COURS D’ENVIRONNEMENT (ALIMENTATION EN EAU ET ÉVACUATION), 3ÈME ANNÉE, OPTION PLOMBERIE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC

Préliminaires

Objectifs Pédagogiques

Ce cours vise à sensibiliser le futur technicien aux interactions cruciales entre les installations sanitaires et l’écosystème. L’objectif consiste à maîtriser le cycle technique de l’eau, depuis son captage dans les nappes aquifères congolaises jusqu’à son rejet après usage. L’apprenant acquerra les compétences pour concevoir des systèmes d’alimentation et d’évacuation respectueux des normes environnementales, minimisant le gaspillage des ressources et prévenant la contamination des sols et des cours d’eau.

Consignes de Sécurité et Hygiène

La manipulation des eaux, qu’elles soient potables ou usées, exige une rigueur sanitaire absolue. Les protocoles incluent la protection des zones de captage contre les intrusions, la désinfection systématique des réservoirs de stockage et le port d’équipements de protection individuelle (gants, bottes) lors des interventions sur les réseaux d’égouts. La prévention des maladies hydriques (choléra, typhoïde) constitue la priorité absolue de toute intervention plomberie.

Matériel Didactique Requis

L’enseignement s’appuie sur des cartes hydrographiques de la RDC, des schémas de stations de traitement et des maquettes de fosses septiques. L’élève doit disposer d’un exemplaire du Code de l’Eau congolais, d’instruments de mesure de base (pH-mètre, turbidimètre) et de matériel de dessin pour concevoir des plans d’assainissement conformes aux topographies locales, qu’il s’agisse de zones marécageuses ou de terrains rocailleux.

Méthodologie et Évaluation

L’approche pédagogique combine l’analyse théorique des cycles naturels et des études de cas pratiques sur les infrastructures urbaines et rurales. Les visites de terrain (usines de la Regideso, stations d’épuration, chantiers de drainage) renforcent la compréhension. L’évaluation porte sur la capacité de l’élève à proposer des solutions techniques viables pour l’approvisionnement et l’assainissement, en intégrant les contraintes de durabilité et de protection de l’environnement.

Partie 1 : Alimentation en Eau Potable et Ressources

Cette première partie explore l’origine de la ressource hydraulique et les processus techniques nécessaires pour la rendre propre à la consommation humaine. Elle analyse les défis de la distribution dans un contexte de croissance démographique et de préservation des écosystèmes aquatiques.

Chapitre 1 : Le Domaine de l’Eau et les Ressources 🌍

Ce chapitre établit un inventaire des disponibilités en eau et des mécanismes naturels de renouvellement, fondamentaux pour tout projet d’alimentation.

1.1. Cycle Hydrologique et Spécificités de la RDC

Le bassin du Congo constitue une réserve hydrique mondiale majeure. L’élève étudie les phases d’évaporation, de précipitation et d’infiltration spécifiques au climat équatorial et tropical. La compréhension de ce cycle permet d’évaluer la recharge des nappes phréatiques et la saisonnalité des débits fluviaux, essentielle pour dimensionner les captages pérennes.

1.2. Classification des Eaux de Surface et Souterraines

Les sources d’approvisionnement varient selon la géologie. Le cours distingue les eaux de surface (fleuve Congo, rivière Kasaï, lacs du Kivu) des eaux souterraines (aquifères, nappes alluviales). L’analyse comparative porte sur la vulnérabilité de ces ressources face à la pollution et sur la stabilité de leur productivité en saison sèche.

1.3. Critères de Potabilité et Normes Sanitaires

L’eau brute devient potable par le respect de paramètres stricts. L’apprenant maîtrise les normes physico-chimiques (pH, turbidité, minéralisation) et bactériologiques (absence d’E. coli) définies par l’OMS et la réglementation nationale. Cette section souligne l’importance de l’analyse préalable avant tout raccordement au réseau de distribution.

1.4. Protection des Zones de Captage

La pérennité de la source dépend de son environnement immédiat. Le module détaille l’établissement des périmètres de protection (immédiat, rapproché, éloigné) autour des points de prélèvement. Les techniques de clôture, de drainage des eaux de ruissellement et de reboisement sont étudiées pour empêcher toute contamination anthropique.

Chapitre 2 : Traitement et Distribution de l’Eau 🚰

Ce chapitre couvre l’ingénierie du traitement de l’eau et son acheminement sécurisé vers les usagers.

2.1. Procédés de Clarification et Filtration

L’eau de surface nécessite un traitement vigoureux. L’élève analyse les étapes de dégrillage, de floculation-décantation et de filtration sur sable utilisées dans les usines comme celle de N’Djili ou de la Tshopo. Le dosage des réactifs et la maintenance des filtres sont abordés comme garants de la limpidité de l’eau.

2.2. Techniques de Désinfection et Stérilisation

L’élimination des pathogènes est l’étape critique. Le cours examine les méthodes de chloration (gaz, hypochlorite), d’ozonation et de traitement UV. L’importance du chlore résiduel dans le réseau de distribution est expliquée pour prévenir la reviviscence bactérienne lors du transport jusqu’au robinet du consommateur.

2.3. Stockage et Régulation de Pression

Les réservoirs assurent la continuité du service. L’étude technique porte sur le dimensionnement des châteaux d’eau et des bâches au sol, permettant de lisser les pointes de consommation. L’élève apprend à calculer les volumes de réserve incendie et à gérer les zones de pression pour éviter les ruptures de canalisations dans les villes à fort relief comme Matadi.

2.4. Réseaux d’Adduction et Matériaux

Le transport de l’eau exige des matériaux inertes. Le module compare les tuyauteries en fonte ductile, PEHD et PVC pression, analysant leur résistance à la corrosion et leur impact neutre sur la qualité de l’eau. Les techniques de pose en tranchée et la détection des fuites sont intégrées dans une perspective d’économie de la ressource.

Chapitre 3 : Gestion Durable et Enjeux Environnementaux 🌿

Ce chapitre confronte la technique aux défis écologiques et sociaux de la gestion de l’eau.

3.1. Impact des Activités Humaines sur la Ressource

L’urbanisation et l’industrie menacent la qualité de l’eau. L’élève identifie les sources de pollution agricole (pesticides), industrielle (effluents miniers au Katanga) et domestique. La compréhension de ces impacts guide le choix des sites de captage et renforce la responsabilité environnementale du plombier.

3.2. Gaspillage et Utilisation Rationnelle

L’eau potable est coûteuse à produire. Le cours sensibilise à la lutte contre les fuites réseaux et les gaspillages domestiques. L’installation d’équipements hydro-économes (mousseurs, chasses double débit) et la sensibilisation des usagers sont présentées comme des solutions techniques immédiates.

3.3. Changement Climatique et Résilience

Les perturbations climatiques affectent la disponibilité de l’eau. L’analyse porte sur les risques accrus de sécheresse ou d’inondation contaminant les sources. L’élève apprend à concevoir des infrastructures résilientes, capables de fonctionner malgré les variations hydrologiques extrêmes.

3.4. Cadre Législatif et Code de l’Eau

La gestion de l’eau est encadrée par la loi. Cette section résume les principes du Code de l’Eau en RDC, définissant l’eau comme patrimoine commun. L’apprenant intègre les obligations légales de déclaration des forages et de paiement des redevances, inscrivant sa pratique dans la légalité.

Partie 2 : Systèmes d’Évacuation des Eaux

Cette deuxième partie traite de la collecte et du transport des eaux après utilisation ou précipitation. Elle focalise sur l’ingénierie de l’assainissement liquide, indispensable pour maintenir la salubrité publique et prévenir l’érosion urbaine.

Chapitre 4 : Typologie et Caractérisation des Eaux Usées 🚽

Ce chapitre définit la nature des effluents à gérer pour adapter les systèmes d’évacuation.

4.1. Eaux Vannes et Eaux Ménagères

La distinction entre eaux noires (fécales) et eaux grises (cuisine, douche) dicte la conception des réseaux. L’élève caractérise la charge polluante organique et pathogène de chaque flux. Cette séparation conceptuelle est cruciale pour les systèmes de traitement sélectif ou de valorisation.

4.2. Effluents Industriels et Spéciaux

Les rejets non domestiques présentent des risques spécifiques. Le cours aborde la gestion des hydrocarbures (garages), des graisses (restaurants) et des produits chimiques (ateliers). L’installation de prétraitements obligatoires comme les séparateurs à hydrocarbures est étudiée pour protéger le réseau public.

4.3. Eaux de Ruissellement et Pluviales

La pluie constitue un volume d’eau massif et soudain. L’analyse des intensités pluviométriques locales permet de quantifier les débits de pointe. L’élève comprend la charge polluante des eaux de ruissellement urbain (métaux lourds, huiles de voirie) nécessitant une gestion avant rejet.

4.4. Phénomènes d’Auto-épuration

Le milieu naturel possède une capacité limitée d’absorption. Le module explique les mécanismes biologiques de dégradation des polluants dans les rivières et les sols. L’objectif est de dimensionner les rejets pour ne jamais dépasser ce seuil d’assimilation naturelle, évitant l’asphyxie des cours d’eau.

Chapitre 5 : Réseaux d’Évacuation Intérieurs et Extérieurs 📉

Ce chapitre détaille la mise en œuvre technique des canalisations d’évacuation depuis l’appareil sanitaire jusqu’à l’exutoire.

5.1. Principes de l’Écoulement Gravitaire

L’évacuation repose sur la pente et le diamètre. L’élève applique les règles de l’hydraulique à surface libre pour garantir l’autocurage des conduites. Le calcul des pentes minimales évite la sédimentation des matières solides, cause principale des obstructions.

5.2. Ventilation et Protection des Gardes d’Eau

L’équilibre des pressions est vital pour l’hygiène. Le cours approfondit le rôle de la ventilation primaire et secondaire pour empêcher le désiphonnage. La préservation de la garde d’eau dans les siphons est présentée comme la barrière infranchissable contre les gaz toxiques et les odeurs d’égout.

5.3. Systèmes Séparatifs et Unitaires

La configuration du réseau urbain influence le raccordement parcellaire. L’étude compare les avantages du système séparatif (eaux usées et pluviales distinctes) privilégié pour l’écologie, au système unitaire (tout-à-l’égout). L’élève apprend à réaliser les branchements conformes au type de collecteur public disponible.

5.4. Ouvrages Annexes et Maintenance

Le réseau nécessite des points d’accès. Le module décrit la conception et l’emplacement des regards de visite, des boîtes d’inspection et des chambres de chasse. La maintenabilité du réseau par hydrocurage est intégrée dès la phase de conception des plans d’assainissement.

Chapitre 6 : Gestion des Eaux de Pluie et Lutte Anti-Erosive 🌧️

Ce chapitre aborde la maîtrise des eaux météoriques, enjeu majeur pour la stabilité des sols en milieu urbain congolais.

6.1. Dimensionnement des Gouttières et Descentes

La collecte en toiture protège le bâtiment. L’élève calcule les sections de chéneaux et le nombre de descentes en fonction de la surface de toiture et de la pluviométrie régionale. L’évacuation rapide prévient les débordements et l’infiltration dans les murs.

6.2. Infiltration et Rétention à la Parcelle

Gérer la pluie sur place réduit les inondations en aval. Le cours présente les techniques de puits perdus, de tranchées drainantes et de jardins de pluie. Ces solutions favorisent la recharge de la nappe et limitent le ruissellement destructeur dans les rues en pente.

6.3. Citernes de Récupération d’Eau de Pluie

La pluie est une ressource valorisable. L’étude technique porte sur l’installation de systèmes de stockage pour usages non potables (nettoyage, arrosage, WC). L’élève conçoit les dispositifs de filtration primaire (crapaudines, filtres à sable) et de trop-plein pour sécuriser l’installation.

6.4. Drainage et Protection des Fondations

L’eau stagnante menace la structure. Le module détaille la pose de drains périphériques et l’imperméabilisation des soubassements. La maîtrise du drainage est essentielle pour assainir les parcelles marécageuses ou situées dans les bas-fonds de Kinshasa (Kingabwa).

Partie 3 : Assainissement et Traitement des Déchets

Cette troisième partie se consacre au traitement final des effluents et à la gestion des déchets solides connexes, assurant la protection globale de l’environnement récepteur.

Chapitre 7 : Assainissement Autonome (Non Collectif) 🏗️

Ce chapitre traite des solutions de traitement in situ, indispensables dans les zones non desservies par les égouts publics.

7.1. Fonctionnement de la Fosse Septique

La fosse septique est l’unité de prétraitement standard. L’élève maîtrise les processus de décantation et de digestion anaérobie des boues. Le dimensionnement du volume utile en fonction du nombre d’usagers est calculé pour garantir un temps de séjour suffisant à la liquéfaction des matières.

7.2. Dispositifs d’Épandage et Filtration

L’effluent de fosse doit être épuré par le sol. Le cours détaille la réalisation de tranchées d’épandage, de filtres à sable verticaux et de tertres d’infiltration. L’analyse de la perméabilité du sol (test de percolation) détermine le choix technique adapté pour éviter la saturation du terrain.

7.3. Latrines Améliorées et VIP

En l’absence d’eau courante, la latrine reste la solution sanitaire. L’étude des Latrines Ventilées à Fosse (VIP) et des toilettes écologiques à séparation d’urine (EcoSan) offre des alternatives hygiéniques. L’élève apprend à construire des dalles san-plat faciles à nettoyer et à orienter les évents pour le contrôle des odeurs et des insectes.

7.4. Gestion des Boues de Vidange

La fosse pleine nécessite une intervention. Le module aborde les techniques de vidange hygiénique et le traitement ultérieur des boues dans des stations de séchage. La problématique de la vidange manuelle informelle est analysée sous l’angle des risques sanitaires majeurs.

Chapitre 8 : Assainissement Collectif et Épuration 🏭

Ce chapitre présente les principes du traitement industriel des eaux usées urbaines avant leur retour au milieu naturel.

8.1. Le Réseau d’Égouts Public

Le collecteur transporte les effluents vers l’usine. L’élève étudie la structure des grands émissaires en béton, les stations de relevage nécessaires pour vaincre les dénivelés et les déversoirs d’orage. La compréhension du réseau public permet de réaliser des raccordements privés conformes et étanches.

8.2. Traitements Primaires et Secondaires

L’épuration reproduit les cycles naturels en accéléré. Le cours explique le dégrillage, le dessablage, puis le traitement biologique par boues activées ou lagunage naturel. Ce dernier procédé, adapté au climat ensoleillé de la RDC, est détaillé pour son efficacité et son faible coût énergétique.

8.3. Traitement Tertiaire et Réutilisation

Pour protéger les milieux sensibles, une finition est requise. L’élimination de l’azote et du phosphore prévient l’eutrophisation des lacs. L’élève découvre les potentiels de réutilisation des eaux épurées pour l’irrigation agricole périurbaine, bouclant ainsi le cycle de l’eau.

8.4. Contrôle des Rejets et Impact Environnemental

La qualité du rejet final est réglementée. Le module sensibilise à l’importance des analyses en sortie de station (DBO5, DCO, MES). Le respect de ces normes protège la biodiversité aquatique et la santé des populations vivant en aval des points de rejet.

Chapitre 9 : Déchets Solides et Environnement Sanitaire 🗑️

Ce chapitre établit le lien entre la gestion des ordures ménagères et le bon fonctionnement des systèmes hydrauliques.

9.1. Interaction Déchets Solides et Réseaux

Les déchets sont les ennemis des drains. L’élève analyse les conséquences de l’obstruction des caniveaux et égouts par les plastiques et ordures (inondations, stagnation). La conception de grilles et de pièges à déchets est intégrée aux plans d’assainissement pluvial.

9.2. Gestion des Déchets de Chantier

L’activité du plombier génère des déchets. Le cours inculque les bonnes pratiques de tri et d’élimination des chutes de tuyaux (PVC, métaux), des solvants et des gravats. La valorisation des métaux (cuivre, plomb) est encouragée dans une logique d’économie circulaire.

9.3. Hygiène de l’Habitat et Vecteurs de Maladies

L’assainissement brise le cycle de transmission des maladies. Le module explique le lien entre eaux stagnantes, déchets et prolifération de vecteurs (moustiques, rats). L’aménagement sanitaire de la parcelle est présenté comme le premier rempart de santé publique contre le paludisme et les maladies diarrhéiques.

9.4. Éducation Environnementale et Citoyenneté

Le technicien est un vecteur de sensibilisation. Cette section finale prépare l’élève à éduquer ses clients sur l’usage correct des installations sanitaires (ne rien jeter dans les toilettes) et sur l’importance de l’entretien régulier pour préserver l’environnement commun.

Annexes

Annexe A : Schéma du Cycle Anthropique de l’Eau

Une représentation graphique illustrant le parcours complet de l’eau : captage, traitement, distribution, consommation, collecte, épuration et rejet, mettant en évidence les points critiques de contrôle sanitaire.

Annexe B : Guide de Dimensionnement des Fosses Septiques

Un tableau pratique permettant de déterminer le volume nécessaire de la fosse et la surface d’épandage requise en fonction du nombre d’habitants équivalents et de la nature du sol (argileux, sableux).

Annexe C : Normes de Potabilité de l’Eau (RDC/OMS)

Un récapitulatif des valeurs limites admissibles pour les principaux paramètres de qualité de l’eau potable, servant de référence pour l’interprétation des analyses de laboratoire.

Annexe D : Lexique de l’Assainissement

Un glossaire définissant les termes techniques essentiels tels que « DBO5 », « aquifère », « bassin versant », « eutrophisation », « lagunage » et « eaux vannes », pour une maîtrise précise du vocabulaire environnemental.