Les prises d'eau de rivière et de lac sont utilisées dans les plans d'eau de surface pour extraire l'eau brute qui est pompée vers une installation de traitement de l'eau. Dans les situations d'urgence aiguë, à moins que ces structures ne soient déjà installées de façon permanente, il s'agit généralement de simples prises flottantes temporaires. Pour une utilisation à plus long terme, des structures plus permanentes pourraient être envisagées.

Les prises d'eau de rivières et de lac doivent être conçues de manière à prélever le volume requis sans endommager, boucher ou envaser la prise d'eau tout en minimisant la turbidité pour faciliter le traitement ultérieur de l'eau. Pour garantir cela, la conception doit être basée sur les caractéristiques de la source, telles que la stabilité du lit de la rivière, la profondeur de l'eau, la variabilité du niveau d'eau et la vitesse d'écoulement.

Considérations sur la conception

Une prise et une station d'épuration sont souvent situées ensemble, en partie pour réduire les coûts de pompage (car il faut pomper plus d'eau brute que d'eau traitée en raison des pertes d'eau pendant le traitement). Pour minimiser l'envasement, la pollution et les dommages structurels, en particulier lors du prélèvement d'eau dans les rivières, le site de prise d'eau doit se trouver en amont des sources de limon/pollution (par exemple, émissaire d’eaux usées, zones urbaines et agricoles), en amont des obstructions qui provoquent un écoulement turbulent (par exemple, les ponts) et à l'extérieur des coudes des rivières où il y a moins de charge et de dépôt dans le lit de la rivière. Lorsque la vitesse de l'eau et les charges de gravier sont faibles (par exemple, les rivières ou les lacs à faible débit) et où les niveaux d'eau ne changent pas beaucoup au cours de l'année, une prise d'eau non protégée peut être possible. Cependant, ce type de prise est souvent inadapté, en particulier dans les zones à précipitations intermittentes et de forte intensité, susceptibles de devenir plus fréquentes avec le changement climatique. Ici, la vitesse de la rivière peut augmenter périodiquement (par exemple, les crues éclair) et les niveaux d'eau peuvent fluctuer considérablement tout au long de l'année, augmentant le risque d'endommagement de la prise d'eau par des éboulements de rochers ou des débris flottants, avec le problème supplémentaire de prélever l'eau pendant les périodes de faible débit. Dans ces cas, les vitesses de l'eau peuvent être ralenties avec un déversoir submergé ou un barrage partie/complet qui protège la structure, diminue la charge sédimentaire et stabilise les niveaux d'eau. Pour réduire la longueur et le coût de l'ouvrage, il est idéalement situé sur un tronçon de rivière qui n'est ni trop large ni peu profond. Les déversoirs/barrages sont combinés à une prise d'eau latérale protégée (qui peut également être utilisée sans déversoir) qui est intégrée dans la berge avec des murs renforcés, avec un mur en aile du côté amont, de grosses pierres à l'entrée et un écran à barres d'acier en angle pour bloquer les gros débris. Un piège à sable et un déversoir peuvent également être ajoutés. Si la prise d'eau est installée sur un tronçon rectiligne de rivière, les matières transportées dans la rivière peuvent s'accumuler du côté de la prise d'eau. Cela peut être réduit en plaçant des épis (murs inclinés) sur la rive opposée pour dévier le débit d'eau. Le niveau d'eau dans la prise après l’écran sera normalement inférieur de 0,2 mètre, mais il est préférable de concevoir une baisse du niveau d'eau allant jusqu'à 1 mètre au cas où l'entretien serait rarement effectué. Une approche alternative pour gérer les niveaux d'eau variables est une prise d'eau flottante (qui peut également être combinée avec des prises d'aspiration ou de puisard) constituée d'un tuyau flexible relié à un flotteur qui est maintenu en position par des câbles d'amarrage. Pour les petites prises, le flotteur peut simplement être un jerrycan vide avec l'entrée du tuyau et du poids fixés en dessous. Pour les prises plus grandes, l'entrée peut être située sous un ponton (un cadre en acier ou en bois) fixé à des bidons vides. Dans tous les cas, l'entrée doit se trouver à au moins 0,3 mètre sous la surface de l'eau pour empêcher l'air de pénétrer dans la pompe. Les avantages d'une prise d'eau flottante sont que l'eau prélevée près de la surface a une turbidité plus faible, ce qui rend le traitement de l'eau plus homogène, et la prise peut être facilement récupérée pour le nettoyage. Les prises d'eau flottantes sont toutefois vulnérables aux dommages causés par les débris flottants. Selon le volume d'eau requis, la turbidité peut être réduite davantage avec une prise par infiltration dans le lit ou les berges de la rivière (voir I.6 ), ou en utilisant d'autres mesures pour protéger la source (voir S.3 ). Pour toutes les prises, le limon et les matières en suspension peuvent être réduits par un débit plus lent à la prise (moins de 0,1 m/s avant tout écran). Le type de pompe choisi doit être conçu pour résister au pompage de solides.

Matériaux

En général, les matériaux et les compétences locaux peuvent être utilisés pour construire des prises d'eau, y compris des déversoirs ou des barrages si nécessaire. Ceux-ci ne doivent pas forcément être construits en béton ou en maçonnerie et peuvent être fabriqués à partir de poteaux en bois, de sacs de jute remplis de ciment, de sacs de sable ou de monticules de pierre recouverts de bâches en plastique.

Applicabilité

Les prises d'eau de rivière et de lac sont adaptées à toutes les étapes d'une situation d'urgence, leur conception dépendant des caractéristiques de la source et du volume à prélever. Dans la phase d'intervention aiguë, même des déversoirs temporaires peuvent être construits rapidement dans les rivières à faible débit en utilisant n'importe quel matériau disponible localement, y compris des sacs de sable, des arbres abattus et des roches.

Fonctionnement et entretien

Les crépines, les grillages et les canaux d'approche des prises nécessitent des contrôles réguliers pour empêcher ou éliminer le colmatage et/ou l'envasement, et l'intégrité structurelle de la prise d'eau doit être vérifiée en même temps. Pour les entrées latérales protégées avec des grillages inclinés, abaisser l'angle du tamis (par exemple, à 30-45 degrés par rapport à l'horizontale, plutôt que 60 degrés) peut faciliter le nettoyage du grillage là où de grandes quantités de matières solides grossières sont attendues. Le limon doit également être évacué des grands barrages ou déversoirs plusieurs fois par an, en fonction de la charge en limon de la source d'eau. Toutes les pièces métalliques, telles que les barres des grillages, devront être fabriquées dans un matériau résistant à la corrosion ou traitées régulièrement. Une structure à double prise sur un site permet l'entretien pendant que la prise d'eau reste fonctionnelle.

Santé et sécurité

Lorsqu'un déversoir est construit, les risques en aval d'inondation, de perte de biens et de pertes de vie résultant d'une éventuelle défaillance de la structure doit être pris en compte, car même de petits déversoirs peuvent accueillir de grands volumes d'eau pouvant causer des dommages considérables. L'eau stockée derrière un déversoir ou un petit barrage peut favoriser la reproduction de moustiques ou d'autres parasites en amont, ce qui peut avoir un impact négatif sur la santé des familles à proximité ou qui utilisent l'eau. La qualité des eaux de surface collectées au niveau des prises d'eau est généralement mauvaise et nécessite un traitement supplémentaire.

Coûts

Le coût dépendra du type de prise. Les prises simples peuvent être très bon marché, mais le coût augmentera en fonction de la taille et de la complexité.

Considérations sociales et environnementales

Avec un barrage, il existe un risque d'inondation dans les zones en amont ou bien, lorsqu'il est inclus dans la prise d'eau, un impact sur les utilisateurs en aval, ce qui peut être problématique pour les populations locales. Il peut également y avoir un risque d'endommagement de la prise par les personnes utilisant la rivière ou le lac (par exemple, les enfants qui jouent peuvent endommager les prises flottantes), ainsi qu'un risque de noyade. Certaines prises pourraient être plus sujettes à l'échec ou à de mauvaises performances en raison du changement climatique.