Installation d’une pompe pour accéder à l’eau d’une nappe phréatique souterraine

Les installations techniques pour une pompe à eau ainsi que le forage nécessaire ont également des coûts élevés. Cependant, en réalisant le forage à proximité du centre de Giteranyi, la longueur des canalisations est moins importante, ce qui réduit les coûts, si on comparé avec un système d’adduction à partir d’une source naturelle.

L’avantage principal de la pompe à eau est qu’elle prend l’eau d’une nappe phréatique souterraine jusqu’à présent non utilisée, augmentant ainsi la quantité d’eau disponible à Giteranyi. De cette manière, elle est capable de fournir de l’eau toute l’année.

Ce sont les raisons pour lesquelles nous avons choisi d’installer une pompe à eau.

Étude de terrain pour le placement de la pompe

Comme aucune étude de terrain n’avait été effectuée auparavant à Giteranyi, nous avons fait appel à des experts sur place pour faire des investigations géologiques et hydrogéologiques.

Les résultats de l’étude menée par le Prof. Charles Bakundukize, Chef du Département des Sciences de la Terre à l’Université du Burundi, sont les suivants :

  • Le centre de Giteranyi est situé à plus de 1600 m d’altitude sur des terrains géologiquement constitués par des roches cristallines précambriennes. Les sondages géophysiques effectués montrent qu’il n’y a aucune possibilité de trouver de l’eau souterraine au sommet de cette crête.
  • La dépression de Rusasa-Bisiga à 2 km du centre de Giteranyi offre le meilleur potentiel en eau souterraine et par conséquent, le meilleur emplacement pour la réalisation d’un forage d’eau. Les sondages géophysiques indiquent la présence d’une nappe d’eau souterraine à une profondeur allant jusqu’à 100 m.

Réalisation d’un forage exploratoire

Avec le Prof. Bakundukize un forage de reconnaissance a été réalisé en juillet 2019. Le forage a été effectué par l’entreprise locale ROBUCO. La foration s’étire jusqu’à approximativement 80 m de profondeur.

Après l’installation de tubages de protection temporaire, nous avons observé des venues d’eau importantes estimées à 40 m³/h. La productivité du forage a été testée lors d’un essai de pompage avec une pompe d’une capacité de 16 m³/h. Après quatre heures de prises de mesures, le niveau d’eau s’est stabilisé à 26.20 m de profondeur. Il ressort donc que l’aquifère a une productivité bien supérieure à la capacité de la pompe, comme cela a été observé lors de la foration.

Potabilité de l’eau

Suite à la finalisation du forage exploratoire, l’analyse d’eau de l’aquifère était primordiale afin de pour contrôler la qualité de l’eau et vérifier sa potabilité. Pour attester que l’eau est potable, deux différentes analyses sont à effectuer: L’analyse bactériologique, qui doit avoir lieu au plus tard trois jours après le prélèvement et l’analyse chimique.

Pour ce qui aide l’analyse biologique, elle sera faite lors de l’installation fixe. Le résultat indiquera la nécessité d’un traitement de l’eau, ce qui sera facile à implémenter.

L’analyse chimique a été réalisée par le laboratoire zurichois Veritas AG. Cette dernière nous a informés sur les valeurs de multiples métaux lourds et d’autres éléments importants sur la base de normes de l’OMS. Les résultats finaux de l’analyse chimique ont confirmé la potabilité de l’eau de l’aquifère.

Système de l’installation fixe

Conditions concrètes

  • La population à desservir : habitants du centre ville de Giteranyi et habitants de Gasenyi (au total ca. 2’700 ménages).
  • Le volume d’eau potable à pomper quotidiennement : vu la quantité d’eau limitée, l’eau ne servira que pour la boisson, la cuisine et pour se laver le visage. Nous comptons 20 litres par ménage et par jour. Pour 2’700 ménages, il faudra donc pomper environ 54’000 litres d’eau par jour.
  • La pompe : en vue de la grande profondeur de laquelle la pompe doit amener l’eau, il n’est pas possible d’installer une pompe manuelle. Il nous faut donc une pompe électrique.
  • L’energie disponible : Giteranyi n’est pas desservi en électricité. Cependant, nous pouvons compter sur l’énergie solaire qui peut produire > 4.5 kWh/m² par jour pendant la saison des pluies où il y a le moins de soleil. Pendant la saison sèche, lorsqu’on a besoin de plus d’eau, les panneaux photovoltaïques devront fournir plus d’énergie.

Système choisi: système de pompage solaire photovoltaïque

Un système de pompage solaire photovoltaïque est une solution écologique et autonome pour l’approvisionnement en eau, particulièrement adaptée aux zones rurales sans accès au réseau électrique. Il utilise l’énergie du soleil, captée par des panneaux solaires, pour alimenter des pompes qui extraient l’eau d’un forage profond et l’acheminent vers les zones d’habitation.

L’ingénieure Giulia Giacomini a devéloppé une solution technique adaptée à notre projet, dirigée par Anna Renda et Xavière Sinaraha. Ce système fonctionne en deux étapes:

  1. Une première pompe solaire extrait l’eau de la nappe phréatique (à 72 mètres de profondeur) et la transfère vers un premier réservoir de 50 m³ situé près du forage.
  2. Une deuxième pompe, alimentée par un autre groupe de panneaux solaires, refoule l’eau vers un réservoir principal de 100 m³ situé en hauteur, à plus de 260 mètres de dénivelé, permettant ensuite une distribution par gravité jusqu’aux bornes-fontaines du village.

L’ensemble du système est entièrement hors réseau, c’est-à-dire qu’il ne fonctionne que grâce à l’énergie solaire. Il comprend :

  • Panneaux solaires (jusqu’à 42 kWc de puissance).
  • Onduleurs pour transformer l’électricité produite.
  • Pompes submersibles performantes.
  • Réservoirs de stockage.
  • Réseau de distribution par gravité.

Ce système permet de fournir jusqu’à 100 000 litres d’eau potable par jour, améliorant considérablement l’accès à l’eau pour les habitants de Giteranyi.

Maintenance

Le système nécessite un entretien du site de pompage, des réservoirs et du réseau en général. Cela consiste à :

  • Nettoyer périodiquement les panneaux solaires
  • Relever quotidiennement les compteurs d’eau
  • Remplacer les robinets et les vannes aussitôt que cela est nécessaire

Gestion de l’eau

La quantité d’eau disponible par jour est soumise à la capacité du réservoir installé.  Le réservoir est rempli pendant les heures de soleil grâce à l’énergie solaire. À cause de cette limitation, il faudra faire une distribution proportionnelle de l’eau et assurer ainsi une consommation responsable et équitable.

La proposition du système de gestion consistera en des cartes de bons imprimées selon le modèle ci-dessous. Chaque jerricane de 20 litres répresentera la quantité nominale d’eau (QNE). La personne, qui récupérera l’eau, viendra à la borne fontaine avec la carte de bons et une fontainière poinçonnera l’image du jerricane correspondant au jerricane rempli. 

  • Pour les familles composées de maximum 5 personnes, les cartes de bons comporteront chacune 8 jerricanes (1 par jour + 1 gratuit par semaine). La carte permettra aussi d’acheter 20 litres par ménage et par jour et 20 litres additionnels par semaine.
  • Pour les familles nombreuses (plus de 5 personnes), il y aura des cartes contenant 10 jerricanes (1 par jour + 3 gratuites par semaine). Les ménages plus nombreux auront le droit d’acheter 20 litres par jour et jusqu’à 60 litres supplémentaires par semaine.

Chaque famille aura le droit d’acheter une carte par semaine et le prix des deux cartes proposées sera identique. Les cartes seront vendues au bureau de l’organisme responsable (le Comité de l’eau ou la Mairie) et la Commune devra appliquer des règles précises, telles que noter la somme d’argent versée et le nombre de cartes vendues par famille au moment de la vente. 

De plus, la Commune devra assurer aux plus pauvres l’accès à l’eau. C’est la raison pour laquelle un accès à l’eau en échange de paiements en espèce est envisageable et la possibilité d’attribuer des travaux d’intérêt public à ceux qui auront besoin d’une subvention pour l’achat des cartes.