Prise d'eau en lit de rivière

En général, on utilise une d'eau en lit de rivière (à ne pas confondre avec la prise tyrolienne) pour les systèmes d'eau potable dans de petites rivières ou cours d'eau où le contenu sédimentaire et le transport des sédiments du lit sont faibles. L'eau est extraite grâce à un tamis sur un canal (souvent fait de béton et construit dans le lit de la rivière) dont les barreaux de la grille suivent la direction du courant et sont en pente descendante afin que les matériaux grossiers ne puissent y pénétrer. Depuis le canal, l'eau entre par un dessableur, pour passer éventuellement par une valve et s'écouler grâce à la gravité, ou bien être pompée dans le système.

Les systèmes de prise d'eau sont conçus pour éviter obturation et affouillement, et pour assurer la stabilité de la structure même en cas d'inondations. Là où la rivière ne charrie pas de rochers ou de pierres, un ouvrage de captage sans protection peut s'avérer adéquat.

Conditions favorables

• Rivières dont la sédimentation et la charge de fond sont faibles.
• Rivières au débit adéquat.
• A un niveau où l'adduction gravitaire pourra minimiser les coûts de pompage.
• En amont de zones à population dense et avec activité agricole afin de réduire l'arrivée de silt.
• En amont de lieux d'abreuvement du bétail, de lieux où on se lave, ou de point de rejet d'un égout (ce pour éliminer la pollution de l'eau).
• En amont de ponts (pour réduire la vélocité/turbulence).

Résistance aux changements de l'environnement

Effets de la sécheresse sur le ciment

Effets de la sécheresse : Un béton qui a été mal fait peut générer des fissures (par exemple dans des réservoirs, barrages, voies d'eau, puits, et autres ouvrages).
Causes profondes de ces effets : Moins d'eau utilisée pour le curage ; eau impure utilisée pour le malaxage.
Pour augmenter la résilience des systèmes WASH : S’assurer que le malaxage, les proportions, la pureté des ingrédients soient appropriés ; minimiser le contenu de l'eau dans le mélange ; s'assurer que le curage est convenable.

Plus d'informations sur la gestion de la sécheresse : Systèmes WASH résilients dans les zones exposées à la sécheresse.

Construction, utilisation et entretien

Mécanique des Prise d'eau en lit de rivière.
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Pour l'approvisionnement en eau de petites communautés, il ne faut que de faibles quantités d'eau, et souvent, des ouvrages de captage très simples. Pour une utilisation à 30 litres d'eau/jour par personne et un captage maximal 4 fois supérieur à la demande moyenne en eau, la capacité d'aspiration ne devrait être que de 1,4 l/s pour 1000 personnes. Un tuyau de prise d'eau de 150 mm de diamètre devrait suffire pour que la vitesse d'arrivée reste à 0,1 m/s. Si l'on permet une vitesse d'arrivée de 0,5 m/s, un tuyau de 60 mm devrait être adéquat.

Le fond de l'ouvrage de captage devrait se situer au moins 1 m au-dessus du lit de la rivière afin d'empêcher tout rocher ou pierre d'entrer. L'ouvrage doit toujours comprendre un ou plusieurs déflecteurs ou tamis pour que les débris et les corps flottants (comme des troncs d'arbres ou des branches) n'entrent pas. Il est recommandé d'utiliser des grilles « passives » qui ne créent pas de conditions de débits turbulents. Pour réduire les quantités de silt et de matériaux en suspension aspirés, la vitesse du débit dans la prise d'eau doit être faible, de préférence moins de 0,1 m/s. On peut utiliser le courant naturel pour nettoyer les tamis. Pour cela, nous suggérons les conseils suivants :

• L'axe du tamis doit être parallèle au flux du courant
• Il faut éviter les chenaux d’accès en cul-de-sac, car des débris peuvent s'y accumuler
• Il faut une couverture aqueuse adéquate tout autour du tamis

De telles prises d'eau doivent toujours avoir une profondeur d'eau suffisante. Il faudra peut-être construire un déversoir noyé en aval de l'ouvrage de captage afin d'assurer une bonne profondeur d'eau même en période de sécheresse. Ce type de déversoir est un petit ouvrage, ce n'est pas lui qui fournira une retenue ou une modulation du débit. Dans l'idéal, le déversoir devrait être construit sur un lieu rocheux afin de fournir les meilleures conditions en ce qui concerne la capacité portante et le suintement, et aussi pour que ce ne soit pas glissant. Les sols argileux ou contenant du silt peuvent réduire la perméabilité et augmenter la cohésion (par contre, la plasticité est faible) et conviennent donc pour servir de fondation. Une clé en amont du pied du déversoir pourra améliorer la stabilité, et un radier en amont élargira le chemin d'infiltration, réduisant ainsi le suintement.

Grilles

Dans les systèmes d'approvisionnement en eau, on utilise des tamis afin de réaliser divers objectifs : extraction des matériaux flottants et en suspension de grande taille qui pourrait boucher les tuyaux, endommager les pompes et autres équipements mécaniques, ou interrompre la bonne marche du processus (pour cela, on utilise des grilles fixes, qui sont nettoyées sur place à la main ou par des moyens mécaniques) ; clarification de l’eau par extraction des matières en suspension, même de petite taille, pour alléger le processus (les grilles sont notamment utilisées pour empêcher les filtres de se boucher trop rapidement).

Le dégrillage se fait en faisant passer l'eau par des mailles, une grille ou des plaques perforées. Cela ne change rien à la qualité chimique ou bactériologique de l'eau, et sert à retenir les matériaux grossiers et les matériaux en suspension plus gros que l'ouverture du tamis. Même quand les matériaux filtrés forment une couche de dépôts, le dégrillage reste un système purement mécanique. En général, les mailles de la grille sont des bandes d'acier ou des barreaux à 0.5-5 cm. Si l'on pense qu'il y aura peu de matériaux filtrés, les barreaux seront disposés à un angle abrupt, 60-75° par rapport à l'horizontale, et le nettoyage se fera à la main à l'aide de râteaux. Si de plus grandes quantités de matériaux sont prévues, on peut toujours nettoyer à la main. Ceci sera plus facile si l'on incline les barreaux à 30-45°.

L'eau devra s'écouler vers les barreaux du tamis à une vitesse assez faible, 0,1-0,2 m/s. Une fois qu'elle a passé le tamis, la vitesse du débit devra être d'au moins 0,3-0,5 m/s afin d'empêcher que les matériaux en suspension ne stagnent.

En ce qui concerne les ouvertures entre les barreaux, la vitesse du débit devrait être limitée à un maximum de 0,7 m/s, pour ne pas que des matériaux mous ou souples ne puissent passer entre. Un tamis propre pourra permettre à l'eau de passer avec une perte de charge de quelques centimètres seulement. Cependant, plus les obstructions seront importantes dans le tamis, plus celle-ci s'élèvera rapidement. Un nettoyage régulier devrait maintenir la perte de charge à une hauteur d'eau de 0,1-0,2 m. En prenant en compte des nettoyages faits en retard et des pannes mécaniques, la pratique dicte que les barreaux de la grille doivent être à 0,5-0,10 m de perte de charge.

Entretien

En général, l'utilisation d'un système de prise d'eau en fond de rivière est effectuée par quelqu'un qui s'occupe de l'entretien. La structure doit être ajustée chaque jour, il faut vérifier que des débris ne font pas obstruction à l'entrée du système, et tout dégât doit être réparé. Le dessableur doit être nettoyé régulièrement. L'entretien préventif consiste à peindre les grilles et autres parties métalliques, comme les vannes ou les valves. Selon le silt et le transport des sédiments du lit, le dessableur et le transport des sédiments du lit devront être nettoyés régulièrement, et il faut prévoir d'éventuelles réparations du tamis ou de la valve. Toute érosion qui pourrait empêcher le système de fonctionner correctement doit être réparée sans délai. Chaque année, il faut vérifier qu'il n'y a pas de fissures dans le béton et faire les éventuelles réparations. Il faudra peut-être que les utilisateurs aident au nettoyage et aux réparations.

Problèmes éventuels

• Des sédiments ou des débris bouchent l'entrée
• Les courants du fleuve empêchent le système de fonctionner correctement
• L'eau du fleuve ou du lac est polluée
• Pendant la saison sèche, l'eau peut s'avérer insuffisante dans le fleuve ou le cours d'eau pour approvisionner tous les usagers.

Documentation, vidéos et liens

• Choisir l'endroit où placer une prise d'eau (en anglais). Water for the World.

• Prises d'eau de surface et petits barrages. Chapitre 11. Révisé par Nhamo Masanganise.

Remerciements

• Masanganise, Nhamo. Prises d'eau de surface et petits barrages (en anglais).
• Brikke, François, et Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff. Organisation mondiale de la Santé et IRC Eau et assainissement. Genève, Suisse 2003.