Technique / technologique

Barrage souterrain « de type brésilien » (avec film plastique)

Terrain de l’innovation

Développé initialement au Nord-Est du Brésil et diffusé au Tchad, Soudan

Résumé

Le barrage souterrain dans les alluvions permet de stopper les écoulements souterrains dans les alluvions perméables des lits de rivières intermittentes. Il permet ainsi de constituer des réserves d’eau qui permettent aux puits de rester productifs plus longtemps après la saison des pluies.

Cette technique existe depuis longtemps. Le caractère innovant réside en l’utilisation très simple d’un film de matière plastique, disponible à peu de frais et facile à mettre en place par une communauté.

Emergence de l’innovation

EMBRAPA EMpresa BRAsileira de Pesquisa Agropecuaria / BRÉSIL

Dans les zones « de socle » ancien, granitique ou métamorphique,  seules les zones de failles dans le socle rocheux peuvent constituer de petits réservoirs d’eau souterraine. Ces zones sont rares, difficiles à atteindre et les eaux étant plus chargées de sels ne sont pas les préférées même si du point de vue sanitaire elles sont très sûres.

L’idée était donc de trouver beaucoup plus souvent une ressource en eau de qualité, plus facile à mobiliser et disponible en permanence ou dans la plus grande  partie de la saison sèche.

Solution(s) apportée(s) par l’innovation

En climat aride ou semi-aride, on trouve après les pluies de l’eau dans les alluvions, souvent sableux, des lits des rivières intermittentes. Ces eaux « alluviales » sont généralement de qualité et plutôt faciles à utiliser (puisards et puits à faible profondeur) mais l’eau continue de s’écouler dans les alluvions après la fin de la saison des pluies et disparait après quelques mois. Ces ressources parce qu’elles manquent chaque année durant plusieurs mois au moment où elles sont le plus nécessaires ne sont pas considérées pour l’irrigation et ne règlent pas entièrement les problèmes d’abreuvement des familles et de leurs animaux.

Le barrage souterrain dans les alluvions permet de stopper ces écoulements souterrains (inféroflux) et de constituer une réserve d’eau qui permettent aux puisards et aux puits de fournir de l’eau bien plus longtemps et souvent jusqu’au démarrage de la saison des pluies. Sa mise en œuvre nécessite la présence d’un soubassement étanche, souvent constitué de roches (socle) anciennes et non fracturées ou d’argile. Cette technique existe depuis longtemps avec des solutions de barrage en maçonnerie ou avec un noyau d’argile.

Une technique mise au point par les chercheurs dans le Nordeste Brésilien dans les années 90, montre qu’un simple film plastique (PE de plus de 200 microns d’épaisseur) placé en travers des alluvions jusqu’à être « collé » à la base imperméable (socle rocheux ou couches argileuses), est peu couteuse, efficace et stable quelque soient les crues. En interrompant l’inféroflux elle stocke des réserves d’eau dans les alluvions, à l’abri de l’évaporation, des pollutions et des dégâts lors des

crues. Cette ressource constitue une nouvelle ressource semi-souterraine de grande valeur surtout pour les zones de climat aride et/ou semi-aride.

Selon le volume stocké, le barrage peut servir soit à l’alimentation humaine et animale uniquement, soit, pour les plus importants, pour alimenter de petites surfaces cultivées de quelques hectares.

Des barrages souterrains peuvent être placés l’un derrière l’autre le long de la même rivière intermittente, multipliant ainsi des réservoirs semi-souterrains successifs qui ne se concurrencent pas. Il est important de vérifier si des barrages de ce type de plus grande ampleur peuvent être développés pour les petites et moyennes villes et pour l’irrigation. En choisissant bien les sites, l’ampleur des réserves peuvent permettre des irrigations de plus ou moins grande ampleur. Pour obtenir l’eau stockée dans les alluvions on peut la puiser dans un puits à grand diamètre au centre des alluvions ou latéralement, en amont du barrage souterrain (préexistant ou mis en place après le BS)

Historique d’évolution depuis l’émergence

En dehors des diffusions de grande ampleur dans le Nordeste Brésilien (zone de socle cristallin Paraiba, Pernambuco, Ceara,…) à partir des années 90, seules les expériences depuis 2019 et 2020 au Tchad (Guera) et au Soudan (Darfour) semblent connues. Au NE brésilien chaque barrage souterrain « familial » est utilisé surtout pour des cultures sur de petites surfaces de 1 à 3 hectares mais ils sont des milliers. Au Tchad et au Soudan pour l’instant il n’y a pas encore de projets d’irrigation, mais quelques-uns pour l’alimentation en eau potable et l’abreuvement du bétail

Avis des usagers / éléments d’acceptation de l’innovation

Les usagers acceptent avec « enthousiasme » l’innovation après avoir constaté :

1) l’efficacité de la technique,

2) sa mise en œuvre très facile,

3) son coût très modique,

4) sa grande durabilité (le film plastique enterré à l’abri du soleil serait efficace 200 ans et si nécessaire placer un autre film en amont ou en aval serait facile),

5) la possibilité de faire des barrages successifs dans la même rivière sans difficultés,

6) l’adaptation de la technique aux zones de sols suffisamment argileux (pas seulement des roches continues).

Les difficultés pour les usagers sont :

  • l’absence de visibilité : l’eau des barrages superficiels est visible et d’accès immédiat, donc socialement et politiquement bien plus appréciée (même si très chers ils se remplissent vite de terre et sont souvent menacés par les crues exceptionnelles, ont une emprise foncière importante sur les terres les plus riches,…)
  • les doutes suscités à propos de la qualité de l’eau (même si les populations préfèrent de loin boire l’eau des sables et utilisent plutôt l’eau trop chargée de sels des forages équipés de pompes à main pour la lessive et si les services de santé suggèrent d’ajouter du chlore quand les familles boivent l’eau des mares lors de la saison des pluies mais pas pour l’eau des sables).

Eléments d’appréciation économique de l’innovation

Estimation des couts des premiers BS au Tchad : (BS de 50 à 70 m de long, profondeur 1.8m ; volume stocké d’environ 10 à 15 000 m3 sur 200 m de rivière):

  • Fournitures : <100€ (film + Ciment)

Main d’œuvre : 2200j *2€ = 4400€

Persepctives d’évolution de l’innovation

Cette technique pourrait être reproduite dans de nombreux contextes semi arides dans des zones de socle ancien imperméables et des lits de rivières intermittentes à fond sableux.

Selon la profondeur du lit, et dans les zones moins peuplées, le recours à un terrassement mécanisé (tractopelle) peut devenir nécessaire

Conditions de diffusion de l’innovation et de réplicabilité

La technique de pose manuelle n’a pas été testée sur des barrages plus importants, qui permettraient de stocker des volumes d’eau supérieurs. A partir d’une certaine dimension de tranchée, il faut faire intervenir des moyens mécaniques.

Besoin de diffusion de l’information, de la formation des usagers et des techniciens.

Nécessité de mise en place de règles de bonne gestion de la ressource ainsi créée

Risques associés, externalités négatives

Difficultés rencontrées :

  • L’absence de références scientifiques et techniques / caractère innovant de cette solution
  • La base rocheuse cristalline doit être continue et totalement imperméable. Le film plastique étant « collé » en bas des alluvions ne doit laisser passer aucun débit d’eau (pas d’infiltration en profondeur dans le bassin hydraulique et pas de fuite sur le fonds ou les côtés du barrage). Lors d’une des 6 expériences (province du Wadi Fira) l’eau n’aurait pas été valablement stockée (défaut de construction ou failles dans la partie rocheuse ?)
  • L’eau manquant totalement pendant une longue période, est utilisée pour toute sorte de besoins (boisson, cuisine, hygiène, abreuvement des animaux, fabrication de briques…) ce qui crée plusieurs difficultés de gestion (potabilité du fait des contenants utilisés dans le puits qui peuvent polluer les eaux puisées, concurrences…)
  • La nécessité de formation « locale » des populations pour le choix des sites et les techniques de construction (il est utile d’utiliser des tarières pour connaitre préalablement la profondeur des alluvions, de vérifier les volumes et qualités de sable qui constitueront les réservoirs, techniques de collage des films plastiques …)
  • Certains critiquent l’utilisation de film plastique pour des raisons écologiques (risques dus aux « micro-plastiques » et d’éventuelle libération par les films plastique de produits « nocifs » dans le sol). Mais ces éventuelles pollutions chimiques paraissent suffisamment faibles pour ne pas s’inquiéter d’éventuelles consommations des eaux par les populations).

Ressources additionnelles

Barragens subterraneas (Brésil): CPATSA/EMBRAPA : https://www.cpatsa.embrapa.br

SAND DAMS (Kenya): www.waterforaridland.com, http://practicalaction.org/practicalanswers/ , www.rainfoundation.org

Vidéo sur l’utilisation dans les zones sableuses comme Guéra au Tchad : https://www.dropbox.com/sh/8sd1te92donrh2z/AABGME0SlhBcYfnuK_u89drya?dl=0

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