Les systèmes de distribution communautaire transfèrent l'eau d'une source ou d'une installation de traitement via des tuyaux au point de distribution final (robinets collectifs ou domestiques) en utilisant diverses sources d'énergie, telles que la gravité ou les pompes. Dans la phase de réponse aiguë, les systèmes à petite échelle peuvent être utilisés, tandis que les systèmes à moyenne échelle sont plus susceptibles d'être utilisés dans les phases de stabilisation et de relèvement.
La demande en eau dans les Systèmes de distribution communautaires varie tout au long de la journée. La consommation est la plus faible la nuit et la plus élevée à certaines heures de pointe pendant la journée lorsqu'elle est nécessaire pour l'hygiène personnelle, la lessive et la cuisine. Ces variations doivent être abordées par des mécanismes de stockage de l'eau ou de contrôle des pompes (voir D.6 ).
Il existe deux types de systèmes de distribution communautaire : ramifiés ou en boucle. Les réseaux ramifiés consistent en un ou plusieurs tuyaux principaux qui se ramifient en un certain nombre de connexions sans issue. Les réseaux en boucle (ou configuration en « grille ») consistent en une ou plusieurs boucles principales de tuyaux (anneaux) à travers lesquels l'eau est acheminée vers des boucles ou des branches secondaires. Les réseaux ramifiés sont plus simples à concevoir et plus faciles à installer que les réseaux en boucle, qui nécessitent davantage de tuyaux d'interconnexion, de vannes et de pièces spéciales, et sont plus complexes et coûteux. Cependant, l'avantage des réseaux en boucle est qu'ils ont moins de perte de charge et moins de tronçons morts, et qu'ils ont une plus grande flexibilité pour la réparation des tuyaux sans affecter l'ensemble du système. Dans les deux cas, il est important d'avoir une pression résiduelle suffisante au robinet le plus éloigné (normalement d'au moins 5 mètres au robinet le plus haut, voir S.7 ).
Les Systèmes de distribution communautaire doivent être conçus en tenant compte des données topographiques, des chiffres et de l'emplacement de la population, de la demande en eau actuelle et future, des sources d'eau disponibles, de la qualité de l'eau, de la distance et de la différence d'élévation entre la source et le stockage, et entre le stockage et les robinets, le nombre et l'emplacement des robinets correspondant à l'endroit où vivent les gens, le volume du réservoir de stockage, les itinéraires possibles des canalisations et tout problème technique (par exemple, les traversées de route/rivière ou la minimisation des points hauts/bas). Tout nouveau système doit être construit pour répondre aux indicateurs Sphère convenus et aux réglementations locales. Ceux-ci incluent un débit minimum par robinet de 0,125 L/s avec suffisamment de robinets pour assurer un nombre maximum de 250 utilisateurs par robinet (pour éviter les files d'attente excessives et les conflits), suffisamment d'eau pour l'hygiène personnelle et domestique (au moins 15 L/personne/ jour) et un drainage adéquat au niveau des robinets communautaires pour réduire l'accumulation d'eau. La distance de marche jusqu'à la borne fontaine ne doit pas dépasser 500 mètres et un aller-retour incluant la collecte ne doit pas prendre plus de 30 minutes.
Le diamètre du tuyau doit être choisi en fonction de la vitesse requise (0,7 à 3 m/s pour limiter l'envasement et l'affouillement), de l'expansion future potentielle (par exemple, en choisissant éventuellement un tuyau plus grand) et du budget (les coûts totaux d'investissement, d'entretien et de carburant les plus faibles sont atteints avec une vitesse d'environ 0,75 m/s). Les tuyaux et les robinets doivent résister à la pression lorsque tous les robinets sont fermés. Le choix du matériau de la conduite peut être influencé par des considérations d'assemblage et de réparation des conduites. Bien que les tuyaux en PVC soient moins chers et plus faciles à entretenir, ils nécessitent plus de joints, ce qui augmente le risque d'erreur et de fuite, et ils sont plus fragiles et sensibles aux dommages causés par le soleil. Les tuyaux en PE sont plus chers, mais se présentent sous la forme de longs rouleaux nécessitant moins de joints. Cependant, ces joints nécessitent soit des raccords à compression coûteux, soit une machine à souder bout à bout qui utilise un générateur. Lors de la pose des conduites, il est important d'assurer une tranchée, une assise et un remblayage corrects pour éviter les dommages et les fuites (les changements de type de conduite, par exemple, pour des conduites galvanisées, sont une option pour les traversées de routes ou de cours d'eau). En général, les conduites d'eau doivent être posées au-dessus des conduites d'eaux usées pour réduire le risque de contamination croisée. La géolocalisation et la profondeur des canalisations et vannes doivent être faites avant le remblayage. Dans les climats froids où le sol gèle chaque année, les tuyaux doivent être sous le seuil de gel.
Les Systèmes de distribution nécessitent de nombreux matériaux différents, notamment pour l'admission de la source, le système de pompage, le réservoir de stockage, les tuyaux/vannes/raccords, les bornes fontaines et les pièces de rechange. La disponibilité locale dépend de la conception et du contexte particulier.
Les Réseaux communautaires de distribution d'eau sont courants dans les zones urbaines et périurbaines. Dans les zones rurales, des réseaux plus simples avec des raccordements aux habitations ou aux cours, ou des bornes fontaines publiques peuvent être plus appropriés. Alors que dans la phase d'intervention aiguë, les systèmes de distribution à petite échelle peuvent être mis en place rapidement avec une conception minimale (par exemple, les réservoirs à vessie et les bornes fontaines), dans les phases de stabilisation et de relèvement, ceux-ci sont remplacés par des Systèmes de distribution plus grands où la construction commence à devenir plus complexe et un investissement substantiel est nécessaire. Par conséquent, une conception et une planification appropriées sont essentielles dans ces cas.
Avec un écoulement par gravité, le fonctionnement et l'entretien sont modérés. Étant donné que le fonctionnement et l'entretien augmentent dès que les pompes sont introduites, il est préférable de concevoir moins de pompes ou un pompage solaire. Les fuites représentent généralement le plus grand défi de fonctionnement et d'entretien et peuvent survenir pour diverses raisons telles que des connexions illégales, le mouvement et la structure du sol, la charge de trafic, la mauvaise qualité de l'assemblage des tuyaux, les dommages dus à l'excavation pour d'autres raisons, le vieillissement, la corrosion et la haute pression ou des changements de température. L'envasement peut être un autre défi en raison d'une mauvaise conception des prises d'eau et des tuyaux, d'un traitement inapproprié ou d'une recontamination par des joints qui fuient. Cela peut nécessiter un rinçage, un écouvillonnage ou un aérogommage et une désinfection des tuyaux. Les autres tâches de fonctionnement et d'entretien comprennent le remplacement des robinets, des vannes, la vidange des vannes de lavage (aux points bas d'un système de canalisations), la réparation des réservoirs et la surveillance de la qualité de l'eau pour les niveaux de chlore résiduel (voir T.6 ). Une concentration d'air peut obstruer les tuyaux aux points hauts, de sorte que des soupapes de purge d'air peuvent être installées.
Les personnes peuvent être blessées en tombant dans la tranchée lors de la pose des conduites, en particulier la nuit. Il existe également une grande préoccupation concernant les réservoirs d'eau surélevés, où une conception structurelle appropriée est nécessaire pour empêcher l'effondrement (voir D.6 ). Des risques pour la santé peuvent découler du fonctionnement plus intermittent de systèmes plus petits, ce qui peut entraîner une pression négative et une contamination subséquente au niveau des joints qui fuient. Cela peut réduire les niveaux de chlore résiduel dans le système et poser un risque microbiologique pour la santé au point d'utilisation.
Les coûts d'investissement ont tendance à être élevés, principalement en raison du réseau de distribution. Les frais de fonctionnement permanents peuvent varier. Lorsque seule la gravité est utilisée, les coûts permanents sont faibles, mais lorsque l'eau est pompée à n'importe quel point du système, les coûts permanents augmenteront. Par conséquent, il est préférable de ne pas concevoir de pompes ou d'en réduire le besoin lorsque cela est possible et/ou d'opter pour le pompage solaire. Les pompes solaires ont des coûts permanents beaucoup plus faibles, avec un retour sur investissement en quelques années, ainsi que peu d'émissions de carbone (voir S.10 ).
Il est important d'impliquer les utilisateurs dans certains aspects du processus de planification (par exemple, l'emplacement et la conception des bornes fontaines). La propriété foncière doit être clarifiée et des accords doivent être conclus pour tous les terrains où seront situés les tuyaux, les réservoirs et les bornes fontaines afin d'éviter de futures réclamations ou conflits. Les raccordements domestiques peuvent augmenter considérablement la consommation (et le gaspillage) d'eau et nécessiter des systèmes d'évacuation ultérieurs appropriés pour les eaux grises ou noires. L'exploitation illégale des tuyaux peut également être un problème. Pour un plus grand nombre de consommateurs, l'installation de compteurs est recommandée.
Niveau d’application
Voisinage | + + |
Ville | + + |
Niveau de gestion
Partagé | + + |
Public | + + |
Complexité technique
Elevée |
Disponibilité locale
Elevée |
Niveau de maturité
Elevée |
Phase d'urgence
Réponse aiguë | + + |
Stabilisation | + + |
Relèvement | + + |
Explication des systèmes d'écoulement par gravité et exemple détaillé :
Vue d'ensemble des systèmes gravitaires :
WaterAid (2013): Gravity-Fed Schemes. Technical Brief WaterAid, UK
Guide de conception détaillé pour les systèmes gravitaires :
Jordan, T. D. (1980): A Handbook of Gravity-Flow Water Systems IT, London. UK
Explication de l'hydraulique, principaux composants en distribution et pompage :
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