ASSAINISSEMENT

OPTION CONSTRUCTION – 3ÈME ANNÉE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.

Préliminaire

Objectifs du cours

Ce cours a pour objectif de doter le futur technicien en construction des connaissances fondamentales relatives à la gestion de l’eau, depuis son captage jusqu’au rejet des eaux usées après épuration. L’ambition est de former un professionnel conscient des enjeux sanitaires et environnementaux liés à l’assainissement, capable de comprendre le fonctionnement des installations, d’en lire les plans et de superviser la réalisation des ouvrages courants. Il s’agit d’une compétence essentielle pour tout constructeur, garant de la salubrité et de l’hygiène des cadres de vie. 💧

Approche Pédagogique

Privilégiant une vision globale et intégrée, l’enseignement suivra le parcours de l’eau. Chaque étape, de la production d’eau potable à l’épuration des eaux usées, sera analysée sous un angle technologique et fonctionnel. L’apprentissage s’appuiera sur des schémas de principe, des dessins de détails d’ouvrages (fosses septiques, regards) et des études de cas adaptées au contexte congolais. Des exemples concrets, comme la problématique du captage d’eau dans la région de Matadi ou les défis de l’évacuation des eaux pluviales à Kinshasa, permettront d’ancrer les savoirs dans une réalité tangible et de souligner l’urgence des solutions d’assainissement.

Compétences Visées

Au terme de cette année, l’élève détiendra les compétences suivantes :

• Comprendre : Expliquer le cycle de l’eau potable et des eaux usées, et identifier les enjeux sanitaires et environnementaux à chaque étape.
• Identifier : Reconnaître et décrire les différents ouvrages de captage, de distribution, de collecte et de traitement des eaux.
• Concevoir : Réaliser les plans d’exécution et de détails pour des ouvrages d’assainissement simples, comme une fosse septique ou un regard de visite.
• Analyser : Distinguer les systèmes d’assainissement collectif et autonome, et comprendre leurs principes de fonctionnement respectifs.

Modalités d’Évaluation

L’évaluation mesurera la compréhension des principes et des technologies de l’assainissement. Elle sera constituée d’interrogations écrites sur la terminologie et le fonctionnement des systèmes, et d’épreuves pratiques de dessin technique appliqué aux ouvrages d’assainissement. Une étude de cas finale demandera à l’élève de proposer et de schématiser une solution d’assainissement complète pour une parcelle d’habitation, en justifiant ses choix techniques. 🚽

Partie I : La Gestion de la Ressource en Eau Potable

Cette première partie est consacrée au cycle de l’eau « propre ». Elle explore les méthodes de captage de la ressource dans le milieu naturel, les principes de son traitement pour la rendre potable, et les technologies mises en œuvre pour la stocker et la distribuer jusqu’au consommateur final.

Chapitre 1 : L’Eau, la Vie et la Santé Publique

Ce chapitre introductif pose les bases en rappelant le rôle vital de l’eau et les exigences de qualité indispensables pour préserver la santé des populations.

1.1. Le Cycle de l’Eau et sa Présence dans la Nature

Une exploration du grand cycle de l’eau (évaporation, précipitation, ruissellement, infiltration) permet de comprendre l’origine et la disponibilité de la ressource en eau douce, une richesse abondante mais inégalement répartie en RDC.

1.2. Les Usages de l’Eau et les Besoins Humains

L’eau est indispensable à de multiples usages : domestiques, agricoles, industriels. Une analyse des besoins quantitatifs et qualitatifs permet de dimensionner les infrastructures nécessaires.

1.3. Les Critères de Potabilité et les Risques Sanitaires

Une eau destinée à la consommation humaine doit répondre à des critères physico-chimiques et bactériologiques stricts. Le non-respect de ces critères est à l’origine de nombreuses maladies hydriques, un enjeu de santé publique majeur.

1.4. L’Hygiène de l’Eau comme Facteur de Développement

L’accès à une eau saine est reconnu comme un droit humain fondamental et un pilier du développement. Ce cours souligne le rôle du technicien en construction dans la réalisation de cet objectif.

Chapitre 2 : Le Captage des Eaux

La première étape pour mobiliser la ressource consiste à la prélever dans le milieu naturel. Ce chapitre présente les principaux ouvrages de captage en fonction de l’origine de l’eau.

2.1. Le Captage des Eaux de Source et des Nappes Phréatiques

Les eaux souterraines sont souvent de meilleure qualité. Les techniques de captage de sources et de fonçage de puits pour atteindre les nappes phréatiques sont étudiées en détail.

2.2. Le Captage par Prise d’Eau en Rivière

Pour les grands centres urbains comme Kisangani, situés le long de fleuves puissants, le captage se fait souvent par une prise d’eau directe dans le cours d’eau, qui nécessite des ouvrages de protection et de filtration primaire.

2.3. Le Captage par Barrages et Retenues

La construction de barrages permet de créer des réserves d’eau importantes, régulant le débit du cours d’eau et assurant un approvisionnement constant même en saison sèche.

2.4. La Protection des Périmètres de Captage

Afin de préserver la qualité de l’eau brute, il est indispensable de protéger la zone autour du point de captage de toute source de pollution. Les règles de définition de ces périmètres de protection sont exposées.

Chapitre 3 : Le Traitement de l’Eau Potable

Rarement potable à l’état naturel, l’eau brute doit subir une série de traitements dans une usine de production pour atteindre les standards de qualité requis.

3.1. Les Principes de l’Analyse de l’Eau

Avant de traiter l’eau, il faut connaître sa composition. Des commentaires brefs sont donnés sur les principaux paramètres analysés (turbidité, pH, dureté, germes pathogènes).

3.2. Les Procédés de Traitement Physico-chimique

La filière de traitement classique est présentée : la coagulation-floculation pour agréger les impuretés, la décantation pour les séparer par gravité, et la filtration (souvent sur sable) pour clarifier l’eau.

3.3. La Désinfection de l’Eau

Étape finale et cruciale, la désinfection vise à éliminer tous les micro-organismes pathogènes. Le procédé le plus courant, la chloration, est expliqué dans son principe et sa mise en œuvre.

3.4. L’Organisation d’une Station de Traitement Type

Un schéma de principe d’une usine de production d’eau potable est analysé, montrant l’enchaînement logique des différents ouvrages de traitement.

Chapitre 4 : La Distribution de l’Eau Potable

Une fois traitée, l’eau doit être acheminée jusqu’aux robinets des usagers via un réseau complexe de canalisations et d’ouvrages de stockage.

4.1. La Conception d’un Réseau de Distribution

Les deux grandes conceptions de réseaux sont présentées : le réseau ramifié (arborescent) et le réseau maillé (bouclé), ce dernier offrant une meilleure sécurité d’approvisionnement.

4.2. Le Rôle des Châteaux d’Eau et des Réservoirs

Les réservoirs de stockage (souvent surélevés, d’où le nom de château d’eau) jouent un rôle essentiel : ils stockent l’eau produite, assurent la mise en pression du réseau et garantissent la continuité de la distribution. 🗼

4.3. La Notion de Pertes de Charge dans les Canalisations

Le frottement de l’eau contre les parois des tuyaux engendre une perte de pression, ou « perte de charge ». Cette notion fondamentale d’hydraulique est introduite, car elle conditionne le dimensionnement des conduites.

4.4. La Représentation Graphique d’un Réseau d’Adduction

L’élève apprend à lire et à dessiner le plan d’un réseau d’adduction d’eau potable, en utilisant les symboles conventionnels pour les conduites, les vannes et les autres équipements.

Partie II : La Collecte des Eaux Usées et Pluviales

Cette deuxième partie aborde le cycle de l’eau « sale ». Après son utilisation, l’eau doit être collectée, ainsi que les eaux de pluie, et évacuée de manière hygiénique et sécurisée pour éviter la pollution et les inondations.

Chapitre 5 : Typologie et Production des Eaux à Évacuer

Avant de concevoir un réseau, il faut connaître la nature et la quantité des eaux qu’il devra transporter.

5.1. La Classification des Eaux Usées

Une distinction fondamentale est faite entre les eaux-vannes (issues des WC), les eaux ménagères (ou grises, issues des salles de bain et cuisines) et les eaux industrielles, qui peuvent nécessiter un pré-traitement.

5.2. L’Évaluation des Débits d’Eaux Usées Domestiques

Le dimensionnement des réseaux d’égouts se base sur une estimation des volumes d’eau rejetés par les habitants, qui sont directement liés à la consommation d’eau potable.

5.3. La Problématique des Eaux de Ruissellement

Lors des pluies, d’importantes quantités d’eau ruissellent sur les surfaces imperméabilisées (toits, routes). Leur collecte et leur gestion sont un enjeu majeur pour prévenir les inondations, notamment à Lubumbashi.

5.4. L’Impact du Rejet des Eaux non Traitées

Le rejet direct des eaux usées dans le milieu naturel (rivières, lacs) provoque une grave pollution organique et bactériologique, avec des conséquences sanitaires et écologiques dramatiques.

Chapitre 6 : La Conception des Réseaux d’Égouts

Ce chapitre présente les principes de conception et de dimensionnement du réseau de canalisations souterraines chargées de collecter les eaux usées et/ou pluviales.

6.1. Les Systèmes d’Assainissement (Séparatif, Unitaire)

Les deux grands systèmes de collecte sont comparés : le système unitaire, qui mélange toutes les eaux dans une seule canalisation, et le système séparatif, qui dispose de deux réseaux distincts, l’un pour les eaux usées, l’autre pour les eaux pluviales.

6.2. Les Critères de Conception d’un Réseau d’Égouts

La conception d’un réseau d’égouts doit respecter plusieurs principes : un écoulement gravitaire autant que possible, une vitesse d’écoulement suffisante pour éviter les dépôts (auto-curage), et une bonne ventilation.

6.3. Le Calcul Hydraulique des Collecteurs

Des notions de base sur le dimensionnement hydraulique des canalisations sont données, permettant de déterminer le diamètre et la pente d’un collecteur en fonction du débit à transiter.

6.4. Les Matériaux pour les Canalisations d’Assainissement

Les différents matériaux utilisés pour les conduites d’égout sont présentés : béton, PVC, grès, fonte, chacun avec ses avantages et ses domaines d’emploi.

Chapitre 7 : Les Ouvrages Annexes des Réseaux

Un réseau d’égouts n’est pas seulement constitué de tuyaux. Une série d’ouvrages spéciaux est nécessaire pour assurer son bon fonctionnement et son entretien.

7.1. Les Regards de Visite : Rôle et Conception

Placés à chaque changement de direction ou de pente, les regards de visite sont les points d’accès au réseau qui permettent son inspection, son curage et sa maintenance. Leur conception est standardisée.

7.2. Les Boîtes de Branchement Particulier

Ces petits ouvrages assurent la connexion entre le réseau d’évacuation privé d’une parcelle et le collecteur public situé sous la voirie.

7.3. Les Avaloirs pour la Collecte des Eaux Pluviales

Les avaloirs, souvent équipés de grilles, sont les ouvrages qui permettent de capter les eaux de ruissellement sur les chaussées et de les introduire dans le réseau d’égouts.

7.4. L’Assainissement à l’Échelle de la Parcelle

L’étude du réseau d’évacuation privatif est abordée, depuis les appareils sanitaires et leurs siphons jusqu’au raccordement au collecteur, en insistant sur la nécessité d’une bonne ventilation du système.

Partie III : Le Traitement des Eaux Usées

Une fois collectées, les eaux usées doivent être traitées avant d’être restituées au milieu naturel. Cette dernière partie explore les différentes filières de traitement, de la solution individuelle pour une maison isolée à la station d’épuration pour une ville entière.

Chapitre 8 : L’Assainissement Autonome (ou Individuel)

En l’absence de réseau d’égouts public, chaque habitation doit assurer elle-même le traitement de ses eaux usées. C’est le principe de l’assainissement non collectif.

8.1. Le Principe de l’Assainissement Non Collectif

Les conditions de mise en œuvre d’une solution autonome sont présentées, en fonction de la taille de l’habitation et de la nature du sol.

8.2. La Fosse Septique : Conception et Fonctionnement

Ouvrage central de la filière, la fosse septique (ou « fosse toutes eaux ») assure une décantation des matières solides et une première dégradation anaérobie de la pollution. Son fonctionnement et son dimensionnement sont détaillés.

8.3. L’Infiltration des Eaux Prétraitées

Les eaux sortant de la fosse septique doivent subir un traitement complémentaire par le sol. Les techniques du puits d’infiltration ou du champ d’épandage sont étudiées.

8.4. L’Entretien des Installations Autonomes

Pour garantir son efficacité, une installation d’assainissement autonome doit être entretenue régulièrement. Les opérations de vidange de la fosse et de contrôle du système d’infiltration sont cruciales.

Chapitre 9 : Les Procédés de Traitement Collectif

Pour les agglomérations, le traitement des eaux usées est mutualisé dans une station d’épuration (STEP) qui met en œuvre des procédés plus sophistiqués.

9.1. Le Prétraitement en Station d’Épuration

À leur arrivée à la station, les eaux brutes subissent un prétraitement mécanique qui vise à éliminer les plus gros déchets (dégrillage), les sables (dessablage) et les graisses (dégraissage).

9.2. Le Traitement Primaire par Décantation

Le traitement primaire consiste en une décantation lente dans de grands bassins (décanteurs) qui permet de séparer par gravité les matières en suspension, qui forment les boues primaires.

9.3. Le Traitement Secondaire par Boues Activées

Le traitement secondaire, ou traitement biologique, vise à éliminer la pollution dissoute grâce à des micro-organismes (bactéries) qui la consomment. Le procédé à boues activées, le plus répandu, est présenté.

9.4. L’Organisation d’une Installation d’Épuration Type

L’agencement des différents ouvrages au sein d’une station d’épuration type est décrit, en montrant la logique de l’enchaînement des filières de traitement de l’eau et des boues.

Chapitre 10 : Assainissement et Urbanisme en RDC

Ce dernier chapitre met en perspective les enjeux techniques, sanitaires et sociaux de l’assainissement à l’échelle du pays, en soulignant le rôle que le technicien en construction est appelé à y jouer.

10.1. Les Défis de l’Assainissement dans les Grandes Villes

La croissance urbaine rapide et non planifiée pose des défis immenses pour l’assainissement dans des métropoles comme Kinshasa. Les problèmes d’inondations et de pollution y sont particulièrement aigus.

10.2. Les Solutions Adaptées aux Zones Péri-urbaines et Rurales

En dehors des grands centres, des solutions d’assainissement décentralisées ou écologiques (lagunage, filtres plantés) peuvent se révéler plus pertinentes et durables.

10.3. L’Impact de l’Assainissement sur la Santé Publique

Un lien direct est établi entre la qualité de l’assainissement et la prévention des maladies hydriques, comme les épidémies de choléra qui sévissent périodiquement dans la région des Grands Lacs.

10.4. Le Rôle du Technicien dans les Projets d’Assainissement

Le technicien en construction est un acteur clé de la mise en œuvre des projets d’assainissement, que ce soit pour la pose de canalisations, la construction de fosses septiques ou la réalisation de stations de traitement.

Annexes

Schémathèque des Ouvrages d’Assainissement

Un recueil de schémas de principe et de dessins de détails sera fourni pour les ouvrages les plus courants : fosse septique, puits d’infiltration, regard de visite, branchement particulier. 🏛️

Mémento sur la Qualité de l’Eau

Une fiche synthétique rappellera les principaux paramètres de la qualité de l’eau potable et les seuils à ne pas dépasser, ainsi que les principaux polluants des eaux usées.

Guide de Conception d’un Réseau Parcellaire

Une fiche méthodologique guidera l’élève pas à pas dans la conception du réseau d’évacuation pour une maison individuelle, du choix des diamètres au positionnement de la ventilation.

Lexique Illustré de l’Assainissement

Un glossaire visuel définira les termes techniques spécifiques à l’assainissement (collecteur, exutoire, décanteur, boues activées), pour une parfaite maîtrise du vocabulaire professionnel.