Études de cas pratique

EGC

Coûts du projet eau potable

Calcul des Coûts d'un Projet d'Eau Potable en Hydraulique

Calcul des Coûts d'un Projet d'Eau Potable

Comprendre les Coûts d'un Projet d'Eau Potable

L'évaluation des coûts est une étape primordiale dans la planification et la gestion de tout projet d'infrastructure, y compris les systèmes d'alimentation en eau potable. Ces coûts peuvent être globalement divisés en deux catégories principales : les coûts d'investissement (CAPEX - Capital Expenditures) et les coûts d'exploitation (OPEX - Operating Expenditures). Une analyse précise de ces coûts permet d'assurer la viabilité financière du projet, de déterminer le prix de l'eau, et de planifier les besoins de financement et de maintenance sur le long terme.

Données de l'étude

Une municipalité planifie un nouveau système d'alimentation en eau potable pour desservir une population de \(15\,000\) habitants. La demande moyenne journalière en eau est estimée à \(180 \, \text{litres/habitant/jour}\).

Coûts d'investissement (CAPEX) :

  • Conduite d'adduction (DN 300) : \(5 \, \text{km}\) à \(150 \, \text{€/m}\)
  • Réseau de distribution principal (DN 150) : \(12 \, \text{km}\) à \(90 \, \text{€/m}\)
  • Réseau de distribution secondaire (DN 80) : \(25 \, \text{km}\) à \(60 \, \text{€/m}\)
  • Construction d'un réservoir de stockage (capacité \(1\,500 \, \text{m}^3\)) : \(450\,000 \, \text{€}\)
  • Construction d'une station de pompage : \(200\,000 \, \text{€}\)
  • Autres frais d'investissement (études, supervision, imprévus) : \(15\%\) du total des coûts de construction listés ci-dessus.

Coûts d'exploitation annuels (OPEX) :

  • Énergie pour le pompage : \(35\,000 \, \text{€/an}\)
  • Traitement de l'eau : \(0.10 \, \text{€/m}^3\) d'eau produite
  • Maintenance du réseau et des installations : \(2\%\) du coût d'investissement total initial (hors "autres frais")
  • Personnel : \(80\,000 \, \text{€/an}\)
  • Autres frais d'exploitation : \(10\,000 \, \text{€/an}\)

Paramètres financiers :

  • Durée de vie du projet pour l'amortissement : \(30 \, \text{ans}\)
  • Taux d'actualisation (pour information, non utilisé dans les questions simplifiées) : \(4\%\)
Schéma : Composantes des Coûts d'un Projet d'Eau Potable
Catégorie de Coût Exemple de Composante Valeur (Exemple)
Investissement (CAPEX) Conduites XXX €
Réservoir YYY €
Station de Pompage ZZZ €
Exploitation (OPEX) Énergie AAA €/an
Maintenance BBB €/an
Personnel CCC €/an

Tableau illustratif des catégories de coûts d'un projet d'eau potable.

Questions à traiter

  1. Calculer la demande totale journalière en eau du projet en \(\text{m}^3\text{/jour}\).
  2. Calculer le coût d'investissement total pour les conduites (adduction et distribution).
  3. Calculer le coût d'investissement total initial (CAPEX) du projet, incluant les "autres frais d'investissement".
  4. Calculer le coût annuel du traitement de l'eau.
  5. Calculer le coût annuel de maintenance.
  6. Calculer le coût d'exploitation annuel total (OPEX).
  7. En supposant un amortissement linéaire du CAPEX sur la durée de vie du projet (sans tenir compte de l'actualisation), calculer le coût annualisé total du projet. En déduire le coût moyen de l'eau par \(\text{m}^3\) produit.

Correction : Calcul des Coûts d'un Projet d'Eau Potable

Question 1 : Demande totale journalière en eau

Principe :

La demande totale journalière est le produit de la population desservie par la dotation (demande moyenne par habitant et par jour).

Données spécifiques :
  • Population : \(15\,000 \, \text{habitants}\)
  • Dotation : \(180 \, \text{L/hab/jour}\)
Calcul :

Conversion de la dotation en \(\text{m}^3\text{/hab/jour}\):

\[ 180 \, \text{L/hab/jour} = 180 \times 0.001 \, \text{m}^3\text{/hab/jour} = 0.18 \, \text{m}^3\text{/hab/jour} \]

Calcul de la demande totale journalière :

\[ \begin{aligned} \text{Demande totale journalière} &= \text{Population} \times \text{Dotation} \\ &= 15\,000 \, \text{hab} \times 0.18 \, \text{m}^3\text{/hab/jour} \\ &= 2700 \, \text{m}^3\text{/jour} \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : La demande totale journalière en eau du projet est de \(2700 \, \text{m}^3\text{/jour}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si la population desservie était de \(20\,000\) habitants avec la même dotation, la demande journalière totale serait de :

Question 2 : Coût d'investissement total pour les conduites

Principe :

Le coût total pour chaque type de conduite est le produit de sa longueur par son coût unitaire au mètre. Le coût total des conduites est la somme des coûts de chaque type.

Données spécifiques :
  • Adduction (DN 300) : \(5 \, \text{km} = 5000 \, \text{m}\) à \(150 \, \text{€/m}\)
  • Distribution principale (DN 150) : \(12 \, \text{km} = 12000 \, \text{m}\) à \(90 \, \text{€/m}\)
  • Distribution secondaire (DN 80) : \(25 \, \text{km} = 25000 \, \text{m}\) à \(60 \, \text{€/m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût adduction} &= 5000 \, \text{m} \times 150 \, \text{€/m} = 750\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût distrib. principale} &= 12000 \, \text{m} \times 90 \, \text{€/m} = 1\,080\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût distrib. secondaire} &= 25000 \, \text{m} \times 60 \, \text{€/m} = 1\,500\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \text{Coût total conduites} &= 750\,000 + 1\,080\,000 + 1\,500\,000 \\ &= 3\,330\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le coût d'investissement total pour les conduites est de \(3\,330\,000 \, \text{€}\).

Quiz Intermédiaire 2 : Si le coût unitaire de la conduite de distribution principale (DN 150) augmentait de \(10 \, \text{€/m}\), de combien augmenterait le coût total des conduites ?

Question 3 : Coût d'investissement total initial (CAPEX)

Principe :

Le CAPEX total est la somme des coûts de construction (conduites, réservoir, station de pompage) plus les autres frais d'investissement (calculés en pourcentage de ces coûts de construction).

Données spécifiques :
  • Coût total conduites : \(3\,330\,000 \, \text{€}\)
  • Coût réservoir : \(450\,000 \, \text{€}\)
  • Coût station de pompage : \(200\,000 \, \text{€}\)
  • Autres frais d'investissement : \(15\%\) du total des coûts de construction.
Calcul :

Coût total de construction :

\[ \begin{aligned} \text{Coût construction} &= \text{Coût conduites} + \text{Coût réservoir} + \text{Coût pompage} \\ &= 3\,330\,000 \, \text{€} + 450\,000 \, \text{€} + 200\,000 \, \text{€} \\ &= 3\,980\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]

Autres frais d'investissement :

\[ \begin{aligned} \text{Autres frais} &= 0.15 \times \text{Coût construction} \\ &= 0.15 \times 3\,980\,000 \, \text{€} \\ &= 597\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]

CAPEX Total :

\[ \begin{aligned} \text{CAPEX} &= \text{Coût construction} + \text{Autres frais} \\ &= 3\,980\,000 \, \text{€} + 597\,000 \, \text{€} \\ &= 4\,577\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le coût d'investissement total initial (CAPEX) du projet est de \(4\,577\,000 \, \text{€}\).

Quiz Intermédiaire 3 : Si les "autres frais d'investissement" étaient de \(10\%\) au lieu de \(15\%\), le CAPEX total serait réduit de :

Question 4 : Coût annuel du traitement de l'eau

Principe :

Le coût annuel du traitement est le produit du volume total d'eau produit annuellement par le coût unitaire de traitement par \(\text{m}^3\).

Données spécifiques :
  • Demande totale journalière : \(2700 \, \text{m}^3\text{/jour}\)
  • Coût de traitement : \(0.10 \, \text{€/m}^3\)
  • Nombre de jours par an : \(365 \, \text{jours}\)
Calcul :

Volume annuel d'eau produite :

\[ \begin{aligned} \text{Volume annuel} &= \text{Demande journalière} \times \text{Nombre de jours/an} \\ &= 2700 \, \text{m}^3\text{/jour} \times 365 \, \text{jours/an} \\ &= 985\,500 \, \text{m}^3\text{/an} \end{aligned} \]

Coût annuel du traitement :

\[ \begin{aligned} \text{Coût traitement} &= \text{Volume annuel} \times \text{Coût unitaire traitement} \\ &= 985\,500 \, \text{m}^3\text{/an} \times 0.10 \, \text{€/m}^3 \\ &= 98\,550 \, \text{€/an} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le coût annuel du traitement de l'eau est de \(98\,550 \, \text{€/an}\).

Quiz Intermédiaire 4 : Si la demande journalière était de \(3000 \, \text{m}^3\text{/jour}\), le coût annuel de traitement serait de :

Question 5 : Coût annuel de maintenance

Principe :

Le coût annuel de maintenance est calculé en pourcentage du coût d'investissement total initial, hors "autres frais d'investissement".

Données spécifiques :
  • Coût de construction (investissement hors "autres frais") : \(3\,980\,000 \, \text{€}\)
  • Taux de maintenance : \(2\%\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût maintenance} &= 0.02 \times \text{Coût construction} \\ &= 0.02 \times 3\,980\,000 \, \text{€} \\ &= 79\,600 \, \text{€/an} \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Le coût annuel de maintenance est de \(79\,600 \, \text{€/an}\).

Quiz Intermédiaire 5 : Si le taux de maintenance passait à \(3\%\), le coût annuel de maintenance serait de :

Question 6 : Coût d'exploitation annuel total (OPEX)

Principe :

L'OPEX total est la somme de tous les coûts d'exploitation annuels identifiés.

Données spécifiques :
  • Énergie pour le pompage : \(35\,000 \, \text{€/an}\)
  • Coût annuel du traitement : \(98\,550 \, \text{€/an}\) (calculé Q4)
  • Coût annuel de maintenance : \(79\,600 \, \text{€/an}\) (calculé Q5)
  • Personnel : \(80\,000 \, \text{€/an}\)
  • Autres frais d'exploitation : \(10\,000 \, \text{€/an}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{OPEX} &= \text{Énergie} + \text{Traitement} + \text{Maintenance} + \text{Personnel} + \text{Autres frais} \\ &= 35\,000 + 98\,550 + 79\,600 + 80\,000 + 10\,000 \\ &= 303\,150 \, \text{€/an} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : Le coût d'exploitation annuel total (OPEX) est de \(303\,150 \, \text{€/an}\).

Quiz Intermédiaire 6 : Si le coût de l'énergie pour le pompage était réduit de \(5\,000 \, \text{€/an}\), l'OPEX total deviendrait :

Question 7 : Coût annualisé total et coût moyen de l'eau

Principe :

Le coût annualisé total comprend l'amortissement linéaire du CAPEX sur la durée de vie du projet, auquel s'ajoute l'OPEX annuel. Le coût moyen de l'eau par \(\text{m}^3\) est ce coût annualisé total divisé par le volume total d'eau produit annuellement.

Données spécifiques :
  • CAPEX total : \(4\,577\,000 \, \text{€}\) (calculé Q3)
  • Durée de vie du projet : \(30 \, \text{ans}\)
  • OPEX annuel total : \(303\,150 \, \text{€/an}\) (calculé Q6)
  • Volume annuel d'eau produite : \(985\,500 \, \text{m}^3\text{/an}\) (calculé Q4)
Calcul :

Amortissement annuel du CAPEX :

\[ \begin{aligned} \text{Amortissement CAPEX} &= \frac{\text{CAPEX total}}{\text{Durée de vie}} \\ &= \frac{4\,577\,000 \, \text{€}}{30 \, \text{ans}} \\ &\approx 152\,566.67 \, \text{€/an} \end{aligned} \]

Coût annualisé total :

\[ \begin{aligned} \text{Coût annualisé total} &= \text{Amortissement CAPEX} + \text{OPEX annuel} \\ &= 152\,566.67 \, \text{€/an} + 303\,150 \, \text{€/an} \\ &= 455\,716.67 \, \text{€/an} \end{aligned} \]

Coût moyen de l'eau par \(\text{m}^3\):

\[ \begin{aligned} \text{Coût moyen de l'eau} &= \frac{\text{Coût annualisé total}}{\text{Volume annuel d'eau}} \\ &= \frac{455\,716.67 \, \text{€/an}}{985\,500 \, \text{m}^3\text{/an}} \\ &\approx 0.4624 \, \text{€/m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 7 :
  • Le coût annualisé total du projet est d'environ \(455\,717 \, \text{€/an}\).
  • Le coût moyen de l'eau produite est d'environ \(0.46 \, \text{€/m}^3\).

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

8. Les coûts d'investissement (CAPEX) représentent typiquement :

9. Lequel des éléments suivants est un coût d'exploitation (OPEX) ?

10. L'amortissement linéaire d'un investissement consiste à :

Glossaire

Coûts d'Investissement (CAPEX)
Dépenses initiales engagées pour l'acquisition, la construction ou l'amélioration d'actifs à long terme (par exemple, conduites, réservoirs, stations de pompage, équipements).
Coûts d'Exploitation (OPEX)
Dépenses récurrentes nécessaires pour assurer le fonctionnement quotidien et la maintenance d'un système ou d'un service (par exemple, énergie, personnel, traitement, maintenance courante).
Dotation en eau
Quantité moyenne d'eau consommée par habitant et par jour. Exprimée généralement en litres/habitant/jour.
Amortissement
Répartition comptable du coût d'un actif sur sa durée de vie utile. L'amortissement linéaire répartit ce coût de manière égale sur chaque période.
Coût annualisé
Coût total d'un projet ou d'un actif ramené à une base annuelle, en tenant compte à la fois des coûts d'investissement (amortissement) et des coûts d'exploitation.
Coût unitaire de l'eau
Coût de production ou de fourniture d'une unité de volume d'eau (par exemple, par \(\text{m}^3\)). Il est souvent calculé en divisant le coût annualisé total par le volume total d'eau produit ou distribué annuellement.
Calcul des Coûts d'un Projet d'Eau Potable - Exercice d'Application

D’autres exercices de l’eau potable:

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *