Introduction

Les hafirs, ou réservoirs de collecte d’eau, ont une longue histoire en Afrique de l’Est, en particulier dans les régions arides et semi-arides où la pénurie d’eau est un défi majeur pour l’agriculture et les moyens de subsistance. Cette technologie traditionnelle est née au Soudan et s’est répandue dans d’autres parties de la région. Les hafirs sont des bassins creusés peu profonds qui recueillent et stockent l’eau de pluie pour divers usages, tels que l’irrigation, l’abreuvement du bétail et les besoins domestiques (figure 1 ; Awad, 2024).

Au Soudan, les hafirs sont utilisés depuis des décennies pour s’adapter aux sécheresses récurrentes, à la désertification et aux pénuries d’eau. Les systèmes de hafirs sont essentiels pour soutenir l’agriculture et réduire l’impact de la pénurie d’eau saisonnière. Les projets internationaux menés au Soudan, tels que ceux financés par l’Union européenne, ont permis d’affiner et de promouvoir la construction de hafirs, en mettant l’accent sur la gestion intégrée des bassins versants afin d’améliorer la disponibilité de l’eau, de réduire les conflits liés aux ressources et d’accroître la productivité agricole.

Au Kenya et en Tanzanie, l’adoption des hafirs s’est accélérée grâce à des initiatives de développement visant à améliorer l’accès des petits exploitants agricoles et des éleveurs à l’eau. Leur succès réside dans leur simplicité et leur évolutivité, ce qui les rend adaptés à la fois aux petites communautés et aux contextes agricoles plus vastes. 

Installation des hafirs

Les étapes suivantes de la construction d’un hafir sont basées sur notre expérience, mais peuvent être adaptées en fonction des ressources et des contraintes locales.

1. Choix et préparation du site

Choisissez le bon emplacement pour un hafir afin d’en maximiser l’efficacité et la durabilité. Évaluez divers facteurs pour vous assurer que le réservoir peut collecter et stocker l’eau de manière efficace tout en répondant aux besoins de la communauté. Inspectez visuellement le paysage et discutez de l’emplacement avec la communauté locale. Les facteurs à prendre en compte sont les suivants:

• La pente : Une zone en pente douce est idéale pour diriger les eaux de ruissellement vers le hafir. Évitez les pentes abruptes pour minimiser l’érosion du sol. 
• Le bassin versant: Évaluez la taille et les caractéristiques du bassin versant afin de garantir un approvisionnement en eau suffisant. Les hafirs peuvent être construits à l’échelle des ménages pour une utilisation en saison sèche et devraient avoir une capacité d’au moins 10 m³. Pour une utilisation agricole ou de production plus importante, les hafirs doivent être beaucoup plus grands afin de répondre aux besoins en eau des cultures pendant la contre-saison.
• La proximité avec les utilisateurs : Le site doit être proche des bénéficiaires visés, tels que les fermes, les écoles ou les points d’abreuvement du bétail.
• La propriété: Assurez-vous que le terrain est libre de tout litige et que vous disposez de toutes les autorisations légales. Demandez à la communauté/au propriétaire foncier quels sont ses futurs projets fonciers afin de minimiser la probabilité de devoir transférer le hafir. 
• L’implication de la communauté : Impliquez la communauté pour vous assurer que le site répond à ses besoins et qu’elle est prête à en assurer l’entretien à long terme. Discutez des options avec la communauté afin d’aligner le choix du site sur ses priorités.
• Les régimes pluviométriques : Analysez les données historiques sur les précipitations pour vous assurer que le site peut collecter l’eau de manière fiable pendant la saison des pluies
• Les taux d’évaporation : Dans les régions où le taux d’évaporation est élevé, le site doit être stratégiquement ombragé ou protégé du vent si possible. Pensez à des matériaux facilement accessibles dans votre région (par exemple, des arbres plutôt qu’un matériau de couverture physique). À Arusha, en Tanzanie, nous avons utilisé le filet pour hangar agricole.
• La préparation du terrain : La préparation du terrain consiste à débarrasser le site choisi de la végétation, des roches et des débris. Pensez à ce qui sera nécessaire pour nettoyer le site pendant le processus de choix.

2. Déterminez la capacité de stockage et la conception du système 

La capacité de stockage d’un hafir est calculée en fonction de ses dimensions et de sa forme. La plupart des hafirs ont une forme trapézoïdale ou rectangulaire, et leur volume est déterminé par la géométrie. Les hafirs trapézoïdaux ont des côtés inclinés (figure 2), ce qui signifie que leurs dimensions supérieures sont plus grandes que leurs dimensions inférieures (au fond du bassin de retenue excavé).

Calculez le volume à l’aide de la formule trapézoïdale :

Pour les hafirs trapézoïdaux, la formule de calcul du volume est la suivante :
V=1/6·D·[(Lt·Wt)+(Lt·Wb)+(Lb·Wt)+(Lb·Wb)]

Où :

• D est la profondeur
• Lt est la longueur du haut
• Wt est la largeur du haut
• Lb est la longueur du fond
• Wb est la largeur du fond

Approche rectangulaire simplifiée (le cas échéant) :

Pour un hafir avec des murs verticaux ou des pentes latérales minimales, utilisez la formule rectangulaire :
V=L·W·D

Où :

• L est la longueur
• W est la largeur
• D est la profondeur

Le volume d’un hafir dépend des préférences 1 de l’utilisateur en matière de capacité financière, car il détermine la quantité de matériaux nécessaires. 

Les mesures

Pour obtenir des mesures précises pour les hafirs trapézoïdaux, il est préférable de commencer par mesurer et marquer les dimensions du fond de la structure. Commencez à creuser la fosse sur la base de ces dimensions, en veillant à ce que la profondeur atteigne le niveau spécifié. Une fois la fosse creusée à la profondeur requise, les côtés peuvent être soigneusement coupés et façonnés pour correspondre aux dimensions supérieures tout en obtenant les pentes souhaitées. Cette approche garantit la précision et l’efficacité nécessaires pour obtenir la forme voulue (figure 3).

3. Préparation de la structure du réservoir  (Figure 4)

D’après l’expérience de Karatu, en Tanzanie, une équipe de 10 ouvriers qualifiés utilisant des outils manuels (pioches, pelles et brouettes) peut creuser collectivement un réservoir de 85 mètres cubes en 6 à 9 jours environ, en fonction des conditions du sol. Les sols durs ou rocheux ont tendance à ralentir la progression, tandis que les sols meubles et sablonneux permettent de creuser plus rapidement.

4. Mise en place du revêtement géomembranaire (Figure 5)

Installez un revêtement géomembranaire (matériau polymère imperméable utilisé pour la stabilisation du sol) pour éviter les infiltrations d’eau, améliorer la durabilité du réservoir et maintenir la qualité de l’eau dans le hafir. Une installation appropriée garantit une efficacité à long terme et minimise les pertes d’eau. Pour une installation optimale, procédez comme suit.

• Choisissez un matériau de géomembrane de haute qualité adapté aux conditions spécifiques du site. Les options les plus courantes sont le polyéthylène haute densité (PEHD), le polyéthylène basse densité (PEBD) ou le chlorure de polyvinyle (PVC), qui offrent tous une excellente imperméabilité, une grande souplesse et une bonne résistance aux agressions extérieures.
• Nettoyez et nivelez soigneusement le lit du réservoir afin d’éliminer les objets pointus, les débris ou les irrégularités susceptibles de percer ou d’endommager le revêtement. Ajouter une couche de sable fin ou de tissu géotextile (facultatif) comme sous-couche protectrice.
• Posez la géomembrane avec précision, en veillant à l’alignement et au chevauchement des panneaux. Cela permet d’éviter les interstices ou les plis qui pourraient compromettre l’intégrité du revêtement.
• Fixez les bords du revêtement dans des tranchées autour du périmètre du hafir. Cela permet d’éviter leur déplacement dus à la pression de l’eau, au vent ou à d’autres forces extérieures.

5. Conception et raccordement du système d’entrée d’eau

Mettez en place un système d’entrée d’eau fiable et efficace pour vous assurer que le hafir reçoit un approvisionnement en eau adéquat et constant tout en minimisant l’afflux de sédiments et en évitant d’endommager la structure du réservoir (figure 6). Pour une efficacité maximale du système d’entrée d’eau :

• Positionnez l’entrée d’eau de manière à maximiser le captage de l’eau provenant de sources naturelles telles que les précipitations, le ruissellement ou le détournement de l’eau des cours d’eau. Veillez à ce qu’elle soit orientée de manière à réduire la vitesse de l’eau entrante, ce qui contribue à prévenir l’érosion et l’accumulation de sédiments.

• 

  Incluez des pièges à limon en amont de l’entrée d’eau pour capturer les débris et réduire l’afflux de sédiments (figure 7). Cela permet d’éviter le colmatage et de maintenir la qualité de l’eau et la capacité de stockage du réservoir. 
• Installez des enrochements,2 de la végétation ou des géotextiles autour de l’entrée d’eau pour stabiliser le sol et le protéger contre l’érosion causée par le mouvement de l’eau.
• Concevez l’entrée d’eau de manière à ce qu’elle soit facile d’accès et qu’elle puisse être nettoyée, inspectée et débarrassée des débris de manière régulière afin de garantir un écoulement ininterrompu de l’eau.

6. Établir et optimiser le système d’évacuation d’eau (figure 8)

Assurez-vous que le système d’évacuation est correctement conçu, installé et connecté pour réguler efficacement et en toute sécurité l’évacuation de l’eau du hafir. Le système d’évacuation doit être robuste, facile à utiliser et adapté aux exigences spécifiques de l’utilisation du réservoir, que ce soit pour l’irrigation, le bétail ou l’homme. Il doit être accessible pour une inspection et un entretien réguliers. Incluez des mécanismes permettant d’éliminer les débris ou les obstructions sans nécessiter d’équipement complexe ou de perturbation importante du réservoir. Intégrez un déversoir d’urgence ou déversoir auxiliaire près du système d’évacuation pour gérer l’excès d’eau en cas de fortes pluies ou d’inondations, réduisant ainsi le risque de dommages au réservoir ou à l’infrastructure environnante. Adaptez le système d’évacuation en fonction de l’utilisation principale du hafir. Par exemple, une structure d’évacuation à plusieurs niveaux peut répondre à différents besoins, tels que l’eau pour l’irrigation à un niveau et l’eau pour le bétail à un autre niveau.

7. Couvrir et protéger le réservoir (figure 9)

La couverture et la protection d’un hafir sont essentielles pour maintenir la qualité de l’eau, minimiser l’évaporation et protéger l’eau stockée de la contamination et des dommages extérieurs. Créez des barrières physiques ou prenez des mesures de protection pour protéger le réservoir des menaces liées à l’environnement et à l’homme. Les principes de base sont les suivants:

• Minimiser l’évaporation : Une quantité importante d’eau peut être perdue par évaporation, en particulier dans les climats chauds et arides. Couvrez le réservoir avec des bâches flottantes, des filets d’ombrage ou des matériaux réfléchissants pour réduire cette perte. Dans certains cas, la plantation de grands arbres ou l’installation de structures d’ombrage autour du périmètre peuvent également être utiles.
• Prévenir la contamination : Protégez le réservoir pour réduire le risque de contamination par les débris, le lessivage des terres cultivées, l’intrusion d’animaux et l’activité humaine. Installez des barrières telles que des clôtures, des pièges à limon ou même des filets biodégradables pour garantir que l’eau reste propre et utilisable aux fins prévues. 
• Améliorer l’intégrité de la structure : Les couvertures ou les mécanismes de protection aident à protéger le réservoir contre l’érosion du sol, les vents violents ou les inondations qui pourraient ébranler ses berges ou ses parois. Pour les réservoirs en terre, renforcez les côtés avec de la végétation ou des matériaux de protection pour prévenir l’érosion et les dommages structurels.
• Mesures de sécurité : L’installation d’une clôture et la mise en place d’une signalisation peuvent limiter l’accès non autorisé, réduisant ainsi le risque de contamination accidentelle, de vol de l’eau stockée ou de dommages à l’infrastructure du réservoir.

8. Nivellement et système de drainage du sol entourant le hafir

Assurez un nivellement adéquat du sol autour du hafir afin de faciliter l’écoulement efficace de l’eau et de prévenir l’érosion. Concevez et mettez en œuvre un système de drainage qui éloigne l’excès de ruissellement du hafir tout en minimisant le dépôt de sédiments dans la masse d’eau. Utilisez des pentes graduées pour guider l’eau vers les entrées désignées et envisagez d’incorporer des mesures de contrôle de l’érosion, telles que la plantation de végétation pour stabiliser le sol. En outre, il convient d’assurer un suivi régulier et de procéder à l’entretien nécessaire pour veiller à ce que le système de drainage reste fonctionnel et efficace pour assurer la longévité du hafir et la qualité de l’eau.

9. L’entretien et la surveillance

L’entretien et la surveillance de façon régulière sont essentiels pour garantir l’efficacité, la sécurité et la durabilité à long terme d’un hafir. Ces activités permettent de détecter et de traiter rapidement les problèmes potentiels, de réduire les pertes d’eau et de maintenir la fonctionnalité du réservoir. Les problèmes courants et leur gestion sont les suivants :

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  L’accumulation de sédiments et de limon : Des inspections régulières, en particulier après les saisons de pluies, sont nécessaires pour surveiller l’accumulation de limon 3 au fond du hafir. Si une accumulation importante de limon est détectée, elle peut être enlevée à l’aide d’outils tels que des bêches pour restaurer la capacité du réservoir.
• L’endommagement des revêtements : Les revêtements peuvent être endommagés ou présenter des fuites au fil du temps, ce qui compromet l’intégrité du hafir. Des contrôles réguliers doivent être effectués pour identifier les déchirures, les perforations ou l’usure. Des réparations rapides (figure 10) peuvent empêcher les fuites d’eau et garantir que le réservoir reste opérationnel.

Les considérations d’ordre économique

Les coûts de construction d’un hafir varient en fonction de la disponibilité locale des matériaux, de la main-d’œuvre et de la taille du hafir. En Afrique de l’Est, le coût par mètre cube des trois principaux matériaux de construction est très différent, la géomembrane plastique étant l’option la plus abordable (tableau 1). Le tableau 2 présente quelques considérations de coût pour un hafir de 60 m³ avec des caractéristiques optionnelles incluses (couverture en filet, sous-couche protectrice, clôture, etc.) Les coûts communautaires peuvent être réduits en excluant certains de ces éléments, mais l’exclusion ajoute des risques potentiels. Une option pour les clôtures et les couvertures consiste à utiliser des clôtures vivantes et des broussailles épineuses  comme barrières pour empêcher l’entrée d’animaux ou d’êtres humains. Cette solution convient à la plupart des petits hafirs.

Conclusion

Les hafirs captent efficacement les eaux de ruissellement pendant la saison des pluies pour les utiliser pendant la saison sèche, offrant ainsi une solution durable aux besoins en eau. Les hafirs sont particulièrement utiles dans les zones arides, où les précipitations sont irrégulières et où les sources d’eau traditionnelles, comme les rivières et les puits, sont souvent insuffisantes. Il convient d’impliquer toutes les parties prenantes dans la prise de décision, la construction et l’entretien afin de s’assurer que la technologie est appropriée, contrôlée et réussie. Si vous avez besoin d’aide pour déterminer si un hafir est adapté aux besoins de votre communauté ou pour planifier votre projet de hafir, veuillez nous contacter à l’adresse tru@echocommunity.org avec pour objet « hafir ».

Références