Environ 256 millions d’habitants du milieu rural africain n’ont pas accès aux systèmesd’approvisionnement en eau potable là où cela aurait pu être possible grâce aux puits à pompemanuelle. Cette note de terrain soutient l’idée qu’en ne changeant que les caractéristiques des puitsréalisés en Afrique, le coût actuel peut être réduit de moitié. Il suffirait d’en réduire le diamètre ce quipermettrait d’utiliser du matériel facile à manier et par conséquent peu coûteux.

Solutions vers la réduction du coûtdes puits d’eau en milieu rural Africain

���������2004

Note de terrain

2

Résumé

La nappe phréatique est généralement une sourcefacilement accessible un peu partout dans lecontinent africain. Cependant, le tauxd’accroissement de l’accès à l’eau reste faible enraison du coût élevé de construction de puits. Cecoût élevé est, en grande partie, dû à l’utilisationde matériels de forage à spécifications bien plusgrandes que celles dont on a besoin en Afriquepour la grande majorité des puits.

On dénombre peu de nouveaux puits en raisondes outils et du matériel d’appui utilisé qui sontonéreux, rendant ainsi leur prix de revient élevé.Les derricks et autres matériels prévus pour laréalisation de ces puits sont si peu utilisés queles frais généraux augmentent considérablementce qui entraîne une hausse spectaculaire descoûts.

Cette note de terrain soutient l’idée que le coûtactuel des puits réalisés en Afrique peut êtreréduit de moitié, juste en simplifiant leurscaractéristiques. Il suffirait de réaliser des puits àpetit diamètre avec du matériel facilement maniableet moins coûteux. Le coût moyen de forage d’unpuits peut être ainsi réduit de 6.000 à 3.000 dollarsaméricains, et certains choix technologiquespourraient réduire le coût à moins de 1.000 dollarsaméricains. Ces importantes réductions descoûts pourraient aider l’Afrique à atteindre lesObjectifs de Développement du Millénaire (ODM)en matière d’approvisionnement en eau etd’assainissement1, et rendre meilleure la vie demillions des africains vivant en milieu rural.

Il est évident qu’il faut une nouvelle approchepour parvenir à réaliser un million de puits ouplus pour aider l’Afrique à atteindre les Objectifsde Développement du Millénaire (ODM) en matièred’approvisionnement en eau et d’assainissement.Pour se faire, il faudra:

1 A l’échéance 2015, réduire de moitié la proportion des personnes sansaccès durable à l’eau potable et à un assainissement amélioré

� Examiner et revoir les normes nationalestraditionnellement établies, et qui sont enfaveur des modèles conventionnels de puits.

� Mettre en place un réseau efficace de petitesentreprises, constitué de contractants africainsdu domaine de forage en milieux ruraux, etvivant avec les communautés qu’ils sontappelés à servir.

� Promouvoir les nouvelles technologiesappropriées de forage.

� Assurer la continuité des travaux au sein desentreprises locales�

Source: Rapport mondial d’évaluation du secteur d’approvisionnement en eau etd’assainissement, 2000

26%-50%

51%-75%

76%-90%

91%-100%Données non disponibles

0% - 25%

Couverture en eau

Figure 1. Afrique: Couverture géographiqued’approvisionnement en eau:

3

Qui effectue lesforages en Afrique?

Pour bien comprendre laproblématique des forages enAfrique il faut en connaître lesagents impliqués aussi bien dansles différentes activités que dansles zones d’interventions, demême que le type de matérielutilisé. Malgré le fait que la plupartdes derricks sont, à travers lecontinent, directement ouindirectement à la disposition desgouvernements, ils sont beaucoupmoins utilisés que ceux des auxautres opérateurs. Lesorganisations nongouvernementales (ONG) ainsique les différents contractants dusecteur possèdent environ lamoitié du reste des machines en

usage. Malgré la prévalence desdisparités significatives sur lemarché, la plupart des puits foréssont l’œuvre des contractantsprivés.

Départements des servicespublics

Bien que les départementsgouvernementaux chargés destravaux de forage assurentgénéralement l’approvisionnementen matériel grâce aux donsd’organisations d’appui extérieures,il arrive toutefois, qu’ils manquentde compétences en gestion et deressources requises pour soutenirun programme de forage de hautniveau de productivité. Dans biendes cas, l’appui extérieur nerépond pas favorablement auxbesoins de formation, de mise en

œuvre des activités, d’entretien etd’approvisionnement en pièces derechange. Dans pareillescirconstances, les machines ayantla capacité de forage annuelleallant jusqu’à 200 puits, finissentpar tomber en panne faute depièces de rechange en stock et deprévision budgétaire prévue à ceteffet, condamnées ainsi à êtredéfinitivement déclassées.

ONG internationales oulocales

Le processus de forage entreprispar les ONG présente denombreux inconvénients. En effet,en cas d’insuffisance dedispositions réglementaires, il peuts’avérer nécessaire à une ONGentreprenant un programme deforage quelconque de définir sa

Source: Rapport mondial d’évaluation du secteur d’approvisionnement en eau et d’assainissement, 2000

Figure 2: Afrique: Couverture géographique en eau

Couverture %

100

80

60

40

20

0Approvisionnement eneau en milieu urbain

Approvisionnementen eau en milieu

rural

Approvisionnementtotal en eau

1990

2000

Figure 3: Couverture géographique en eau enmilieu rural par région

Afrique Asie LA&C Océanie Europe Amériquedu nord

Couverture %

100

80

60

40

20

0

4

propre politique, y compris descritères de mesures et deconstruction, ainsi que desnormes de qualité. La coordinationentre l’administration publique etles diverses agences posesouvent des problèmes là où lesONG fonctionnent de manièreindépendante et autonome.

Une concurrence déloyale peuts’établir entre une ONG et d’autrescontractants locaux du secteurprivé, étant donné que certainesd’entre elles bénéficient del’exonération d’impôts et taxes àl’importation, et qu’elles peuventtravailler sans payer de taxes.Ceci leur confère un avantagenotable sur le coût vis-à-vis desconcurrents du secteur privé quidoivent payer des droits dedouane obligatoires àl’importation, ainsi que des impôtssur le revenu. Ces derniersconsidèrent ces avantages dontjouissent les ONG comme étantune injustice.

Certaines ONG sont en mesured’intervenir rapidement en casd’urgences et de manièreindépendante, à traversl’approvisionnement en matérielsde forage et la fourniture d’eauaux populations déplacées et endétresse. Bon nombre de cesprogrammes sont mis en placepour faire des interventionsmiracles, et continuent àfonctionner sur cette base pendantplusieurs années encore.

Contractantsinternationaux

Les contractants internationauxsont généralement de nationalitésétrangères, des entreprisescommerciales dirigées par desexpatriés qui transfèrent lesbénéfices réalisés hors des paysdans lesquels ils opèrent. Il y atrop de convoitises tant le montantdes contrats est élevé.

Le pays hôte reçoitsystématiquement des

programmes complets de forage depuits, et peu d’employés locauxparviennent à bénéficier deformation. L’importance duprofessionnalisme et le niveaud’investissement y afférentabsorbent souvent la capacité desONG qui, généralement, n’entrentpas en concurrence à ce niveau.

Dans le meilleur des cas, cesentreprises gagnent les contratssur la base de leurs compétencesparticulières en gestiond’entreprise et de leurs aptitudes à

Cimetière de materiel de forage

5

faire face à la concurrence dans unmarché donné. Au pire, ilsreçoivent du travail à cause desliens visibles ou invisibles aufinancement conditionnel desbailleurs de fonds.

Contractants locaux

Certaines entreprises localespeuvent saisir les opportunités quileur sont offertes dans le domainede forage de puits et avoir descompétences requises pour gagneret influencer le processus depassation des marchés. Mais ellesrencontrent souvent des difficultéspour mobiliser le matériel,l’équipement et le personnelcompétent requis pour entreprendreun programme soutenu deconstruction. Les risquescommerciaux qui accompagnent letravail de contractant en matière deforage contribuent à augmenter lescoûts déjà élevés d’emprunts donton a besoin pour financer une telleentreprise.Les périodes de contrat de foragesont souvent incertaines, et celaoffre une sécurité limitée deperspectives de travail, étantdonné le nombre réduit des puits àréaliser. Dans le contexte d’un telmarché imprévisible, lesinstitutions de prêt manquent àleurs engagements en exigeantune garantie de100% derecouvrement en nantissementssous forme d’hypothèque depropriété, de terre ou de sécuritésextérieures.

Le nombre des contractantsafricains compétents continue sanscesse d’augmenter au niveau local,bien que leur capacité defonctionnement se trouve encorefort limitée. Bien d’autres initiativeséchouent en raison d’inconvénientset de risques élevés sur la voie desuccès. La question préoccupanteest celle qui se rapporte à lapassation des marchés sur la basede liens politiques ou d’incitationsen termes de liquidité, plutôt quesur la base de l’habileté à respecterles termes du contrat.

Quels sont les outils deforage de puits enAfrique?

Un puits est un trou rond qui va dela surface de la terre jusqu’à lanappe phréatique souterraine. L’eauest pompée à partir de cette nappevers un point quelconque dedistribution se trouvant en surface.Un système approprié derevêtement, de récupération,d’assainissement et d’évacuationde puits s’avère nécessaire pourl’extraction d’une eau potable.

Un derrick est un outil qui, à traversun mouvement de rotation, faittourner le tube de forage en luipermettant de descendre en sous-sol et de remonter à la surface. Ilest constitué essentiellement d’unchâssis métallique, d’unmécanisme de rotation du tube deforage, et d’un appareil de levage.Certains derricks fonctionnent

avec des systèmes hydrauliques,mécaniques, pneumatiques ouélectriques complexes. Choseintéressante, les services deforage ont généralement faitprévaloir les spécificationstechniques du matériel de forageplutôt que le travail en question.Tout au long des travaux del’industrie de forage, uneimportance exagérée est accordéeau fonctionnement du derrick, endétournant l’attention de l’essentielmême du travail pour lequel il estdestiné – en l’occurrence le foragede puits (Encadré 1).

La préoccupation autour despécifications des derrickscontribue à minimiser l’impact queles puits à diamètre réduit peutavoir sur la réalisation desObjectifs de Développements duMillénaire en matièred’approvisionnement en eau etd’assainissement.

Presque tous les contractants dugouvernement et du secteur privéen Afrique utilisent les enginslourds de forage sur camion. Laparticularité de ce matériel est decreuser en profondeur et enlargeur, pouvant généralementaller jusqu’à 500 mètres, et deplus de 200 millimètres dediamètre. Cependant, ce matérielest souvent utilisé pour desforages ne pouvant atteindre que30 à 80 mètres de profondeur.

Outre cette spécificité techniqueaberrante du matériel, la taille du

6

véhicule le rend inapproprié pourrépondre aux besoins descommunautés rurales.

Au cours de quatre dernièresdécennies, deux améliorationstechnologiques ont permis derévolutionner le forage de puitsdestinés à l’approvisionnement eneau. Il s’agit notamment dumarteau-piqueur, et du tubeextrudé en plastique.

Marteau-piqueur

Les marteau-piqueurs sont desoutils à pneumatique quitransfèrent une haute puissance àpartir d’un compresseur d’airmonté à la surface à une série desboutons tangstènes souterrains etpulvérisant la roche dure. Lesmarteaux DTH étaient initialementconçus pour les carrières desroches, comme moyen rentable deforage des trous des mines pourdes charges explosives.

La mise au point et l’utilisation dela technologie du marteau-piqueur, sont encore dominéespar les demandes d’exploitationsminières et des industries deconstruction, où les marteau-piqueurs sont utilisés pour desforages des trous allant de 50 à1.000 millimètres de diamètre2. Etpourtant, des milliers de puitsd’approvisionnement en eaun’auraient pas vu leur émergenceen Inde sans l’existence de cetoutil.

Tube extrudé en plastique

Le tube extrudé en plastique peutêtre utilisé comme moyen alternatifà l’acier pour certaines applicationsde construction générale. La facilitéde production, les rapports entrerésistance et poids, la résistance àla corrosion, le coût réduit par unitéde longueur, la flexibilité, et lafacilité avec laquelle ils peuventêtre joints, enfilés, et encastrésmontrent que l’utilisation duplastique présente plusd’avantages que celle de l’acierdans la tuyauterie. Ils sont en plusfaciles à manipuler et à transporter.De manière plus pragmatique, les

outils et matériaux actuels de

promotion de la technologie

d’exploitation des eauxsouterraines proviennent encoredes marchés déjà existants dansd’autres secteurs industriels.

Qu’est-ce qui détermine lecoût de forage?

Quatre éléments entrent en comptedans la détermination du coût deforage d’un puits:

1. Les coûts d’investissement du

matériel de construction – le

derrick, les outils et le

transport du derrick. Le

financement total comprend

les coûts de transport du

matériel vers le paysd’utilisation, y compris les

‘Un derrick monté sur camion tout terrain, avec un mat d’une capacité de 15.000 Kg,capable de fonctionner avec un tube de forage de 6 mètres. Un compresseur debord, avec un moteur diesel à refroidissement par eau, capable de livrer de 750 piedscube d’air la minute par 20 bars…’

Au lieu de décrire le matériel, cet avis d’appel offre peut être reformulé de la manièresuivante:

‘Un ensemble d’équipements mobiles est requis pour le forage des puits de 80mètres de profondeur et de 4 pouces de diamètre sur un sol en roche cristalline,capable de s’accommoder avec un tuyau de revêtement en plastique de surface, etavec un système de pompage en profondeur allant jusqu’à 25 mètres. Lessoumissionnaires seront appelés à faire un rapport détaillé du matériel à utiliser et àen assurer le transport pour entreprendre le forage de 1.000 puits durant une périodede quatre ans’.

Encadré 1. Modèle d’appel d’offre des services de forage

2 Gamme de produits Halco, 2001

7

taxes à l’importation et lescharges financières yafférentes. Ce prix initiald’achat est amorti tout au longde la durée de vie du matériel,qui est généralement de 3 à10 ans. La somme totale estensuite divisée par le taux deproduction annuelle pourdéterminer le coût par puitsou par mètre.

2. Les coûts du matériel ou desconsommables – Le matérielde revêtement, le ciment, laboue excavée, lesgravillonnages des crépines (lecas échéant), le carburant, le

lubrifiant, et l’entretien. Cespostes de dépenses sontrepris sur la liste et calculéspar puits.

3. Les coûts de la main-d’œuvrepour l’équipe de constructeurs.

4. Les frais généraux – ladotation pour les dépensesd’investissement,l’administration, et lalogistique. La somme totaleest divisée par le taux deproduction annuel afin dedéterminer le coût par puitsou par mètre. A supposer quela plupart des organisationsentreprennent le forage deplus d’un puits, une méthodepour calculer le revenu totald’une opération particulière deforage à partir du revenuglobal est requise.

Où se trouve la nappephréatique en Afrique?

Les principales formationsgéologiques d’eau souterraine enAfrique sont examinées dans lesparagraphes ci-dessous, avec unebrève analyse des potentialitésqu’elles offrent.

Socle précambrien ouroches cristallines

Le socle précambrien (ou lesroches cristallines) s’étend sur lesous-sol africain occupé parenviron 220 millions d’habitants dumilieu rural.

La nappe phréatique se trouve,dans la plupart des cas, en réservedans les roches de recouvrementvétustes et se faufile à travers lesfissures des roches sous-jacentes.Un bon chantier de forage doitcependant être placé sur uneprofondeur adéquate du sol altéré. Ildoit y avoir également de forteschances d’accéder à une couchefissurée des roches sous-jacentes.Dans certains endroits, levieillissement est prononcé et lesroches sont profondémentfissurées, et cela facilite lesopérations de forage. Dansd’autres, le vieillissement peut êtresuperficiel et les fissures desroches difficiles à localiser ; ce quipourrait mener à un faible taux deréussite. La géophysique peut ainsiaider à la localisation des sites deforage de puits, à traversl’identification des zones devieillissement profond etprobablement fissurées, mais cecidevrait se faire conjointementavec un bon sens commund’évaluation et de localisation dessites. La bonne option est de foreren zones de vieillissement profondet des fissures de faibleprofondeur: car le forage enprofondeur ne constitue pas unesolution en soi.

Roches volcaniques

Il s’avère difficile de dresser untableau des caractéristiques deforage pour les roches volcaniques– sur lesquelles environ 45 millions

Techniques de forage manuelles à bas

coûts

8

d’africains habitent – comme celaarrive souvent dans les zonesmontagneuses. Généralement, lanappe phréatique pourrait se situerentre les zones d’écoulements delave ou dans celles profondémentfaillées ou même poreuses.Parfois, l’eau peut se trouver à uneprofondeur très grande, et être demauvaise qualité. Une évaluation

géologique spécialisée, parfoismême avec l’aide desgéophysiciens, peut aider àlocaliser de bons sites de forage.

Roches sédimentairesconsolidées

Environ 110 millions d’habitants enAfrique vivent en zones des

roches sédimentaires consolidéescomposées de calcaire et de grès,et contenant de l’eau dans laplupart du temps. Il est plusjudicieux de comprendre d’abord lagéologie générale d’une zone poursavoir à quelle profondeur se situel’eau, que de sélectionner un sitede forage sur la base des fissures.Dans cette classification des typesdes roches, il y a des variétés deroches qui ne contiennent pasd’eau souterraine. Il est doncsouhaitable de faire davantaged’investigations approfondiesimpliquant la géophysique.

Les sédiments nonconsolidés

Près de 60 millions d’africains enmilieu rural vivent sur lessédiments non consolidés là oùl’eau sera localisée dans lescouches des sables ou dans lesgraviers. Quand les sédimentsnon consolidés couvrent une zonelarge, il est facile de procéderfréquemment au forage de bonssites en creusant assezprofondément dans le sable oudans la couche des graviers. Il y aégalement une gamme importantedes sites basés sur les sédimentsbien localisés (dans les petitesvallées de rivière, par exemple),particulièrement dans les soclesrocheux, étant donnée que ceux-cipeuvent mettre en réserve desquantités considérables d’eau àpartir des couches sédimentairesrelativement peu profondes.

Figure 4: Domaines hydrogéologiques de l’Afrique sub-saharienne

Roches ou socle précambrien

Roches volcaniques

Sédiments non consolidés(Principalement du quaternaire)

Lacs

Roches sédimentaires nonconsolidées (période post-précambrienne)

9

Qu’apporte latechnologie actuelleen Afrique?

Diamètre des puits

La technologie du marteau-piqueurs’est taillée clairement une nichedans la carrière, et elle présenteplusieurs avantages dansl’exploitation des eaux souterraines.Dans la carrière, les opérateurs ontappris que – là où le carburant etl’acquisition et l’entretien des biensd’équipement coûtent cher, ilspeuvent réduire les coûts defonctionnement en réduisant lesdiamètres de leurs puits et enaméliorant la force de leurs chargesexplosives (Encadré 2).

En déterminant un diamètre del’alésage convenable pour un puitsd’eau, les principes fondamentaux

d’un bon modèle de foragedevraient être observés. Enprincipe, une salle appropriée estrequise pour installer la pomped’eau et la doter d’un flux quicorrespond à sa productivitémaximale. La technologie MKII del’Inde, qui est à sa troisièmedécennie de performance, exige undiamètre minimum de 4 pouces(10,2 centimètres) pour l’insertion.Les nouveaux cylindres MKIIcombinés avec la pompe manuelleAfridev conviendront aux puitsavec un diamètre de moins de 4pouces, et il est pratique de mettreen place des installations de puits 1

de 3 pouces (soit 7,6centimètres).

Tradition

Le marteau-piqueur demeureencore une technologie

relativement nouvelle dans uneindustrie manifestementconservatrice. A part le marteau-piqueur, il existe encore deuxautres possibilités de pénétrationde la roche. La première possibilitéconsiste à utiliser un trépantricône avec un collier de foragelourd et un couple de serrage.Mais, pour obtenir un poidssuffisant d’acier dans un puits àfaible profondeur, le diamètreoptimal devra être au moins de 6pouces (soit 15,2 centimètres).Une autre possibilité est celle quiconsiste à utiliser l’outil de forageau câble disposant d’un ciseau àfendre et d’une barre de surcharge.Cette mise en place nécessite unemasse critique similaire, et conduitégalement à l’utilisation du trépande 6 pouces ou plus. Avantl’introduction de la technologie dumarteau-piqueur, il était plus facile

Un puits est défini à partir de son diamètre et de sa profondeur, calculés en termes de volume. Le volume du travail de constructionest proportionnel au volume du puits. L’aire de la surface du puits d’un diamètre de 4 pouces est proche de la moitié du puits d’undiamètre de 6 pouces. Multiplié par sa profondeur, ceci sera égal à 4 pouces qui constituent la moitié du volume du puits de 6pouces de diamètre.

L’avantage du forage des puits sur des roches est effectif dans ce sens qu’il assure le nettoyage en soufflant l’air comprimé dansl’espace compris entre le tuyau de forage et le puits foré (surface annulaire). L’air comprimé doit se répandre plus vite (les foreurss’y réfèrent comme étant ‘la vélocité de la foration montante’), en vue d’atteindre un niveau acceptable d’avantage. Ceci signifiequ’il y a un ratio direct entre le flux de l’air comprimé et le diamètre du puits (Un puits de 6 pouces diamètre exige deux fois levolume d’air comprimé que celui de 4 pouces).

Le même ratio s’applique au coût direct de la construction d’un puits de 4 pouces de diamètre qui devra constituer la moitié du coûtd’un puits de 6 pouces de diamètre au moment de la sélection adéquate du matériel. Ceci parce que le puits de 4 pouces dediamètre représente la moitié du travail d’un puits de 6 puits. Le diamètre de forage a un effet réduit sur le volume d’eau disponibleà partir des puits. Il a été établi que chaque fois que le diamètre des puits est multiplié par deux, l’afflux d’eau disponiblen’augmentera que de 10%. (Driscoll 1986).

Encadré 2. Coûts et efficacité des puits

10

Tableau 1: Les coûts représentatifs des puits pour les derricks de forage classiqueset de diamètre réduit

Coût d’investissementd’un ensemble dematériel deconstruction des puits

Consommables deforage

Coûts de la main-d’œuvre

Frais généraux

Derrick classique en Afrique

Derrick

Véhicule de montage

Outils de forage

Compresseur 750 pieds cubes à la minute par15 bars

Camion de soutien

Camionnette

Total

Amortissement de 30 puits par an pendant 5ans=150 puits

Colonne de surface de 6 pouces et 20m deprofondeur20 $EU par mètre

Recouvrement en ciment & radier.10 sacs à 8$EU par sac

Sable & agrégat pour vanne

Consommateur de c á raison de 400 litres à0.80 dollars américains par litre

Recouvrement du trépan &Consommables pour derrick

Pompe manuelle

Total

Foreur

Chauffeurs X 2

Assistants Opérateurs du derrick X 4

Maçons X 2

Le matériel est sous la responsabilité d’unbureau avec un personnel de 50 personnes – 2derrick – 6 équipes de forage manuel de puitset une équipe de 5 personnes pour l’entretiende la pompe. La base a 6 bureaux, lesinstallations d’entrepôts et d’entretien + 5véhicules de soutien

Dépenses totales en frais généraux

En supposant que cela génère un revenu de 1million de $EU par an. 30 puits à 10.000 $EUchacun = Un revenu de 300.000 $EU

30% des frais généraux de assigné au coût duderrick

Divisé par la production de 30 puits

Coûts d’achaten $ EU

150.000

80.000

70.000

80.000

60.000

30.000

470.000

400

80

120

320

250

600

Par an

300.000

100.000

Par Puits

3.133

1.770

600

3.333

Derrick de diamètre réduit en Afrique

Derrick

Outils de forage

Compresseur 250 pieds cubes à laminute par 10 bars

Camionnette

Total

Amortissement de 30 puits par anpendant 5 ans=150 puits

Colonne de surface de 4 pouces 20mde profondeur 10 $EU par mètre

Recouvrement en ciment & radier.10sacs à 8 $EU par sac

Sable & agrégat pour radier

Consommation carburant á raison de200 litres à 0.80 $EU par litre

Recouvrement du trépan &Consommables pour derrick

Pompe manuelle

Total

Foreur

Chauffeurs X 1

Assistants Opérateurs du derrick X 2

Maçons X 2

Le matériel est utilisé sur un terrain oudans un atelier de plomberie de la cité–le propriétaire vit dans sa parcelle etemploie 6 personnes dans son atelieret ses entrepôts

Dépenses totales en frais généraux

En supposant que cela génère unrevenu de 300.000 $EU par an. 30puits à 3.000 $EU chacun = Un revenude 90.000 $EU

30% des frais généraux de assigné aucoût du derrick

Divisé par la production de 30 puits

Coûts d’achaten $ EU

25.000

15.000

25.000

30.000

95.000

200

80

120

160

125

600

Par an

30.000

10.000

Par puits

633

1.285

400

333

COUT TOTAL PAR 2.652 $EUPUITS

COUT TOTAL PAR 8.837 $EU PUITS

11

et bon marché de procéder auforage de puits de 6 pouces dediamètre ou plus que de forer despuits de diamètres plus réduits.

Les réglementations et normes deforages, au niveau mondial, sontbasées sur l’application de cestechnologies qui sont, à l’heureactuelle, considérées commedépassées. Avec la technologiedu marteau DTH, il est,cependant, plus facile etbeaucoup moins cher de procéderau forage de puits de diamètreréduit. Une technologie dumarteau-piqueur produira, dansune certaine mesure, le coût leplus bas par mètre dans la rochedure. Une disposition importantea été prise et qui consiste ámaintenir le taux de productiondoit demeurer élevé afin d’amortirles coûts élevés d’investissementsconsentis pourl’approvisionnement en matériel(Tableau 1).

Droit acquis

Il est évident que l’adoption desmodèles alternatifs deconstruction de puits en faisantrecours au petit matériel s’appuiesur la pratique existante, etpourrait aboutir à la disparition dumatériel cher, et des contrats degrande valeur. Un réalignementdes marchés actuels pourrait s’ensuivre et le matériel hors deportée, excessif et trop coûteux

pour la réalisation de diversesopérations tomberait en désuétude.

Bien qu’un tel scénario seraitbénéfique en terme de couverturedes services, il ne peutvisiblement pas échapper à uneopposition quelconque quant à sonadoption. Le réalignement radicaldu contexte commercial en faveurdu petit matériel obligerait lespropriétaires des derricks et descontractants établis á procéder àun choix judicieux – s’adapter auchangement ou tourner le dos auxaffaires. Des opportunités non

négligeables de gagner descontrats seront offertes auxnouveaux investisseurs, ce quiexigent une portion des ressourcesrequises actuellement. L’émergencedes forages à diamètre réduitpourrait favoriser l’implantation descontractants africains basés enmilieu rural qui feraient eux-mêmes des forages dans l’intérêtde leurs propres communautés.

Le diamètre du marteau-piqueurdétermine le diamètre du tube deforage, la capacité ducompresseur, la puissance du

Un derrick á diamètre réduit en pleine activité

12

moteur, et la dimension du derrick,y compris le poids et le mode detransport. En principe, le mode detransport du compresseur, encamionnette ou en camion toutterrain, dépend du diamètre dupuits et le coût de revient du

Figure 5 & 6: Modèles des puits à coût réduit pour les roches cristallines et le matériel non consolidé

surfacedu sol

Sable

Généralementla vase

et l’argile

Rochetendrealtérée

Granite

réserved’eau

contenuedans les

fentes oufissures

trépan à lames foré de 6pouces (soit 150 mm)avec Formation d’Air ouVidange de boue

Tubage PVC de 4 pouces(soit 113 x 102 mm)

Une nappe typique monte au-dessus de l’eau se trouvantdans les fissures

Plomb de ciment/bentonite

Cylindre de la pompemanuelle ou pompesubmersible de 4pouces

100 mm de forage.Outil à pastilles de3 pouces MarteauDTH

Sable

Napped’eau

Généralementla vase et

l’argile

20 à 80 mètres de profondeur typique

Particules trèsfines du sable

aquifère

6 pouces et demieavec uniquementvidange de ‘ boue’

Tubage PVC de 4pouces (soit 113 x102 mm)

Cylindre de lapompe manuelle oupompe submersiblede 4 pouces

Plomb de ciment/bentonite

Adapteur de filière PVCde 113 x 63mm

Dispositif de protectiondes puits de 2 pouces(63 x 62mm)0.5 – 1.0mm de dimension du slot

Gravillonnage descrépines calibréesUtilisation du sable lavé calibréde 0.7 – 1.5mmPour le gravillonnage descrépines d’une dimension de 0.5– utilisation de gravi1lage descrépines de 1,0 – 2,0mm pour leslot de 1.0 de dimension

Adapteur de filière PVC de113 x 63mm

cuve de décantation de 4pouces (113 x 102mm)

Cote définitive du tubagePVC de 3,6 mettre de long

Profondeur typique de 15 à 150 mètresDispositif de protection de puits de diamètre réduit pour lessables très fins requérant un gravillonnage des crépines plat

derrick s’élève à 60.000 ou 150.000dollars américains.En adoptant des nouveauxmodèles de puits spécifiant desdiamètres réduits, le matériel degrande envergure est effectivementrendu économiquement peu

efficace, même un tuyau de calibreréduit peut encore être utilisé surun derrick assez grand.L’utilisation accrûe des contractantsdu domaine commercial de foragepourrait mener aux programmesplus efficaces et efficients de

13

construction, comparativement auxactivités directes de la main-d’œuvre de plusieursgouvernements. Si cela estrenforcé par la révision des normesde forage en faveur des puits àdiamètre réduit, cette politique demobilisation des ressourcesextérieures peut égalementpromouvoir le réajustement parl’industrie de forage aux demandesdu marché restructuré. Lescontractants commerciauxpourraient alors écarterprogressivement des derricks degrande envergure, en faveur dumatériel de dimension réduite etd’une rentabilité beaucoup plusélevée.

Modèle de puits dans lesroches dures

L’utilisation de la technologie dumarteau-piqueur a facilité l’accèsau système d’approvisionnementen eau dans les roches dures. Eneffet, un forage á grand diamètreavec les technologies classiquesrevenait très cher. Il valait doncmieux forer dans les sédimentsplus tendres pour avoir de l’eau etles surfaces sus-jacentes.Cependant, l’approvisionnementen eau dans le sol instablerequiert un système de protectionde puits, afin d’empêcher leséboulements du sol. Dans certainspays, les réglementationsanciennes sont garanties par desconventions, et les normesétablies au niveau nationalinsistent sur le revêtement en

profondeur de tous les puits. Cesréglementations ne tiennent pascompte de la force inhérente desformations sous-jacentes desroches dures que les marteau-piqueurs peuvent percer. Aprèsavoir foré à l’intérieur des fissureset atteint un approvisionnement de1.000 litres par heure d’eau limpidecristallisée, le foreur se doit deprotéger le puits des eaux deruissellement.

Un tuyau ouvert doit d’abord êtreenchâssé dans la zoned’abstraction, et un rideau degraviers est placé par la suiteentre la fissure et le tuyau. Toutesces mesures aident à réduiresensiblement le flux d’eaudisponible et permettent de mettreen place une structure susceptibled’être congestionnée à la longuepar l’action des produits chimiquesou des effets microbiologiques.Dans pareilles circonstances,aucune mesure n’a le pouvoird’améliorer le caractère limpide del’eau originale.

En Afrique, il n’est point besoin derevêtir en profondeur les puitscreusés dans le socle ou lesroches cristallines. En Inde,environ trois millions de puits àpompes manuelles ont étécreusés dans des roches dures, etaucun n’a été revêtu ni protégé.C’est le dispositif de protection etle gravillonnage des crépines quiempêchent les eaux deruissellement de se déverser dansle puits.

Les quelques rares puits forés dansles roches requérant en réalité unsystème de protection et legravillonnage des crépines pour laproduction d’eau potable peuventencore se servir du matériel detélescopage pour réduire le coût deforage.

Sédiments tendres

Un nombre important de puits estforé dans les sédiments tendresen se servant de pompes et defosses à boue pour faciliter lacirculation des liquides de forage.La dimension de la pompe à boueà utiliser, ainsi que la quantitéd’eau à extraire et à stocker sur lesite de forage sont fonction duvolume du puits foré. La réductiondu diamètre d’un puits présentedonc être un processus quicomporte des avantages réels entermes de coût, même dans le casoù la technologie du marteau-piqueur n’est pas requise.

Le forage de puits dans lessédiments nécessitehabituellement un bon système deprotection (et peut-être lesgravillonnages des crépines),servant de filtre permettant ainsid’obtenir une eau de puits potableet limpide. Par convention, lediamètre du puits estgénéralement le même de lasurface au bas-fond. Cependant,les dimensions télescopiquesoffrent toutes sortes de possibilitéspour minimiser les diamètres depuits forés. Chose intéressante, les

14

modèles issus des procédéstélescopiques devraient égalementcontribuer de manière substantielleà une meilleure performance d’unPVC non plastifié soutenu à labase pour remonter le dispositif dela tuyauterie principale des pompesmanuelles qui, en principe, setrouve encastré en profondeur.

Matériel adéquat

En déterminant les conditionsminimales requises pour unapprovisionnement en eau basé

plus sur l’accès à la nappephréatique que sur le matériel àutiliser, le contractant local aura lalatitude de déterminer comment lepuits doit être construit. Lorsque lanappe phréatique se trouve à unefaible profondeur, et que le niveaud’eau est relativement stablependant les saisons sèches, unpuits creusé à la main demeure lameilleure option. S’il est difficiled’accéder à la nappe phréatique, ilexiste un certain nombre desméthodes tridimensionnellesd’opérations manuelles de forage,offrant des quantités d’eau tout á

fait acceptables, à un prix modiqueá 20 mètres de profondeur .

Plus on creuse profondément, pluson a besoin de grosses machinespour pénétrer les roches dures. Cesmachines pourraient répondre auxbesoins de construction de puits ágrand diamètre, tandis que pourles puits á diamètre réduit, ilsuffirait d’utiliser un derrick et dumatériel d’appui beaucoup plusléger.

Par définition, les couchesaquifères de roches dures ont de

Un atelier de forage portable équipé de DHT

15

faibles potentiels de recharge, et ilest plus facile de les utiliserdémesurément, comme cela a étéle cas en Inde au cours de deuxdernières décennies. Les puits àgrand diamètre nécessitentl’utilisation des pompes à moteur,l’abstraction de volumes importantsd’eau et l’abaissement substantielde niveau – hors de la portée de laplupart des pompes manuelles. Leplaidoyer en faveur des puits àdiamètre réduit cadre égalementavec les principes du respect del’environnement, car les pompesmanuelles n’altèrent pas lescouches aquifères.

Conclusion

Cette analyse des techniques deforage de puits d’eau qu’il estpossible de réaliser un plus grandnombre de puits, augmenter lacouverture en eau en milieu ruralà travers toute l’Afrique.

Simplifier les normes nationalesdevenues obsolètes surlesquelles l’on se base pourconstruire les modèlesclassiques de puits

Il est recommandé de réaliser despuits à diamètre réduit pourréduire le coût du matériel deconstruction et de la charpente.Les modèles de puits devraienttenir compte des variationsgéologiques, de la disponibilité dela nappe phréatique, et des

innovations technologiques dans cedomaine.

Mettre en place un réseauefficace de petites entreprises,constitué de contractantsafricains dans le domaine duforage basés en milieu rural, etvivant parmi les communautésqu’ils sont appelés à servir.

Le choix d’une technologiealternative permet de réduiresensiblement le coût desopérations de forage de puits pourl’approvisionnement en eau, mais,cette technologie nécessite d’êtrehabilement utilisée en se basantsur les connaissances disponibleset les expériences vécues. L’idéalserait d’avoir de petitesentreprises basées en milieu ruralqui se serviraient des machines deforage pour l’approvisionnementen eau des communautés locales.Ce genre d’entreprisesélaboreraient de nouveaux planset seraient dotées des capacitésnécessaires pour entreprendredes activités de réhabilitation despuits, d’amélioration de la qualitédes pompes, et d’entretien.

Cependant, le manque descompétences techniques etd’aptitudes commercialesspécifiques limite la capacité desentreprises locales à entreprendrece genre d’activités. Desprogrammes de lancement denouvelles initiatives quipermettraient d’assurer la

formation technique etcommerciale à l’intention desentrepreneurs, y compris lespossibilités d’accès au crédit pourl’approvisionnement en biensd’équipement augmenteraient leschances de réussite de ce genred’entreprises.

Promouvoir les nouvellestechnologies appropriées deforage

Des installations acceptables depuits devraient être établies etmises à l’échelle pour l’utilisationdes machines simples, capablesde répondre à ces normes. Lesseuils minima de contrôle dequalité doivent être fixés pour tousles modèles nouveaux ou modifiésde puits.

Assurer la pérennité desactivités des entreprises locales

Des cadres contractuelssusceptibles d’assurer lacontinuité des activités des petitesentreprises devraient être mis enplace. Cela aurait pour avantagesla maximisation de l’utilisation etla disponibilité des machines dansles limites des frais généraux, etl’augmentation du niveau deconfiance des institutions de prêtsà l’égard des entreprises localesde forage. Un tel niveau deconfiance sera renforcé à traversla formation et d’autres méthodesde contrôle de la qualité desinfrastructures de forage.

The Rural Water Supply Network - RWSN ( leRéseau pour l’approvisionnement en eau enmilieu rural ) est un réseau mondial pour lapromotion des meilleures pratiquesd’approvisionnement d’eau en milieu rural.

Programme pour l’Eau et l’AssainissementLe Programme pour l’Eau et l’Assainissementest un partenariat international pour renforcerles politiques, les pratiques, et les capacités àservir les populations défavorisées dans lesecteur de l’eau et de l’assainissement.

Références et autres documents utiles

MacDonald, A. M., and J. Davies. 2000. A Brief Review ofGroundwater for Rural Water Supply in Sub-saharian Africa.Nottingham: British Geological Survey (Technical report WC/00/33).

Driscoll, F. G. 1986. Groundwater and Wells. St Paul, Minnesota:Johnson Division.

USCS Open File Report 97-470A, 1997

UNTCD, Groundwater in North and West Africa, 1998

UNTCD, Groundwater in Eastern, Central and Southern Africa,1988

Foster SSD, African groundwater development- the challenges forhydrogeological science, IAHS 144, 1984

Guiraud R. L’hydrogéologie de l’Afrique, Journal of African EarthSciences, 7 519-543, 1988.

Novembre 2004

Le réseau d’approvisionnement en eau enmilieu rural

Le RWSN est un réseau mondial deconnaissances visant à promouvoir lesmeilleures pratiques d’approvisionnement eneau en milieu rural. Ce réseau est né de lanécessité de se concentrer davantage sur lesdéfis d’approvisionnement en eau en milieurural et d’encourager l’échange desexpériences et des connaissances issues desmeilleures pratiques des agences publiques etprivées, ainsi que des ONG impliquées dansles activités de développement du secteurd’approvisionnement en eau.

Le secrétariat du RWSN

SKAT-Fondation, Vadianstrasse 42CH-9000 St. GallenSwitzerland

Téléhone: +41 71 288 5454Fax: +41 71 288 5455Email: rwsn@skat.chSite web: www.rwsn.ch

REMERCIEMENTSCette Rapport de terrain a été préparée parPeter Ball. Elle a fait l’objet d’une révision parles pairs, grâce au concours de Jon Lane(Consultant indépendant), Rupert Talbot(Consultant à l’UNICEF), Bob Roche (BanqueMondiale), Julian Jones et Erich Baumann(tous deux de RWSN/SKAT). Cette note aégalement bénéficié de la collaboration deJoseph Narkevic (Directeur de projet) et PiersCross (Chef d’équipe, PEA-Afrique), à traversleurs conseils précieux pour la production dece document.

Editeurs: Melanie Low et Toni Sittoni.

Photos: Peter Ball, PAT-Drill Europe and Enterpriseworks

Editeur: PEA-Afrique

A propos de l’auteur

Peter Ball, PAT-Drill Europe Ltd.Peter Ball a travaillé durant plus de 30 ans comme ingénieur dansle domaine de forage des puits artésiens aussi bien pour lecompte des ONG que des contractants internationaux etnationaux en Afrique. Il s’est spécialisé dans les approches de latechnologie rudimentaire de forage des puitsd’approvisionnement en eau, la conception du matériel et la miseen œuvre des programmes de construction, permettant deréduire de manière spectaculaire les niveaux de la technologie etles coûts de construction.