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D.6 Réservoir de stockage d'eau (à long terme et construit localement)

Les réservoirs de stockage d'eau contiennent de grands volumes d'eau, équilibrant généralement l'offre et la demande d'eau potable avant la distribution. Ils sont adaptés à toutes les phases d'une urgence.

Les réservoirs de stockage d'eau potable sont généralement conçus pour équilibrer l'offre et la demande d'eau tout en assurant une pression suffisante dans un système de distribution, mais peuvent également permettre à l'eau de continuer à couler pendant les réparations des infrastructures en amont. Avoir un stockage d'eau suffisant à d'autres utilisations telles que permettre un temps de rétention suffisant pendant un processus de traitement de l'eau ou permettre d'optimiser la conception des pompes et des tuyaux.

Considérations sur la conception

Un réservoir de stockage d'eau peut être situé au niveau du sol, surélevé (pouvant faciliter la distribution par gravité) ou sous la surface. Cet emplacement dépend à la fois de la source d'eau (par exemple, au niveau du sol si l'eau de pluie est collectée à partir d'un toit, ou sous la surface lorsque l'eau de pluie est collectée à partir de surfaces de collecte au sol) ainsi que de l'endroit où l'eau sera envoyée par rapport à la topographie (par exemple, un réservoir surélevé est nécessaire en terrain plat pour une pression suffisante, mais un réservoir au sol peut suffire dans une zone vallonnée). Les réservoirs souterrains nécessitent généralement des pompes pour distribuer l'eau à la population cible, et les fuites dans ces réservoirs sont plus difficiles à détecter.

La taille du réservoir d'eau dépend de la quantité d'eau entrant et sortant du réservoir au cours d'une journée. Cela devrait, au minimum, répondre à la demande quotidienne en eau, aux débits et au nombre de points d'eau sur la base des indicateurs Sphère convenus, afin d'éviter les files d'attente excessives et les conflits. La conception du réservoir doit tenir compte des points spécifiques de demande de pointe pendant la journée (généralement deux pics), par rapport à l'afflux plus lent dans le réservoir qui se produit sur plus d'heures (24 heures dans le cas d'une source ou moins d'heures lors de l'utilisation de pompes). Lorsqu'il est représenté graphiquement, le besoin de stockage peut être calculé comme la différence entre les pics les plus bas et les plus hauts du niveau d'eau au cours d'une journée, et pour les systèmes plus petits, cela se fait généralement en supposant que tous les robinets seront ouverts pendant les heures de pointe. C'est une bonne pratique d'avoir suffisamment de stockage pour au moins une journée pour faire face aux imprévus (par exemple, des problèmes ou des travaux de réparation dans d'autres parties du système).

Le type de système de pompage peut influencer le dimensionnement du réservoir. Par exemple, une capacité de stockage jusqu'à trois jours est préconisée avec un pompage solaire ou éolien (voir S.9 , S.10 ). Lorsque le volume de réservoir requis est trop important pour une construction facile, plusieurs réservoirs peuvent être construits et connectés en parallèle. Les avantages d'une capacité de stockage supplémentaire doivent être mis en balance avec les coûts.


Les réservoirs de stockage d'eau doivent résister aux conditions climatiques et géologiques locales et être conçus et placés en fonction de la situation locale. Les réservoirs d'eau traitée sont généralement situés plus près de la population que de la source afin de réduire le coût des canalisations (puisque des tuyaux de plus grand diamètre sont nécessaires pour répondre à la demande de pointe du réservoir que pour alimenter régulièrement le réservoir sur une période plus longue). Les risques d'effondrement doivent être minimisés, en particulier à proximité des habitations. Dans les climats plus froids, les réservoirs peuvent devoir être isolés pour empêcher l'eau de geler. Pour les réservoirs à parois pleines, cela peut se faire soit de l'extérieur, soit en enterrant les réservoirs. En cas de risque de neige, le toit du réservoir doit également pouvoir résister à la charge de neige. Lorsque les réservoirs sont construits dans des zones avec des argiles expansives, il faut veiller à avoir une fondation suffisamment solide et des connexions entre la base du réservoir et les parois afin d'éviter une défaillance structurelle.

Les accessoires de réservoir doivent également être soigneusement pris en compte. Un tuyau de ventilation grillagé est nécessaire pour empêcher la pression ou le vide de s'accumuler lorsque le réservoir est rempli ou vidé. Un drain et une vanne sont nécessaires pour le nettoyage, où il peut également être utile d'avoir une ligne de dérivation reliant directement l'entrée et la sortie du réservoir (la pression statique totale de la source aux robinets doit être vérifiée en premier). Pour les réservoirs d'eau de pluie, un mécanisme de premier rinçage peut réduire la quantité d'envasement. Les tuyaux d'entrée, de sortie et de trop-plein ont besoin de filtres pour empêcher la reproduction des insectes. Un couvercle d'accès et une échelle d'accès externe/interne seront nécessaires pour l'entretien. Les environnements dangereux doivent être évités, ce qui peut être fait en utilisant des clôtures pour empêcher les personnes de tomber ou de se noyer, ce qui pourrait se produire si quelqu'un est capable de grimper sur un réservoir surélevé ou d'accéder à un réservoir situé plus bas. Une protection contre la foudre doit également être ajoutée.

 

Matériaux

Les matériaux requis pour les réservoirs de stockage d'eau construits localement comprennent principalement le réservoir de stockage, où les options incluent des réservoirs préfabriqués en plastique, et ceux fabriqués à partir d'une variété d'autres matériaux, y compris les briques/ciment, le béton armé, le ferrociment, la maçonnerie en pierre, le plastique métallique et le revêtement en caoutchouc. Les réservoirs surélevés nécessitent également une structure de support ou de tour et des tuyaux avec des commandes de vannes, et les réservoirs souterrains nécessitent des pompes pour extraire et distribuer l'eau.

Applicabilité

Les réservoirs de stockage d'eau à long terme construits localement sont principalement utilisés dans les phases de stabilisation et de relèvement, car ces réservoirs ont une structure plus complexe que les réservoirs de stockage d'eau transportables (voir D.5 ).

Fonctionnement et entretien

Les tâches de fonctionnement et d'entretien comprennent le nettoyage des réservoirs et l'ouverture/fermeture des vannes pour éviter qu'elles ne collent. La quantité de sédiments à nettoyer dépend de la source (par exemple, l'eau d'une source est plus susceptible d'arriver avec du limon) et implique de vidanger le réservoir à l'aide d'un tuyau/d'une vanne de vidange, de laver l'intérieur et d'effectuer toutes les réparations nécessaires à la structure. La chloration choc (à raison de 50mg/L) peut également être utilisée pour la désinfection.

Santé et sécurité

Une bonne conception structurelle est nécessaire pour empêcher l'effondrement du réservoir. Les réservoirs doivent également être clôturés pour éviter que des personnes n'y accèdent et ne se blessent. La conception doit minimiser la reproduction des insectes. Il est également recommandé que les vannes de contrôle des réservoirs aériens soient installées au niveau du sol lorsque cela est possible pour le rendre plus sûr pour l'opérateur (pour éviter de grimper) ainsi que pour faciliter le fonctionnement. Les réservoirs surélevés ou au niveau du sol doivent être situés loin des maisons.

Coûts

Les coûts d'investissement pour les réservoirs de stockage varient beaucoup selon le type de réservoir et les structures connexes. Les coûts des réservoirs en béton surélevés sont les plus élevés, à environ 700 USD par m³ de stockage. Les coûts de fonctionnement permanents sont cependant faibles, en particulier lorsque la gravité est utilisée pour distribuer l'eau.

Considérations sociales et environnementales

Il n'y a pas beaucoup de préoccupations sociales car les réservoirs de stockage n'affectent pas directement les utilisateurs. Des matériaux durables doivent être utilisés pour la construction des réservoirs de stockage afin de limiter la génération de déchets dans le temps.

Critères de décision clés

Niveau d’application

Ménage + +
Voisinage + +
Ville + +

Niveau de gestion

Ménage + +
Partagé + +
Public + +

Complexité technique

Moyen

Disponibilité locale

Elevée

Niveau de maturité

Elevée

Phase d'urgence

Réponse aiguë +
Stabilisation + +
Relèvement + +

Objectifs et caractéristiques clés

Tampon de stockage d'eau, génération de pression du réseau

Forces et faiblesses

  • Équilibre l'afflux avec la demande de pointe
  • A de faibles coûts permanents
  • Disponible en différents modèles pour toute la gamme des besoins
  • Risque d'échec si mal construit ou conçu
  • Nécessite un coût en capital important

Références sélectionnées

Explication du dimensionnement du réservoir :

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

Vue d'ensemble des réservoirs dans un contexte d'urgence, y compris la conception de réservoirs surélevés pour résister à la pression du vent :

Davis, J., Lambert, R. (2002): Engineering in Emergencies: A Practical Guide for Relief Workers. Second Edition IT, London. UK

Vue d'ensemble des composants du réservoir de stockage et de la conception du réservoir :

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

Jordan, T. D. (1980): A Handbook of Gravity-Flow Water Systems IT, London. UK

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