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D.8 Système de distribution à grande échelle

Les systèmes de distribution à grande échelle transfèrent l'eau d'une source ou d'une installation de traitement via des canalisations au point de distribution final (robinets collectifs ou domestiques) en utilisant différents moyens d'énergie, tels que la gravité ou les pompes. Dans un contexte d'urgence, ce sont des systèmes qui existent déjà, mais qui peuvent avoir besoin d'être réparés ou remis en état.

Les composants des Systèmes de distribution à grande échelle sont similaires aux Systèmes de distribution communautaires D.7 , différant principalement par leur échelle. Les Systèmes à grande échelle desservent généralement les communautés urbaines et ont une conception de conduites plus complexe, plus de pompage et plus d'installations de stockage couvrant différentes zones. Ils auront également une plus grande densité de connexions au niveau des ménages.

Considérations sur la conception

Les Systèmes de distribution à grande échelle ont tendance à être des systèmes en boucle qui présentent les avantages de moins de perte de charge, moins de bras morts et une plus grande flexibilité pour la réparation des tuyaux sans affecter l'ensemble du système. Les considérations de conception sont similaires à celles des Systèmes de distribution communautaires D.7 , mais à plus grande échelle. Cela signifie une tendance à une demande globale en eau plus élevée en raison de l'augmentation de la population desservie, une augmentation de la demande en eau par ménage (plus la source est pratique, plus la consommation d'eau est élevée), une augmentation de la demande en eau de l'industrie, des organisations publiques, des entreprises et de la lutte contre les incendies, et beaucoup plus d'eau non comptabilisée (par exemple, en raison de fuites et de connexions non autorisées). Des compteurs d'eau sont nécessaires pour mesurer la consommation et facturer en conséquence. Les secouristes peuvent participer à l'exécution de réparations d'urgence et à la remise en état des systèmes existants. Les systèmes existants sont généralement exploités par une autre entité, il est donc important de travailler en liaison avec eux avant de commencer tout travail.

Pour les systèmes plus petits avec des bornes fontaines et des files d'attente D.7 , la conception suppose généralement que tous les robinets sont ouverts pendant les heures de pointe. Pour les systèmes légèrement plus grands sans files d'attente, le débit moyen (sur 24 heures) est généralement multiplié par un facteur de débit de pointe en fonction du nombre de robinets dans le système. Avec des systèmes encore plus grands (plus de 250 robinets), la différence entre le débit moyen et le débit instantané sera similaire, et la conception peut être basée sur le débit moyen multiplié par un facteur de débit de pointe moyen de 2,5, auquel est ajouté tout facteur supplémentaire pour utilisation accrue pendant certains mois de l'année. Dans de nombreux cas, le facteur de conception primordial pour les grands systèmes peut être le débit d'eau requis pour la lutte contre les incendies, car il peut être bien supérieur au débit de pointe nécessaire pour d'autres utilisations. Les normes varient, mais généralement une conception envisage de fournir de l'eau pour combattre un incendie pendant deux heures, où le débit lui-même est déterminé par la taille de la population. Cependant, toute conception pour la lutte contre les incendies doit être faite en fonction de ce qui est disponible pour lutter contre les incendies (par exemple, la disponibilité des camions de pompiers).

Matériaux

Les Systèmes de distribution à grande échelle nécessitent des matériaux similaires mais en plus grande quantité que les Systèmes de distribution communautaires D.7 . La disponibilité locale dépend de la conception et du contexte particulier.

Applicabilité

En situation d'urgence où les systèmes de distribution à grande échelle sont pertinents, ils existeront déjà, de sorte que les travaux impliquent la réparation ou la réhabilitation d'une partie du système plutôt que la conception et la construction d'un nouveau système. Les parties exactes nécessitant une réhabilitation dépendent entièrement du contexte d'urgence. Par exemple, lorsque l'alimentation a été interrompue, des problèmes peuvent survenir avec les parties nécessitant une alimentation électrique (par exemple, les stations de pompage ou les stations de traitement), ou lorsqu'une catastrophe naturelle s'est produite, n'importe quelle partie du système peut être affectée (par exemple, le réseau de distribution, les stations de pompage, les lignes électriques et stations d'épuration). En plus des dommages causés par la situation l'urgence, il peut également y avoir des problèmes avec un système qui était vieux et probablement mal entretenu avant que la situation d'urgence ne se produise, ou des problèmes urgents simultanés avec le système d'assainissement. Des travaux de Réhabilitation peuvent donc être nécessaires sur les systèmes d'eaux usées et d'eau, tout en traitant à la fois les problèmes chroniques et les problèmes dus à l'urgence aiguë.

La restauration de quelque chose endommagé ou détérioré à un bon état antérieur.

Fonctionnement et entretien

Toutes les tâches liées aux systèmes de distribution communautaires s'appliquent également aux systèmes plus importants, la différence étant l'échelle et la complexité. Il y aura généralement plus d'équipements nécessitant un entretien (par exemple, plus de stations de pompage, voir A.10 ), l'équipement peut être plus onéreux à entretenir (par exemple, des pompes plus grandes) et la gestion des fuites peut nécessiter un équipement de détection des fuites plus avancé. En tant que tels, ces systèmes peuvent être techniquement très complexes, exigeant des compétences avancées en ingénierie liées aux systèmes d'approvisionnement en eau en milieu urbain qui dépassent souvent la portée des ingénieurs dont l'expérience peut être limitée au secteur humanitaire. Un problème majeur est de savoir où se trouvent tous les tuyaux et comment ils sont connectés. Comme les cartes complètes des Systèmes de distribution à grande échelle sont rarement disponibles, il est important de se connecter avec les employés existants ayant les connaissances respectives.

Santé et sécurité

Les systèmes plus grands ont tendance à avoir une pression d'eau ininterrompue, de sorte que les risques de contamination par des fuites sont moindres mais ne doivent pas être négligés.

Coûts

Les coûts en capital de la réhabilitation peuvent être très élevés avec des systèmes plus grands et varient en fonction des travaux de réhabilitation requis. Les deux exemples suivants donnent quelques indications. Au Zimbabwe, la remise en état d'un petit système urbain de distribution d'eau desservant 80 000 personnes a été estimée à environ 30 USD par habitant (où la plupart des travaux impliquaient la réparation et le remplacement des stations de pompage et certains travaux de traitement de l'eau), tandis que la remise en état d'un plus grand système urbain desservant 1 million de personnes a été estimé à environ 13 USD par habitant (lorsque les travaux ont impliqué des stations de pompage, des usines de traitement des eaux/eaux usées et le remplacement des égouts). Après une situation d'urgence, les frais de fonctionnement permanents devront être couverts. Les systèmes à plus grande échelle sont souvent financés par les tarifs des utilisateurs, mais après une situation d'urgence, les systèmes tarifaires peuvent être tombés en panne. Le redémarrage de ces systèmes de paiement sera une tâche essentielle pour que les travaux de réhabilitation soient durables. Les coûts permanents seront importants dans ces systèmes, il peut donc être préférable de concevoir ou de réduire le besoin de pompes pendant les travaux de réhabilitation lorsque cela est possible et/ou d'opter pour le pompage solaire (voir S.10 ).

Considérations sociales et environnementales

Étant donné que ces systèmes sont généralement antérieurs à la situation d'urgence, il ne devrait y avoir aucun problème social ou culturel à surmonter. L'objectif devrait être d'assurer un approvisionnement équitable, en mettant particulièrement l'accent sur les besoins des groupes vulnérables ou sur l'accès aux établissements informels. Les raccordements domestiques peuvent augmenter considérablement la consommation (et le gaspillage) d'eau et nécessiter des systèmes ultérieurs de gestion des eaux grises ou noires. L'exploitation illégale des tuyaux peut également être un problème.

Critères de décision clés

Niveau d’application

Voisinage + +
Ville + +

Niveau de gestion

Partagé + +
Public + +

Complexité technique

Elevée

Disponibilité locale

Elevée

Niveau de maturité

Elevée

Phase d'urgence

Stabilisation + +
Relèvement + +

Objectifs et caractéristiques clés

Distribution à grande échelle par gravité ou pompes

Forces et faiblesses

  • Peut entraîner une meilleure hygiène et une meilleure santé en raison d'une utilisation plus élevée de l'eau avec plus de connexions domestiques
  • Peut assurer la qualité de l'eau par rapport aux systèmes de distribution communautaires, puisque les voies de contamination de la collecte et du stockage sont supprimées
  • A tendance à avoir un approvisionnement continu, ce qui signifie moins de contamination dans le réseau de distribution
  • Utilisé principalement par les résidents urbains qui peuvent se permettre des tarifs, qui peuvent payer pour l'exploitation en cours
  • Nécessite des coûts d'investissement importants pour les travaux de réhabilitation
  • Nécessite un plan détaillé complet pour tenir compte de l'échelle et de la complexité des grands systèmes, ce qui n'est pas toujours facile compte tenu des contraintes de données existantes
  • Il peut être difficile de redémarrer les systèmes de récupération des coûts après une situation d’urgence où les ressources personnelles sont épuisées

Références sélectionnées

Vue d'ensemble des systèmes gravitaires, y compris la conception de systèmes plus grands :

Arnalich, S. (2010): Gravity Flow Water Supply: Conception, Design and Sizing for Cooperation Projects Scribd

Guide technique détaillé pour la conception et l'analyse des systèmes de distribution à grande échelle :

Swamee, P.K., Sharma, A.K. (2008): Design of Water Supply Pipe Networks John Wiley & Sons, New Jersey. USA

Explication de l'hydraulique, principaux composants en distribution et pompage :

World Bank (2012): Rural Water Supply Design Manual Volume 1 Water Partnership Program. World Bank, Philippines

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