez important même en saison sèche .
· Une meilleure perspective pour le captage .
· Une eau possible d’être traitée.
Le captage se trouve près du village de Morondava.
Les coordonnées de la source sont les suivantes :
X : 18°51’47’’ S.
Y : 47°27’29’’E.
Altitude : 1346m.

Les usages actuels de la ressource

La rivière Ikopa est aussi utilisée pour d’autres onctionsf mis à part le drainage de la zone urbaine, ainsi que la réception des effluents industriels. Elle est aussi utilisée pour :
· Effectuer la lessive pour la majorité de la population vivant dans les environs de la rivière et qui n’a pas accès à l’eau potable. Ce cas est par exemple rencontré à Mandroseza et également à proximité du nouveau captage du projet, c’est-à-dire au niveau du pont de Mahitsikely .
· Prélèvement de sable (village artisanal, Ambohitrimanjaka, …) .
· Les rejets d’effluents (Ambohimanambola, …).
· Les berges de l’Ikopa, au niveau du captage, sont utilisées par les habitants des alentours pour la fabrication de briques entrainant par la suite leur dégradation .
· D’après les enquêtes effectuées, certains habitantsdu village de Morondava, plus précisément ceux du village que l’on appelle « Golane », s’alimentent en eau auprès de la rivière. Ce petit village se situe à proximité des décharges d’ordure se trouvant en aval du système de captage.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITREI. GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE
I.1 Localisation et situation géographique de la zone
I.2 Voies de communication
I.2.1 Route nationale
I.2.2 Route d’intérêt provincial (RIP)
I.2.3 Route d’intérêt communale (RIC)
I.3 Aperçu géologique du périmètre
I.3.1 Relief
I.3.2 Contexte géologique
I.4 Climatologie
I.5 Contexte hydrographique du site
I.6 Situation démographique
I.7 Activités économiques
I.7.1 Agriculture
I.7.2 Elevage
I.7.3 Fabrication de brique
I.7.4 Vente et recyclage
I.7.5 Artisanat
I.8 Communication
I.8.1 Le cellulaire
I.8.2 L’internet
I.9 Informations
I.9.1 Les informations audio-visuelles
I.9.2 Les informations écrites
CHAPITREII. ETUDE D’UN SYSTEME D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE
II.1 Généralités
II.2 La ressource en eau
II.3 La station de traitement d’eau
II.3.1 La prise d’eau brute et le prétraitement
II.3.2 Le pompage d’eau prétraitée
II.3.3 Coagulation-floculation
II.3.4 Décantation
II.3.5 Filtration
II.3.6 Désinfection
II.3.7 Neutralisation
II.3.8 Le refoulement
II.4 Les éléments spécifiques aux systèmes AEP
II.4.1 Le stockage
II.4.2 Le réseau de distribution d’eau potable
II.5 Éléments techniques constituant l’AEP
II.5.1 Pertes de charges
II.5.2 Flux et vitesse – équation de continuité
II.5.3 Sécurité d’exploitation
CHAPITREIII. DIAGNOSTIC DE LA SITUATION ACTUELLE ET PRESENTATION DU SYSTEME D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE LA PARTIE NORD-OUEST DE LA VILLE D’ANTANANARIVO
III.1 Objectifs d’une étude-diagnostic du réseau d’eau potable
III.2 Contextes de l’étude et situation actuelle
III.2.1 Description de la société JIRAMA
III.2.2 Contexte
III.2.3 Situation actuelle
III.3 Présentation du système d’alimentation en eau potable de la partie Nord-Ouest de la ville
III.3.1 Production
III.3.2 Distribution
III.4 Projet Faralaza
III.4.1 Introduction
III.4.2 Les ressources en eau utilisées pour le projet
III.4.3 Description du projet
III.4.4 Fonctionnement de la station et description des infrastructures
CHAPITREIV. ETUDE ET SIMULATION DU COMPORTEMENT HYDRAULIQUE DU RESEAU 
IV.1 Fonctionnement du réseau
IV.1.1 Modalités de fonctionnement et de gestion
IV.1.2 Comportement du réseau et disfonctionnement
IV.2 Détermination des éléments du réseau
IV.2.1 Détermination des altitudes des noeuds
IV.2.2 Détermination des coordonnées des noeuds
IV.2.3 Introduction des consommations des abonnés dans le réseau
IV.3 Simulation hydraulique du réseau
IV.3.1 Présentation des logiciels nécessaires pour effectuer la simulation
IV.3.2 Transfert des données de MapInfo vers Epanet
IV.3.3 Introduction du logiciel Epanet
IV.3.4 Environnement de travail
IV.3.5 Manipulation du logiciel
IV.3.6 Présentation des résultats
IV.4 Simulation du réseau Nord-Ouest
IV.4.1 Propriétés des objets
IV.4.2 Courbe de modulation
IV.4.3 Durée de simulation
IV.5 Résultats de la simulation
IV.5.1 Résultats attendus
IV.5.2 Avant la mise en service de Faralaza
IV.5.3 Après la mise en service de la station de Faralaza
CHAPITREV. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL
V.1 Contexte
V.2 Description du projet
V.3 Description du milieu récepteur
V.3.1 Le milieu physique
V.3.2 Le milieu biologique
V.3.3 Le milieu humain
V.4 Analyse des impacts
V.4.1 Les impacts négatifs
V.4.2 Impacts positifs
V.4.3 Utilisation des infrastructures
V.4.4 Après l’arrêt du projet
V.5 Evaluation des impacts
V.6 Etude comparative des impacts
V.7 Mesure d’atténuation ou de valorisation des impacts
V.8 Plan de gestion environnemental du projet
V.8.1 Le programme de surveillance
V.8.2 Le programme de suivi
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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