E38 - Les pompes à corde

 1) De quoi s’agit-il ?

Il s’agit d’un type de pompe à eau efficace, l’un des plus simples à fabriquer et à entretenir, même localement, peu onéreux et utilisable de diverses façons, manuellement ou avec différentes sources d’énergie. Il permet de pomper l’eau de 7m à 35m, voire 60 m pour certains modèles.

 2) Qui utilise ou recommande ce moyen et depuis quand ?


Ancienne pompe à amphores du
11ème siècle Alcazar de Jerez (Espagne)

Le principe de cette pompe est très ancien puisque les Romains l’utilisaient déjà ainsi que diverses civilisations plus tardives.
Mais il avait été abandonné au profit de techniques plus modernes avant d’être repris et amélioré au milieu du 20ème siècle. Il semble qu’il ait refait apparition en 1986 en Amérique Latine (Nicaragua) avant de devenir très populaire sur ce continent puis en Afrique et en Asie. Il est actuellement utilisé dans une trentaine de pays.

 3) Pourquoi ?


Pompe à corde, village de Leba - Burkina - Photo Caritas

Essentiellement parce qu’une telle pompe est :
- simple à réaliser et rapide à installer,
- l’une des moins chères,
- réalisable à partir de matériaux locaux, voire de récupération,
- facile à entretenir et réparable par la population locale.

 4) Qui est surtout concerné ?

Ce sont surtout les familles ou les petites communautés des zones rurales ou périurbaines ou des petites villes ne disposant que de très faibles ressources ainsi que les petits agriculteurs pour l’irrigation.

 5) En quoi consiste ce procédé ? Comment est-il mis en oeuvre ?

a) Le principe de la pompe à corde


Schéma d’une pompe à corde

La pompe à corde est essentiellement constituée d’une roue, d’une corde sur la quelle sont fixés à espaces réguliers des pistons ou des rondelles de caoutchouc, d’un tube en PVC et d’un bloc de guidage placé au fonds du puits.
La corde, d’une seule pièce, est entraînée du haut de la structure et jusqu’au fond du puits par une roue (poulie à gorge) actionnée le plus souvent à la main par une manivelle, mais pouvant l’être aussi par un moteur, un cheval, une éolienne, une bicyclette…
Arrivée là, elle passe dans un bloc de guidage destiné à la positionner précisément de façon à ce qu’elle passe très bien, ainsi que les pistons qui lui sont attachés, puis dans un tube vertical en PVC. Elle remonte enfin à la surface vers un tube de sortie, entrainant avec elle l’eau captée au fond du puits entre les pistons ou rondelles au moment de leur entrée dans le tube PVC.

b) Les principaux éléments de la pompe à corde

(Schémas RWS-SKAT, Suisse et Photos Ocades- Caritas BurkinaFaso)


Corde et pistons, roue, structure supérieure, tubes et bloc de guidage

La corde
Bien que la matière idéale de la corde soit en polyéthylène ou en nylon, presque tous les types courants de cordes torsadées ou tissées conviennent. Fonction du diamètre du tube montant, son diamètre varie généralement de 4 à 8 mm.
C’est l’élément principal mais le plus fragile de la pompe. Il convient donc de vérifier périodiquement son état et de la remplacer avant qu’elle ne casse, tombe au fond du puits et rende alors très difficile le passage d’une nouvelle corde.


La roue
C’est une poulie à gorge qui peut être fabriquée de façon simple.
On peut par exemple découper en deux un pneu rigide de voiture ou de camionnette, même usagé. Les deux parties sont ensuite serrées fortement avec 4 à 6 crampons de roue (par exemple en fil d’acier plat plié) pour qu’elles forment un V de façon à créer une forte friction entre la roue et la corde et empêche celle-ci de patiner.
La finalisation de la roue peut se faire avec des rayons semblables à des rayons de bicyclette connectant les crampons de serrage au moyeu de la roue, lequel doit être bien centré. La manivelle fixée sur la roue peut être actionnée par deux personnes en même temps placées de chaque côté. Elle est souvent réalisée par économie par simple courbure du bras d’essieu.

Le bloc de guidage
Son rôle est de protéger et de guider la corde au fond du puits.
Souvent réalisé à l’aide d’un moule et en béton pour que son poids empêche le dispositif de se soulever, mais pouvant l’être également, moyennant des précautions particulières, en PVC ou en métal, le bloc de guidage de la corde est constitué d’un petit tuyau vertical d’arrivée de la corde, évasé sur le haut pour faciliter l’entrée des pistons, d’une bouteille en verre remplie de béton autour de la quelle tourne la corde sans être abîmée et d’un tuyau vertical de connexion vers le tube montant en PVC.

La structure de la pompe

En forme de double triangle reliés par des tringles, celle-ci est indispensable pour maintenir l’essieu de la roue en bonne position et éviter à celle-ci de se déplacer latéralement. Elle est généralement fabriquée avec des barres ou des tuyaux d’acier que l’on soude. Elle permet aussi d’y ajouter des supports de dispositifs de freinage ou de blocage de la roue (celle-ci peut en effet tourner brutalement en sens inverse sous le poids de l’eau restant dans la colonne montante lorsqu’on cesse de pomper) ou de fixer une couverture de la pompe. Mais elle peut aussi être réalisée encore plus facilement avec de simples planches de bois ou en élevant deux petits murets parallèles de briques et de ciment entre lesquels la roue est scellée. 
Il est recommandé de bien positionner l’axe de la roue, par exemple à 5 à 10 cm de la hauteur moyenne des coudes des usagers pour en faciliter l’utilisation, notamment par des femmes ou des enfants. Dans certains modèles, la roue est placée à l’extérieur de la structure et non au milieu.

Les tubes de guidage en PVC

1) Le tube montant
Il est important de bien déterminer son diamètre, lequel est fonction de la profondeur du puits car plus le puits est profond, plus le poids de la colonne d’eau est élevé et plus le pompage est fatiguant. RWSN (Rural water and sanitation network) conseille ainsi (voir tableau ci-dessous) de réduire par exemple ce diamètre à 2 cm au-delà de 20m.



2) Le tube supérieur de la colonne montante et le tube de sortie
Il est recommandé de leur donner un diamètre légèrement supérieur (voir ci-dessus) à celui du tube montant afin de réduire la vitesse de l’eau pour qu’elle ne sorte pas du tube supérieur mais bien de celui de sortie. Les tuyaux en PVC exposés au soleil pouvant se se détériorer, il est recommandé de les vernir, de préférence d’une couleur sombre. Le tube de sortie peut être prolongé par un tuyau en PVC pour alimenter directement un réservoir.


Introduction du tube et de la corde

Les pistons (ou rondelles)
Fabriqués assez facilement dans des moules avec matrices et poinçons à partir de restes de matières plastiques ou avec du bois ou du caoutchouc, les pistons sont généralement attachés par deux nœuds ordinaires à la corde (un avant son orifice et l’autre après) tous les70 cm à un mètre (un peu plus pour les puits profonds).
 
 
La couverture de la pompe et du puits. Sa protection.
La couverture de la corde permet de prolonger la durée de vie de la corde en la protégeant du soleil. Celle du puits permet de le protéger contre des intrusions, déversements ou intrusions d’eau impropre. Ces protections peuvent être réalisées séparément ou d’un seul tenant.
Il est recommandé d’aménager et de protéger le puits en le clôturant avec des matériaux simples locaux et de construire autour de lui une aire ou dalle à rebords en légère pente, le plus souvent en béton, permettant d’évacuer les eaux sales ou stagnantes qui pourraient s’infiltrer dans la nappe et la polluer.

c) Les différents types de pompes à corde

Les pompes à corde ont l’avantage de pouvoir être actionnées de diverses manières, le plus souvent à la main, mais aussi par un moteur, avec un cheval ou une éolienne (pour l’irrigation), par de l’énergie solaire ou même avec une bicyclette…


Divers modes d’entrainement d’une pompe à corde - Photos RWSN

Les pompes motorisées sont surtout utilisées pour l’irrigation en grandes quantités ou pour le puisage à grande profondeur, laquelle peut aller jusqu’à 60 m. Leur débit est de 20 litres/minute à 60 m, de 60 l à 20 m et de 120l à 10 m. A noter qu’il est également possible de pomper manuellement de l’eau à 60 m en installant deux pompes.

Les pompes à corde peuvent également, mais plus difficilement, être utilisées pour des forages d’au moins 10 cm de diamètre mais ceci nécessite des guides spécifiques au fond du forage et sur sa structure supérieure.

 6) Principaux avantages et inconvénients

a) Avantages


Photo Ocades-Caritas Burkina

- La pompe est facile à manipuler et ne demande peu de force de l’utilisateur. Elle est facilement utilisable par des femmes et des enfants.
- Elle est idéale pour deux ou trois familles vivant en communauté mais capable aussi de desservir un groupe d’une centaine de personnes et même, moyennant certaines précautions, le double, son débit d’une quarantaine de litres à la minute pouvant même être augmenté jusqu’à une centaine de litres avec motorisation.
- Elle est nettement moins chère qu’une pompe classique à tringlerie et à pistons (3 à 5 fois moins).
- Elle peut être produite et entretenue localement en utilisant beaucoup de matériaux locaux ou de récupération. La formation nécessaire est courte et plutôt simple.
- Les pièces de rechange se trouvent facilement chez des artisans. Certaines peuvent d’ailleurs se fabriquer soi-même.
- Elles peuvent fonctionner pour l’irrigation même s’il y a de la boue et des mauvaises herbes dans l’eau.
- La production artisanale des pompes stimule l’industrie locale et génère des emplois et des revenus pour les petites et moyennes entreprises
- La couverture du puits et de la pompe protège l’eau de toute contamination extérieure (déchets, poussière et tout autre objet qui peut tomber dans l’eau).

b) Inconvénients

L’eau ne sort pas immédiatement lorsqu’on commence à pomper car celle-ci retombe au fond du puits lorsque l’utilisateur précédent finit de pomper. Il faut donc compter à peu près une seconde par mètre de profondeur (possibilité toutefois d’y remédier en installant un système spécifique au fond du puits ou par blocage de la roue à la fin de chaque utilisation).
- Il est d’ailleurs recommandé d’installer un système de freinage ou de blocage de la roue, le retour de manivelle pouvant être dangereux pour des enfants.
- Une pompe à corde éclabousse davantage qu’une autre pompe.
- Elle ne peut pas normalement desservir plus d’une vingtaine de familles.

 7) Difficultés particulières et précautions éventuelles à prendre - Recommandations

Outre les divers points déjà signalés, il peut être précisé que :

la vérification régulière, pourtant facile, de l’usure de la corde est essentielle. Il ne faut pas attendre en qu’elle tombe au fond du puits, ce qui pourrait contraindre à tout démonter. Son serrage doit être vérifié après les premiers jours d’utilisation.
- Il convient aussi de vérifier la bonne lubrification de la roue et de la manivelle.
- A la fin de l’installation, il est nécessaire de vérifier la bonne position du tube de guidage et du tube supérieur en s’assurant que la corde se trouve exactement au centre du tuyau.
- Une petite ouverture sur le couvercle du puits ou du forage permet leur désinfection facile et régulière, ou seulement en cas de nécessité, sans rien avoir à enlever.
- L’utilisation de la pompe sera moins fatigante si l’axe de la manivelle est situé à peu près à la hauteur moyenne des coudes.
- Si la corde glisse sur la roue en cours d’utilisation, il est nécessaire de la resserrer.
- La pompe ou le parc de pompes à corde a intérêt à être géré et entretenu par un comité de gestion quand il sert à toute une communauté.
- Enfin, bien que le système soit simple, l’installation par un artisan ou avec ses conseils est recommandée surtout en cas de première installation car de petites erreurs (par exemple un diamètre des pistons pas assez bien ajusté par rapport à celui du tube de guidage, un diamètre de ce dernier mal adapté à la profondeur du puits, un mauvais centrage de la roue …) compromettent le bon fonctionnement de la pompe ou peuvent contraindre à la démonter. A défaut, il est fortement conseillé de se munir de manuels détaillés d’installation tels que ceux signalés en fin de fiche.

 8) Coût


Matériaux de construction - Guide Interaide

De telles pompes ne coûtent pas cher. Compter environ :
- de 25 à 70 € selon le modèle, les matériaux utilisés, les frais ou non de main d’œuvre, et le pays pour une pompe manuelle débitant une quarantaine de litres à la minute à une profondeur d’une dizaine de mètres.
- 350 € pour une pompe motorisée débitant 3 fois plus d’eau à profondeur identique.
- de 350 à 600 € pour une pompe éolienne d’irrigation pouvant débiter une soixantaine de litres/minute
- environ 250 € pour une pompe d’irrigation actionnée par un cheval et pouvant débiter le double.

Toutefois, lorsqu’on veut mettre en œuvre un programme important d’installations ou implanter un réseau significatif de pompes à main avec atelier de fabrication et stages de formation, il est prudent de prévoir un investissement important qui peut aller de 150 à 300 € par pompe selon la quantité, le modèle et le pays.

 9) Exemple de réalisation

Au Nicaragua où elle a été installée en premier et où l’on compte plus de 70 000 pompes à corde, cette implantation a permis de diminuer l’importation de pompes classiques à piston ,de faire d’importantes économies de devises, de la remplacer par des productions locales et d’augmenter de 25% en une dizaine d’années l’accès à l’eau potable des populations rurales, soit 3 fois plus que dans les autres pays d’Amérique Latine pendant la même période. Elle a également permis de réduire sensiblement le nombre de pannes, leurs propriétaires étant capables d’assurer eux-mêmes leur maintenance et leur réparation. 90% de ces pompes à corde seraient encore en fonctionnement.

 10) Où s’adresser pour trouver davantage d’informations - Bibliographie ?

a) Sites Internet

- RWSN (Rural Water and sanitation Network) et SKAT (Swiss ressource center for development) : “Le concept de la pompe à corde” (2005), très bon guide illustré de 21 pages traduit en français et donnant de précieuses indications pour la fabrication locale et l’entretien de pompes à corde, document disponible en ligne sur : http://www.rwsn.ch/documentation/sk..
 
- URD (Groupe Urgence, Réhabilitation, Développement) :" La Pompe à corde", petit guide illustré rapide de 5 pages sur son utilisation et sa fabrication locale relatant un programme d’installation au Tchad :

http://www.urd.org/IMG/pdf/URD_-_Fi...

- PRACTICA Foundation : "La pompe à corde" excellent guide traduit en français, mais beaucoup plus précis et détaillé de 93 pages et abondamment illustré de photos et de schémas de montage, destiné à ceux qui veulent fabriquer, installer et entretenir eux-mêmes de telles pompes (mais un peu plus long à télécharger)

http://www.practica.org/wp-content/...

b) Vidéos

1) Site The WATER CHANNEL : Videos (malheureusement en anglais seulement, mais courtes) sur :

 - l’installation et l’usage d’une pompe à corde au Malawi disponible, en ligne, sur : http://www.thewaterchannel.tv/en/vi...
 - l’installation d’une pompe à corde après un forage en Tanzanie http://www.thewaterchannel.tv/fr/vi...
 - l’installation au Malawi de pompes à corde d’irrigation qui auraient permis d’augmenter le revenu des petits agriculteurs de 190 €/an : « Rope pumps Malawi : waterfood and income » (2 minutes) http://www.thewaterchannel.tv/en/vi...
 - la réalisation d’un prototype de pompe à corde solaire réalisé par une université au Malawi : « Solar Rope Pump » (5 minutes), disponible en ligne sur : http://www.youtube.com/watch?v=wb0M...

2) Site YOU TUBE, la plupart également en anglais, mais assez facilement compréhensibles et pour certaines avec des dialogues en français :
- « Rope pump animation », très courte animation de 30 ‘’ mais bien faite sur le principe de fonctionnement des pompes à corde, disponible en ligne sur :
http://www.youtube.com/watch?v=9wWL...
- « La Rope Pump, une technologie accessible à tous », video intéressante, mais plus longue ( 26’), tournée par l’ONG Water Aid au Burkina Faso, expliquant le principe de cette pompe, son mode de fabrication artisanal ou en atelier de fabrication à l’OCADES (Caritas du Burkina) ainsi que son mode d’implantation et de gestion par des comités de villageois et faisant intervenir des experts du CREPA.
disponible, en ligne, sur : http://www.youtube.com/watch?v=-KRy...
« Pump Aid : the elephant pump animation », animation spécifique sur ce modèle plus élaboré de pompe à corde , disponible en ligne sur : www.pumpaid.org

c) Bibliographie

« La pompe à corde. Guide technique de fabrication et d’installation. », guide clair, illustré, très pratique et bien documenté réalisé par la Commission nationale de l’Hydraulique de Caritas Sénégal à Dakar en collaboration avec plusieurs autres Caritas.
 - « Les pompes à corde. Visite d’échanges d’expérience entre le Sénégal et le Burkina Faso » : document illustré de 16 pages relatant diverses installations et les problèmes rencontrés édité par la Caritas du Burkina et celle du Sénégal (à demander à Caritas Sénégal à Dakar)

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