A la recherche de l'or bleu

oieau.org

A la recherche de l'or bleu

A la recherche de l’or bleu

Laurence CONDOTTA

Marie GUEYDAN

Soizic HEUZÉ

ISIM

Université Montpellier II

Sciences et techniques du Languedoc

Place Eugène Bataillon

34095 Montpellier Cedex 5

www.isim.univ-montp2.fr

Septembre 2003

Ce document n'engage que la responsabilité de leurs auteurs

0


RESUME

L’eau est une ressource fragile qui s’avère rare

dans certaines parties du globe. Des techniques

alternatives adaptées à chaque situation

géographique sont utilisée pour avoir accès à

l’eau potable.

Mots clés

eau potable – brouillard – rosée – puits – forage –

dessalement – eau souterraine – source.

Water is a fragile resource, which proves to be

scarce in some places in the world. Alternative

techniques adapted to each geographical

situation are used to have a direct access to

drinking water.

Key words

drinking water – fog – dew - well – drilling –

desalination - subsoil water – source.

1


SOMMAIRE

INTRODUCTION...........................................................

RAPPEL SUR LA LÉGISLATION ................................................................................... 4

o Une situation actuelle alarmante ................................................................................ 4

o Des solutions proposées ............................................................................................. 4

o Le cas de la France..................................................................................................... 5

L’ARBRE FONTAINE........................................................................................................ 6

o Où ? ............................................................................................................................ 6

o Comment ? ................................................................................................................. 6

o Quelle végétation ?..................................................................................................... 6

o Quelles quantités ? ..................................................................................................... 7

CAPTEURS DE BROUILLARD........................................................................................ 8

o Où ? ............................................................................................................................ 8

o Comment ? ................................................................................................................. 8

o Résultats ..................................................................................................................... 9

LA ROSEE-SOURCE D’EAU PURE .............................................................................. 10

o Où ? .......................................................................................................................... 10

o Comment ? ............................................................................................................... 10

o Résultats ................................................................................................................... 10

o autres essais : Les condenseurs aériens massifs ....................................................... 11

LES EAUX SOUTERRAINES ......................................................................................... 12

o Comment ? ............................................................................................................... 12

o Résultats ................................................................................................................... 12

UNE MEILLEURE BAGUETTE DE SOURCIER ........................................................ 13

o Où ? .......................................................................................................................... 13

o Comment ? ............................................................................................................... 13

o Résultats ................................................................................................................... 13

CAPTAGES DE SOURCES.............................................................................................. 14

o Où ? .......................................................................................................................... 14

o Comment ? ............................................................................................................... 14

o Méthode ?................................................................................................................. 15

CAPTAGE DES EAUX PLUVIALES ............................................................................. 16

o Où ? .......................................................................................................................... 16

o Comment ? ............................................................................................................... 16

DESSALINISATION......................................................................................................... 17

o Où ? .......................................................................................................................... 17

o Comment ? ............................................................................................................... 17

PROJET DE RÉUTILISATION DES EAUX USÉES.................................................... 18

o Où ? .......................................................................................................................... 18

o Comment ? ............................................................................................................... 18

o Résultats ................................................................................................................... 18

CONCLUSION..............................................................

2


INTRODUCTION

On peut « produire » de l’eau à partir de diverses sources et par

différents moyens techniques. Quelle que soit la solution technique

adoptée, le but visé est d’obtenir une eau en quantité suffisante, propre à

la consommation humaine et accessible à tous, y compris et en particulier

aux groupes les plus défavorisés. Des textes réglementaires sont édités

dans ce sens, mais les réelles actions restent encore exceptionnelles.

Dans le monde, certaines populations manquent ou prévoient de

manquer d’eau potable. Les problèmes se situent dans les régions arides

la pluie est rare, dans les régions ayant peu de ressources

souterraines en eau et dans les régions ne possédant que peu de cours

d’eau exploitables pour la consommation humaine et l’irrigation. Pourtant,

des solutions existent. Elles sont adaptées à chaque région en pénurie. Il

est possible de boire l’eau issue de brouillards, de réutiliser les eaux

usées, de collecter les eaux de pluie et d’ôter le sel de la mer ! L’eau de

sources peut être exploitée et des systèmes de télédétection sont mis en

œuvre pour utiliser l’eau souterraine et trouver des forages à haut débit.

Tout cela à moindre coût. Les techniques sont diverses et en pleine

expansion.

Après une brève présentation du contexte législatif, il sera

présenté différentes méthodes de concentration des eaux potables,

méthodes développées suivant les caractéristiques climatiques et

géologiques des régions.

3


RAPPEL SUR LA LEGISLATION

L’eau est une ressource naturelle limitée, nécessaire à la vie et aux systèmes écologiques,

et essentielle pour le développement économique et social. L’objectif général développé au

cours de la conférence de Rio en 1992 était : « de veiller à ce que l’ensemble de la

population de la planète dispose en permanence d’approvisionnements suffisants en eau de

bonne qualité tout en préservant les fonctions hydrologiques, biologiques et chimiques des

écosystèmes, en adaptant les activités humaines à la capacité limitée de la nature et en

luttant contre les vecteurs des maladies liées à l’eau. » Cet objectif est resté valable pour la

conférence de Johannesburg de 2002.

O

UNE SITUATION ACTUELLE ALARMANTE

L’accroissement démographique rapide, couplé à la fois à l’industrialisation, l’urbanisation,

l’intensification agricole et les modes de vie de plus en plus consommateurs d’eau est en

train d’entraîner une crise mondiale de l’eau. Il est en effet constaté que :

! les difficultés augmentent pour répondre à la demande en eau,

! la pollution des eaux ne cesse de s’accroître,

! une utilisation irrationnelle de l’eau devient trop excessive.

Ces constats liés à l’Homme, sont corrélés à des affaiblissements des ressources naturelles

en eau, particulièrement par :

! l’abaissement de nombreuses nappes profondes surexploitées,

! le tarissement progressif de rivières et de lacs,

! la dégradation accélérée de la qualité des eaux,

! l’insécurité sanitaire, comme l’insécurité alimentaire.

O

DES SOLUTIONS PROPOSEES

Suite à la conférence de Dublin et de Rio, le Partenariat mondial pour l’eau est créé en 1996.

Il s’agit de réunir toutes les entités concernées par la gestion de l’eau. Sa mission consiste à

soutenir les pays dans la gestion durable de leurs ressources en eau :

! en aidant à la conception de programmes pour satisfaire les besoins

! en mobilisant les compétences et alliances adaptées

! en favorisant l’échange d’informations sur la gestion intégrée des ressources en eau.

De plus, lors de la conférence de Johannesburg de 2002 a été lancé un programme d'action

avec une assistance financière et technique en vue de réaliser l'objectif énoncé dans la

Déclaration du Millénaire[0], à savoir réduire de moitié, d'ici à 2015, la proportion de

personnes qui n'ont pas accès à l'eau. Le programme appelle les pays à faciliter

l'instauration de partenariats entre le secteur public et le secteur privé et d'autres formes de

partenariats qui donnent la priorité aux besoins des pauvres, au moyen de cadres

réglementaires nationaux stables et transparents établis par les gouvernements.

4


O

LE CAS DE LA FRANCE

La loi sur l’eau du 3 janvier 1992 énonce une définition de l’importance de la ressource en

eau : « l’eau fait partie du patrimoine commun de la nation française ; sa protection, sa mise

en valeur et le développement de la ressource utilisable, dans le respect des équilibres

naturels, sont d’intérêt général. L’usage de l’eau appartient à tous, dans le cadre des lois et

règlements ».

Ainsi, en plus de réaliser de nombreuses actions au sein du pays, telles que développer une

coordination interministérielle, intégrer une politique de décentralisation, imposer une gestion

globale par bassin-versant…, la loi propose le développement d’actions solidaires de

coopération décentralisée entre villes, régions, bassins français et pays en développement.

L’objectif actuel est de transposer la directive-cadre européenne publiée en décembre 2000

afin de mettre à jour la loi sur l’eau de 1992.

[0] www.un.org/french/events/wssd/

5


L’ARBRE FONTAINE

Mère Nature s’adapte aux conditions les plus difficiles. Ainsi voit-on prospérer des arbres et

arbustes à fort besoin en eau dans des zones de faible pluviométrie, rendant à priori leur

développement impossible. Mais dans ces régions un brouillard épais est omniprésent et la

végétation capte ces précipitations « horizontales ».

L’homme a appris à mettre en valeur les propriétés de ces forêts de nuages.

O OU ?

Zones du globe où le climat est tropical et les vents importants. Le brouillard doit être très

dense et l’altitude suffisante pour permettre la condensation de l’eau

le Pérou et le Chili

le Cap-Vert

l’île de Hierro aux Canaries, connue pour son garoé, « arbre saint » (figure 1)

O COMMENT ?

En creusant des puits aux pieds des arbres ou en y plaçant des citernes [1] qui permettent la

récupération de l’eau issue de la condensation du brouillard sur les feuilles.

O QUELLE VEGETATION ?

Les techniques étant nombreuses, le couvert végétal est donc très diversifié.

Figure 1 : Garoé, mythe et réalité

Si les feuilles sont petites et le réseau dense,

le feuillage est alors assimilable à un filet ou

un grillage, qui capte les gouttelettes de

brouillard. C’est le cas des acacias, des

tamaris.

Dans les régions citées précédemment, on

retrouve :

- l’arbre fontaine de Hierro, le garoé, qui est

une variété de laurier (Ocotea foetens)

- l’oloivillo, le canelo et l’arrayán au Chili

Les gouttelettes du brouillard peuvent être arrêtées par une feuille

plus large ou plus grande. Les gouttes formées par coalescence se

dirigent vers un collecteur formé par la nervure centrale qui

débouche sur un réservoir à la naissance de la feuille (figure 2).

Figure 2 : L’arbre du voyageur en est un exemple.

6


O QUELLES QUANTITES ?

Elles dépendent du lieu et par-là des conditions climatiques mais aussi du type de

végétation [2]. Quelques chiffres à titre d’exemple :

! 60 litres par jour pour un olivier et un Rhamnus (arbuste méditerranéen) à

El Djebel (Sultanat d’Oman) pendant la mousson (été)

! 20 litres par jour pour les agaves du Cap-Vert en période favorable

Dans les localités où les végétaux jouent le rôle de capteur d’humidité et de producteur d’eau

à la manière d’une borne-fontaine, les hommes ont installé une agriculture qui met à profit le

caractère presque permanent des brouillards.

Cette végétation constitue un patrimoine écologique.

[1] A. Gioda et al., La Recherche, n°249, décembre 1992

[2] A. Gioda et al., Sécheresse, n°4, décembre 1994

7


CAPTEURS DE BROUILLARD

L’équipe de scientifiques du canadien Robert Schemenauer a élaboré une technologie pour

capter les nuages et les transformer en source d’eau pour les besoins ménagers et

agricoles. « Ces précipitations occultes constituent une ressource naturelle renouvelable très

importante et capable de résoudre, à coût réduit, de nombreux problèmes posés, soit pour

des aménagements agricoles, soit pour de nouvelles installations de populations dans de

vastes régions du monde, en leur fournissant de l’eau potable, comme cela est possible le

long de la côte pacifique du Chili et du Pérou… » A. Acosta Baladon [3]

O OU ?

Régions arides baignées par des brouillards côtiers ou montagneux pouvant être

interceptés à l’intérieur des terres.[4]

ex : désert chilien, Pérou, Equateur, et possibilité en Afrique du Sud, Cap-Vert, Chine,

Yémen oriental, Sultanat d’Oman, Mexique, Kenya et Sri Lanka.

Conditions nécessaires (figure 3) :

! une chaîne de montagnes ( > 500m ).

! le point de collecte d’eau devra être le plus proche possible du village.

! la direction des vents dominants doit être constante.

Figure 3 : Régions favorables à la condensation

O COMMENT ?

L’eau contenue dans les brouillards est recueillie grâce à des collecteurs fabriqués avec

des filets en polypropylène (figure 4). Chaque filet est tendu, entre deux poteaux, à 2m du

sol, là où le brouillard est le plus humide. Au passage de la brume, des gouttelettes d’eau

se forment sur les mailles du filet. Elles tombent ensuite dans des gouttières qui alimentent

un réservoir. L’eau est ensuite acheminée en écoulement gravitaire vers les robinets des

villageois. [5]

8


Figure 4 : Vue de la goulotte qui recueille l’eau condensée [4]

O

RESULTATS

+ Les villageois ont 2 à 3 fois plus d’eau par jour soit 25 à 50 litres d’eau propre par jour et

par personne. En France, par exemple, chaque personne consomme en moyenne 150 litres

d’eau par jour.

+ La qualité de l’eau satisfait aux normes de l’Organisation Mondiale de la Santé.

Auparavant, l’eau était transportée par camions citernes plus ou moins propres car aussi

utilisés pour transporter des produits chimiques. Ce système était coûteux et l’eau souvent

contaminée ! Cette situation ne contribuait pas à l’hygiène, aux besoins sanitaires, à la santé

publique et la production alimentaire en souffrait [6].

+ La qualité de vie est améliorée : il y a suffisamment d’eau pour cultiver des légumes pour

la consommation locale et la vente.

+ Les coûts de fonctionnement sont pratiquement nuls, environ 1 US $/m 3 ou si le village est

à plus de 6 km, 2 US $/m 3 . Pour une adduction d’eau classique cela coûte 6 à 8 US $/m 3 .

+ L’installation et l’entretien sont aisés. Les poteaux sont en bois.

+ Aucune énergie n’est nécessaire.

+ Les villageois peuvent utiliser des filets identiques autour des plantes pour les irriguer.

- Il existe un risque de pollution des eaux atmosphériques à proximité des grandes villes.

- L’insertion dans le paysage n’est pas toujours évidente (figure 5).

- Ce système n’est adapté que dans des régions spécifiques.

Figure 5 : Capteur expérimental près de Lima

[3] A.Acosta Baladon et A. Gioda. L’importance des précipitations occultes sous les tropiques secs. Essai de synthèse.

VIIe Congrès Mondial des Ressources en Eau, Rabat, Maroc, mai 1991

[4] J. Bouloc. De la toile d’araignée…au piège à brouillard. La houille Blanche.1993, n°5, 337-345

[5] Gioda et al. Les puits aériens de Theodosia, de Montpellier et de Trans. Sécheresse, n°3, vol.2, septembre 2001

[6] A. Gioda et al., Espaces pour demain, n°42, 4 ième trimestre 1994

9


LA ROSEE-SOURCE D’EAU PURE

La rosée est une source d’eau pure, modeste, le plus souvent, mais qui peut s ‘avérer un

apport indispensable dans les endroits où l’eau douce manque le plus : le désert. Elle se

forme la nuit, quand le ciel est dégagé.

O OU ?

Dans les pays chauds et régions sèches, le taux d’eau dans l’atmosphère est parfois

considérable. Des tests ont été faits ou sont en cours au Burkina Faso, en Israël et au Maroc

pour condenser cette eau.

O COMMENT ?

La rosée est le résultat d’une transformation de la vapeur d’eau contenue dans

l’atmosphère, se métamorphosant sur un support froid en gouttelettes d’eau liquide. Le

procédé de la récupération de la rosée a été élaboré grâce à une collaboration de toutes ces

disciplines: physique, hydrologie, météorologie etc. Il s'agit de faire condenser de l'humidité

atmosphérique par la radiation nocturne sur un support, en tenant compte des conditions

climatiques et météorologiques de l'endroit et du moment de condensation. Des conditions

optimales ont été établies pour cette condensation (angle d'inclinaison du condenseur,

direction de sa disposition sur le terrain etc.). Le support peut être macroscopique : grain de

sable, poussière, embrun marin,… qui sont des germes favorisant la condensation. L’eau est

récoltée à l’aide de condenseur « foil » : feuille de polyéthylène fabriqué en Suède. [7]

Un condenseur de rosée spécifique (figure 6) a été élaboré permettant de collecter jusqu'à

0,5 L d'eau condensée/m 2 . Ce condenseur utilise un foil en polyéthylène enrichi qui permet

d'augmenter considérablement le refroidissement du support par rapport aux autres

surfaces.

Le premier condensateur a été mis en service en juillet 2000 à Ajaccio. [8]

Figure 6 : Condenseur de rosée de Vignola. La

rosée se forme aussi durant le jour, tant que le soleil

n'irradie pas directement la surface de condensation

(photo : D. Beysens).

O

RESULTATS

30 m 2 de condensateur donnent en moyenne 3,6 L d’eau par jour.

Le système a fonctionné pendant 16 mois et quelque fois dans des conditions extrêmes

(plein air, vent, humidité, tempêtes,…) puis a vieilli et s’est déchiré sous l’action du vent

violent hivernal. Un nouveau système a été mis en place en 2002, on utilise toujours le

« foil » mais la structure repose sur une surface inclinée en terre à 30° environ.

10


O

AUTRES ESSAIS : LES CONDENSEURS AERIENS MASSIFS

Il a fallu un an et demi au belge Achille Knapen, lauréat de la Société des Ingénieurs de

France, entre juillet 1930 et fin 1931, pour construire à Trans-en-Provence une tour massive

qui abrite en son centre un « puits aérien » haut de neuf mètres et d'un mètre de diamètre [9]

(Figure 7). Un an et demi d'efforts qui ne porteront pas leurs fruits. La construction tombera

en désuétude : loin de tenir ses promesses, les meilleures nuits, Knapen ne récolta que la

valeur d'un seau.

Figure 7 :Le condenseur de A. Knapen

à Trans-en-Provence (France) dans son état

actuel (photo : D. Beysens).

Puis, un ingénieur russe, Friedrich Zibold construisit un condenseur fonctionnant sur

des principes qu'il pensait identiques à ceux des anciens condenseurs. Pour cette

expérience, Zibold choisit un endroit sur le sommet Tépé-Oba, près de Féodosia (Crimée), à

288 m d'altitude. Il bâtit un condenseur en pierres en forme de coupe de 1,15 m de

profondeur et de 20 m de diamètre (figure 8). La coupe fut remplie de galets de 10 à 40 cm

de diamètre, entassés en forme de cône tronqué de 6 m de hauteur et de 8 m de diamètre

au sommet. Le condenseur commença à fonctionner en 1912, et donna jusqu'à 360 litres

d'eau par jour. Les expériences durent cesser en 1915 par suite de fuites dans le socle.

Partiellement démonté, il a été totalement abandonné. Aujourd'hui il ne reste qu'une

gigantesque coupe de 20 mètres de diamètre.

Figure 8 : Le condenseur

(maquette de reconstitution) de

Zibold à Féodosia (Crimée, Ukraine)

(photo D. Vinçon).

[7] Sciences et Changements planétaire. Sécheresse. Décembre 2000, vol.11, n°4

[8] www.opur.u-bordeaux.fr

[9] Les puits de rosée, un rêve remis à flot. La Recherche. Mai 1996, n°287

11


LES EAUX SOUTERRAINES

Les eaux souterraines sont la source la plus fréquemment utilisée dans les projets

d’approvisionnement en eau du fait de leur bonne qualité et de leur large disponibilité.

O COMMENT ?

Quatre méthodes :

! les barrages souterrains : ils captent les eaux souterraines s’écoulant près de la

surface dans les vallées ou les lits de cours d’eau à sec. L’eau est stockée dans le

sol qui limite l’évaporation et permet une purification naturelle. Elle est accessible par

des puits situés en amont du barrage.

! les puits creusés à la main : ils sont utilisés depuis des centaines d’années dans les

Pays en Voie de Développement. La construction en béton est constituée d’une

superposition d’anneaux de 1 à 1,3 m de diamètre. Ces puits sont d’une profondeur

de 15 à 20 m et sont peu étanches donc d’avantage exposés aux contaminations.

Une pompe à main peut être installée pour les éviter. Cette méthode est efficace pour

des sols de formation géologique tendre, ce qui limite son utilisation à des régions

particulières.

! les puits forés à la main : cette méthode est appliquée lorsque la nappe aquifère est

peu profonde (25-30 m au maximum) et le sol de formation géologique tendre. Elle

est plus rapide et les puits sont plus profonds que les précédents (jusqu’à 200 m)

mais elle nécessite une main d’œuvre plus qualifiée.

! les puits forés mécaniquement : leur construction est plus rapide. Ces puits sont les

plus profonds et peuvent être creusés dans des sols durs. Cependant les frais

d’équipement et d’entretien sont plus élevés et nécessitent du personnel plus

expérimenté.

Ces puits peuvent être associés à différents types de pompe, suivant l’utilisation de la

ressource, les moyens mis en œuvre et l’accès aux technologies particulières. Entre autres,

il est possible de citer les pompes suivantes :

- les pompes manuelles, les plus répandues car à la portée de la plupart des

communautés [10] (à condition que les problèmes de la maintenance soient considérés),

- les pompes électriques, à moteur diesel,

- les pompes solaires, éoliennes…

Lorsqu’une purification est nécessaire, elle peut se faire par chloration, ébullition, filtration

lente sur sable ou désinfection solaire.

O

RESULTATS

+ l’eau est généralement pure à la source donc une désinfection n’est pas nécessaire

+ le coût est relativement faible.

- l’identification et le captage d’une eau pure ne garanti pas automatiquement une eau

potable : pollution de la nappe par des agents bactériologiques (latrines, décharges…) ou

chimiques (fer, excès de sels et de fluorures dissous), mauvaise construction des puits

(problème d’étanchéité), conditions de transport et de stockage, …

- certaines technologies peuvent nécessiter un savoir-faire considérable (construction de

puits en profondeur, lieux de forage, étude de terrain…),

- la ressource est limitée, un pompage excessif peut entraîner le dessèchement.

Une gestion adéquate, associée à des normes de conservation et de contrôle de

l’exploitation, de l’utilisation de l’eau et des infiltrations s’avère nécessaire. La gestion des

ressources en eau souterraine doit être assurée par des institutions et une législation

appropriée.

[10] directives UNICEF relatives à la sélection et à la standardisation de la pompe à main délivrées en juin 1996

12


UNE MEILLEURE BAGUETTE DE SOURCIER

Trop de forages ne sont pas assez productifs et représentent une perte d’argent importante

pour les populations des zones arides du globe. L’objectif est de mettre en place un dispositif

afin que le forage prévu ait un débit assez élevé et donc un bon rendement [11].

O OU ?

Pays où les populations manquent d’eaux de surface et dépend des eaux souterraines.

ex : Burkina Faso, autres pays du Sahel.

O COMMENT ?

Les forages actuels ont permis de trouver des puits à faible débit suffisants pour

l’alimentation des villages mais insuffisants pour les villages de plus grande importance ou

suite à un accroissement de la population. La proportion des forages fournissant un débit

supérieur à 10 m 3 /h est d’environ 5% [11]. Il est bien entendu qu’il n’est pas possible de

localiser des points de forage permettant un débit d’extraction important en tout point du

globe sachant que les caractéristiques physiques et climatiques sont loin d’être homogènes.

L’application de méthodes de prospection avant de forer permet d’avoir des puits dont le

rendement peut être optimisé et le coût diminué. En utilisant la télédétection et la

géophysique, le forage a 70% de chance d’être à haut rendement.

O

RESULTATS

Le succès de l’estimation des forages permet à la région d’avancer dans sa recherche en

eau potable et d’économiser de l’argent pour d’autres activités.

[11] www.idrc.ca

13


CAPTAGES DE SOURCES

Le principe est de capter l’eau et de la faire converger vers un exutoire afin de l’utiliser pour

la consommation humaine ou l’irrigation. La source peut être définie comme le lieu

d’apparition d’écoulement naturel d’eau souterraine à la surface du sol. Elle peut être

localisée, on parlera de griffon ou de source non ponctuelle, il s’agit d’une source diffuse.

O OU ?

Pour pouvoir réaliser ce type de captage, il faut tout d’abord localiser une nappe souterraine

ayant un exutoire. Plusieurs cas de figure se présentent et sont schématisés sur la figure 9.

Source

perchée

Source de

déversement

Source de

dépression

Source de

débordement

Nappe souterraine

Sol imperméable

Source

Figure 9 : Représentation des différentes sources

Source

artésienne

Il est également nécessaire de déterminer les caractéristiques propres à la source [12] :

débit, pérennité, qualité de l’eau, risques de contamination, topographie… La condition

absolue est que la nappe d’eau souterraine existe tout au long de la période de la saison

sèche.

O COMMENT ?

Il n’est pas suffisant de récupérer directement l’eau issue d’une source. En effet, le

ruissellement des terrains supérieurs peut provoquer une contamination de l’eau, le débit de

la source n’est pas suffisant (surtout dans le cas de sources diffuses).

En réalisant un captage profond, le débit est augmenté. En effet, le débit dépend de la

perméabilité de l’aquifère ainsi que de la pente de la surface piézométrique. Donc, pour une

source, plus le rabattement de la nappe est augmenté, plus le débit de la source augmente.

La figure 10 permet de se rendre compte du phénomène.

Figure 10 : Augmentation du rabattement de la nappe

14


O METHODE ?

Après avoir localisé précisément la source, il faut excaver progressivement le terrain à l’aide

d’une tranchée afin d’observer d’une part un sol imperméable sur la partie horizontale et

d’autre part un écoulement d’eau sur la partie verticale du terrain.[13]

Après avoir trouvé la profondeur idéale (maximum d’eau drainée, et impossibilité d’avancer

plus dans le terrain), la réalisation de la boite de captage peut débuter.

L’ouvrage (figure 11) est composé d’une dalle de béton qui sert de fondation, de deux

tuyaux, l’un utilisé pour l’adduction, l’autre constituant le trop plein, de bases filtrantes

(pierres non jointives) sur les côtés en contact avec le terrain. Quatre murs entourent le

captage et en surface, la boîte de captage est recouverte d’une dalle en béton armé équipée

d’une trappe de visite.

Figure 11 : Boîte de captage

Seul, ce captage ne peut résister à certaines intempéries telles que les érosions, les crues…

Des murs de soutènement permettent de maintenir les remblais.

Un fossé autour du captage permet de collecter et de dévier les eaux de ruissellement afin

de prévenir les dégâts érosifs. Il est également nécessaire, pour éviter les pollutions par

infiltrations, d’interdire le passage d’animaux et les activités polluantes (lavages,

agriculture…) aux alentours de la source.

Il est en effet essentiel d’informer la population et d’expliquer clairement la maintenance de

l’ouvrage pour en assurer la pérennité.

[12] www.interaide.org

[13] Le point sur les captages de sources. 1987. dossier n°10

15


CAPTAGE DES EAUX PLUVIALES

Le principe est de récupérer les eaux tombant sur les toits des habitations afin de l’utiliser

pour la consommation humaine ou l’irrigation.

O OU ?

Ce type d’ouvrage n’est pas une solution généralisable. Il faut en effet connaître un

paramètre essentiel : la pluviométrie. L’abondance des précipitations doit être suffisante

pour satisfaire les besoins en eau d’une famille à partir de la surface de toiture dont elle

dispose. La durée de la période de saison sèche doit être compatible avec un stockage de

l’eau dans un réservoir de dimensions raisonnables.[14]

On observe ce type de collecteur au Cameroun, dans quelques régions des Philippines, en

Cisjordanie… mais également dans les pays industrialisés tels que la Belgique.

Cette technique est souvent sélectionnée lorsque les nappes phréatiques sont soit trop

difficiles à atteindre, soit contaminées (par des polluants ou la mer).

O COMMENT ?

Il s’agit d’un procédé qui reste à faible coût par rapport aux pompages souterrains et qui a

l’avantage d’être autonome [15]. Une étude complète concernant la pluviométrie et

l’évaluation de la consommation des habitants doit être réalisée. Ces données,

particulièrement les fréquences des pluies et la hauteur d’eau tombée, sont essentielles pour

dimensionner le réservoir de stockage (figure 12).

Figure 12 : Schéma de récupération d’eau de pluie

Le principe de construction doit rester simple pour permettre aux gens du village l’élaboration

du réservoir. Un trou circulaire est creusé dans le sol. Il est recouvert d’un grillage puis de

ciment que l’on lisse pour assurer l’étanchéité du réservoir. Un système de gouttière est

installé afin d’acheminer l’eau de pluie du toit dans le réservoir. Il est recouvert pour éviter

l’intrusion de polluant et une pompe à main permet de récupérer l’eau pour son utilisation.

Le principe reste simple et peut être adapté à différentes situations et selon les moyens des

habitants.

Cependant, il ne faut pas exclure les risques de contamination liés à la pollution

atmosphérique (poussières, gaz d’échappement…) et au transport de l’eau jusqu’au

réservoir.

[14] www.idrc.ca/reports/read_article_french.cfm?article_num=294

[15] www.bibliotheque.refer.org/livre22/i2218.pdf

16


DESSALEMENT

Pour les pays côtiers, il existe la possibilité de dessaler l’eau. Cette méthode est applicable

à l’eau de mer ou à une eau saumâtre ou lagunaire. Les rendements sont fonction de la

salinité.

Tableau 1 : Energie nécessaire et rendement suivant l’eau traitée [15]

% d’eau

énergie en kWh

douce produite Eau de mer 35 kg/m 3 Eau saumâtre 5 kg/m 3

10 0.8 0.032

50 1.1 0.174

90 2.2 0.29

O OU ?

Moyen et Proche-Orient, Etats-Unis, Russie [16]

L’énergie nécessaire à ce traitement étant considérable, seuls les pays possédant des

sources d’énergie l’ont jusqu’alors mis en œuvre.

Trois principes

O COMMENT ?

! le plus ancien : la distillation

C’est aussi le plus gourmand : 1000 kWh/m 3 d’eau douce produite. Il existe un distillateur

solaire simple (effet de serre), d’emploi commode dans les régions arides ensoleillées pour

la production de faibles quantités d’eau.

! l’osmose inverse

De l’eau salée est placée dans un compartiment séparé d’un second par une membrane.

Cette eau est à une pression supérieure à la pression osmotique (25 atm). Il s’ensuit un

déplacement d’eau salée à travers la membrane, le sel décantant dans le premier

compartiment.

! l’électrodialyse à membrane sélective :

Elle consiste en l’utilisation de la mobilité des ions d’un sel dissous soumis à un champ

électrique. Les anions gagnent l’anode, les cations la cathode. Le dessalement est assuré

par une alternance de membranes cationiques (perméables aux cations) et de membranes

anioniques.

L’osmose inverse est un concurrent direct de la distillation pour le traitement de l’eau de mer

alors que pour le dessalement des eaux saumâtres, elle concurrence l’électrodialyse.

L’utilisation d’énergies nouvelles (solaire [17], éolienne, …) a été expérimentée mais vite

laissée de coté pour des raisons de rentabilité.

Malgré sa faisabilité satisfaisante, le dessalement reste utilisé ponctuellement. Cependant,

son développement n’est pas à exclure.

[15] www.entropie.com

[16] Le dessalement des eaux de mer. La Recherche. Mars 1981, n°120

[17] www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/dessalEau.html

17


PROJET DE REUTILISATION DES EAUX USEES

Si la réutilisation des eaux usées à des fins d’irrigation est une réalité, leur retraitement en

vue d’une consommation humaine peut sembler plus saugrenu. Des projets ont pourtant été

menés [18].

O OU ?

Région de Tampa, Floride, où l’usine de traitement Howard F. Cullen constitue pourtant une

précieuse ressource en eau pour la région métropolitaine. La ville a cependant mené une

étude de faisabilité de récupération de la station d’épuration afin d’augmenter l’alimentation

en eau.

O COMMENT ?

! construction et exploitation d’une usine pilote entre 1986 et 1989

! confirmation et évolution de la qualité des eaux après traitement

supplémentaire et choix de ce traitement afin d’égaler ou de dépasser la

qualité de l’eau provenant de la rivière Hillsborough.

! les procédés : pré-aération traitement à la chaux, recarbonatation

(neutralisation d’une base par de l’acide carbonique), filtration gravitaire,

adsorption sur charbon actif granulaire, désinfection par l’ozone.

! contrôle des paramètres physico-chimiques, microbiologiques et essais

toxicologiques afin d’évaluer les effets possibles sur la santé.

source d’eau brute

potabilisation

de l’eau

utilisation

humaine

traitement des

eaux usées

rejet dans

le milieu naturel

traitement

supplémentaire

Schématisation de ce nouveau cycle de l’eau

O

RESULTATS

L’étude a mené à la rédaction d’un exposé attestant de la viabilité du projet. La qualité de

l’eau produite égale ou dépasse celle d’autres sources d’eau brute.

La conclusion « théorique » de ce projet laisse place à de grandes perspectives qui

résoudraient les questionnements liés aux problèmes de manque d’eau face à une

population croissante. Il n’en reste pas moins que les aspects sociologiques, et non les

moindres, n’ont pas été pris en compte. L’acceptation parmi la population d’un tel procédé

reste à vérifier. Une nouvelle étude est amorcée pour donner suite aux questions concernant

la mise en œuvre : acceptation par les organismes de réglementation et de délivrance des

permis, aspects juridiques et administratifs, financement (coût de traitement important), …

Un projet semblable a été mené à San Diego [19] et la récupération des eaux en vue

d’utilisation industrielle ou d’irrigation est déjà exploitée [20]. Il existe aussi au Japon des

procédés membranaires mis en place en bas des immeubles et qui ont pour but de traiter les

eaux usées afin de les faire recirculer dans les eaux « grises » (chasse d’eau, lavage des

sols, …).

[18] www.cmhc-schl.gc.ca/fr/amquablo/toenha/eceau/case_020.cfm

[19] www.cmhc-schl.gc.ca/fr/amquablo/toenha/eceau/case_021.cfm

[20] www.cmhc-schl.gc.ca/fr/amquablo/toenha/eceau/case_097.cfm

18


CONCLUSION

Actuellement, l’eau reste une quête pour un grand nombre de

populations. On note heureusement un début de prise de conscience de

la part des pays les plus développés, comme le montre les discours de

Johannesburg (août 2002).

Nous avons tenté de présenter ici des moyens qui peuvent être mis en

œuvre pour faciliter l’approvisionnement en eau potable des populations

au niveau mondial (Cf le schéma de la répartition des techniques de

concentration des eaux potables dans le monde à la fin du rapport). Elles

nous ont paru intéressantes car faciles à mettre en œuvre, par leur coût

et leurs modalités d’utilisation. De nombreuses associations se sont

développées dans l’espoir d’améliorer le quotidien de milliers de

personnes. Parmi elles, Water Aids [21], Hydraulique Sans Frontières

[22], l’UNICEF [23] ou l’UNESCO [24] travaillent dans cette voie.

Mais si le Nord se rend compte de la situation de l’autre côté de

l’équateur, il commence aussi à s’interroger sur ses propres réserves, en

terme de quantité mais aussi de qualité. Et c’est dans cette optique que

l’on peut voir des projets de dessalement ou de réutilisation des eaux

usées se développer.

A chacune alors de faire la part des choses. L’abondance de l’eau n’est

pas nécessairement une bonne chose, si elle n’est pas maîtrisée de

façon raisonnée.

[21] www.wateraid.org

[22] www.hsf-h2o.org

[23] www.unicef.asso.fr

[24] www.unesco.org

19


LES TECHNIQUES ALTERNATIVES DE RECUPERATION

DES EAUX DANS LE MONDE

Légende

Capteur de rosée

Capteur de brouillard

Baguette de sorcier

Arbre fontaine

Eaux de pluies

Eaux usées

dessalinisation

0

Sans échelle

More magazines by this user
Similar magazines