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REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO

MINISTERE DU DEVELOPPEMENT RURAL

SECRETARIAT GENERAL DU DEVELOPPEMENT RURAL

SERVICE NATIONAL D’HYDRAULIQUE RURALE « SNHR »

PROJET IDIOFA : RAPPORT SYNTHESE DES CALCULS HYDRAULIQUES

DES RESEAUX D’ADDUCTION D’EAU

Janvier 2020 (V-2)

1

TABLE DE MATIERES

I. INTRODUCTION : ……………………………………………………………………………………………………………2

II. TABLEAU 1 : DONNEES DE BASE : …………………………………………………………………………………..3

III. TABLEAU 2 : ESTIMATION DE DEBIT :………………………………………………………………………………5

IV. TABLEAU 3 : HAUTEUR GEOMETRIQUE DE REFOULEMENT : ………………………………………….6

V. TABLEAU 4 : CALCULS HYDRAULIQUES : …………………………………………………………………………8

ANNEXES : …………………………………………………………………………………………………………………. 12

2

I. INTRODUCTION

La modernisation des systèmes d’approvisionnement en eau potable dans les milieux semi-

urbains et ruraux poursuit à l’amélioration de la santé des populations par la limitation des

risques de santé en leur apportant une eau saine en qualité et en quantité suffisante.

Une installation d’adduction en eau potable (AEP) comprend une source d’approvisionnement

(une source d’eau ou un puits ou un forage), une pompe et des infrastructures : château d’eau

et réseau de tuyauteries terminés par des bornes fontaines.

Dans le cadre de l’amélioration de l’approvisionnement en eau potable et de l’assainissement

dans dix villages du territoire d’Idiofa, dans la province de Kwilu en RD Congo, 16 forages d’eau

ont été exécutés. Parmi lesquels 11 ont réussis (forages positifs) et 5 ont échoués (forages

négatifs) dont il faut à refaire.

Le présent rapport n’est rien d’autre que les résultats des calculs hydrauliques de l’adduction

d’eau, soit du forage au réservoir. La finalité est de connaitre : les caractéristiques nécessaires

(débit et hauteur manométrique totale) pour le choix de la pompe à installer dans le forage

pour refouler l’eau jusqu’au réservoir, le diamètre et la pression nominale (PN) du tuyau ainsi

que la vitesse du fluide refoulé par la pompe appropriée.

3

II. TABLEAU 1 : DONNEES DE BASE

FORAGE ADDUCTION D'EAU

PROFONDEUR TUBAGE CONDUITE DE REFOULEMENT OBSERVATIONS

N° d'ordre

VILLAGE N° Prévue

(m) Forée

(m)

Ø tuyau (mm)

PN tuyau (bars)

Ep. tuyau (mm)

Alt. (m)

Nppe – Tfge (m)

Tfge - S.Rés (m)

S.Rés - Rés (m)

Lc (m)

Alt. Rés. (m)

1 INGUNDU 1 140 116 160 16 8 666 110 10 6 126 672 Forage réussi

2 IMPINI INSI 1 160 181 160 16 8 696 175 7,5 6,2 188,7 702,2 Forage réussi

2 160 152 160 16 8 696 146 7,5 6,2 159,7 702,2 Forage réussi

3 KIPUKU

1 220 220 160 16 8 650 214 15 6 235 656 Forage réussi

3 220 203 160 16 8 650 197 12 6 215 656 Forage réussi

4 220 216 160 16 8 650 210 12 6 228 656 Forage réussi

4 MPUKULU 1 160 114 160 16 8 612 154 7,5 6 167,5 618 Forage à refaire

5 MAYANDA MUSANDA

1 160 132 160 16 8 562 154 20 6,2 180,2 568,2 Forage à refaire

6 NKUTU MAYANDA

1 160 144 160 16 8 585 154 23,8 6,2 184 591,2 Forage à refaire

7 BANGA BANGA 1 140 18 160 16 8 461 134 6,5 6,2 146,7 467,2 Forage à refaire

2 140 10 160 16 8 461 134 15 6,2 155,2 467,2 Forage à refaire

8 KALANGA NGANDA

1 160 150,5 160 16 8 557 144,5 5,5 6 156 563 Forage réussi

2 160 151 160 16 8 557 145 6 6 157 563 Forage réussi

9 INTSWEM LABUI 1 140 114 160 16 8 714 108 10 6 124 720 Forage réussi

2 140 108 160 16 8 714 102 10 6 118 720 Forage réussi

10 BWALENGE 1 70 80 160 16 8 654 74 7 6 87 660 Forage réussi

16

4

RECAPITULATIF DES FORAGES

FORAGES

DESIGNATION Prévus Exécutés et réussis A refaire

NOMBRE 16 11 5

EXPLICATION DU TABLEAU 1

Abréviations utilisées

1. Ø : Diamètre en mm

2. PN : Pression Nominale en bars

3. Ep. : Epaisseur en mm

4. Alt. : Altitude en m

5. Nppe : Niveau de la pompe

6. Tfge : Tête de forage

7. S.rés : Support réservoir

8. Rés. : Réservoir

9. Lc : Longueur cumulée de la conduite en m

10. Alt. Rés. : Altitude du réservoir

Formules utilisées

1. Nppe (Niveau de la pompe) = profondeur forée moins 6 mètres : pour les cas des

forages réussis ;

2. Nppe (Niveau de la pompe) = profondeur prévue moins 6 mètres : pour les cas des

forages à refaire ;

3. Lc (Longueur cumulée de la conduite) = distance (Nppe –Tfge) + distance (Tfge-S.rés.) +

distance (S.rés. - Rés.)

4. Altitude du réservoir (Alt. Rés.) = Altitude de forage + la hauteur du support du réservoir

et le réservoir (dans le cas de ce projet, elle varie de 6 à 6,2 mètres) ;

5

III. TABLEAU 2: ESTIMATION DE DEBIT


1. Le niveau de la profondeur d’eau après test de pompage varie de 15 à 20 m par rapport

à la profondeur forée (dans le cas de ce projet) ;

2. Puissance (en KW) et le débit estimé (en m³/h) de la pompe ont été évalués en fonction

des courbes caractéristiques du système fournies par le logiciel LORENTZ ;

3. Profondeur d'eau prévisionnelle (m) = profondeur forée - 18 m ;

4. Niveau d'installation de la pompe (m) = profondeur forée - 6 mètres : pour les cas des

forages réussis ;

5. Niveau d'installation de la pompe (m) = profondeur prévue - 6 mètres : pour les cas des


6. Débit estimé (en L/s) = Débit estimé (en m³/h)*1000/3600.

FORAGE

PROFONDEUR POMPE SOLAIRE

N° d'ordre

VILLAGE N° Prévue (m)

Forée (m)

Eau prévisionnelle (m)

Eau après test de

pompage (m)

Niveau d'installation (m)

Puissance (KW)

Débit estimé (m³/h)

Débit estimé

(L/s)

1 INGUNDU 1 140 116 98 100 110 1,7 2,5 0,69

2 IMPINI INSI 2 160 181 163 162 175 1,47 2,2 0,61

160 152 134 137 146 1,47 2,3 0,64

3 KIPUKU 3

220 220 202 204 214 3,165 2 0,56

220 203 185 188 197 3,165 2,6 0,72

220 216 198 196 210 3,165 2,2 0,61

4 MPUKULU 1 160 114 142 0 154 1,47 2,5 0,69

5 MAYANDA MUSANDA

1 160 132 142 0 154 1,47 2,45 0,68

6 NKUTU MAYANDA

1 160 144 142 0 154 1,47 2,4 0,67

7 BANGA BANGA

2 140 18 122 0 134 1,7 2,4 0,67

140 10 122 0 134 1,7 2,4 0,67

8 KALANGA NGANDA

2 160

150,5

132,5 134 144,5 1,47 2,3 0,64

160 151 133 132 145 1,47 2,3 0,64

9 INTSWEM LABUI

2 140 114 96 94 108 1,265 2,5 0,69

140 108 90 91 102 1,265 2,6 0,72

10 BWALENGE 1 70 80 62 60 74 0,811 2,6 0,72

6

IV. TABLEAU 3 : HAUTEUR GEOMETRIQUE DE REFOULEMENT

FORAGE POMPE SOLAIRE RESERVOIR REFOUL.

N° VILLAGE Nbre Prof.

prévue (m)

Prof. forée (m)

Prof. Eau prévision

nelle. (m)

Prof. Eau après test

de pompage

(m)

Alt. (m)

Niveau d'installation (m)

Puissance (KW)

Débit estimé

(m³/h)

Débit estimé

(L/s) Alt. (m) Alt. (m)

Hauteur Géom.

(m)

1 INGUNDU 1 140 116 98 100 666 110 1,7 2,5 0,69 556 672 116

2 IMPINI INSI 2 160 181 163 162 696 175 1,47 2,2 0,61 521 702,2 181,2

160 152 134 137 696 146 1,47 2,3 0,64 550 702,2 152,2

3 KIPUKU 3

220 220 202 204 650 214 3,165 2 0,56 436 656 220

220 203 185 188 650 197 3,165 2,6 0,72 453 656 203

220 216 198 196 650 210 3,165 2,2 0,61 440 656 216

4 MPUKULU 1 160 114 142 0 612 154 1,47 2,5 0,69 458 618 160

5 MAYANDA MUSANDA

1 160 132 142 0 562 154 1,47 2,45 0,68 408 568,2 160,2

6 NKUTU MAYANDA

1 160 144 142 0 585 154 1,47 2,4 0,67 431 591,2 160,2

7 BANGA BANGA

2 140 18 122 0 461 134 1,7 2,4 0,67 327 467,2 140,2

140 10 122 0 461 134 1,7 2,4 0,67 327 467,2 140,2

8 KALANGA NGANDA

2 160 150,5 132,5 134 557 144,5 1,47 2,3 0,64 412,5 563 150,5

160 151 133 132 557 145 1,47 2,3 0,64 412 563 151

9 INTSWEM LABUI

2 140 114 96 94 714 108 1,265 2,5 0,69 606 720 114

140 108 90 91 714 102 1,265 2,6 0,72 612 720 108

10 BWALENGE 1 70 80 62 60 654 74 0,811 2,6 0,72 580 660 80

NB : Puissance (en KW) et le débit estimé (en m³/h) de la pompe ont été évalués en fonction des courbes caractéristiques du

système fournies par le logiciel LORENTZ.

7

EXPLICATIONS DU TABLEAU 3

1. Nbre : Nombre ;

2. Prof. : profondeur ;

3. Géom. : géométrique ;

4. Profondeur d'eau prévisionnelle (m) = profondeur forée - 18 m ;

5. Niveau d'installation de la pompe (m) = profondeur forée (exécutée) - 6 mètres : pour

les cas des forages réussis ;

6. Niveau d'installation de la pompe (m) = profondeur prévue - 6 mètres : pour les cas des


7. Débit estimé (en L/s) = Débit estimé (en m³/h)*1000/3600 ;

8. Altitude de la pompe solaire = Altitude de forage moins (-) le niveau d'installation de la

pompe ;

9. Altitude du réservoir (Elevation of Station II) = Altitude de forage plus (+) la hauteur du

support du réservoir et le réservoir (dans ce projet, elle varie de 6 à 6,2 mètres) ;

10. Hauteur géométrique de refoulement (Hgr)= Altitude du réservoir moins (-) Altitude

de la pompe.

8

V. TABLEAU 4 : CALCULS HYDRAULIQUES

Water Supply

Design Sheet

Nominal pressure required = 10 bars

Maximum permissible speed, v = 1,0 m/s

HGL @ StI - hl @ ST II = HGL @ STII

Hazen-Williams equa, = hl = (1,21*1010*L)/d4,87*(Q/C)1,851

hl = head loss, m; L = length of pipe section, m;

or h1 = ((10,65x(Q1^1,851))xL/(C^1,851)x(d^4,871))

Q = flow rate,l/s

d = internal diameter of pipe, mm; Q1 = flow rate,m3/s

Pipe roughness coefficient C = 150

December, 2019

Flow at First Section:

REACH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Point No.

VILLAGE Section Station I Station

II Q

(L/s)

Pipe Length

(Metres)

Cumulative Distance (Metres)

Pipe Ø

(mm)

NP (bars)

Inside Ø of Pipe (mm)

Head Loss

(Metres)

HGL @ Station

I

Elevation of

Station II

HGL @ Station

II

Total Dynamic head

Vel. (m/s)

Pressure (m)

Remark

1 INGUNDU A B Pump at Borehole

Storage tank Tank

0,69 126 126 40 12,5 35,2 2,13 556 672 669,87 128,46 0,71 113,87

2 IMPINI INSI

A B Pump at Borehole

Storage tank Tank

0,61 188,7 188,7 40 25 31 4,71 521 702,2 697,49 196,24 0,81 176,49


Storage tank Tank

0,64 159,7 159,7 40 16 34 2,78 550 702,2 699,42 165,31 0,71 149,42

3 KIPUKU


Storage tank Tank

0,56 235 235 40 25 31 5,01 436 656 650,99 235,34 0,74 214,99


Storage tank Tank

0,72 215 215 40 25 31 7,3 453 656 648,7 220,63 0,95 195,7


Storage tank Tank

0,61 228 228 40 25 31 5,7 440 656 650,3 232,03 0,81 210,3

4 MPUKULU A B Pump at Borehole

Storage tank Tank

0,69 167,5 167,5 40 16 34 3,35 458 618 614,65 173,68 0,76 156,65

9

Flow at First Section:

REACH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Point No.

VILLAGE Section Station I Station

II Q

(L/s)

Pipe Length

(Metres)

Cumulative Distance (Metres)

Pipe Ø

(mm)

NP (bars)

Inside Ø of Pipe (mm)

Head Loss

(Metres)

HGL @ Station

I

Elevation of

Station II

HGL @ Station

II

Total Dynamic head

Vel. (m/s)

Pressure (m)

Remark

5 MAYANDA MUSANDA


Storage tank Tank

0,68 180,2 180,2 40 16 34 3,51 408 568,2 564,69 174,04 0,75 156,69

6 NKUTU MAYANDA


Storage tank Tank

0,67 184 184 40 16 34 3,49 431 591,2 587,71 174,02 0,74 156,71

7 BANGA BANGA


Storage tank Tank

0,67 155,2 155.2 40 16 34 2,94 327 467,2 464,42 153,31 0,74 137,26


Storage tank Tank

0,67 155,2 155,2 40 16 34 2,94 327 467,2 464,26 153,47 0,74 137,26

8 KALANGA NGANDA


Storage tank Tank

0,64 156 156 40 16 34 2,72 412,5 563 560,28 163,55 0,71 147,78


Storage tank Tank

0,64 157 157 40 16 34 2,73 412 563 560,27 164,06 0,71 148,27

9 INTSWEM LABUI


Storage tank Tank

0,69 124 124 40 12,5 35,2 2,1 606 720 717,9 126,43 0,71 111,9


Storage tank Tank

0,72 118 118 40 12,5 35,2 2,16 612 720 717,84 120,49 0,74 105,84

10 BWALENGE A B Pump at Borehole

Storage tank Tank

0,72 87 87 40 12.5 35,2 1,88 580 660 658,12 88,88 0,79 78.12

10


Abréviations

Section Station A B Station I Station I

Aval (Profondeur ou niveau d'installation de la pompe)

Amont (niveau fini du réservoir)

Profondeur ou niveau d'installation de la pompe

Niveau fini du réservoir

Formules utilisées

1. Pertes de charges (Head Loss), h1 = ((10,65x (Q1^1,851)) x L/(C^1,851) x (d^4,871)) en

Mètres, avec :

Q1 : débit (flow rate) en m3/s ;

L : longueur de la conduite (Pipe Length) ou longueur totale de la conduite en m ;

C : Coefficient de rugosité (Pipe roughness coefficient) de (of) HAZEN WILLIAMS ;

d : diamètre intérieur de la conduite (Inside Ø of Pipe) en mm.

2. Longueur ou distance cumulée (Cumulative Distance) en Mètres = Longueur du tuyau

(Pipe Length) ;

3. Diamètre intérieur de la conduite (Inside Ø of Pipe) en mm= Pipe Ø (mm) – Deux fois

Epaisseur du tuyau ;

4. Ligne piézométrique en station I (HGL @ Station I) = Altitude de la pompe solaire c’est-à-

dire Altitude de forage moins (-) le niveau d'installation de la pompe ;

5. Altitude du réservoir (Elevation of Station II) = Altitude de forage plus (+) la hauteur du

support du réservoir et le réservoir (dans ce projet, elle varie de 6 à 6,2 mètres) ;

6. Ligne piézométrique en station II (HGL @ Station II) = Altitude du réservoir (Elevation of

Station II) moins les pertes de charge totales (Total Head Loss);

7. Vitesse (Velocity) en m/s = (Q1/1000)/((3,14/4)x(d/1000)^2), avec :

Q1 : débit (flow rate) en m³/s ;

3,14 : Pi ;

d : diamètre (Ø) intérieur de la conduite (Inside Ø of Pipe) en mm

8. Pression (pressure) = Ligne piézométrique en station II (HGL @ Station II) moins Ligne

piézométrique en station I (HGL @ Station I)

9. Hauteur Manométrique Totale (Total Dynamic head) = Hgr + Jtot + Pr, avec :

Hgr : hauteur géométrique de refoulement en m = Altitude du réservoir moins (-)

Altitude de la pompe ;

Jtot: Pertes de charges totales (Total Head Loss) c’est à dire linéaires et

singulières.

11

En toute rigueur, les pertes de charge singulières doivent être calculées. Dans le cas d’une

pompe immergée refoulant (pas de hauteur d’aspiration), ce terme est parfois négligé ou

estimé arbitrairement de 5 à 10%. Dans ce projet, ce terme n’est pas pris en compte à cause de

son insignifiance. C’est pour cela Jtot seront égales à h1.

Pr : pression résiduelle à la sortie du tuyau de refoulement, elle vaut 1 bar, soit

10,33 m de colonne d’eau dans les conditions normales de température et de

pression.

NB : La hauteur manométrique totale (Total Dynamic head) est la pression mesurée en m de

colonne d’eau qu’une pompe devra imprimer à un volume de liquide pour assurer son transfert

d’un point à un autre point géométriquement différent. Elle permet de déterminer le couple

HMT- débit afin de choisir la pompe appropriée.

Le facteur de sécurité n’intervient pas dans le calcul de La hauteur manométrique totale.

Néanmoins, lors du choix de la pompe appropriée, la valeur de la HMT sera prise à la hausse par

rapport à celle calculée dans le tableau 4.

Choix du diamètre de la conduite

Etant donné que les débits (flow rate) à véhiculer dans les conduites sont faibles, de l’ordre de

2 à 2,6 m3/h ou de 0,56 à 0,72 l/s, il est inutile d’utiliser de grand diamètre pour le refoulement

d’eau. Le choix de diamètre de 40 mm ne posera aucun problème pour le refoulement.

En hydraulique :

La diminution du diamètre de la conduite entraine la diminution de la pression et

l’augmentation des pertes de charge, la hauteur manométrique totale ainsi que la

vitesse.

L’augmentation du diamètre de la conduite entraine l’augmentation de la

pression et la diminution des pertes de charge, la hauteur manométrique totale

ainsi que la vitesse.

12

ANNEXES : ABAQUES DES PRESSIONS NOMINALES ET EPAISSEURS DES TUBES EN FONCTION DIAMETRES

1. Tuyaux pression AEP et branchement

L'expérience dans ce domaine n'est plus à démontrer. Au fil des années, ITP a su convaincre les utilisateurs de l'Afrique occidentale et centrale par sa capacité à fournir des tuyaux pour des grands projets d'adduction d'eau potable (AEP) et pour des travaux de branchement. De la matière à la fabrication en passant par les différents tests de contrôle de qualité, du stockage à la livraison et la mise en œuvre des tuyaux fabriqués pour conduire l'eau partout et pour tous.

Diamètre Nominal

(mm)

Epaisseurs nominales des Tubes

PN 6 BARS PN 8BARS PN 10 BARS PN 12.5 BARS PN 16 BARS

Epais

Poids

Kg/m Epais

Poids

Kg/m Epais

Poids

Kg/m Epais

Poids

Kg/m Epais

Poids

Kg/m 20

1.5 0.136

25

1.5 0.174 1.9 0.214 32

1.6 0.242 1.9 0.279 2.4 0.343

40 1.5 0.286 1.6 0.306 1.9 0.354 2.4 0.437 3.0 0.533 50 1.6 0.386 2.0 0.468 2.4 0.554 3.0 0.687 3.7 0.818

63 1.9 0.569 2.5 0.732 3.0 0.866 3.8 1.076 4.7 1.301

75 2.2 0.780 2.9 1.005 3.6 1.231 4.5 1.511 5.6 1.818

90 2.7 1.139 3.5 1.460 4.3 1.757 5.4 2.178 6.7 2.63

110 2.6 1.352 3.4 1.753 4.2 2.122 5.3 2.6367 6.6 3.228

125 3.0 1.791 3.9 2.262 4.8 2.747 6.0 3.400 7.4 4.020

140 3.3 2.189 4.3 2.786 5.4 3.470 6.7 4.227 8.3 5.156

160 3.8 2.843 4.9 3.620 6.2 4.523 7.7 5.543 8.3 5.943

200 4.7 4.377 6.2 5.700 7.7 7.003 9.6 8.620 11.9 10.528

225 5.3 5.540 6.9 7.128 8.6 8.792 10.8 10.898 13.4 13.346

250 5.9 6.845 7.7 8.825 9.6 10.891 11.9 13.339 14.8 16.343

315 7.4 10.777 9.7 13.974 12.1 17.262 15.0 21.204 18.7 25.982

13

2. TUBES PVC-U PRESSION : PAR SOTICI (Entreprise)

DIMENSIONS DES TUBES

Diamètre Extérieur (mm)

Epaisseurs Nominales (mm)

HN(1) PN6 PN10 PN16 PN25

NF/ISO NF(2) DIN(3) NF EN(4) NF/ISO NF/ISO

20 1 - - - - 1.5 2.3

25 1.2 - 1.5 1.5 - 1.9 2.8

32 - - 1.8 1.8 1.6 2.4 3.6

40 - - 2.4 1.9 1.9 3.0 4.5

50 - - 2.4 2.4 2.4 3.7 5.6

63 - 2.0 3.0 3.0 3.0 4.7 7.1

75 - 2.3 3.6 3.6 3.6 5.6 -

90 - 2.8 4.3 4.3 4.3 6.7 -

110 - 2.7 5.3 5.3 4.2 6.6 -

125 - 3.1 6.0 6.0 4.8 7.4 -

140 - 3.5 6.1 6.7 5.4 8.3 -

160 - 3.8 6.2 7.7 6.2 9.5 -

200 - 4.7 7.7 9.6 7.7 11.9 -

225 - 5.3 8.6 10.8 8.6 13.4 -

250 - 5.9 9.6 11.9 9.6 14.8 -

280 - 6.9 10.7 13.4 10.7 16.6 -

315 - 7.4 12.1 15.0 12.1 18.7 -

355 - 8.7 13.6 - 13.6 21.1 -

400 - 9.8 15.3 - 15.3 23.7 -

450 - 11.0 17.2 - 17.2 26.7 -

500 - 12.3 19.1 - 19.1 29.7 -

560 - 13.7 21.4 - 21.4 - -

630 - 15.4 24.1 - 24.1 - - (1)Hors normes

(2)Selon la norme française NF T 54-016

(3)Selon la norme allemande DIN 8062

(4)Selon la nouvelle norme européenne NF EN ISO 1452 – 2 : 2010

NB : Les lignes en jaune

republique democratique du congo ministere ......nppe – tfge (m) tfge - s.rés (m) s.rés - rés...

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