Année Universitaire 1998/1999

UNIVERSITE D ’A NTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département HYDRAULIQUE ***********

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE D’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR

EETTUUDDEESS TTEECCHHNNIIQQUUEESS DD’’AAMMEENNAAGGEEMMEENNTT

DDUU HHAAUUTT BBAASSSSIINN VVEERRSSAANNTT

DDEE KKIITTSSAAMMBBYY

Présenté par : RANINDRINA RAHAJARIMANANA Dimbimalala Farasoa

Soutenu-le : 22 août 2000

Devant les membres de jury

Président : M RAKOTO David Rambinintsoa Séraphin Examinateurs : M. RANJATOSON Claude M. RAMANARIVO Solofomampionona Rapporteur : M. RAMINOSON Henri Séraphin

Année Universitaire 1998/1999

UNIVERSITE D ’A NTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Département HYDRAULIQUE ***********

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES EN VUE D’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR

EETTUUDDEESS TTEECCHHNNIIQQUUEESS DD’’AAMMEENNAAGGEEMMEENNTT

DDUU HHAAUUTT BBAASSSSIINN VVEERRSSAANNTT

DDEE KKIITTSSAAMMBBYY

Présenté par : RANINDRINA RAHAJARIMANANA Dimbimalala Farasoa

Mémoire de fin d’études

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS ...... 5

INTRODUCTION...... 6

LISTE DES TABLEAUX ...... 7

LISTE DES FIGURES ...... 8

ère 1 Partie : CARACTERISTIQUES DE LA ZONE D’ETUDE ...... 9

Chapitre 1 : GÉNÉRALITÉ SUR LE BASSIN VERSANT DE KITSAMBY ...... 10 1.1 Localisation ...... 11 1.2 Accès ...... 11 1.3 Relief ...... 11 1.4 Climatologie ...... 11 1.4.1 Caractéristiques générales...... 11 1.4.2 Régime pluviométrique ...... 13 1.4.3 Régimes thermiques ...... 13 1.5 Géologie ...... 15 1.5.1 Géologie régionale ...... 15 1.5.2 Géologie générale ...... 15 1.6 Réseaux hydrographiques ...... 15 1.7 Végétation ...... 15 1.8 La zone d’étude ...... 16 1.8.1 Commune Rurale de Manalalondo ...... 16 1.8.2 Commune Rurale d’Antenimbe ...... 20

CHAPITRE 2 : CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT DE KITSAMBY ... 23

2.1 Introduction ...... 24 2.2 Limites du bassin versant ...... 24 2.3 Caractéristiques hydrologiques du bassin ...... 24 2.3.1 Caractéristiques morphologiques du bassin versant ...... 24 2.3.2 Courbe hypsométrique ...... 25 2.3.3 Pente ...... 26 2.4 Le débit Q à l’exutoire ...... 28 2.4.1 P(F,24) ...... 28 2.4.2 Pente du Bassin Versant I [%] ou [m /Km] ...... 29 2.4.3 Débit Q à l’exutoire ...... 29

Sommaire 1

Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 3 : BILANS HYDRIQUES ...... 30

3.1 L’écoulement dans un bassin ...... 31 3.1.1 Facteurs géographiques ...... 31 3.1.2 Facteurs géomorphologiques ...... 32 3.1.3 Coefficient de l’écoulement C ...... 32 3.2 Précipitation ...... 32 3.3 Evaporation – Evapotranspiration – Déficit d’écoulement ...... 33 3.3.1 Evaporation (ET) ...... 33 3.3.2 Transpiration ...... 33 3.3.3 Evapotranspiration (E) ...... 33 3.3.4 Déficit d’écoulement D ...... 33 3.4 L’infiltration totale I ...... 33 3.5 Bilan hydrique ...... 33

CHAPITRE 4 : DESCRIPTION DU VERSANT AUPOINT DE VUE DE L’EROSION . 34

4.1 Introduction ...... 35 4.2 Manifestation ...... 35 4.1.1 Forme ...... 35 4.1.2 Conséquences ...... 35 4.1.3 Processus d’érosion en nappe ...... 36 4.1.4 Les facteurs physiques ...... 36 4.2 Les différents types du sol ...... 38 4.2.1 Les sols ferralitiques rouges sur roches basiques anciennes ...... 39 4.2.2 Sols ferralitiques brun humifères ...... 40 4.2.3 Andosols désaturés perhydratés mécaniques sur roche basique ...... 41 4.3 Evaluation des pertes en terre ...... 43 4.3.1 Mesure sur terrain ...... 43 4.3.2 Modèles empiriques ...... 43 4.4 Pertes en éléments fertilisants ...... 46 4.5 Pertes de rendement des cultures ...... 46 4.6 Conclusion ...... 47

Chapitre 5 :LES CULTURES SUR TANETY ...... 48

5.1 Techniques culturales ...... 49 5.1.1 Maïs ...... 49 5.1.2 Haricot ...... 49 5.1.3 Pomme de terre ...... 50 5.2 Méthode de fertilisation ...... 50 5.2.1 Antenimbe ...... 50 5.2.2 Fokontany de Bongatsara ...... 51 5.2.3 Récapitulation ...... 51 5.3 Conclusion ...... 51

Sommaire 2

Mémoire de fin d’études

ème 2 Partie : PROJET D’AMENAGEMENT DU BASSIN VERSANT ...... 52

Chapitre 6 : AMENAGEMENT PHYSIQUE ...... 54

6.1 INTRODUCTION ...... 55 6.2 TECHNIQUES ANTIEROSIVES ...... 55 6.2.1 Terrasses ...... 55 6.2.2 Banquettes ...... 56 6.3 Densité des ouvrages ...... 56 6.3.1 Définition ...... 56 6.3.2 Objectifs ...... 56 6.3.3 Sites et conditions d’utilisation ...... 57 6.3.4 Spécifications ...... 57 6.4 Traçage et piquetage ...... 61 6.4.1 Traçage ...... 61 6.4.2 Piquetage ...... 61 6.4.3 Techniques spéciales ...... 61 6.5 Méthodes de construction ...... 62 6.6 Rendement des opérations ...... 62 6.7 Rapports de coût et coût ...... 62 6.7.1 Coût pour des terrasses en escalier ...... 62 6.7.2 Rapport ...... 63 6.8 Protection et entretien ...... 63

Chapitre 7 : METHODES BIOLOGIQUES ...... 65

7.1 Définition ...... 66 7.2 Principes ...... 66 7.3 Les couvertures ...... 66 7.3.1 Couvertures mortes ...... 66 7.3.2 Couverture vives ...... 66 7.4 Méthodes de fertilisation ...... 67 7.4.1 Technique de l’écobuage ...... 67 7.4.2 Utilisation de maximum de fumure ...... 68 7.4.3 Utilisation éventuelle de l’engrais associé à la fumure organique ...... 68 7.5 Intégration de la population ...... 68 7.6 Les travaux à réaliser ...... 68 7.6.1 Destruction des mauvais herbes ...... 68 7.6.2 Amélioration de la fertilité du sol ...... 68 7.6.3 Couvertures du sol ...... 70 7.6.4 Semis ...... 71 7.7 Récapitulation ...... 71

Sommaire 3

Mémoire de fin d’études

Chapitre 8 : OBJECTIFS ...... 72

8.1 Méthode physique ...... 73 8.2 Méthode biologique ...... 73 8.3 Conclusion ...... 74

Chapitre 9 : COÜT DU PROJET ...... 75

9.1 Dépenses initiales ...... 76 9.2 Dépenses annuelles ...... 77 9.3 Productions annuelles ...... 80 9.4 Apport bénéficiaire ...... 81 9.5 Calcul de Taux de Rentabilité Interne (TRI) ...... 82

CONCLUSION ...... 83

ANNEXES ...... 84

Sommaire 4

Mémoire de fin d’études

REMERCIEMENTS

Au terme de ce mémoire, tout d’abord, je remercie Dieu de m’avoir donnée la force, la santé ainsi que de l’intelligence dans la réalisation de ce mémoire.

Aussi, je crois qu’il serait préférable pour moi d’exprimer mes remerciements à l’Association Nationale des Actions Environnementales (ANAE), mes professeurs, mes collègues, ma famille et ainsi que mes amis.

Ma reconnaissance va en premier lieu au Directeur Général de l’ANAE Monsieur RABEMANANJARA Koto et ses agents de m’avoir donné et financé ce mémoire.

Je remercie également Monsieur RAKOTO David, Professeur et Chef de filière HYDRAULIQUE à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo de nous enseigner pendant les 3 années d’études dans son département et bien vouloir m’encadrer.

J’exprime également ma reconnaissance à Monsieur RAMINOSON Henri Séraphin de m’avoir accordé sa confiance et d’avoir veillé avec beaucoup de rigueur la cohérence de cet ouvrage.

Mes remerciements s’adressent aussi bien à l’ensemble de personnel technique, administratif et des familles qui m’ont accueillie chaleureusement et m’avaient consacrée du temps pendant mon passage à Manalalondo à savoir : - Monsieur Le Délégué au maire de la Commune Rurale de Manalalondo - La famille de RAMINOSON Henri Séraphin - Monsieur RAKOTOHARISOA Josoa Pépiniériste dans la commune Rurale d’Antenimbe et Président du Groupement AVOTRA. - Monsieur RABENAIVO Président du Fokontany Bongatsara.

Enfin je tiens également ma profonde gratitude à ma famille de près ou de loin, mes collègues et mes amis qui m’ont soutenue pendant l’élaboration de ce présent mémoire.

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Mémoire de fin d’études

INTRODUCTION

Dans le cadre de la protection de l’environnement, la gestion du sol est l’un des facteurs primordiaux pour notre pays.

Actuellement, à Madagascar, l’érosion est un phénomène très manifestant. Elle entraîne avec elle la terre qui cause souvent la diminution de la fertilité du sol.

En général, l’érosion est le résultat de la mauvaise gestion du sol, du défrichement et de la déforestation. Les problèmes de la dégradation de l’environnement sont liés au développement de la population. Le milieu se dégrade avec la densité de la population jusqu’à atteindre certains seuils au delà desquels les paysans se sentent obligés de changer de système de production. C’est le cas des paysans de la région du haut bassin versant de kitsamby qui augmentent les risques d’érosion par des techniques d’exploitations maladroites des collines et par l’extension des surfaces à des terres neuves qui s’avèrent plus fragiles.

Devant ces problèmes, il faudrait développer des nouvelles méthodes qui prennent mieux en compte les besoins des gestionnaires des terres.

En proposant ce mémoire qui étudie « Des techniques d’Aménagement du haut bassin versant de Kitsamby », on peut espérer de renverser le sens actuel de l’évolution par l’amélioration de l’infiltration, l’augmentation de la couverture végétale du sol et par la réduction du ruissellement et de l’érosion.

Ce présent mémoire est divisé en deux parties distinctes : - L’étude des caractéristiques générales de la région basée sur les différentes données physiques disponibles permettant d’évaluer les pertes en terre. - Description de l’aménagement physique et l’aménagement biologique les mieux adaptés au contexte actuel avec ses objectifs.

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Mémoire de fin d’études

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Insolation d’Antananarivo ...... 13 Tableau 2 : Insolation d’Antsirabe ...... 14 Tableaux 3: Moyenne d’humidité mensuelle d’Arivonimamo ...... 14 Tableaux 4: Moyenne d’humidité mensuelle de Faratsiho ...... 14 Tableaux 5 : Moyenne d’humidité mensuelle de la zone d’étude ...... 14 Tableau 6 : Répartition de la population de la Commune de Manalalondo ...... 16 Tableau 7 : Population par Fokontany et les électeurs de la Commune de Manalalondo ...... 17 Tableau 8 : Répartition du personnel médical du CSB de Manalalondo ...... 17 Tableau 9 : Les traitements médicaux effectués par le docteur ...... 17 Tableau 10 : Répartition des Etablissements scolaires publics de la Commune de Manalalondo ...... 18 Tableau 12: Répartition des Temples et églises de la Commune de Manalalondo ...... 19 Tableau 13: Situation Démographique de la Commune de Manalalondo ...... 19 Tableau 14: Productions agricoles de la Commune de Manalalondo ...... 19 Tableau 15 : Etat comparatif des recensements du Cheptel de la Commune de Manalalondo ...... 20 Tableau 16 : Produits des élevages de la Commune de Manalalondo ...... 20 Tableau 17 : Répartition de la de Population de la Commune d’Antenimbe ...... 20 Tableau 18 : Répartition des Etablissements scolaires publics de la Commune d’Antenimbe ...... 21 Tableau 19 : Répartition des Etablissements scolaires Privés de la Commune d’Antenimbe ...... 21 Tableau 20 : Situation démographique de la Commune d’Antenimbe ...... 21 Tableau 21: Production de l’agriculture de la Commune d’Antenimbe ...... 22 Tableau 22 : Etat comparatif des recensements du cheptel de la Commune d’Antenimbe ...... 22 Tableau 23 : Production des fermes de la Commune d’Antenimbe ...... 22 Tableau 24 : L’altitude z[m] et la surface correspondante S[Km2] ...... 25 Tableau 25 : Pertes en éléments fertilisant [Kg/ha] ...... 46 Tableau 26: Variation du rendement de production de la Commune de Manalalondo ...... 46 Tableau 27: Variation du rendement de production de la Commune d’Antenimbe ...... 46 Tableau 28: Quantité d’engrais utilisée [ t/ha ] ...... 51 Tableau 29: Rendement des produits[ t/ha] ...... 51 Tableau 30: Récapitulation des calculs de la banquette et la terrasse ...... 61 Tableau 31 : Quantité estimée pour le semis direct ...... 71 Tableau 32: Evolution du rendement de production agricole ...... 74

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Mémoire de fin d’études

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Localisation de la zone d’étude ...... 12 Figure 2 : COURBE HYPSOMETRIQUE ...... 26 Figure 3 : Méthode de culture de maïs et d’haricots ...... 49 Figure 4 : Méthode de culture de pommes de terre ...... 50 Figure 6: La section transversale de la banquette et celle de la terrasse ...... 59 Figure 6 : Schéma et tracé de la banquette ...... 64 Figure 7 : Emplacement des tranchées ...... 69

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Mémoire de fin d’études

1ère Partie : CARACTERISTIQUES DE LA ZONE D’ETUDE

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 1 : GÉNÉRALITÉ SUR LE BASSIN VERSANT DE KITSAMBY

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 1 : GÉNÉRALITÉ SUR LE BASSIN VERSANT DE KITSAMBY

1.1 Localisation

Le bassin versant de la rivière de Kitsamby se trouve à la fois dans la préfecture de l’Itasy, sous préfecture d’Arivonimamo, dans la commune rurale de Manalalondo et dans la préfecture de Vakinankaratra, sous préfecture de Faratsiho, dans la commune rurale d'’Ambatofotsy; dans la province autonome d’ANTANANARIVO. Il se situe à 85 Km au Sud Ouest de la capitale. Il a pour coordonnées géographiques : 47° 03’ et 48 ° 13’ la longitude Est et 19° 12’ et 19° 23’ de latitude Sud. Ainsi il fait partie de la zone Ouest de l’Ankaratra.

1.2 Accès

De la Route Nationale n°1 menant à Arivonimamo, une RIP secondaire d’une quarantaine de kilomètres au Sud qui n’est utilisée que pendant la saison sèche, mène à Manalalondo.

1.3 Relief

Le relief du bassin est un peu accidenté, si bien qu’il est dominé par le massif d’Ankaratra culminant jusqu’à 2643 m Remarquons l’existence des autres massifs comme Vontovorona culminant à une altitude 2149m et de Tsiafakafo d’une altitude 2602 m. On distingue aussi le massif de Manazary d’altitude 2065m.

1.4 Climatologie

1.4.1 Caractéristiques générales

La région d’Ankaratra dominée par le climat tempéré des hautes terres subit l’alternance d’une saison chaude et humide (Novembre à Avril) et d’une saison fraîche (Mai à Octobre). Ce régime climatique est conditionné par l’arrivée en saison chaude des masses d’air humide en provenance du Nord- Est. Il s’agit du flux de mousson issu du continent Asiatique qui, en franchissant l’équateur, change de direction d’où son nom de mousson du Nord- Ouest. En saison fraîche, ce sont les alizés du Sud Est en provenance de l’anticyclone du Sud Ouest de l’Océan Indien qui y soufflent. Enfin s’ajoutent parfois pendant la saison chaude des cyclones qui traversent l’Ile de l’Est en Ouest. Les effets de l’orographie chahutée de l’Ankaratra, spécialement au Sud, au Sud Ouest et l’Ouest de la longue crête sommitale (cuvettes encastrées par des hauts reliefs, ensemble montagneux isolés, grandes vallées encaissées) et propices entraînent l’instabilité des masses d’air chaudes et humides, responsables de très nombreux et violents orages, composants importants du climat de la région.

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Mémoire de fin d’études

Figure 1 : Localisation de la zone d’étude

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Mémoire de fin d’études

1.4.2 Régime pluviométrique

La plus grosse partie des pluies tombées, quelque soit l’endroit est entre le 15 octobre et le 15 avril. Les 4 mois les plus pluvieux sont décembre, janvier, février et mars. C’est en décembre que tombent les plus fortes quantités d’eau par jour. La pluviosité moyenne annuelle variant entre 1500 et 2500mm dépend de l’altitude et de l’orientation de la proximité par rapport à des hauts reliefs. Soit : o pour les hauts sommets de l’Ankaratra de 2000 à 2643m d’altitude, la pluviométrie est de 2000 à 2500mm. o pour la tranche d’altitude 1800 à 2200m, elle est caractérisée par une pluviosité de 1500 à 2000m. o pour l’altitude entre 1450 à 1800m, la pluviosité y est entre 1500 et 1800mm . L’intensité des averses d’orages est toujours élevée. Les maxima pluviométriques en 24h indiquent que les plus fortes intensités ont lieu en décembre, Janvier et Février avec une fréquence plus élevée. A Faratsiho l’intensité de pluies qui tombe du 16h à 18h le 15 Février est de 178.4mm soit 89.2mm/h. Les pluies d’orages ont donc un fort pouvoir érosif, spécialement sur sols cultivés. La grêle y est aussi fréquente. Elle peut se manifester chaque mois, et causant souvent de grands ravages au moment des récoltes. Les chutes de grêle peuvent durer 10 à 20 min et ses diamètres peuvent atteindre 2 à 10 cm, parfois même plus.

1.4.3 Régimes thermiques

1) Température

Par ses altitudes, la région est régie par un climat de montagne avec des différentes températures relativement basses en toutes saisons, avec parfois la présence des gels en périodes fraîches. o A partir de 1750m, la température moyenne annuelle diminue suivant un gradient moyen de 0.5° à 0.6° pour 100m de dénivellation. o A 1800m, elle est de 15°, alors qu’à 2000m elle es t 14°. o Entre 1500 et 1750m, la température moyenne annuelle varie entre 16°2 et 16°8. L’amplitude diurne annuelle varie entre 10°2 (mois de mars) et 14°6 (mois d’octobre) à 1500m. Pendant la saison chaude et humide, les moyennes thermiques les plus élevées sont en Janvier et en Février par contre les maxima les plus élevées sont en Octobre – Novembre.

2) L’insolation

Ne disposant que peu de données concernant ce paramètre climatologique, nous avons utilisé les données sur Antananarivo S.C.M. et celles d’Antsirabe AERO. Nous remarquons que dans ces régions, l’insolation est plus élevée pendant la saison sèche d’Avril en Novembre, et en minimum en juillet, celle-ci dûe à la couverture nuageuse apportée par les alizés.

Tableau 1 : Insolation d’Antananarivo

Station : Antananarivo S.C.M. Période : 1961 – 1990 Longitude : 47° 32 E Latit ude : 18° 54S Altitude ; 1310M Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Insolation 198.5 188.4 204.6 223.5 223.5 202.6 206.4 225.7 246.9 259.1 224.8 179.7

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Mémoire de fin d’études

Tableau 2 : Insolation d’Antsirabe

Station : Antsirabe AERO

Période : 1961 – 1990 Longitude : 47° 04 E Latit ude : 19° 52S Altitude ;1540M Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Insolation 191.8 176.8 191.4. 216.9 236.3 214.2 224.2 243.8 257.3 252.1 222.4 188.8

3) Hygrométrie

L’humidité moyenne de l’air suit à peu près les variations inverses pendant l’année et suivant l’exposition de l’ensoleillement. Elle est minima en Septembre et en Octobre et maxima en Janvier, Février et Mars. En saison de pluie, l’humidité est toujours élevée. Pendant cette période des grandes variations ne sont constatées qu’en fonction de l’altitude et de l’exposition. Enfin, l’humidité relative est à peu près constante.

Tableaux 3 : Moyenne d’humidité mensuelle d’Arivonimamo

Station : Arivonimamo AERO

Période : 1951 – 1980 Longitude : 47° 10 E Latit ude : 19° 02S Altitude ; 1750M Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Humidité 82 82 82 80 78 77 76 74 71 70 75 81

Tableaux 4: Moyenne d’humidité mensuelle de Faratsiho

Station : Faratsiho

Période : 1951 – 1980 Longitude : 46° 55 E Latit ude : 19° 24S Altitude : 1575M Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Humidité 77 79 79 73 71 68 68 67 67 62 63 75

Tableaux 5 : Moyenne d’humidité mensuelle de la zone d’étude

Comme le bassin se situe entre ces 2 régions, on adopte pour humidité la moyenne de ces 2 valeurs.

Zone du bassin versant

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Humidité 80 81 81 77 75 73 72 71 67 67 72 78

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Mémoire de fin d’études

1.5 Géologie

1.5.1 Géologie régionale

La région est située dans la zone axiale du massif volcanique d’Ankaratra s’étendant du massif du Nord - Est de Betafo jusqu’au Sud- Est d’Arivonimamo. D’importantes coulées de basalte et d’Ankaratrites occupent presque toute la région. Le socle est constitué par des magmatites et du gneiss. Les éruptions volcaniques sont débutées par des venues des trachytiques (trachytes alcalins et hyper alcalins) et phénolitiques. Une grande coulée de basaltes, basaltiques et ankaratrites superposent entre elles dans des ordres variés recoupés par des trachytes et phénolites à néphélines, couvrent ces anciens édifices volcaniques. Les vallées sont généralement assez encaissées, les zones alluviales se concentrent surtout le long de cours d’eau.

1.5.2 Géologie générale

D’importants niveaux de projections basaltiques plus ou moins remaniés d’épaisseur 200 à 300m affleurent largement dans les vallées. Les vastes plateaux sont formés par étalement des certaines coulées basaltiques. Les alluvions sont constituées par des galets de basalte sans olivines, celui-ci affleure en place sur les rives de kitsamby. Le socle apparaît à l’extrémité des coulées basaltiques retrouvées en plusieurs points où il est dégagé par érosion. Il existe de blocs alluvionnaires d’oxyde de Manganèse éparpillés sur le sol dans la région d’Antaninandro à 4Km à l’Est de Manalalondo. A Antsira, le griffon est situé dans les gneiss qui apparaissent dans la vallée de la Kitsamby sous les coulées. Les terres rouges ou brunes fertiles couvrent uniformément le massif, parsemé de blocs arrondis et de toutes tailles.

1.6 Réseaux hydrographiques

Les sommets de l’Ankaratra constituent une ligne de crête partageant les eaux d’où les rivières divergent en toute directions, la rivière de Kitsamby y prend sa source dans le versant ouest, près de Tsiafajavona vers 2643m d’altitude, jusqu’au confluent avec la rivière de Sakay. Le lit de cette rivière est toutefois rocheux, la pente moyenne est en général près de 13m/Km (13%o). La jonction de Kitsamby et de Sakay constitue la rivière de Mahajilo qui va rejoindre le fleuve de Tsiribihana près de Miandrivazo, avant de déverser dans le canal de Mozambique. Le BV de Kitsamby est inclus dans le bassin de Tsiribihana, troisième fleuve de Madagascar par la surface de son BV 49.800Km2. La rivière a un tracé en plan très sinueux avec des vallées souvent escampées.

1.7 Végétation

La végétation naturelle dans les sommets de l’Ankaratra est une prairie steppique pseudo - alpine à éricacées en forme de coussinets ou de touffes globuleuses et à graminées en touffes ou en petit gazon ras, associés à des mousses et lichens ; les milieux mal drainés sont occupés par des cyperus (cyperus – madagas –carinensis), carex (kyllinga) et des plantes endémiques variées, non touchées par les fléaux :sacciolipis, Barachypodium, Poa. Sur les zones pendues et rocailleuses, à sols endigués peu épais, dominent les hehichysium, aloe, kalanchoe et des petites catées. La forêt naturelle a disparu. Tandis que dans la tranche d’altitude 1450 à 1800m, la couverture végétale est dominée par une savane herbeuse steppique à clinium, trachypagon, keteropagon, hyparrente, acistito, de race bouquet eaux d’eucalyptus et fournis à mimosa,alors que la végétation des planèzes dégradées est à perte de vue.

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Mémoire de fin d’études

1.8 La zone d’étude

La zone d’étude est située dans les Communes Rurales de Manalalondo et d’Antenimbe. Elle est assez peuplée à raison de 146 personnes par Km2. La population est hétérogène vu l’activité économique de la région. Le Merina occupe une proportion importante des habitants à l’exception des Betsilieo qui s’y trouvent. L’agriculture (riz, légumes, manioc etc…) et l’élevage des volailles sont les principales activités.

1.8.1 Commune Rurale de Manalalondo

1.8.1.1 Activités sociales

1) Aperçu historique

La ville de Manalalondo appelée autrefois Andapa en raison de l’existence d’un Palais royal au dit lieu a été fondée vers 1800. Le mont de Manalalondo faisait partie d’un lieu villégiature préféré du Premier Ministre RAINILAIARIVONY du temps de la royauté Hova. Avant 1993, la ville de Manalalondo était un chef lieu de canton, rattaché à la Sous Préfecture d’Arivonimamo, elle est devenue plus tard chef lieu de Fivondronam – Pokontany composé de 22 Fokontany. Or depuis 1995, elle a été divisée en 2 Arrondissements : Manalalondo et Alakamisikely composés respectivement de 4 et de 2 communes.

2) Population

La Commune Rurale de Manalalondo compte actuellement 14 662 habitants environ. C’est une population jeune car seulement les 20% qui ont 20 ans de plus (Tab.6) La répartition de la population de la Commune est de : 53,04 % pour les femmes contre 46,96 % pour les hommes

Tableau 6 : Répartition de la population de la Commune de Manalalondo

Catégories Sexe masculin Sexe féminin Age (ans) 0 à 5 6 à 15 16 à 20 +21 0à5 6à15 16à20 +21 Betsileo 01 01 - 01 - 01 - 02 Merina 2018 2137 1307 1420 2071 2117 1904 1682 Total 2019 2138 1307 1421 2071 2118 1904 1684 Total par sexes 6 885 7 777 TOTAL 14 662

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Mémoire de fin d’études

Tableau 7 : Population par Fokontany et les électeurs de la Commune de Manalalondo

Nombre Ordre FOKONTANY Population Electeurs 01 Ankafotra 797 259 02 Ankararana 1112 451 03 Andapakely 493 197 04 Andavabato 1545 435 05 Antanetilava 1726 459 06 Bongatsara 1397 475 07 Heritokanandriatsimahenina 1144 295 08 Mahatsinjo Sud 1272 426 09 Manalalondo 1981 544 10 Manalalondo Nord 1085 508 11 Morarano I 2110 756

3) Santé

La commune possède un Centre Sanitaire de Base (CSB) (Tab.9) ; un Médecin libre, diplômé d’Etat, y travaille aussi, et traite des maladies et réalise des accouchements (Tab .10).

Tableau 8 : Répartition du personnel médical du CSB de Manalalondo

Localité Désignation des Nombre Nombre Nombre Formations Personnel des malades traités d’accouchements de consultation 1 Médecin Manalalondo CSB II 1 Infirmier 58 685 13.432 1 Servante

Tableau 9 : Les traitements médicaux effectués par le docteur

Localité Nom Nombre des Nombre Nombre malades traités d’accouchements de consultation Manalalondo RANDRIANAMBININTSOA 150 10 200 Norosoa Delphine

4) Enseignement

Le niveau d’instruction de la Commune de Manalalondo est relativement faible. La Commune dispose de 10 écoles publiques, dont un Collège d’Enseignement Générale et 9 Ecoles Primaire Publique, elle possède aussi des écoles privées religieuses et des écoles non confessionnelles

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Mémoire de fin d’études

Les tableaux suivant montrent la scolarisation des enfants dans la Commune Rurale de Manalalondo, durant l’année scolaire 1998-1999

Tableau 10 : Répartition des Etablissements scolaires publics de la Commune de Manalalondo

Nombre d’élèves Nature de Personnel Enseignant Nombre inscrits Localité l’Etablissement classes % Prof Instut Autres Garçon Filles Total

Manalalondo CEG 07 05 05 102 100 202 94 Manalalondo EPP 09 10 377 317 694 93 Ambondrona EPP 02 04 23 27 50 91 Ankafotra EPP 01 03 17 34 51 80 Ankararana EPP 02 05 62 50 112 90 Bongatsara EPP 02 05 68 73 141 91 Farahery III EPP 02 05 59 61 120 80 Herito…. EPP 01 02 30 23 53 80 Morarano I EPP 03 05 102 97 199 91 Andavabato EPP 02 05 78 73 151 75

Tableau 11: Répartition des Etablissements scolaires Privé de la Commune de Manalalondo

Nature de Confession de Personnel Enseignant Nombre d’élèves inscrits Localité l’Etablissement L’Etablissement Prof Instut Autres Garçon Filles Total %

Manalalondo CEG Fanambinana Non confessionnel 04 05 47 68 115 90 Manalalondo Ecole Privée Avotra Non confessionnel 05 133 106 239 95 Ambondrona Ecole Privée ECAR 03 107 94 201 90 Ankafotra Ecole Privée ECAR 01 43 50 93 89 Ankararana Ecole Privée ECAR 02 75 79 154 92 Bongatsara Ecole Privée ECAR 02 39 33 72 92 Farahery III Ecole Privée ECAR 03 87 106 193 90 Herito… Ecole Privée FJKM 02 65 47 112 91

5) Sport et Loisir

Les jeunes manquent de loisir, seul le foot – Ball est leur activité, car cela se vérifie par l’existence d’au moins une équipe dans chaque Fokontany.

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Mémoire de fin d’études

6) Religion

Tableau 12: Répartition des Temples et églises de la Commune de Manalalondo

EGLISE LOCALITE FOKONTANY FJKM MANALALONDO MANALALONDO MANALALONDO ECAR MANALALONDO MANALALONDO FMTA MANALALONDO MANALALONDO ECLESIA EPISCOPALE MANALALONDO MANALALONDO ADVENTISTE MANALALONDO MANALALONDO PENTEKOTISTA MITAMBATRA MANALALONDO MANALALONDO FIANGONANA ARAPILAZANTSARA MANALALONDO MANALALONDO JESOSY MAMONJY MANALALONDO MANALALONDO

7) Démographie

Le taux de natalité et de mortalité de la commune est donné par le tableau 13

Tableau 13 : Situation Démographique de la Commune de Manalalondo

Désignation Sexe masculin Sexe féminin Total Naissance 419 393 812 Décès 34 33 67

1.8.1.2 Activités Economiques

La population est presque paysanne. L’agriculture et l’élevage constituent les principales sources de revenu de la population. Les cultures vivrières comme le riz, les pommes de terre, le maïs, le manioc, les haricots et la patate douce et les légumes sont les plus pratiquées. Et comme le vol s’intensifie, les paysans ne font plus de pisciculture.

Tableau 14 : Productions agricoles de la Commune de Manalalondo

Cultures Superficie cultivée Production [t] Rendement [t/ha] [ha] Cultures vivrières Haricots 320 236 0.80 Manioc 25 130 5.20 Patates douces 25 87 3.50 Pomme de terre 120 360 3.60 Riz 760 1748 2.30 Saonjo 110 605 5.50 Maïs 150 180 1.20 Soja 20 30 1.50 Cultures Industrielles Arachides 20 15 0.75

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Mémoire de fin d’études

Tableau 15 : Etat comparatif des recensements du Cheptel de la Commune de Manalalondo

Désignation En 1996 En 1997 En 1998 Bœufs 750 700 750 Chevaux 02 02 02 Porcs 623 570 400 Moutons 06

Tableau 16 : Produits des élevages de la Commune de Manalalondo

Désignation Nombre Total (Unité) Volailles . Poulets 11.500 11.500 . Canards 3.000 3.000 . Dindons 2.00 2.000 . Oies 1.00 1.000 Produits laitiers Lait 1.300l 1.300l

1.8.2 Commune Rurale d’Antenimbe

1.8.2.1 Activités sociales

1) Aperçu historique

Le nom Antenimbe est venu du nom d’une plante appelée TENINA en abondance sur le dit lieu. Antenimbe est auparavant un Fokontany dans la commune de Manalalalondo. C’est depuis 1995 qu’elle est devenue commune, et elle se trouve à 7Km de la ville de Manalalondo.

2) Population

La population de la commune est toute Merina. Son nombre est de 5331. C’est une population jeune où 68% sont moins de 20ans.,

Tableau 17 : Répartition de la de Population de la Commune d’Antenimbe

Catégories Sexe Masculin Sexe Féminin Age (ans) O à 5 6 à 15 16 à 20 + 21 0 à 5 6 à 15 16 à 20 + 21 Merina 609 766 439 663 678 680 460 1036 Total 609 766 439 663 678 680 460 1036

3) Santé

La Commune vient d’obtenir un Centre Sanitaire de Base CSB, qui ne fonctionne pas pour le moment du fait qu’il ne dispose aucun personnel médical ; alors la population est obligée de rejoindre Manalalondo pour se soigner.

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Mémoire de fin d’études

4) Enseignement

La commune Rurale d’Antenimbe dispose de six infrastructures scolaires dont quatre EPP (Tab.18) et deux Ecoles Privées (Tab14).

Tableau 18 : Répartition des Etablissements scolaires publics de la Commune d’Antenimbe

Personnel Nombre d’élèves Nature de Enseignant Nombre inscrits l’Etablissem Localité classes Garç % ent Prof Instut Autre Filles Total on

Antenimbe EPP 03 05 90 166 164 330 Mananetivohitra EPP 02 05 90 69 55 124 Ambatonilaifotsy EPP 04 05 92 134 113 247 Andrabesambatra EPP 02 05

Tableau 19 : Répartition des Etablissements scolaires Privés de la Commune d’Antenimbe

Personnel Nombre d’élèves Nature de Confession de Enseignant inscrits Localité l’Etablissement l’Etablissement % Prof Instut Autre Garçon Filles Total Farahery II Ecole Privée ECAR 02 39 33 72 90

Antenimbe Ecole Privée ECAR 02 34 35 69 90

5) Démographie

Le taux de natalité annuel est de 3% et le taux de mortalité est 0.6%.

Tableau 20 : Situation démographique de la Commune d’Antenimbe

Désignation Sexe Masculin Sexe Féminin Total -Naissance 75 87 160 -Décès 18 15 33

1.8.2.2 Activités Economiques

C’est une zone densément peuplée. En plus de la culture de riz sur bas – fonds ; l’agriculture y est diversifiée, car les paysans cultivent du maïs, du manioc, de pomme de terre, de l’arachide, des haricots, … ; mais les principales spéculations sont : pomme de terre et le maïs. Avec l’accroissement démographique, l’élevage est prédominant et les pâturages se sont progressivement déplacés sur des terrains de culture. Les tableaux 21, 22 et 23 montrent respectivement la production agricole avec leur rendement respectif, l’état comparatif des recensements du cheptel et la production de la ferme.

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Mémoire de fin d’études

Tableau 21 : Production de l’agriculture de la Commune d’Antenimbe

Cultures Superficie cultivée [ha] Production [t] Rendement [t/ha] Cultures vivrières Haricots 130 104 0.8 Manioc 20 124 6.2 Patates douces 30 120 4.0 Pomme de terre 4. 100 2.5 Riz 200 460 2.3 Saonjo 100 550 5.5 Maïs 200 240 1.2 Culture industrielle Arachide 20 15 0.750

Tableau 22 : Etat comparatif des recensements du cheptel de la Commune d’Antenimbe

Désignation En 1996 En 1997 En 1998 Bœufs 515 570 580 Chevaux - - - Porcs 267 280 270

Tableau 23 : Production des fermes de la Commune d’Antenimbe

Désignation Nombre Total Volailles Poulets 4.200 4.200 Canards 2.500 2.500 Dindons 1.000 1.000 Oies 450 450 Produits laitiers Lait 500l 500l

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 2 : CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT DE KITSAMBY

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 2 : CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT DE KITSAMBY

2.1 Introduction

Un bassin versant est la totalité de surface topographique drainée par un cours d’eau et ses affluents à l’amont d’un point de la rivière appelé exutoire. A cet effet, le bassin versant est généralement délimité par les lignes de crête situées à l’amont de l’exutoire, ainsi que les lignes des plus grandes pentes aboutissant à l’exutoire.

2.2 Limites du bassin versant

Le bassin est limité - au Nord-Ouest la limite de la commune rurale d’Amboanana; - au Nord par le massif d’Ankaratra, par la limite de Préfecture de l’Itasy. - à l’Est par la route praticable une partie de l’année reliant Mahafampofona, Andavabato, Manazary, Ambohibehivavy, Ankararano, Tsarahonenana, Ambodivato, Inongoa. - Au Sud pal limite de la commune rurale de Manalalondo. - Au Sud Ouest le Fokontany d’Andafiavaratra et de Malamamaina La limite du bassin versant ainsi que les réseaux hydrographiques.est représentée dans l’annexe

2.3 Caractéristiques hydrologiques du bassin

On définit comme principales caractéristiques hydrologiques d’un bassin versant sa forme, la pente et l’altitude, la couverture, la géologie du sol et du sous sol et la courbe hypsométrique.

2.3.1 Caractéristiques morphologiques du bassin versant

La forme d’un bassin versant se détermine surtout par le temps mis par une particule d’eau située à un endroit le plus éloigné de l’exutoire pour y arriver en ruisselant c’est à dire le temps de concentration. Mais pour caractériser sa forme il faut définir ces 2 paramètres : . le coefficient de compacité de GRAVELIUS K . le rectangle équivalent

2.3.1.1 Coefficient de compacité de GRAVELIUS K

Il se définit par le rapport du périmètre du bassin versant et le périmètre du cercle de même superficie.

Périmètre du BV P Soit K = = Périmètre du cercle de même superficie Pc

2 où Pc = 2 πR avec S BV = πR

P K 0,28 √S

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Mémoire de fin d’études

2.3.1.2 Rectangle équivalent

On définit le rectangle équivalent afin de transformer géométriquement le bassin en un rectangle de même périmètre P et de même surface S. Pour son calcul on a : P = 2 ( L * l ) et S = L + l

D'où K√S 1,12 L 1 1 1,12 K 2.3.2 Courbe hypsométrique

La courbe hypsométrique représente la surface en fonction de l’altitude S=f(z).

K√S 1,12 l 1 1 1,12 K

Tableau 24 : L’altitude z[m] et la surface correspondante S[Km2]

z [m] Surface [Km2] [%] h>2600 0.05 0.04% h>2500 0.95 0.67% h>2400 6.55 4.61% h>2300 12.14 8.55% h>2200 19.4 13.66% h>2100 29.28 20.62% h>2000 46.40 32.68% h>1900 64.91 45.71% h>1800 88.78 62.52% h>1700 114.48 80.62% h>1600 137.39 96.75% Exutoire 142 100%

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Mémoire de fin d’études

Figure 2 : COURBE HYPSOMETRIQUE

160

140

120

100

80

60

40

20

0 Exutoire h >2600 h >2500 h >2400 h >2300 h >2200 h >2100 h >2000 h >1900 h >1800 h >1700 h >1600 h

1) L’altitude moyenne du BV z m

C’est la moyenne de l’altitude maximale z max et de l’altitude minimale z 0.

Z 2 2) L’altitude de fréquence ½ zmf

C’est l’altitude d’avoir une surface de 50%.

Soit z mf =1854m

2.3.3 Pente

La pente d’un bassin versant a une influence considérable sur l’écoulement, qu’il est nécessaire de la déterminer. Plus la pente est grande, plus l’écoulement de surface est grand et moins l’écoulement sera bien reporté dans l’année. On a :

- la pente moyenne du bassin Pm - la pente moyenne corrigée Pc - l’indice de pente globale Ig et de ROCHE Ip

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Mémoire de fin d’études

2.3.3.1 La pente moyenne P m[%] ou [m /Km]

Pour son calcul on a

Z Z p L où L : Longueur du rectangle équivalent

2.3.3.2 La pente moyenne corrigée Pc

Elle est de la forme

′

Z Z P L où z’ max : altitude correspondant à la surface 5%

2.3.3.3 Indice de pente global I g

La formule utilisée pour son calcul est comme suit :

H H I L

Avec H 5 et H 95 sont les altitudes correspondantes respectivement aux surfaces de 5 et 95%.

2.3.3.4 Indice de pente de ROCHE Ip

Il se calcule par la formule :

1 I Sd d √L

où d i - di-1 : côtes de courbes de niveau voisin

Si : proportion de surface comprise entre les 2 courbes L : longueur du rectangle équivalent

Mais afin de faciliter le calcul de I p on va utiliser la pente globale en appliquant la formule suivante ; soit

I I 1250

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Mémoire de fin d’études

2.4 Le débit Q à l’exutoire

La formule utilisée pour son calcul est celle de Louis DURET

0,5 0,32 1,39 Q = 0,009 x S x I x P F

Avec P F = P(F,24) la pluie maximale de 24h. Notons que cette formule n’est utilisée que pour des bassins ayant une superficie comprise entre 10 et 150 Km 2.

2.4.1 P(F,24)

P(F,24) est la hauteur de pluie pour une fréquence F donnée. Elle varie avec la période de retour ou la fréquence de retour. Pour la calculer, on applique l’ajustement statistique de GUMBEL.

P(F,24) = P 0 + U F * a G où a G le gradex

Γ UF : variable réduite de 1,28GUMBEL

UF = (-ln (-ln F))

P0 : variable de position

P : pluie moyenneP0 maximale P 0,45Γ journalière Γ: Ecart – type

2.4.1.1 Pluviométries maximales journalières

Les données concernant ce paramètre sont obtenues auprès de l’agence Météorologique à Ampandrianomby. Comme la zone ne dispose d’aucune station, on a choisi les stations de Faratsiho et celle d’ Arivonimamo; par leurs altitudes et leurs éloignements. Les données sont présentées dans l’annexe.

2.4.1.2 Pluie moyenne maximale journalière P [Km]

Le calcul se fait par l’utilisation de la méthode

d d P P P d d d d Où P 1 : pluie moyenne pour Faratsiho [mm]

P2 : pluie moyenne pour Arivonimamo [mm]

d1 : distance entre Faratsiho et Manalalondo [Km]

d2 : distance entre Arivonimamo et Manalalondo [Km]

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Mémoire de fin d’études

2.4.1.3 Le gradex a G

Le gradex a G est le rapport de l’écart type et le coefficient 1,28

σ 1,28

2.4.1.4 La variable réduite de GUMBEL U F

UF varie avec la période de retour T. Elle est définie par la formule :

UF = - [ ln ( - ln F ) ] avec F=1/T

2.4.1.5 La variable de position P 0

P P 0,45 σ 2.4.1.6 P ( F,24 )

On a P (F,24) = P 0 + U F x a G avec U F = f(T)

T(ans) PF [mm] 2 81 5 105 10 123 25 143 50 159

2.4.2 Pente du Bassin Versant I [%] ou [m /Km]

C’est le rapport entre (Z 5% - Z95% ) et la longueur du plus long cheminement L.

Z% Z% I L où Z5% : Altitude correspondante à une surface de 5% [m]

Z95% : Altitude correspondante à la surface de 95% [m] L : Longueur du plus long cheminement [km]

2.4.3 Débit Q à l’exutoire

T[ans] 2 5 10 25 50 100 Q[m3/s] 132 191 237 292 337 384

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 3 : BILANS HYDRIQUES

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 3 : BILANS HYDRIQUES

Le bassin versant recueille toutes les eaux de pluie et les transforme en ruissellement jusqu'à l’exutoire. Cette transformation entraîne des pertes en eau qui dépendent des conditions climatiques et des caractéristiques physiques du bassin versant. Sur ce on ne s’intéresse qu’au volume total d’eau passée à l’exutoire et à la façon de la répartition de ce volume dans le temps. Pour un bassin, l’expression quantitative du site est donnée par le bilan hydrologique ou équation du bilan telle que :

P = R + E + I où P : quantité d’eau précipité [mm] R : quantité d’eau ruisselée [mm] E : quantité d’eau évaporée et transpirée [mm] I : quantité d’eau s’infiltrée [mm]

3.1 L’écoulement dans un bassin

L’écoulement dans un bassin versant dépend de plusieurs facteurs physiques et entropiques. Deux groupes de facteurs sont prédominants à savoir : les facteurs géographiques et géomorphologiques qui déterminent le régime de l’écoulement. Comme les données sur le débit ne sont pas toujours suffisantes, on a recours à la détermination du coefficient de l’écoulement.

3.1.1 Facteurs géographiques

On distingue 2 facteurs distincts : les facteurs climatiques et les conditions de sol et la géologie du bassin.

1) Facteurs climatiques

Ce sont : - Précipitation - Evaporation totale ou l’Evapotranspiration - Température de l’air - Humidité de l’air - Pression atmosphérique - Direction et force de vent

2) Les conditions du sol et la géologie du bassin.

Elles sont les conditions prépondérantes pour la détermination de l’écoulement soit écoulement de surface, soit écoulement souterrain. Les sols perméables font décroître l’écoulement en surface au détriment de l’écoulement hypodermique. La couverture végétale joue aussi un rôle sur l’écoulement. La forêt est le meilleur type de couverture pouvant diminuer la vitesse de ruissellement et permet l’abondance de la transpiration. La prairie aussi peut protéger le sol de l’érosion et ralentir l’écoulement ; Enfin, les activités de l’homme peuvent nuire la morphologie du sol en utilisant la terre pour l’agriculture (labourage, perçage et l’assolement) qui influence l’écoulement.

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Mémoire de fin d’études

3.1.2 Facteurs géomorphologiques

Ces facteurs jouent un rôle dans l’écoulement. La dimension du bassin est très importante pour les crues. Plus le bassin est petit plus les débits de crue par unité de surface sont grands et moins les écoulements sont répartis. Le caractère de la pente a aussi une influence considérable sur l’écoulement. Plus la pente est inclinée, plus l’écoulement de surface sera grand et moins il sera bien réparti dans l’année.

3.1.3 Coefficient de l’écoulement C

C’est le rapport entre le volume d’eau écoulée sur le volume d’eau précipitée. Elle dépend de la couverture végétale ainsi que le type du sol. Un terrain perméable et une couverture végétale dense abaissent le coefficient de ruissellement. Le coefficient de ruissellement pourrait être déterminé à partir des formules suivantes : - Formule de Louis DURET - Formule utilisant des constantes de la région étudiée

1) Formule de Louis DURET

Elle est de la forme comme suit :

36 C 1 H 24 , F

Où H(24,F) : précipitation maximale journalière de fréquence F

2) Formule utilisant des constantes de la région étudiée

La formule utilisée est de la façon suivante :

C = x A -η

Où : 75,6 η : 0,123 A : surface du bassin versant 142[km 2]

3.2 Précipitation

La pluie est la somme des toutes eaux météoriques tombant à la surface de la terre sous forme de liquide (pluie, averse, orage, crachin) et sous forme solide (neige, grêle). Elle provoque la crue. Pour l’étude du bilan hydrique, on n’utilise que les données pluviométriques mensuelles. Comme la région ne dispose aucune station météorologique ; on adopte les données des régions avoisinantes telles que Faratsiho et Arivonimamo.

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Mémoire de fin d’études

3.3 Evaporation – Evapotranspiration – Déficit d’écoulement

3.3.1 Evaporation (ET)

L’évaporation est le passage de la forme liquide à la forme gazeuse. Ce phénomène de changement de phase absorbe de l’énergie pour l’eau. Pour l’eau la chaleur d’évaporation est de l’ordre de 600Kcal/g d’eau évaporée.

3.3.2 Transpiration

La transpiration est l’évaporation de l’eau contenue dans les plantes et dans les sols. Elle est en fonction de la densité de la couverture végétale.

3.3.3 Evapotranspiration (E)

L’évapotranspiration est l’ensemble des processus d’évaporation et de la transpiration. La hauteur d’eau ainsi évapotranspirée sur un bassin versant est son évaporation totale.

3.3.4 Déficit d’écoulement D

Le déficit d’écoulement est la différence entre la pluviométrie annuelle P et la hauteur de l’écoulement annuel Q.

D = P - Q

Le déficit d’écoulement moyen annuel d’un bassin peut être donné par la formule de TURC :

P Avec : L = 300 + 25 T + 0,05T 2 D P T : température moyenne annuelle du bassin 0 ,9 L

3.4 L’infiltration totale I

L’infiltration totale I est les pertes en eau du sol et de sous-sols. Elle paraît comme le déficit par rapport à la précipitation P. Elle comprend l’infiltration hypodermique et l’infiltration souterraine. Son calcul se détermine par la formule : Q = I + R où Q = P – D 3.5 Bilan hydrique

Son expression générale est de la forme : P = E + R + I

D’après les calculs dans l’annexe on a : P = 1736,1mm E = 736,1mm soit 44% R = 729,2mm soit 42% I = 243,0mm soit 14%

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 4 : DESCRIPTION DU VERSANT AUPOINT DE VUE DE L’EROSION

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Mémoire de fin d’études

CHAPITRE 4 : DESCRIPTION DU VERSANT AU POINT DE VUE DE L’EROSION

4.1 Introduction

L’érosion vient du verbe latin « ERODERIE » qui signifie « ronger » ; soit l’érosion ronge la terre. Alors, on entend par érosion, l’enlèvement du sol superficiel par l’eau ou par le vent ; mais ce que l’on va étudier c’est l’érosion hydrique. En réalité, c’est un processus naturel abaissant toutes les montagnes mais en même temps, l’érosion engraisse les vallées, enrichit les plaines. Qu’il n’est pas nécessaire d’arrêter toute érosion, mais de la réduire à un niveau tolérable. L’érosion est la somme de 3 processus : - détachement de particule en montagne - transport solide en piémont - sédimentation des plaines et mer. La forme la plus dangereuse de dégradation du sol est l’érosion. En fait, les problèmes de dégradation de l’environnement sont strictement liés au développement des populations et des civilisations. Ils concernent toute l’humanité.

4.2 Manifestation

Après la reconnaissance sur terrain, les montagnes sont aménagées en culture. Quelques parcelles sont laissées en jachère et les paysans constatent : - la perte de productivité du sol nécessite la fertilisation. - la perte en rendement de production - la présence de plages de couleur claire - la remontée des cailloux en surface - l’alluvionnement des canaux d’irrigation, des rivières et l’amont du barrage. Ces symptômes présentent la manifestation de l’érosion en nappe dans la zone d’étude.

4.1 Erosion en nappe

L’érosion en nappe est le stade initial de l’érosion hydrique et la dégradation des sols par érosion.

4.1.1 Forme

L’érosion en nappe entraîne la dégradation du sol sur l’ensemble de sa surface. De ce fait, elle est peu visible d’une année à l’autre puisqu’une érosion importante de 15 à 30t/ha/an n’entraîne qu’une perte de hauteur de 1m à 2m, laquelle est peu significative par rapport au foisonnement des terres, la rugosité du sol après les travaux culturaux. L’érosion en nappe peut entraîner un décapage de la majorité de l’horizon humifère sombre en quelques dizaines d’années si elle est combinée à un certain type d’érosion qu’est l’érosion mécanique sèche.

4.1.2 Conséquences

Des millions de tonnes de sol se perdent chaque année due à l’action de l’eau et de modifications indésirables de la structure du sol. Beaucoup des sols perdent les minéraux et la matière organique qui rend leur fertilité.

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Mémoire de fin d’études

4.1.3 Processus d’érosion en nappe

Le déplacement des particules se fait par l’effet « SPLASH » à courte distance et par ruissellement en nappe ensuite. La battance des gouttes de pluie envoie des gouttelettes et des particules dans toutes les directions mais, sur la pente, la distance parcourue vers l’amont est inférieure à la distance parcourue vers l’aval, si bien que dans l’ensemble, les particules migrent par sauts vers l’aval.

4.1.4 Les facteurs physiques

L’érosion est la conjugaison de 4 facteurs - la pluie - le sol - la pente - la couverture végétale

4.1.4.1 La pluie

Les pluies provoquent des ruissellements, détachent les particules. L’énergie de battance des pluies sur les sols dénudés est la cause essentielle de l’érosion en nappe. Cette énergie caractérisée par une vitesse de chute et par un certain poids, fonction de leurs diamètres, arrache les particules fines de la terre. L’érosion a pour cause sous l’effet de l’action sur le sol de facteurs climatiques bien définis, qui prennent un caractère agressif et provoquent, lorsque le sol n’est pas protégé par une végétation suffisante dense, une dégradation rapide des horizons superficiels. Par les expérimentations de la Division de Lutte contre l’Erosion, faites au Centre Technique Forestier Tropical (C.T.F.T), il déduit que les caractéristiques pluviométriques intéressantes en matière d’érosion sont comme suit :

1) Hauteur d’eau

Les phénomènes d’érosion se déclenchent quand la hauteur d’eau tombée au sol atteint au moins 20 à 30mm pour une averse. Au-dessous de 20mm, la pluie est absorbée par le sol et n’entraîne aucun ruissellement mesurable, mais au cours d’une même averse, cette capacité d’infiltration décroît rapidement et lorsque la hauteur d’eau dépasse 30mm, une partie de cette eau ruisselle, entraînant avec elle des éléments solides arrachés au sol en place. D’une manière générale, le volume d’eau tombée au sol se partage en trois parties : l’une est évaporée immédiatement, l’autre ruisselle à la surface du sol, la troisième s’infiltre dans les couches profondes. Seule cette eau d’infiltration est utile pour les plantes et, ne pouvant agir pratiquement sur l’évaporation, on ne cherche à réduire le ruissellement au maximum pour économiser le plus possible l’eau de pluie.

2) Intensité

L’intensité de pluie constitue le facteur le plus important de l’érosion. Il y a donc une corrélation constante entre l’intensité de pluie et l’intensité de ruissellement. Le maximum de ruissellement est obtenu avec des pluies de forte intensité et les pertes en terre sont toujours le fait de grosse pluie. En résumé, on peut dire que moins de dix averses sont, chaque saison, la cause du quasi – totalité de l’érosion.

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Mémoire de fin d’études

3) Fréquence

Une pluie tombant sur un sol sec commence à pénétrer en profondeur et ne provoque pas de ruissellement. Par contre, dés que la terre est saturée d’humidité, ce qui se produit au bout d’un temps variable avec la nature du sol, l’eau ne peut plus s’infiltrer et ruisselle. Les averses sont donc plus dangereuses quand elles suivent à intervalles rapprochés ; le sol est saturé par la première pluie, l’eau n’a pas le temps de s’évaporer ou de s’infiltrer et lorsque tombe l’averse suivante, elle ruisselle entièrement et provoque presque toujours une érosion importante.

4) Répartition

D’une manière générale, les averses sont plus nombreuses et plus agressives au début de la saison des pluies. A Madagascar, le mois le plus dangereux est le mois de décembre. On définit l’érosivité d’un mois déterminé par le quotient :

Pertes en terre

Pluviométrie

Le ruissellement et les pertes en terre varient aussi avec les années. Il y a des années plus dangereuses au cours d’une même année, avec cette différence que les mois dangereux sont toujours les mêmes, il est impossible d’en déduire une loi, car la pluie est différente d’une année sur l’autre. Cette variabilité du régime de pluie, et, par conséquent du ruissellement, entraîne la nécessité d’étendre les observations sur une période de 10 ans au minimum, afin d’obtenir des moyennes valables. Enfin, le ruissellement, facteur du détachement des sédiments peut-être estimé à 35% de la précipitation.

4.1.4.2 Le sol

Les caractéristiques du sol sont aussi un autre facteur d’érosion hydrique. Certains sols s’érodent facilement sous l’action de la pluie et du ruissellement, d’autres résistent bien, même à des fortes averses. La vulnérabilité des différents types de sols cultivés à l’érosion varie considérablement avec la capacité relative du sol d’absorber rapidement la précipitation. Les propriétés qui conditionnent la sensibilité d’un sol à l’érosion sont essentiellement : - la stabilité structurale - la perméabilité - la vitesse de pédogenèse

1) Stabilité structurale

La stabilité structurale définit principalement la tenue du sol à l’action des agents atmosphériques. Elle varie avec la proportion d’agrégats et d’éléments fins qui se trouvent dans le sol, l’instabilité étant d’autant plus forte que la quantité d’éléments fins qui séparent des agrégats est plus forte. La stabilité structurale varie aussi pour un même sol avec les saisons, l’amplitude de la variation pouvant atteindre 50 à 60% de la valeur moyenne. Cette amplitude est d’autant plus grande que le sol est moins stable. L’instabilité structurale est désignée par l’indice I s (Hénin) qui varie de 0.1 pour les sols stables riches en humus, à 100 pour les sols les plus instables (marnes et sols salins). On remplace généralement dans les calculs l’indice I s par le terme log I s qui peut varier de 0 à 3.

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Mémoire de fin d’études

2) Perméabilité

La perméabilité d’un sol s’exprime par sa capacité d’infiltration d’eau. Elle varie avec la viscosité de l’eau, avec l’intensité des précipitations, la porosité du sol et sa teneur en éléments fins. La perméabilité décroît en général avec la profondeur ; elle varie avec le degré de saturation du sol. La perméabilité se mesure par la vitesse de filtration de l’eau à travers une masse de terre de hauteur donnée. Elle s’exprime en cm par heure [cm/h] et on la désigne par la lettre K, coefficient de perméabilité qui peut varier de 0 à 60cm/h, depuis les sols hydro morphes déjà saturés jusqu’aux sols graveleux qui sont particulièrement perméables. L’indice d’instabilité structurale et le coefficient de perméabilité sont liés par la formule :

3 log10K + 2,5 Log 10 I S – 7,5 =0

On constate qu’une mauvaise stabilité structurale peut être compensée, dans certains cas, par une bonne perméabilité.

3) Vitesse de pédogenèse

La vitesse de reconstitution du sol varie avec le climat et avec la nature de la roche mère. La vitesse de restauration du sol sous jachère est nettement plus faible que la vitesse de dégradation sous culture, d'où la nécessité de maintenir des jachères plus longues.

4.1.4.3 La pente

La pente joue un rôle important dans le ruissellement. Elle a un rôle dans l’augmentation de l’érosion. Plus la pente est raide, plus forte est l’érosion du sol. L’érosion est également plus grave sur les pentes longues que sur les pentes courtes. La vitesse d’écoulement de l’eau augmente sur les espaces étendus et privés d’obstacles. La perte de sol peut s’accroître de moitié quand la longueur de la pente double. La forme de la pente, aussi, a son importance. Une pente convexe ou bossue perd davantage de sol qu’une pente droite. Une pente concave ou creuse en perd moins.

4.1.4.4 Couverture végétale et culture

La couverture végétale exerce une action déterminante sur la sensibilité d’un sol à l’érosion. Un terrain couvert d’une végétation permanente, prairie ou forêt, ne présente aucune trace d’érosion, si la prairie ne soit pas surpâturée et la forêt surexploitée. Le ruissellement peut se manifester si la pente est forte, mais si les pertes en terre sont presque nulles, c’est parce que l’énergie des gouttes des pluies est amortie par la végétation. L’action de la couverture végétale est tellement importante qu’elle puisse enrayer l’effet de la pente. En fait, la couverture végétale a une influence sur le ruissellement et les pertes en terre.

4.2 Les différents types du sol

Pour la zone d’étude on distingue 3 types de sol différent d’après l’esquisse morpho- pedologique de la région de Vakinankaratra. A 1500-1800m d’altitude : Sol ferrallitique fortement désaturés gibbsitiques rouges sur roches basaltiques. A 1800-2100m d’altitude : Sol ferrallitique fortement désaturés gibbsitiques bruns humifères sur roches basiques localement cuirassées. A 2100-2643m d’altitude : Andosols désaturés perhydratés mécaniques sur roches basiques.

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Mémoire de fin d’études

4.2.1 Les sols ferralitiques rouges sur roches basiques anciennes

1) Situation et environnement

Occupant une altitude 1450 à 1800m, ces sols sont développés sur les basaltes du volcanisme miopliocène (les plus anciens de l’Ankaratra). Ces anciennes planèzes forment actuellement de vastes plateaux et lanières (inversion de relief) périphériques et radieux, peu accidentés, à pente moyenne à faible. Les basaltes anciens sont profondément altérés et sont très rarement observables en affleurement sain. La végétation des planèzes dégradées est à perte de vues, une savane herbeuse steppique, à cténium, Trechypan.

2) Caractères morphologiques et analytiques

Horizon humifère A :

- brun rougeâtre foncé (5YR/3/4) assez développé - épaisseur : vingtaine de cm - comporte un enracinement graminé assez dense - taux de M.O : 4 à 8 malgré la teinte vive du sol - C/N : 11 à 13 - Texture lourde argileuse : .50 à 60% d’argile . 30% de limon . 10 à 20% de sable - pH : 4.8 à 5.1 - Capacité d’échange : 10 à 20 mé/100mg de sol - Taux de saturation : < 5% - Teneur en phosphore : totale est relativement élevée : 1.000 à 2.000ppm . assimilable : 10 à 12ppm (faible)

Horizon B

- Couleur rouge foncé (2.5Y/R,3/6) - Epaisseur : 1.5 à 3m ; homogène - Horizon intermédiaire avec humifère brun rouge de 30 à 50cm de profondeur - Teneur en M.O : assez élevés jusqu’à 50cl de profondeur (2 à 4%) . < 1 en dessous de 1m - Texture : très argileuse. 50 à70% d’argile . 15 à 20% de limon . 7 à 15% de sable - pH : assez acide 5 à 5.4 - Capacité d’échange : 2 à 10mé/100g de sol, diminuant avec la profondeur en même temps que le taux de M.O - Taux de saturation : le complexe absorbant est toujours très faible 1à 20% - Teneur en phosphore :. total 1.000 à 1.500ppm . Assimilable 10 à 40ppm

3) Type d’altération

Dans l’horizon humifère B rouge SiO 2/Al 2O3 : 1.5 à 1.8 Fraction argile comprend essentiellement une grosse quantité de gibbsite (40 à 50%) et de kaolinite (20 à 25%).

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Mémoire de fin d’études

4) Quantités agricoles – aptitudes aux cultures pluviales

Ils ont des meilleures propriétés et une meilleure fertilité potentielle. Leur atout : M.O - 4 à 8% de 0 à 20cm - 2 à 4% de 20 à 50 cm Cet atout leur donne une structure physique favorable et une capacité d’échange non négligeable (10 à 20mé/100gde sol). L’absence de sables grossiers, la richesse en argile et la M.O confèrent à ces sols une stabilité structurale favorable à un bon enracinement des plantes. Ces sols rouges sont toujours profonds et bien structurés. Les sols rouges sur basalte ont une meilleure capacité de rétention en eau, et un meilleur pouvoir fixateur pour les engrais. La fertilité chimique actuelle de ces sols est faible ainsi que le pH. Ils devront donc recevoir de fortes fumures et probablement des amendements calcaires, pour tenter de remonter le pH entre 5.4 et 5.8.

4.2.2 Sols ferralitiques brun humifères

1) Situation et environnement

Ils sont considérés comme intermédiaire entre les ferralitiques rouges et les ferralitiques endigues. La température y est fraîche et favorise l’accumulation de la M.O. La pente générale est déjà plus élevée.

2) Caractère morphologique et analytique

Horizon humifère : - Epaisseur : 30 à 50cm (plus développé que sur les sols rouges) - Couleur : brun foncé à brun noirâtre - Riche en racines qui forment un feutrage épais. A l’état sec la consistance est cendreuse et friable. - Taux de M.O : 8 à 15% - C/N : 12 à 14 (supérieur à celui des sols rouges) - PH : 4.8 à 5 - Capacité d’échange : 20 à 30mé/100g de sol (élevée) - Taux de saturation : 1 à 4% (bas) - Texture : argileuse 60 à 75% d’argile - Réserves en Phosphore - total : 2.000 à 5.000ppm (élevée) - assimilable : 175ppm (faible quantité)

Horizon B - Epaisseur : 50cm à 2m - Couleur : brun ocre à brun rougeâtre - Texture argileuse : . 55 à 70% d’argile . 15 à 30% de limon . 5 à 15ù de sable - Structure : polyédrique - Taux de M.O : 2 à 4% (appréciable) - C/N : 12 - PH : 4.7 à 5.1 (acide) - Capacité d’échange : 10 à 20mé/100g de sol (élevée) - Taux de saturation : < 2% (faible) - Teneur en Phosphore : - totale 3.000 à 5.000ppm (élevée) - Olsen 100 à 300ppm (faible) - Zone d’altération : vers 75-200cm de profondeur - Roche saine : composée de basalte (le plus souvent) Les sols sur roche basique sont plus rougeâtres que les sols sur roches acides, moins riches en Fer.

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Mémoire de fin d’études

3) Type d’altération

L’hydrolyse des minéraux est totale. Le rapport SiO2/Al 2O3< 2.

4) Qualités agricoles

Ils présentent quelques avantages. Ils sont riches en M.O, possédant dans les 30cm supérieurs, un complexe absorbant argilo humique favorable à une bonne rétention des éléments fertilisants. Ayant de très faibles réserves minérales, ces sols sont susceptibles de répondre rapidement aux apports d’engrais et amendement Calco-magnésiens. Il faudra remonter à 5.4 le pH des sols. Cependant cet épais horizon organique, riche racine a souvent tendance à piéger les eaux de surface et à provoquer un milieu hydro morphe superficiel (nappe perchée) nuisible à l’enracinement. Alors les paysans font des cultures terre ou gros billon dans le sens de la pente.

4.2.3 Andosols désaturés perhydratés mécaniques sur roche basique

- Situation et environnement

Les sols noirs apparaissent à partir de 2.000 à 2.100m d’altitude et jusqu’au sommet de l’Ankaratra. Ils prennent peu à peu le relais des sols bruns par augmentation du taux de M.O et l’épaisseur de l’horizon humifère qui en même temps s’assombrit. Cette accumulation de M.O se traduit par la diminution de température, peu favorable à l’activité biologique. La végétation naturelle : praire steppique pseudo alpine à éricacées en forme de coussinet ou de touffes globuleuses et à graminées en touffes ou en petit gazon ras. Les pentes sont généralement fortes sauf dans les larges vallons cuvettes. Enfin, ces sols noirs ne sont pratiquement pas cultivés. Ils sont utilisés le plus souvent comme pâturage pendant la saison sèche.

- Caractères morphologiques et analytiques

Horizon humifère supérieur (A 11 )

- Epaisseur : 20 à 40cm - Couleur : noire - Montrant un enchevêtrement dense de racine et présentant souvent un aspect de tourbe spongieuse, spécialement lorsque la pente générale est faible. En condition naturelle, il est toujours humide ; sa porosité est toujours forte. - Teneur en M.O : 20 à 30% ; très élevée - Humification : faible - Toucher : limoneux - Texture : argileux - 50 à 60% d’argile - 25 à 40% de limon - 10% de sable - Capacité d’échange : 30 à 45%mé/100g de sol (forte) - Saturation : < 12% (horizon fortement désaturé) - pH : 4.5 à 5 (acide) - Teneur en Phosphore : . total 2.000 à 3.000ppm (assez faible) . assimilable 100 à 200ppm

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Mémoire de fin d’études

Horizon organique inférieur (A12)

- Epaisseur : 20 à 50cm - Couleur : brune à brun - foncé - Constamment humide et non structuré - Présentant une faible densité apparente : 0.5 - La dessiccation du matériel est irréversible, c’est à dire qu’une fois desséché, il ne se rehumite - Propriétés : thixotropiques ; à l’état naturel, du fait de sa forte teneur en eau (jusqu’à200%) - Teneur en M.O : 10 à 15% (élevée) - C/N : ordre de 22 - Rapport : humus / M.O : 0.5 - Texture : argileuse. 40 à 60% d’argile - . 30 à 40% de limon - . 10 à 12% de sable - Capacité d’échange : 20 à 40mé/100g de sol (élevée) - Complexe absorbant : très désaturé (V < 1%) - PH : acide ; 4.5 à 5 - Teneur en phosphore : . total 2.000 à 4.000ppm forte quantité - . assimilable < 150ppm faible

Horizon B

- Epaisseur : 30 à 70cm - Couleur : brun – rougeâtre, ocre ou brun jaunâtre suivant la richesse en Fer de la roche mère. - Très poreux - Dessèchement : artificiel - Propriétés : thixotropiques très nettes - Texture : argileuse ; . 50% d’argile - . 30 à 40% de limon - . 10 à 20% de sable - Teneur en M.O : 2 à 6% (élevée) - C/N : 20 - Rapport humus / M.O : ordre de 0.6 à 0.7 - Complexe absorbant a une capacité d’échange : 20 à 30mé/100g de sol - Toujours fortement dénaturé (< 1%) - pH : acide de l’ordre de 5 - Phosphore total : forte quantité ; 3.000 à 5.000ppm

Horizon d’altération

- Epaisseur : 20 à 50cm (épaisse) - Roche : pourrie - Couleur : jaunâtre

- Type d’altération

Ces andosols possèdent un mélange de produits amorphes et de produits cristallisés. Teneur en Silice amorphe est faible (< 3% de Silice total).

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Mémoire de fin d’études

4.3 Evaluation des pertes en terre

On a utilisé 2 méthodes pour l’évaluation des pertes en terre : - la mesure sur terrain - l’utilisation des modèles empiriques

4.3.1 Mesure sur terrain

On évalue la quantité de terre érodée. Sur ce, on a mesuré le volume d’alluvions se posant dans le canal d’irrigation dérivant le versant.

4.3.1.1 Caractéristiques du canal

- la longueur L : 500m - la largeur l : 1m - hauteur d’alluvions h 1.5m Le volume de terre V [m 3]

V = l x L x h

Remarque : Le curage du canal se fait une fois par an.

4.3.1.2 Le versant

Le versant considéré est une montagne dans le Fokontany de Bongatsara. L’altitude de cette colline est 1.929m et l’altitude du bas de la colline est de 1.609m avec longueur du canal correspondant 500m et la pente du versant est 45% soit 25°. Alors la superficie du versant S v est 38ha.

4.3.1.3 Perte en terre E[t /ha/an]

La perte en terre est le rapport entre le volume du versant V sur la surface S v multiplié par le poids spécifique γ du sol ferralitique. Où γ du sol ferralitique est de 17.25 KN/m 3

V E x γ S Après calcul, on trouve

E = 56,25t/ha/an

4.3.2 Modèles empiriques

Pour évaluer les pertes en terre, on utilise 3 modèles distincts :

- modèle de WISCHMEIER et SMITH - modèle de FOURNIER - modèle de HENIN

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Mémoire de fin d’études

4.3.2.1 Modèle de WISCHMEIER et SMITH

Ce modèle est conseillé par les chercheurs de l’IRAT et de CTFT pou évaluer l’érosion à Madagascar. Il a de la forme d’une équation :

E = 2,24 x K x R X LS x C x P

Ce modèle de prévision est constitué de 5 caractéristiques du milieu considéré :

- l’érodabilité du sol K - l’indice d’érosivité des pluies R - Indice de pente LS - l’indice de culture C - Les pratiques antiérosives P - La constante 2,24 est la conversion de l’unité Américaine en système métrique.

a. Erodabilité du sol K Le facteur K caractérise la sensibilité du sol à l’érosion. Il est calculé par l’équation de WISCHMEIER, en donnant à tous les autres facteurs la valeur 1 et en mesurant les pertes en terre par unité de l’indice d’érosion. L’érodabilité du sol est fonction des matières organiques, de la texture, de la perméabilité et de la structure du profil. Les sols de la zone d’étude sont des sols ferralitiques sur basalte ; la valeur de K est supposée égale à 0.22.

b. Indice d’érosivité des pluies R R correspond aux risques érosifs potentiels de la région donnée. Comme la zone d’étude ne conserve pas de données climatiques, on adopte les données de ses alentours. Cet indice est produit de l’énergie globale (Eg) de la pluie exprimée en pied – t/acre, par l’intensité maximum en 30mn (Im) exprimée en mm/h, divisé par 1000.

Eg x Imp R L’énergie globale1000 (Eg) est calculée avec l’énergie unitaire (Eu) ; l’énergie produite par 1mm de pluie, qui d’après WISCHMEIER était liée à l’intensité homogène Ih par une relation suivante : Eu = a + b log où a et b sont desI paramètres variables avec les unités choisies. On prend comme indice d’agressivité de pluie R = 365 l’indice de pluie de Nanokely qui se trouve dans le massif d’Ankaratra

c. Indice de pente LS Le facteur topographique dépend à la fois de la longueur et de l’inclinaison de la pente. Il varie avec les situations environnantes de la culture. Le versant se trouvant dans la région d’Ankaratra et du haut plateau, on utilise comme valeur 1.7, donnée pour Ambatomainty situé aux environs d’Ankaratra. Le facteur LS est lié aux paramètres de la pente dans l’équation de WISCHMEIER qui a de la forme comme suit

√l LS 0,76 0,53s 0,076 s où100 l : longueur de pente ( en pieds) S : coefficient de pente (en %)

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Mémoire de fin d’études

d. Indice de culture C L’indice de culture C est le rapport entre l’érosion sur sol nu et l’érosion observée sous un système de production. Il comprend à la fois le couvert végétal, le niveau de production et les techniques culturales utilisées. Pour une parcelle de maïs ; C = 0.5 que l’on va utiliser pour le calcul.

e. Pratiques antiérosives P Les parcelles ne connaissant des pratiques antiérosives mécaniques sont simplement aménagées en culture en couvrant des matières organiques. Prenons P = 0,8 pour l’utilisation de mulch de paille, pour une plante de couverture.

f. Résultats On a comme résultats E = 2,24 x 0,22 x 365 x 1,7 x 0,5 x 0,8 = 122,3 Soit E = 122,30t/ha/an

4.3.2.2 Modèle de FOURNIER

Selon FOURNIER, l’érosion est fonction de l ‘agressivité du climat sur le sol. En 1862, il a mis en évidence l’importance du facteur de pluie sur l’érosion. Il suggérait la formule suivante : D = 52,49 Ce – 513,21 s

Où Ds : Perte en terre p p : hauteur de pluie mensuelle la plus élevée Ce P : hauteur de pluie annuelle P

D’après calcul, on obtient comme pertes en terre E = 33 t/ha/an

4.3.2.3 Modèle de HENIN

Ce modèle donne la valeur de l’érosion E en fonction des différents facteurs, les uns favorables les autres favorables. La formule utilisée est comme suit :

Où Ip : Intensité des précipitations π I x x S : Pente du terrain E S : susceptibilité du sol K x Ve K : perméabilité du sol Ve : végétation Avec Ip = 1,33mm/h π = 22,3 [m/Km] S = 8 pour les sols argileux K = 1,93

En calculant, on a 56 E t/ha /an

Ve

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4.4 Pertes en éléments fertilisants

En observant les alluvions se trouvant dans les canaux d’irrigation, on constate que la texture de la terre entraînée par l’érosion semble plus fine que celle de terre en place. La diminution des éléments fertilisants est due à l’entraînement des bases échangeables et des matières organiques du sol. Selon la référence des pertes en éléments fertilisants (Tab.25) pendant la campagne 62- 63 après l’expérimentation à Nanisana sur la parcelle de maïs, les pertes sont donc non négligeables que le rendement des récoltes décroît d’année en année.

Tableau 25 : Pertes en éléments fertilisant [Kg/ha]

Eléments Quantité Matière organique 20 Azote 173 P2O5 48 CaO 30 K2O 7 MgO 3,5

. 4.5 Pertes de rendement des cultures

La région de Manalalondo vit essentiellement de l’agriculture. La pression démographique oblige la population à cultiver les tanety par les pratiques de cultures vivrières. Mais la technique appliquée sur ces versants à pente forte entraîne la perte en terre et en même temps la diminution nette du rendement des cultures. Les tableaux ci-dessous montrent la variation du rendement constatée entre 1994-95 et 1998-99 dans les 2 communes : Manalalondo et Antenimbe.

Tableau 26: Variation du rendement de production de la Commune de Manalalondo

Cultures \ Année 1995-96 1998-99 Pomme de terre 8,5 3,0 Manioc 6,2 5,2 Maïs 1,2 1,2 Haricot 0,8 0,8 Patate douce 4,0 3,5

Tableau 27 : Variation du rendement de production de la Commune d’Antenimbe

Cultures \ Année 1995-96 1998-99 Pomme de terre 8,5 2,5 Manioc 6,5 5,2 Maïs 1,2 1,2 Haricot 0,8 0,8 Patate douce 4,0 4,0

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Mémoire de fin d’études

4.6 Conclusion

Les résultats obtenus sur l’évaluation des pertes utilisant les deux méthodes sont tous différents. En comparant ces résultats, le modèle de FOURNIER et modèle de HENIN sont les plus proches de la mesure sur terrain alors que la valeur de la perte en terre obtenue sur l’utilisation du modèle de WISCHMEIER et SMITH est très grande. En effet, le calcul de la mesure sur terrain est la plus fiable, sur le fait que les modèles cités auparavant devraient employer des paramètres régionaux or par manque de données de ladite région, les paramètres utilisés sont ceux des zones environnantes.

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 5 :LES CULTURES SUR TANETY

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Chapitre 5 : LES CULTURES SUR TANETY

Le nombre de la population s’accroît de jours en jours. Les cultures sur plaines ne suffisent plus pour survivre. Depuis quelques années, les paysans pratiquent des cultures sur « tanety ». Presque toutes les collines sont aménagées en diverses cultures, entre autres maïs, haricot et pomme de terre. Or actuellement, on constate que les rendements et le potentiel de production des terres sont en baisse. Alors, pour résoudre ces problèmes les agriculteurs devraient restaurer leurs terres afin de protéger ces vallées aménagées, et surtout il faut améliorer les techniques culturales utilisées.

5.1 Techniques culturales

5.1.1 Maïs

Les grains de maïs sont semés dans des sillons de diamètre 30 à 40cm, de profondeur 10cm, espacés de 80cm pour Antenimbe et 10cm pour Bongatsara ; à raison de 2 graines au moins par poquets. Ces derniers sont également espacés de 80cm (10cm) sur la ligne en faisant un angle. En fait, la densité observée au semis est en moyenne de 14.000 pieds/ha. Le sarclage et le battage se font au mois de novembre. L’intervalle semi – récolte (semis au mois de novembre, la récolte au mois d’Avril) est en moyenne de 175 jours. Les variétés utilisées sont locales et indéterminées.

5.1.2 Haricot

La semence des haricots se fait dans la même parcelle que le maïs. Les grains des haricots sont semés dans des sillons, situés entre ceux des maïs ; leur espacement dépend de celui du maïs.

Sillon de φ 30 à 40cm .. 80cm (10) pour les maïs

Sillon des haricots 80cm (10)

Figure 3 : Méthode de culture de maïs et d’haricots

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5.1.3 Pomme de terre

La période de semence des pommes de terre se déroule au même moment que la semence du maïs. Ils sont semés dans des sillons espacés de 15cm et de diamètre 15cm avec un élément seulement dans chacun des trous. Le sarclage et le buttage se font aussi au mois de Novembre.

Trou de φ 15cm

15cm

Figure 4 : Méthode de culture de pommes de terre

5.2 Méthode de fertilisation

En constatant que le sol devient de plus en plus pauvre en matière organique, les paysans ont utilisé des engrais pour améliorer la fertilité de leur terre. Ils ont fabriqué des fumures avec les matières trouvées sur le milieu. La quantité ainsi que la qualité des engrais utilisés sont différentes selon le sol et la culture. Remarquons que l’épandage de la fumure sur les parcelles se fait une seule fois pendant la semence.

5.2.1 Antenimbe

- Maïs et haricot L’engrais épandu dans les trous est une sorte d’urée « zezik’omby lena + fako nodorana » ; dont la quantité Q nécessaire pour une superficie de 1are est de 300Kg.

Soit pour : 100m 2 300kg 10 4 m2 = 1ha 30.000kg

D’où Q = 30t/ha

- Pommes de terre Les fumures utilisées aux parcelles de pommes de terre sont aussi de « l’urée sèche brûlée », un peu léger. Sa quantité est de 4 à 5 charrettes pour une surface de 100 m 2 ; soit une charrette de fumure pèse 120Kg, alors la quantité suffisante pour 1are est de 600Kg.

Pour 100 m 2 1.200Kg 10 4 m2 = 1ha 120.000Kg

D’où Q = 60t/ha

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5.2.2 Fokontany de Bongatsara

1) Maïs et haricot L’engrais utilisé est l’ensemble de ces matières : zezi – bazaha, urée et cendre de paille La quantité de fumure posée dans le trou des grains de maïs est différente de celle des haricots. Pour - le maïs : 2 « sobika » pour 10 à 8 m 2 à chaque pied ; soit

Q = 20 à 25 t/ha

- les haricots : 1 boîte de Nestlé pour une « 1 sobika d’haricots » ; soit

Q = 10 t/ha

2) Pommes de terre Les cultivateurs utilisent du « Fompotra » ( tany + fako sorohana : dorana) avec urée comme engrais. La dose épandue est de 4 ou 5 charrettes selon les paysans où une charrette pèse 150Kg. La fumure reçue par ha est : Q = 60 à 75 t/ha

5.2.3 Récapitulation

1) Engrais Les paysans de ces deux Fokontany ont chacun leur manière de restaurer leur terre selon le besoin et la nature de sol. Récapitulons dans le tableau ci-dessous la quantité [t/ha] de fumures utilisées.

Tableau 28 : Quantité d’engrais utilisée [ t/ha ]

Culture/ Fokontany Bongatsara Antenimbe Pomme de terre 30 120 à 150 Maïs 20 à 25 30 Haricot 10

2) Rendements Les rendements obtenus sur les 2 Fokontany seront présentés par le tableau ci – dessous.

Tableau 29 : Rendement des produits[ t/ha]

Culture/ FKT Bongatsara Antenimbe Pomme de terre 3.0 2.5 Maïs 1.2 1.2 Haricot 0.8 0.8

5.3 Conclusion

Le sol de Bongatsara est fortement détruit par l’érosion qui emmène avec elle les matières nutritives du sol. La fertilisation du sol pratiquée par les paysans et l’utilisation de la technique de jachère n’arrivent pas à remplacer les matières organiques perdues.

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Mémoire de fin d’études

2ème Partie : PROJET D’AMENAGEMENT DU BASSIN VERSANT

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Mémoire de fin d’études

L’érosion est le phénomène qui se manifeste beaucoup dans la région de

Manalalondo à cause de la technique traditionnelle pratiquée par les paysans sur

l’exploitation des collines et des tanety.

Après quelques années, le rendement des cultures se décroisse d’année en

année, la fertilité du sol se dégrade alors les agriculteurs utilisent des différents engrais

et fumure afin de donner au sol des éléments nécessaires pour leurs cultures. Or la

mauvaise gestion du sol est aussi l’une des raisons causant l’érosion.

De même, l’épandage des fumures sur des collines en pente forte est non

rentable si l’on compare aux productions obtenues.

Ainsi, il faut procéder aux techniques qui s’avèrent efficace pour contrôler

l’érosion et améliorer la fertilité du sol. On a donc recours à des méthodes de techniques

antiérosives à savoir construction des banquettes et des terrasses et des méthodes

biologiques.

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 6 : AMENAGEMENT PHYSIQUE

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 6 : CONSTRUCTION DES BANQUETTES ET TERRASSES

6.1 INTRODUCTION

En générale, l’érosion est le résultat de l’action sur le sol de certains facteurs du climat. Alors que la modification des climatiques est impossible, on peut agir que sur le sol lui-même ou sur la végétation qui, constitue dans tous les cas la protection la plus efficace contre l’érosion résultat d’une destruction par l’homme de la végétation naturelle. On a utilisé la formule de WISCHMEIER pour évaluer la quantité des pertes en terre qui détermine préalablement la valeur des indices de pluie, de sol et le facteur C correspondant à l’assolement ; mais le but de cette formule est d’en tirer toutes les méthodes biologiques de lutte contre l’érosion et les techniques antiérosives. Pour diminuer E, on améliore la structure et la perméabilité du sol c’est à dire le facteur K ; ou le facteur C en maintenant la couverture végétale permanente ou en réalisant un assolement approprié au sol ; ou le facteur P en faisant les cultures en courbes de niveau.

6.2 TECHNIQUES ANTIEROSIVES

L’amélioration des conditions de culture nécessite de ramener les couches inférieures à la surface, où celles-ci sont très sensibles à l’érosion qu’il faut prévoir une infrastructure antiérosive avant d’effectuer les labours profonds. En fait, la transformation des méthodes culturales traditionnelles ne tenant pas compte des risques d’érosion entraînerait des ruissellements qui seraient prochainement catastrophiques. L’étude de l’action exercée par les différents facteurs d’érosion permet de déduire que le moyen efficace pour lutter contre l’érosion est de construire des banquettes à fossé isohypse . Mais il ne suffit pas de connaître la nature des travaux à entreprendre, il faut également calculer avec précision les dimensions et la densité des ouvrages à réaliser si les méthodes biologiques sont insuffisantes. La densité des infrastructures est déterminée par l’application des formules qui ont été mises au point. Ce paragraphe, consacré à l’étude de construction des terrasses et des banquettes, décrit les méthodes de conservation et de traitement des sols à appliquer avant la mise en culture annuelle ou permanente des terrains en pente. Elle examine en nette les techniques de planification, construction et entretien des ouvrages ainsi que les mesures de protection du talus, des exutoires et des passages d’eau.

6.2.1 Terrasses

6.2.1.1 Classification

Leurs classifications se fondent surtout sur leur emplacement et sur leur utilisation. On distingue plusieurs types de terrasses : sur pentes fortes (de plus de 7° ou 12%) - en réseau continu :- terrasse d’irrigation ou terrain en escalier - terrasse en escalier de montagne - en réseau discontinu : - fossés isohypses - terrasses – vergers - cuvettes individuelles - de transition : - terrasses convertibles - terrasses intermittentes

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Mémoire de fin d’études

6.2.1.2 Critères de sélection

Les terrasses sont utilisées essentiellement pour faciliter la lutte contre l’érosion et la culture sur des terrains en pente. Le choix du type de terrasse dépend de nombreux facteurs à savoir : - Conditions physiques du terrain : pente, sols, pluviométrie, etc. - Densité socio-économique de la région : main d’œuvre, modes d’utilisation des terres, cultures et systèmes d’exploitation, densité de population - Situation économique et intérêts des cultivateurs et propriétaires fonciers, ressources disponibles, cultures principales et les outils à employer. - En fait, c’est l’agriculteur seul qui décide la planification des travaux et de mesure de conservation du sol.

6.2.2 Banquettes

6.2.2.1 Classification

On classe les banquettes en 2 types différents.

- De dérivation : - dérivations - banquettes d’interception - D’emmagasinement : - gradins - banquettes d’infiltration

6.2.2.2 Critères de choix

Le choix des banquettes dépend essentiellement de la manière dont on envisage d’évacuer les eaux de ruissellement. Le choix est normalement plus facile que celui des terrasses. Pour intercepter et dériver le ruissellement, il vaudrait mieux utiliser des banquettes de dérivation ; et pour l’emmagasiner et l’absorber, les gradins et les banquettes d’infiltration sont les plus indiqués.

6.3 Densité des ouvrages

D’après les enquêtes sur terrain, et selon les conditions physiques du milieu, les conditions socio – économiques de la zone d’étude et la situation économique ainsi que les méthodes utilisées par l’ANAE, on adopte comme techniques de traitement de pente dans ce projet « TERRASSE DE TYPE DISCONTINU ; FOSSE ISOHYPSE : BANQUETTE. »

6.3.1 Définition

Les banquettes sont une sorte de terrasse discontinue et étroite construite en travers des pentes. L’espacement aux fins du labour est déterminé par la déclivité du terrain, le climat et les conditions du sol.

6.3.2 Objectifs

Les objectifs dans la réalisation de la banquette sont en premier lieu de diviser les pentes longues en plusieurs pentes plus courtes de façon à réduire l’érosion. Et ensuite, intercepter l’excès d’eau de ruissellement s’écoulant du terrain en amont et le drainer sans danger. Pendant la première année, l’aménagement se fait dans 5ha. La deuxième année est 50ha La troisième année est 500ha La quatrième année est 1.00ha La cinquième année est 1.500ha

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Mémoire de fin d’études

6.3.3 Sites et conditions d’utilisation

Les paysans exploitent les montagnes même à des pentes fortes afin d’y établir des cultures permanentes. Ils n’utilisent que des méthodes manuelles. Ces manières d’exploitation du terrain nécessitent de la mise en place de la banquette.

6.3.4 Spécifications

Les spécifications concernent la longueur, la largeur, les pentes ainsi que les talus de la terrasse.

6.3.4.1 Longueur L

La longueur de la terrasse est limitée par la superficie et la forme du champ, la perméabilité et l’érodabilité du sol. Plus la terrasse est longue, elle sera efficace ; mais, une longueur excessive peut accélérer le ruissellement et augmenter les risques d’érosion. La longueur dépend surtout de la condition climatique ; l’humidité du milieu considéré. Comme la zone d’étude est une région humide, on prend comme longueur de la terrasse 100 m.

6.3.4.2 Largeur Wb

La largeur de la terrasse est définie en fonction de la nature du sol. Elle est déterminée par la profondeur du sol, l’outillage à utiliser et les cultures. D’après les études, le sol de la région est un sol profond. D’après les critères de sélection, la largeur la mieux adaptée pour le milieu est de 2m .

6.3.4.3 Pentes

On distingue 2 sortes de pentes : - pente longitudinale - les dévers

1) Pente longitudinale U La pente longitudinale est définie en fonction du climat, de l’humidité et selon la nature du sol de la zone. En milieu humide sur les sols argileux, elle est de 0,5 à 1. Pour le projet, on va adopter une déclivité de 0,75 qui pourrait assurer l’évacuation des eaux de ruissellement.

2) Dévers La détermination du dévers est la même que celle de la pente longitudinale. Pour la zone humide la valeur du dévers devra être 10 pour cent (10%) et son profil est déversé en amont.

6.3.4.4 Intervalle verticale et écartement VI (H)

Des formules ont été mises au point qu’on peut utiliser pour calculer la dénivelée des ouvrages comme :
la formule de RAMSER H où a et b : coefficients 0,305 P la pente en %
La formule de SACCARDY 26010 Des autres équations aussi permettent de calculer l’intervalle vertical, mais d’après la méthode proposée par les techniciens de l’ANAE, décrite dans le livre s’intitulant « Vava-asa Tanindrazana 1 » produit par eux -même, on va prendre VI égale à 1,2m .

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Mémoire de fin d’études

6.3.4.5 Distance horizontale (HI) et la distance inclinée (D)

Elles s’obtiennent par les formules suivantes :

1) Pour HI

VI HI Ou VI S X 100 HI tan θ 2) Pour D

VI D Sin θ 6.3.4.6 Section transversale et volume

La section transversale C se calcule comme suit :

2 Où C: section transversale en [m ] W x Hr W : largeur de la terrasse en [m] C b 8 Hr : hauteur du talus en [m]

Pour calculer le volume V à déblayer et à remblayer, il faut d’abord calculer la longueur de la terrasse. La longueur peut être définie par la formule suivante :

Où L : longueur des terrasses par superficie 10 000 d’un hectare [m] L Wt : largeur totale d’un fossé en [m] W Le volume V se calcule en multipliant la longueur par la section transversale.

V = L x C

6.3.4.7 Superficie de la banquette et longueur

La superficie occupée par des banquettes dans un hectare peut être calculée en multipliant sa longueur par sa largeur présumée (2m). La longueur par hectare s’obtient de 2 manières différentes en fonction des besoins effectifs. Cette longueur L est proposée pour des régions à fortes pluies et sols à l’érosion.

10 000 Où HI : distance horizontale entre deux fossés L HI

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Mémoire de fin d’études

6.3.4.8 Schémas

On présente dans la figure ci-dessous la section transversale de la banquette et celle de la terrasse

Figure 6 : La section transversale de la banquette et celle de la terrasse

6.3.4.9 Symbole et calcul

1. Largeur de la sole Wb = 1,5m

2. Intervalle vertical théorique

S TVI x Wb Où S : pente en % 100 S xU U : 0.75

3. Hauteur du dévers RH = W b x 0,10

4. Hauteur du talus

TVI RH Hr 2

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Mémoire de fin d’études

5. Largeur du talus

Wr = H r x U

6. Largeur de la terrasse ou du fossé

Wt = W b + 2 W r

7. Intervalle vertical entre deux fossés

S 4 VI S 6 ; 10 10 Pour notre cas, la valeur de VI = 1.2m

8. Intervalle horizontal

Ou VI x S VI HI HI 100 tan α Où α : angle de la pente

9. Distance inclinée

VI D 10. Longueur de la terrasse Sin α

10 000 L 11. Superficie de la sole HI

A = L x W b

12. Pourcentage de la sole

A P x 100 Par ha 10 000 13. Section transversale du fossé

W x 2 Hr C 14. Volume des déblais et remblais 8

V = L x C (ha)

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Mémoire de fin d’études

6.3.4.10 Récapitulation

Tableau 30 : Récapitulation des calculs de la banquette et la terrasse

Quantité Quantité totale Désignation Symbole Unité /ha /5ha 1. Intervalle vertical théorique TVI m 0,4 0,4 2. Hauteur du dévers RH m 0,15 0,15 3. Hauteur du talus Hr m 0,28 0,28

4. Largeur du talus Wr m 0,21 0,21

5. Largeur de la terrasse ou du fossé Wt m 1,92 1,92 6. Intervalle horizontal HI m 5,40 5,40 7. Distance inclinée D m 5,52 5,52 8. Longueur L m 1 852 9 260 9. Superficie de la sole A m2 2 778 13 890

10. Pourcentage de la sole Pb % 27,78 27,78 2 11. Section transversale du fossé C m 0,105 0,705 12. Volume du déblais et remblai V m3 195 975

6.4 Traçage et piquetage

6.4.1 Traçage

Le traçage des terrasses devrait comprendre une étude préalable des conditions physiques du terrain à savoir: la pente, la profondeur du sol, la texture, l’érosion, la présence des pierres, l’humidité, le couvert végétal et l’utilisation actuelle de terre, ainsi que les spécifications relatives aux terrasses (ou traitements), à l’implantation et aux types des passages d’eau, au réseau routier et aux travaux d’aménagement agricoles éventuels. Pour les banquettes, on a besoin d’une route de raccordement d’une zone de drainage naturelle ou d’un système de passage d’eau pour évacuer l’eau de ruissellement en sécurité.

6.4.2 Piquetage

Cette opération comporte le nettoyage de la zone. Les matériels utilisés comprennent : - Niveau à main - 2 jalons gradués de 1.20m et 1.50m chacun - Une tarière de longueur 5 à 15m.

6.4.3 Techniques spéciales

- En premier lieu installation d’une ligne de base allant du haut en bas sur une pente représentative en piquetant les points qui ont un même niveau. - De la ligne de base, on détermine à l’aide d’un niveau et des piquets l’intervalle vertical des terrasses. Il faudrait procéder ensuite au piquetage des courbes de niveau en suivant les jalons piquetés. Ces sont les banquettes et leurs médianes devront être distinguées par une couleur. On devra également marquer de couleurs différentes, les jalons supérieurs et inférieurs et à l’extrémité de la courbe de niveau près d’un passage d’eau ou d’une route.

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Mémoire de fin d’études

6.5 Méthodes de construction

En général, les banquettes en courbe de niveau sont construites à la main. La construction commence à partir du sommet de la colline. Le dévers doit être maintenu à 10% ainsi que le tassement du sol. On construit le talus par couches que l’on compactera solidement. La construction des terrasses peut se faire lorsque le sol n’est trop sec ni trop mouillé et on progresse vers le bas de la pente. Cependant quand on pratique un traitement du sol superficiel, il est nécessaire de commencer la construction par le bas. Dans ce cas, il faut mettre en œuvre des mesures de protection temporaires. On attache un code autour des jalons pour marquer la séquence des terrasses construites. Le premier déblai doit être ouvert immédiatement au-dessous de jalons du haut alors que le remblai doit être commencé contre les jalons du bas. Cela permettra la pente voulue sans trop creuser. Parfois, on peut placer des pierres ou des mottes de terre le long des lignes de jalons inférieurs en guise de fondation avant de remblayer. Durant le remblai, on doit compacter solidement le sol par damage tous les 15cm. Si le remblai est trop épais, il devient difficile à compacter. Les terrasses traversant des zones à des pressions existantes doivent être construites de manière particulièrement solide. Le bord de l’ouvrage doit avoir une hauteur légèrement supérieure à celle prévue pour tenir compte du tassement. Le taux de tassement peut représenter jusqu’au 10% se l’épaisseur du remblai. La pente du dévers devrait être vérifiée au niveau durant la construction et rectifiés au besoin, le talus façonné. Enfin, on doit s’assurer que tous les exutoires des terrasses se trouvent plus haut que le fond de la voie d’eau. Le façonnage des passages d’eau ne commence qu’après la construction des terrasses. Il est conseillé d’employer une équipe de 3 personnes pour effectuer ce travail.

6.6 Rendement des opérations

Un homme peut creuser et remblayer de 2 à 3m 3 par jour en condition moyenne. En d’autres termes, il peut mener à bien la construction de 17 à 19m de banquettes de 2m de large sur une pente de 25% (14°) en une journée de travail. S ur des pentes 3% et conditions normales, il faudra compter 50 à 60 hommes par jour pour construire 1ha de banquette. Une machine de petite taille (70 à 80ch) peut creuser et remblayer 20m 3/h.

6.7 Rapports de coût et coût

Le coût de construction des banquettes est le cinquième de celui des terrasses en escalier ou même moins par unité d surface. Cependant, les banquettes peuvent réduire l’érosion de 80% si on les associe à des mesures complémentaires de conservation.

6.7.1 Coût pour des terrasses en escalier

Après avoir calculé le volume du terrassement à l’aide des formules, on peut établir le coût de construction de la façon suivante :

V C Où C : coût de construction des terrassesT x R V : volume de déblais et des remblais T : production par homme par jour ou par heure d’engin R : salaire par homme par jour

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Mémoire de fin d’études

6.7.2 Rapport

Le coût d’aménagement d’un terrasse par unité de surface dépend des facteurs comme: pente, sol, largeur de la terrasse, présence de pierres ou de souches d’arbres et outils servant à la construction. Plus le sol cultivable sera large, plus les travaux seront coûteux. Avec une largeur fixe et de pente abrupte ; le travail de terrassement coûte cher. Dans de nombreux pays, les terrasses construites avec des moyens mécaniques coûtent en général moins que celles faites à la main.

6.8 Protection et entretien

Les talus et les exutoires des nouvelles terrasses devront être protégés et entretenus en particulièrement les 2 premières années. Après avoir construit une terrasse, il faut façonner et enherber les talus dés que possible. Les graminées à fourragères formant des mottes sont préférables aux espèces hautes ou à touffes. Ces dernières peuvent produire une grande quantité de quantité de fourrage pour le bétail mais il faut les faucher souvent et les entretenir. Lez espèces locales à rhizome se sont montrées très efficace pour la protection des talus. On peut aussi utiliser des pierres, si possible pour soutenir et renforcer les talus. Une autre méthode de protection est l’hydro semis.

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Mémoire de fin d’études

Figure 6 : Schéma et tracé de la banquette

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 7 : METHODES BIOLOGIQUES

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 7 : METHODES BIOLOGIQUES

Les méthodes de techniques antiérosives ne sont pas suffisantes pour améliorer la production des terres et les rendements des cultures. Elles sont seulement utilisées pour corriger les pentes mais ne peut pas apporter des éléments nutritifs au sol. On a recours aux méthodes biologiques afin d’aider les paysans à protéger et restreindre le profil de leur terre et diminuer l’érosion qui est la cause de la dégradation de la fertilité du sol. Actuellement, on distingue différentes méthodes biologiques mais ce que nous proposons dans cette étude est la méthode de semis direct . Le semis direct est une technique nouvelle que l’on vient introduire dans notre pays. Pour son efficacité, il faut respecter les principes des semences, savoir gérer les cultures et suivre le calendrier cultural, mais surtout il faut d’abord en premier améliorer et restaurer le sol.

7.1 Définition

Le semis direct sur couverture permanente des sols consiste à semer les cultures sans remaniement du sol, excepté aux emplacements : les mulchs où sont déposées les semences.

7.2 Principes

Les principes de semis direct sont de couvrir le sol afin d’éviter la pénétration de la lumière sur le sol pour empêcher les mauvaises herbes à pousser par manque de lumière, de ne plus travailler le sol ; et enfin de faire travailler la nature en utilisant ses ressources par des plantes de couvertures améliorantes.

7.3 Les couvertures

On distingue deux types de couvertures : • Couvertures mortes • Couvertures vives

7.3.1 Couvertures mortes

Les couvertures mortes sont obtenues par la technique de paillage que l’on fait avec : - des matériaux disponibles se trouvant aux alentours comme des flores des jachères et paille de riz, d’avoine de blé,…. - les restes des plantes de la culture de l’année précédente qui constitue une forte biomasse pour le sol. La quantité de paille à épandre dépend de matériaux et le meilleur moment pour son épandage est la saison sèche ou après la récolte. Son principe c’est d’éliminer les mauvais herbes pour que le mulch se tasse et surtout pour faciliter les semis. On peut faire aussi le paillage avant la semence ou pendant la croissance des plantes. Notons que l’utilisation de la couverture morte exige la culture en ligne.

7.3.2 Couverture vives

Les couvertures vives sont des plantes qui peuvent couvrir le sol par ses feuilles rampantes. Ces sont les légumineuses comme les vignas, dolique, haricot, … Elles sont obtenues par la pratique : - Des associations des cultures en particulier des céréales avec les légumineuses - Des successions des cultures - Des associations de cultures et de plantes fournissant une biomasse importante.

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Mémoire de fin d’études

1) Associations des cultures Cette pratique consiste à associer 2 cutltures durant le même cycle en particulier de céréales ( sorgho, maïs, riz) avec des légumuneuse (vignas, dolique, haricot,…). Après la récolte, les residus des 2 cultures fournissent une bonne couverture sur le sol pour l’année suivante.

2) Successions de cultures En une année, on cultive sur une même parcelle 2 cultures différentes en succession, du fait qu’une forte biomasse est restéé sur la parcelle après la récolte de la premiere culture.

3) Associations de cultures et de plantes fournissant une biomasse importante Les plantes de couvertures utilisées ici sont différentes de celles qu’on a dit auparavant. L’avantage de ces plantes c’est que les animaux peuvent les pâturer. Comme plantes de couverture on a : - des légumineuses volubiles annuelles : Mucuna - des légumineuses volubiles vivaces : pueraria phaseloïdes, stylosanthes guianensis, Macroptilium atropurpureum - des légumineuses rampantes vivaces : Arahcis pintoï, Arachis repens, Desmodium incunatum, trifolium semipilosium, cassia rotundifolia - des graminéens vivaces : bracharia à ruziziensis, Tifton, Kikuyu.

7.4 Méthodes de fertilisation

En se référant à la quantité de terre transportée par l’eau calculée auparavant et la perte en élément nutritif, le sol de la région se dégrade de jours en jours. Alors l’amélioration et la restauration du sol devraient être faites par des bonnes méthodes afin d’obtenir un meilleur rendement des cultures. Trois techniques peuvent être utilisées pour améliorer la fertilité du sol, entre autres :
technique de l’écobuage
utilisation au maximum la fumure organique
utilisation éventuelle de l’engrais associé à la fumure

7.4.1 Technique de l’écobuage

Cette technique consiste à brûler lentement jusqu’à étouffer une partie de la matière organique du sol, qui permet de dégager immédiatement une forte fertilité utilisable par les cultures en 1 ère année quand l’horizon fertile est entièrement pourvu en matière organique et assez épais. Elle consiste :
à confectionner en saison sèche des tranchées dans le sol, espacés de 1mètre, 0,30m de largeur et en général de 0,20m de profondeur ( la profondeur des tranchées ne doit pas dépasser l’horizon fertile et doit être inférieure à 0.20m ).
à remplir les tranchées avec des débris végétaux qui serviront de combustible.
à recouvrir les tranchées avec le terre déplacée sur une épaisseur ne dépassant pas 10 centimètres, en laissant tous les 1,5m des cheminées de combustible pour assurer la mise à feu. Au moment des semis des cultures sur les tranchées d’écobuage, les semences doivent être placées au contact de la couche écobuée. Cela nécessite parfois l’approfondissement des trous où sont déposées les semences.

NB : Le meilleur combustible est la balle de riz installée entre deux couches de paille à combustion plus rapide ( bozaka, paille de riz, paille de blé…)

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Mémoire de fin d’études

7.4.2 Utilisation de maximum de fumure

Les fumures que l’on peut trouver sont : poudrette de parc, fumier, compost…Mais comme son utilisation est parfois onéreuse, on ne l’étudie pas en détail.

7.4.3 Utilisation éventuelle de l’engrais associé à la fumure organique

Cette technique est utilisée sur des parcelles non écobuées. Elle est adaptée sur des sols dépourvus d’éléments nutritifs. La dose conseillée d’engrais à l’hectare sur collines est de : - 300Kg d’engrais complet 11-22-16 (11Kg d’azote, 22Kg de P 2O5 et de 16Kg de K 2O pour 100Kg d’engrais) au semis sur toutes les cultures. - 100Kg d’urée (46Kg d’azote pour 100Kg d’engrais) en complément sur les céréales 30 à 40 jours après semis. Comme la région de Manalalondo se trouve sur les hautes terres, et le sol est acide, un apport de 500Kg de dolomie à l’hectare est nécessaire.

Remarque : L’apport d’engrais pourra être diminué d’année en année si on utilise de bonnes rotations en semi-direct.

7.5 Intégration de la population

En constatant le travail à faire pendant la première année, les paysans ne peuvent pas effectuer en une année en semi-direct leurs parcelles. On leur propose de réaliser seulement une partie de leur terre soit 5ha comme parcelle de référence. On adopte les mêmes plantes à cultiver mais seulement les pratiques culturales que l’on va changer. La semence se fait donc dans 5ha.

7.6 Les travaux à réaliser

Afin qu’on puisse effectuer la semence, il y a des travails à suivre : - Déstruction des mauvaises herbes - Fertilisation du sol - Sémis

7.6.1 Destruction des mauvais herbes

Auparavant, on a dit que la semence des cultures peut s’effectuer sans travail du sol si on a une bonne couverture du sol. Mais en 1ère année il faut qu’on enlève les mauvaises herbes soit en labourant les sols, soit en utilisant des herbicides. Pour détruire les mauvais herbes, on effectue un bon labour. En fait,on effectue le compactage du sol pour détruire les mauvaises herbes qui s’y développent. On a donc recours aux travails du sol. Le labour du sol est le mieux adapté pour les paysans afin de diminuer les dépenses d’utilisation des herbicides et en plus, il est sûr que les herbes inutiles seraient mortes.

7.6.2 Amélioration de la fertilité du sol

On va utiliser les 2 techniques citées ci-dessus telles que : - Technique de l’écobuage - Utilisation éventuelle de la fumure organique

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Mémoire de fin d’études

7.6.2.1 Technique de l’écobuage

Cette technique nécessite d’effectuer ces trois travaux : - Déblai - Combustion - Remblai

1) Déblai

Le déblai consiste à confectionner des tranchées dans le sol avec des caractéristiques comme suit :

Figure 7 : Emplacement des tranchées

Écartement e = 1m 0,30m Largeur l’ = 0,30m 1m

0,20m

Pour déterminer la quantité de terre à déblayer, prenons un morceau de terre de superficie de 100m² de 10m de largeur l et 10m de longueur L. Soit - le nombre de tranchées n :

L n 10 l 10 1 - volume V de terre à curer : V = n x l’ x p x L =10 x 0,30 x 0,20 x 10 = 6m 3

- Pour une superficie de 3,6ha il faut déblayer :

Soit 100 m 2 6 m 3 36 000 m 2 2 100m 3

- Volume total à curer

V = 2.100m 3

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Mémoire de fin d’études

2) Combustion

La combustion doit être effectuée pour brûler le sol pour étouffer une partie de la matière organique du sol. Comme combustible, on va utiliser des matières trouvées sur place telles que : paille de riz, bozaka, paille de blé. La détermination de la quantité nécessaire de combustible pour la superficie est définie comme suit : pour une parcelle de 1ha il faut au moins 12t. Pour pailler 5ha, il faut Q = 12 x 5 = 60

Q = 60t

3) Remblai

Le remblai est nécessaire pour recouvrir les combustibles. Son épaisseur ne devrait pas dépasser 10 centimètres. La détermination de la quantité de terre à remblayer est : V = n x e x p x L =10 x 0,30 x 0,10 x 10 = 3m 3 pour 100m² Pour 5ha on a : Superficie (m²) Volume ( m3) 100 3 50.000 1.500

7.6.2.2 Utilisation éventuelle de la fumure organique

V = 1.500m 3

Il serait préférable d’employer de la fumure organique pour toutes les cultures. La quantité nécessaire par hectare pour chaque culture est :
Riz pluvial 5t
Maïs : 5t
Haricot : 5t
Pomme de terre : 5t
Arachides : 5t
Soja 5t

7.6.3 Couvertures du sol

La technique utilisée consiste à associer 2 cultures comme : - Riz + Soja - Maïs + Haricot - Pomme de terre + sorgho Le choix de ces cultures se détermine par les résultats obtenus après des différentes expériences déjà effectuées.

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Mémoire de fin d’études

7.6.4 Semis

Tous les semis sont effectués par poquet. Avant d’effectuer le semis il faut bien dégager la couverture aux emplacements des graines afin d’éviter l’émergence des cultures liées à un recouvrement des poquets. Les techniques culturales seront les même pour les types de couvertures, mais elles sont différentes selon les parcelles : - Parcelles non écobuées - Parcelles écobuées

1) Parcelles non écobuées Les cultures sur les parcelles non écobuées sont : les cultures de l’haricot, du soja et de la pomme de terre Les densités des semis sont comme suit : - Haricot – Soja : 0,4 x 0,2 m à 2 grains par poquet - Pomme de terre : 0.25 x 0.25 m à 2 grains par poquet 2) Parcelles écobuées Les cultures sur les parcelles écobuées sont les cultures de maïs, d’arachide et du riz. Les densités des semis sont comme suit : - Riz : 2 lignes espacées de 0,25m centrées sur la tranche - Arachide: 2 lignes en quiconque espacées de 0,25m, centrées sur la tranchée. - Maïs : 1ligne au centre de la tranchée d’écobuage. 3) Association des cultures a. Maïs et haricot Le haricot ici joue le rôle de couverture. Leurs poquets sont donc intercalés de ceux du maïs. On présente dans la figure 9 dans la page suivante leur technique culturale. La quantité nécessaire pour le maïs est 25Kg et celle de l’haricot est 100Kg/ha. b. Riz et soja Pour cette association de cultures, le soja est la couverture. La quantité de riz est 60Kg et celle du soja est 50Kg. c. Pomme de terre et arachide L’arachide joue le pomme de terre est 100Kg.rôle de couverture, sa quantité est de 100Kg.

7.7 Récapitulation

Tableau 31 : Quantité estimée pour le semis direct

DESIGNATION Unité Quantité 1.COMPACTAGE - Labour m² 25.300 1. SEMENCES - Maïs Kg 25 - Haricot Kg 100 - Pomme de terre Kg 100 - Riz Kg 60 - Soja Kg 50 - Arachide Kg 100 2. FUMURES - Organique t 42

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 8 : OBJECTIFS

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 8 : OBJECTIFS

Les dégâts causés par l'érosion dans la région d'étude ne sont plus négligeables: - Les pertes en terre atteignant 56,25 t/ha/an: énormes et très loin de la valeur tolérable - Les pertes en éléments nutritifs - Les pertes en rendement

La réalisation des nouvelles techniques permet de réduire les effets de l'érosion sur le sol. On distingue comme méthodes d'aménagement : - Méthode physique - Méthode biologique - Reboisement Ces 3 méthodes ont leur spécifique impact sur le sol, mais ici la méthode de reboisement n'est pas détaillée.

8.1 Méthode physique

Le ruissellement provoqué par la pluie transporte avec lui les particules fines pour se déverser dans les vallées. Les techniques antiérosives sont alors utilisées pour atténuer la vitesse du ruissellement afin d'obtenir la tolérance en perte en terre qui varie de 1 à 12t/ha/an en fonction du climat, du type de roche et de l'épaisseur des sols.

D'après l'approche du modèle de WISCHMEIER et de SMITH on a :

E = 2,24 x K x R x LS x C x P

Où : K = 0,22 R = 365 LS = 1,7 C = 0,1 pour des plantes de couverture à développement rapide P = 0,4 pour labour isohypse entre bandes enherbées de pente 17 à 25%

D'où E = 12,23t/ha/an

8.2 Méthode biologique

La méthode biologique est utilisée pour compenser les pertes en éléments nutritifs transportés par l'érosion. La méthode de semis direct a été suggérée parce qu'elle permet : - de conserver l'humidité du sol - de réduire le temps de travail - d'accroître le potentiel de production du sol.

On espère qu’après la pratique de technique de semis direct sur certaines cultures, une évolution de rendement représentée dans le tableau de la page suivante serait obtenue.

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Mémoire de fin d’études

Tableau 32 : Evolution du rendement de production agricole

Cultures Rendements (t/ha) 1. Maïs 7,1 2. Haricot 1,5 3. Pomme de terre 7,5 4. Arachide 1,5 5. Riz 1,2 2,5 6. Soja

Ces chiffres ont été pris dans les résultats obtenus avec les expériences effectuées par l'ONG TAFA.

8.3 Conclusion

La pratique des mauvaises techniques pour les exploitation des collines et la manque de formation en agriculture provoquent l'érosion dont les conséquences entraînent la diminution de la potentialité du sol. Pour compenser cette diminution, il faut former les paysans et les encadrer afin d'obtenir une meilleure amélioration de la capacité de production du sol. L'organigramme suivant permet de mieux expliquer l'objectif à atteindre

Méthode biologique Méthode physique Encadrement Formation

Erosion maîtrisée Technique améliorée

Rendement évolué

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 9 : COÜT DU PROJET

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Mémoire de fin d’études

Chapitre 9 : COÜT DU PROJET

Ce projet consiste à construire des terrasses et banquettes, et l'application de la méthode de semis - direct. Durée : 5 ans En 5 ans on essaie d'aménager 1.500ha avec - 1 ère année : 5ha - 2ème année : 50ha - 3ème année : 500ha - 4ème année : 1.00ha - 5ème année : 1.500ha Mais avant de l'application du projet, on devrait d'abord former les paysans sur les techniques à pratiquer.

9.1 Dépenses initiales

9.1.1 Encadrement technique

1) Formation paysanne par ingénieur( Théorique, pratique )

Coût LIBELLES Nbre de jours Taux/j (Fmg) Semi-direct 5 70.000 350.000

2) Formation technicien permanent, pépiniériste ( par ingénieur)

Coût LIBELLES Nbre de jours Taux/j (Fmg) Semi-direct 5 70.000 350.000

9.1.2 Services

1) Frais de déplacement formation

Coût LIBELLES Nbre de déplt Taux/déplt (Fmg) Semi-direct 1 30.000 30.000

Formation TK permanent, pépineriste TL

Coût LIBELLES Nbre de déplt Taux/déplt (Fmg) Formation TP/Tl 1 30.000 30.000

2) Restauration formation

Coût LIBELLES Nbre de pers Taux/pers (Fmg) Paysanne 10 5.000 50.000 TP 5 5.000 25.000 Tl 5 5.000 25.000 Sous total 100.000

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Mémoire de fin d’études

3) Investissement

Coût LIBELLES Nbre Taux/déplt (Fmg) Achat de fourniture fft 200.000 200.000 Matériel didactique fft 100.000 100.000 Total 300.000

4) Achats

Coût total Outils Unité Coût unitaire (Fmg) - Niveau à main U 7.500 7.500 - Corde nylon m 350 35.000 - VTT U 1.250.000 6.250.000 - Angady U 8.000 400.000 - Soubiques U 5.000 500.000 Sous total 6.067.500 TOTAL DEPENSE INITIALE 7.227.500

9.2 Dépenses annuelles

• Année 1 : 5ha 1) Encadrement Tk

a.1) personnels

Coût total LIBELLES Nbre Taux/mois Taux/an (Fmg) - Pépineriste 5 120.000 1.440.000 7.200.000 - Ingénieur (S/E) 1 1.000.000 12.000.000 12.000.000 - TK permanent 5 500.000 6.000.000 30.000.000 Total 49.200.000

a.2) Auto évaluation

Coût total LIBELLES Nbre jours Taux/j Taux/an (Fmg) Ingénieur 1 70.000 70.000 70.000 Total Encadrement 49.270.000

2) Services b-1) Déplacement

Coût total LIBELLES Nbre deplt Taux/j Taux/an (Fmg) Ingénieur (S/E) 12 25.000 300.000 300.000 Ingénieur (A/E) 1 25.000 25.000 25.000 Total 325.000

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Mémoire de fin d’études

b-2) Restauration (A/E)

Coût total LIBELLES Nbre deplt Taux/j Taux/an (Fmg) Paysanne 10 5.000 50.000 50.000 Technicien permanent TP 5 5.000 25.000 25.000 TL 5 5.000 25.000 25.000 Total 100.000 b-3) Transport matériel

Coût total LIBELLES Nbre Taux/transport Taux/an (Fmg) Transport 1 140.000 140.000 140.000 Total Services 565.000

3) Semences

Coût total Semences Unité Qté Coût unitaire (Fmg) - Maïs Kg 25 2.500 62.500 - Haricot Kg 100 4.000 400.000 - Pomme de terre Kg 100 1.800 180.000 - Arachide Kg 100 4.000 400.000 - Riz Kg 60 1.000 60.000 - Soja Kg 50 2.500 125.000 - Plantes fixatrices Kg 9 25.000 225.000 Total semences 1.450.250 Imprévu 10% 145.250 TOTAL 1.597.750

4) Support

Coût total LIBELLES Nbre Taux/mois Taux/an (Fmg) Personnels - Secrétaire 1 240.000 2.880.000 2.880.000 - Comptabilité 1 320.000 3.840.000 3.840.000 Total support 6.720.000

5) Récapitulation

LIBELLES Coût total (Fmg) Encadrement 49.200.000 Service 565.000 Semences 1.597.750 Support 6.720.000 TOTAL 58.082.750

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Mémoire de fin d’études

• Année 2 : 50ha

La superficie à aménager est 10 fois que celle de la 1 ère année ; d'où le coût des semences devient 10 fois mais les autres activités restent les mêmes.

D'où : LIBELLES Coût total (Fmg) Encadrement 49.200.000 Service 565.000 Semences 15.977.500 Support 6.720.000 TOTAL DEPENSES 72.462.500

• Année 3 : 500ha

La superficie à aménager est 10 fois que la précédente; le coût des semences devient : 159.977.500F. D'où LIBELLES Coût total (Fmg) Encadrement 49.200.000 Service 565.000 Semences 159.775.000 Support 6.720.000 TOTAL DEPENSES 216.260.000

• Année 4 : 1000ha

La superficie à aménager est 2 fois que celle de l'année 3 on a : LIBELLES Coût total (Fmg) Encadrement 49.200.000 Service 565.000 Semences 319.550.000 Support 6.720.000 TOTAL DEPENSES 376.035.000

• Année 5 : 1500ha

La superficie à aménager est 3 fois que celle de l'année 3 d'où : LIBELLES Coût total Encadrement 49.200.000 Service 565.000 Semences 479.325.000 Support 6.720.000 TOTAL DEPENSES 535.810.000

6) Dépenses totales

LIBELLES Année 0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Dépenses 7.228 58.083 72.463 216.260 376.035 535.810 TOTAL (en milliers) (Fmg) 1.265.879

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Mémoire de fin d’études

9.3 Productions annuelles

- Année 1 : 5ha

Types Rdt Superficie Production Coût unitaire Total [t/ha] (ha) (t) (en milliers) Maïs 7,1 0,4 2,84 1.000 2.840 Haricot 1,5 0,85 1,275 1.500 1.913 Pomme de terre 7,5 0,85 6,375 500 3.188 Arachide 1,5 0,4 0,6 1.500 900 Riz 1,2 0,4 0,48 1.000 480 Soja 2,5 0,85 2,125 1.500 3.188 TOTAL 12.509

- Année 2 : 50ha La production est 10 fois que celle de l'année précédente; Soit : 125.090 en milliers de francs

- Année 3 : 500ha La production est aussi 10 fois que celle de l'année 2. On a : 1.250.900 en milliers de francs

- Année 4 : 1000ha De même pour cette année, 2 fois que celle de l'année précédente D'où : 2.501.800 en milliers de francs

- Année 5 : 1500ha De même pour cette année, 3 fois que celle de l'année 3 D'où : 3.752.700 en milliers de francs

Récapitulation

LIBELLES Année 0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Recettes (FMG) 12.509 125.090 1.250.900 2.501.800 3.752.700 (En milliers)

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Mémoire de fin d’études

9.4 Apport bénéficiaire

- Année 1 : 5ha

ACTIVITES Rendement Qté de Coût Coût de travail unitaire l'activité 01. Piquetage - Collecte de paille 100p/Hj 500 5.000 25.000 - Mise en place et implantation 0,25ha/Hj 1,40 5.000 28.000 des axes des terrasses 02. Remblai et déblai 3m 3/Hj 975 5.000 1.625.000 03. Protection des talus : sémis 200ml/Hj 9.620 5.000 240.500 des graines de protection 04. Labour des terrasses et 2a/Hj 253 5.000 632.500 émottage 05. Mise en place et implantation 0,25ha/Hj 1,085 5.000 21.700 des canaux pour écobuage

06. Excavation des canaux pour 3m 3/Hj 2.167 5.000 3.612.000 écobuage 500m²/Hj 10.835 5.000 108.350 07. Collecte et transport de paille 1.000m²/Hj 10.835 5.000 54.175 08. Paillage 500m²/Hj 10.835 5.000 108.350 09. Mise en valeur des canaux

écobués 500m²/Hj 25.275 5.000 252750 10. Mise en valeur des parcelles non écobués TOTAL 6.708.235

- Année 2 : 50ha La superficie du terrain à aménager est 45ha, le travail à effectuer est 9 fois que celui de l'année 1. D'où la dépense est 60.380 en milliers de francs.

- Année 3 : 500ha La superficie du terrain à aménager est 10 fois que celle de l'année 2. La dépense est 67.082.350 en milliers de francs.

- Année 4 : 1.000ha La superficie du terrain à aménager est 10 fois que celle de l'année 1. La dépense est 670.900 en milliers de francs.

- Année 5 : 1500ha Le terrain à aménager est comme l'année 4.

Récapitulation

Année Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Superficie (ha) 5 50 500 1000 1500 Activités (en milliers) 6.709 60.380 603.800 670.900 670.900 Engrais (en milliers) 4.200 42.000 420.000 840.000 1.260.000 Total 10.909 102.380 1.023.800 1.510.900 1.930.900

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Mémoire de fin d’études

9.5 Calcul de Taux de Rentabilité Interne (TRI)

Solde Année Dépenses D Recette R Non actualisé Actualisé à Actualisé à 25% 20% 0 1.325.879 -1.265.879 -1.265.879 -1.265.879 1 10.909 12.509 1.600 1.280 1.333 2 102.380 125.090 22.710 145.344 15.771 3 1.023.800 1.250.900 227.100 116.275 131.424 4 1.510.900 2.501.800 990.900 405.873 477.865 5 1.930.900 3.752.700 1.821.800 596.967 732.141 TOTAL -140 92.655

I 0.25 t 0.20 B -140 0 92.655

D'où TRI = 24,99%

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Mémoire de fin d’études

CONCLUSION

L’exploitation démesurément des tanety par la pratique des cultures vivrières est la seule essentielle de la dégradation du sol dans le haut bassin versant de Kitsamby. Sans penser à l’importance des pentes et des ruissellements, les techniques culturales adoptées par les paysans sont seulement basées sur la délimitation parcellaire qui peut entraîner des pertes en terre non négligeable et de la diminution nette de la fertilité en même temps, ce qui oblige les paysans à exploiter des nouvelles parcelles.

La présente étude essaie de réduire au minimum cette perte en terre, en examinant les différentes solutions possibles pour mieux maîtriser l’érosion afin d’obtenir une meilleure potentialité du sol.

Sur le plan technique, l’amélioration de la potentialité du sol consiste à construire des banquettes et terrasses pour ralentir le ruissellement et corriger la pente ; et appliquer la méthode semis-direct qui consiste à couvrir le sol pour conserver son humidité.

Avant la réalisation d’une telle étude, la formation et l’encadrement des paysans s’avèrent nécessaire afin d’améliorer leurs techniques culturales.

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Mémoire de fin d’études

ANNEXES

1. Données climatologiques de la zone 2. Calcul de caractéristiques du B.V 3. Bilan hydrique 4. Profil du sol 5. Calcul des pertes en terre 6. Calcul du projet 7. processus du semi-direct 8. Bassin versant

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Mémoire de fin d’études

ANNEXE 1 : Données climatologiques de la zone

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Mémoire de fin d’études

PRECIPITATION ANNUELLE D’ARIVONIMAMO Année Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Dec Annuelle 1951 362.2 171.0 238.1 58.0 8.7 1.3 4.0 57.4 0.0 37.3 304.4 171.5 1413.9 1952 442.7 223.5 289.1 36.1 57.6 2.8 9.1 3.3 11.9 22.1 247.1 191.1 1536.4 1953 144.3 216.5 488.2 33.7 4.0 7.8 13.7 6.7 40.8 66.6 41.3 385.0 1448.6 1954 272.4 233.2 204.3 33.4 0.0 5.9 0.2 0.1 23.2 51.4 165.0 323.0 1311.7 1955 276.4 208.0 352.9 26.0 6.1 0.9 5.6 21.6 0.0 55.5 134.0 450.9 1537.9 1956 291.5 179.1 98.1 151.6 3.6 0.4 38.2 0.3 32.5 6.3 94.7 337.8 1234.1 1957 194.6 390.7 441.7 43.9 11.1 0.5 1.7 2.9 1.7 25.9 127.5 170.8 1413.0 1958 346.1 173.5 139.5 11.3 0.0 15.3 8.9 8.6 133.5 66.8 114.8 508.0 1526.3 1959 356.3 374.9 489.9 06.2 11.2 0.0 2.8 0.0 0.9 6.0 179.2 241.4 1668.8 1960 312.2 277.3 262.2 30.8 1.5 0.3 0.4 0.0 0.8 11.8 40.9 556.7 1494.9

PRECIPITATION ANNUELLE DE FARATSIHO Année Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Annuelle 1964 138.1 448.9 100.9 67.5 19.3 44.6 46.5 0.0 3.5 80.4 190.1 881.0 2020.8 1965 991.4 587.1 458.1 127.6 5.7 3.7 39.7 48.9 32.1 149.7 112.0 355.4 2911.4 1966 183.6 173.6 152.9 111.3 56.0 29.9 0.0 30.6 45.0 84.5 237.9 329.5 1434.8 1967 324.9 304.5 421.7 38.4 29.7 0.0 13.7 2.8 66.8 133.0 338.8 221.4 1895.7 1968 236.9 314.6 153.3 77.3 30.8 0 0.0 7.6 19.5 71.9 239.0 309.9 1460.8 1969 29401 456.4 236.6 174.6 71.4 14.0 12.9 54.5 14.4 71.7 97.3 443.4 1914.3 1970 443.7 241.4 198.7 79.8 2.6 0.5 0.0 0.0 0.0 59.0 363.1 291.3 1680.1 1971 380.0 207.9 101.4 64.2 15.8 6.8 0.0 0.0 46.8 20.0 183.1 544.1 1570.1 1972 138.6 237.6 382.2 59.0 69.9 11.8 38.9 61.4 1.9 123.8 203.9 283.4 1612.4 1974 76.6 126.0 96.6 64.0 60.1 23.7 13.4 6.2 22.6 104.9 109.6 292.0 995.7 1975 170.6 246.8 195.2 115.0 9.4 0.0 0.5 0.0 13.0 78.0 73.7 314.5 1216.7

2

Mémoire de fin d’études

PRECIPITATION MAXIMALE JOURNALIERE D’ARIVONIMAMO Année janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Moyenne 1965 71.4 48.9 69.3 34.2 4.3 0.0 2.2 29.8 7.5 11.7 40.0 40.2 23.0 1966 43.7 36.0 23.6 27.4 35.9 17.4 0.0 21.1 12.9 13.3 26.7 91.3 23.5 1967 59.2 100.8 53.8 16.7 21.9 0.1 0.5 1.0 4.4 22.2 19.9 25.2 29.0 1968 24.6 62.1 52.1 27.3 4.7 5.1 1.7 0.0 4.3 48.1 57.8 69.7 30.0 1969 77.2 91.7 23.9 19.6 3.0 0.1 2.5 37.0 45.8 42.0 35.9 91.1 39.1 1970 81.5 46.4 43.3 25.1 0.4 4.8 0.7 0.6 0.5 12.8 33.5 35.6 24.0 1971 62.3 63.9 34.0 15.4 7.5 0.8 1.4 0.7 17.0 6.6 76.4 76.3 30.2 1972 59.9 64.8 36.4 12.2 17.0 7.7 16.3 23.0 0.0 30.1 38.6 50.0 29.7 1975 41.8 97.1 62.0 20.6 22.5 0.0 2.1 0.3 14.2 21.7 33.1 49.8 30.4 1976 55.6 48.7 48.0 55.4 28.9 1.3 10.6 9.6 4.1 23.7 28.9 36.8 29.3 1978 56.3 83.0 13.4 15.3 16.6 2.8 7.0 0.7 28.9 24.7 14.9 57.2 26.7 1979 77.8 49.2 65.9 29.3 31.7 14.6 2.4 18.2 0.0 37.4 39.3 39.6 33.8 PRECIPITATION MAXIMALE JOURNALIERE DE FARATSIHO Année janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct No Déc Moyenne 1965 165.4 54.5 50.7 56.3 2.6 2.5 13.5 23.6 17.7 54.7 31.3 46.6 43.3 1966 45.0 29.2 45.8 26.7 26.6 23.2 0.0 21.8 16.1 30.1 62.8 55.2 32 1967 53.6 87.2 53.5 14.1 11.0 0.0 6.2 2.8 20.6 26.6 68.6 40.2 32 1968 53.0 65.5 41.5 22.1 14.2 0.0 0.0 7.6 6.8 26.3 46.9 47.2 25.5 1969 79.3 76.4 44.3 59.5 32.0 13.7 4.3 28.3 9.5 27.4 29.5 59.0 38.6 1970 61.2 71.9 27.9 44.3 2.6 0.5 0.0 0.0 0.0 19.0 37.8 44.7 29 1971 58.2 29.5 26.5 22.6 8.6 3.4 0.0 0.0 16.0 6.7 40.0 43.8 21.3 1972 21.4 45.0 41.9 17.5 14.8 11.8 11.5 16.4 1.9 22.8 38.5 48.5 24.1 1975 90.0 30.0 48.0 33.0 9.4 0.0 0.5 0.0 12.0 26.4 21.0 54.0 27.0 1976 49.0 59.0 38.8 30.0 18.2 0.0 10.1 6.0 27.5 35.4 27.8 31.8 27.8 1978 56.1 72.3 26.4 15.3 9.6 4.0 18.1 0.0 6.8 33.7 26.4 120.0 32.4 1979 39.3 55.6 32.7 34.5 24.2 9.6 14.0 10.3 7.5 21.0 76.0 75.4 33.4

3

Mémoire de fin d’études

PLUVIOMETRIE MAXIMALE JOURNALIERE

Station Faratsiho

Année Hauteur [mm] 1965 165.4 1966 62.8 1967 87.2 1968 148 1969 79.3 1970 71.9 1971 58.2 1972 48.5 1975 90 1976 59 1978 120 1979 76

Station d’Arivonimamo

Année Hauteur [mm] 1965 71.4 1966 91.3 1967 121.7 1968 69.7 1969 91.7 1970 81.5 1971 76.4 1972 64.8 1975 97.1 1976 55.6 1978 56.3 1979 77.8

4

Mémoire de fin d’études

MOYENNES PRECIPITATIONS MENSUELLES [mm]

Station d’Arivonimamo Période : 1961 - 1990 Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total Pluies 239,9 283,1 202,1 74 ,4 29 7,8 13,1 12,5 12,3 68,6 174,1 311 1481.9 Nb jours 19 18 17 10 5 3 4 4 3 8 15 22 128 Max 24h 84,1 121,7 99,1 67,9 62,3 19,2 26,6 37 45,8 48,1 94 91,1

Station de Faratsiho Période : 1951 - 1981 Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total Pluies 359 324,4 322,8 114 40,7 17,3 23,3 16,2 26,3 111 205,5 392,2 1952,7 Nb jours 19 18 17 9 4 2 3 3 3 9 14 21 122 Max 24h 165,4 178,4 170,3 200 59,2 43,2 43,5 28,3 33,6 148 76 120

Région de Manalalondo

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total Pluies 329,1 305,4 267,3 95,8 35,3 12,9 18,6 14,5 19 ,9 91,5 191,1 354,8 1736

5

Mémoire de fin d’études

MOYENNES D’EVAPOTRANSPIRATIONS Station d’Arivonimamo Période : 1961 - 1990 Longitude : 47° 11’E Latitude : 19° 01’S Altitude : 1450m

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total ETP [mm] 94 82 83 70 54 42 40 45 57 74 87 94 822

Station de Faratsiho Période : 1961 - 1990 Longitude : 46° 55’E Latitude : 19° 23’S Altitude : 1750m

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total ETP [mm] 87 74 78 66 54 42 41 47 55 73 78 83 728 Région de Manalalondo Période : 1961 - 1990 Longitude : 47° 26’E Latitude : 19° 22’S Altitude : 1559m

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Total ETP [mm] 90 78 80 68 54 42 41 46 56 73 82 88 798

6

Mémoire de fin d’études

ANNEXE 2 :

Calcul des caractéristiques du bassin versant

7

Mémoire de fin d’études

CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT

1. Caractéristiques hydrologiques

1.1 Caractéristiques morphologiques

1.1.1 Coefficient de compacité de GRAVELIUS K

Avec P = 60Km et S = 142Km 2

K P 0 ,28 √S 60 d’où K 0,28 √142

K = 1.4

Comme K = 1.4 > 1 ; alors la forme du bassin versant est carré .

1.1.2 Rectangle équivalent

K√S 1,12 L 1 1 1,12 K et

K√S 1,12 l 1 1 1,12 K

D’où

1,4√142 1,12 L 1 1 1,12 1,4 et

K√S 1,12 On a l 1 1 1,12 K

L = 24Km

l = 6Km

8

Mémoire de fin d’études

1.2 Pente

1.2.1 Pente moyenne P m [%] ou [m/Km]

où Z max = 2643m et Z 0 = 1525m Z Z p L L = 24m

2643 1525 p 46 ,6 D’où 24

Pm = 46,6 [m/Km]

1.2.2 Pente moyenne corrigée Pc

′ où Z’ max = 2375m Z Z P L

D’où 2 P 375 1 525 35 ,4 24 P = 35,4 [m/Km] c

1.2.3 Indice de pente globale Ig

Avec H = 2375m et H = 1560m 5 95 H H I D’où L

2 375 1 560 I 33 ,96 24

Ig = 34 [m/kM]

1.2.4 Indice de pente de ROCHE I p

I I 1250

D’où

34 I 0,165 1 250

Ip = 0.17

9

Mémoire de fin d’études

2 Débit Q à l’exutoire

0,5 0,32 1,39 Q = 0,009 x S x I x P F

2.1 P( F,24 )

P( F, 24 ) = P o + U F . a G

a) Pluie moyenne maximale journalière P

d P d d P P d d d Où P 1 = 88,90mm P2 = 79,60mm d1 = 24,30m d2 = 28,60m D’où

24 ,30 28 ,60 P 88 ,90 79 ,60 24 ,30 28 ,60 24 ,30 28 ,60

P = 84,60 mm

b) La variable de position P o

Avec σ = 28.6 P P 0,45 σ D’où P o = 84,6 – (0,45 x 28,6) = 71.7

Po = 71.7mm

c) Variable réduite de GUMBEL U F

UF = - [ln (-ln F)]

T (ans) F UF 2 0.5 0.4 5 0.8 1.5 10 0.9 2.3 25 0.96 3.9 50 0.98 4.6

10

Mémoire de fin d’études

d) Le gradex a G

σ

1,28 D’où 28 ,6 22 ,3 1,28

a = 22,3mm G

e) P( 24, F )

On représente P(24,F) par un tableau

T(ans) PF [mm]

2 81

5 105 10 123 25 143 50 159

2.2 Pente du bassin versant I

où Z 5% = 2390m Z% Z % I Z95% = 1611m L L = 35Km

D’où 2 I 390 1 611 22 ,26 35 I = 22.26 m/Km

2.3 Débit Q à l’exutoire

0,5 0,32 1,39 Q = 0,009 x 142 x 22,26 x P F

PF [mm] Q [m3/s] 81 98.5 105 141 123 176

143 217

159 251

11

Mémoire de fin d’études

ANNEXE 3 : Bilans hydriques

12

Mémoire de fin d’études

BILANS HYDRIQUES

1. Le coefficient de ruissellement

1.1 Formule de Louis DURET

- Pour une fréquence de 5ans on a H(24,5) = 105mm - Pour une fréquence de 10 ans on a H(24,10) = 123mm

Mais pour le projet on adopte la fréquence de 5ans.

36 C 1 36 H 1 0,43 24 , F 105 C = 43%

1.2 Formule utilisant les constantes de la région d’étude

On a -η -0,123 C = x A = 75,6 x 142

C = 41%

1.3 Coefficient d’écoulement C

D’après les calculs ci – dessus il y aune différence de 2% entre les 2 formules utilisées ; on va prendre comme coefficient de ruissellement C leur moyenne. Soit C = 42%

2. Précipitation La hauteur de pluie est obtenue en affectant un coefficient à chacune des données pluviométriques de Faratsiho et celles d’Arivonimamo. La formule utilisée est :

P = 0,46 P + 0,54 1 Où P = 1481,9mm P 1 P2 = 1925,7mm

D’où P = 1 736,10 mm

13

Mémoire de fin d’études

3. Evapotranspiration ETP et déficit d’écoulement D

1) ETP

Comme la ville de Faratsiho est la plus proche de la ville de Manalalondo ; on utilise comme valeur de l’ETP celle des données de cette ville.

Station : Faratsiho Longitude : 46° 55’E Latitude : 19° 23’S Altitude : 1750m

Mois Janv Fév Mar Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Anné ETP[mm 87 74 78s 66 54 42 41 47 55 73 78 83 728e ]

2) Le déficit d’écoulement D

Pour son calcul on utilise les températures de Faratsiho et Arivonimamo avec la formule suivante : T = 0,46T 1 + 0,54 T 2

Où T 1 : température moyenne annuelle d’Arivonimamo T2 : température moyenne annuelle de Faratsiho

Station : Faratsiho Longitude : 46° 55’E Latitude : 19° 23’S Altitude : 1750m

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Moy Tmin 13,3 13,1 12,9 11,4 9,1 6,7 6,1 6,3 7,9 10 11,4 12,1 10,0 Tmax[°C] 24,4 24,4 24,4 24 23 20,8 20,8 21,3 23,6 25 25 24,3 23,4 Tmoy[°C] 18,8 18,7 18,7 17,7 16,1 13,8 13,4 13,8 15,7 17,5 18,2 18,2 16,7 [°C]

Station : Arivonimamo AERO Longitude : 47° 10’E Latitude : 19° 02’S Altitude : 1450m

Mois Jan Fév Mar Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Moy Tmin [°C] 21,1v 20,9 20,9s 20,7 19 18 18,1 18,2 18,5 19,6 20,4 20,7 20,7 Tmax 31,7 31,7 32 32,3 31,2 29,5 29,3 29,8 31,7 33,6 34,1 33,2 31,7 Tmoy[°C] 26,4 26,3 26,5 26,5 25,1 23,8 23,7 24 25,1 26,6 27,3 27 25,7 [°C]

14

Mémoire de fin d’études

Région de Manalalondo

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Moy Tmin 16.9 16.7 16.6 15.7 13.7 11.9 11.6 11.8 12.8 14.4 15.5 16.1 14.5 Tmax[°C] 27.8 27.8 27.9 27.8 26.8 24.8 24.7 25.2 27.3 29.0 29.2 28.4 27.2 Tmoy[°C] 22.3 22.2 22.3 21.7 20.2 18.4 18.1 18.5 20.0 21.7 22.4 22.2 20.8 [°C] D’où T = 20,8[°C] L = 300 + (25 x 20,8) + 0,05 x 20,8 2 L = 843

P D 0,42 1733 0,9 843 D = 42 %

4. Bilans hydriques

P = ETP + R + I [mm]

Mois Janv Fév Mars Avril Mai Juin Juil Aoû Sept Oct Nov Déc Total P [mm] 329, 305, 267, 95,8 35,3 12, 18,6 14,t 19,9 91,5 191, 354, 1736, ETP[mm] 144,0 134,4 117,3 42,2 15,5 5,79 8,2 6,45 8,7 40,3 84,11 156,8 763,91 R [mm] 138,7 128,4 112,6 40,2 14,8 5,4 7,8 6,1 8,4 38,4 80,3 149,1 729,2 I [mm] 46,12 42,73 37,43 13,4 5,0 1,8 2,6 2,0 2,8 12,8 26,7 49,70 243,0

15

Mémoire de fin d’études

ANNEXE 4 : Profil du sol

16

Mémoire de fin d’études

PROFIL MN.1

Sol brun sur basalte ancien Sol ferralitique fortement désaturé gibbsitique humifère

Situation : 1Km à l’Ouest – Nord – Ouest de Manalalondo en direction de Faratsiho Altitude : 1.800m Modulé : Pente faible (3%), sommet d’inter fleuve (Planèze) basaltique émoussé, Légèrement vallonné. Matériau : Basalte de coulée (Méo –pliocène), à structure massive Régime hydrique : Drainage correct Description : 0 – 20cm : Brun foncé (7.5YR 3/2 à l’état sec), sans tâches. Enracinement graminéen très dense. Structure polyédrique fine à grumeleuse, friable. Texture argileuse, sous élément grossière. Limite nette à distincte. 20 – 70cm : Brun (7.5YR 5/4 à l’état sec). Sans tâches. Nombreuses racines fines. Structure polyédrique anguleuse fine très développée, friable. Texture argileuse, sous élément grossière. Limite distincte. 70 –130cm : Brun rougeâtre (5YR 4/4 à l’état sec). Sans tâches. Quelques racines fines. Structure polyédrique anguleuse fine à moyenne très développée, friable. Texture argileuse, sous élément grossière. A partir de 130cm : Altérité brun – rouge _ violacé. Basalte altéré argilo – limoneux.

N° : Echantillon MN 11 MN 12 MN 13 Profondeur ( cm ) 0 -20 20 - 70 70 -120 Humidité à pF 4.2 % 26,38 26,29 26,45 à pF 3.0 % 39,03 38,40 38,49 à pF 2.5 % Granulométrie Argile % 71,00 68,70 65,50 Limon fin (2-20µ) % 14,20 15,20 18,10 Limon grossier (20-50µ) % 11,60 11,90 13,30 Sable fin (50-200µ) % 2,50 3,20 2,10 Sable grossier (200- % 0,80 1,00 1,10 Matière Matière Organique % 5,33 2,59 0,62 Organique Carbone % 3,09 1,50 0,36 Azote total % 2,52 1,26 0,40 Rapport C/N % 12,00 12 1,10 Phosphore Total ppm 5,483 5,228 5,204 Assimilable ppm 16 151 375 Granulométrie Ca mé% 0,15 0,01 0,13 Mg mé% 0,75 0,13 0,50 K mé% 0,12 0,03 0,02 Na mé% 0,01 0,01 0,01 Somme de base mé% 1,03 0,18 0,66 Capacité d’échange mé% 26,47 24,16 29,18 Saturation % 4 1 3 PH pH 5.00 4.70 4.85

17

Mémoire de fin d’études

PROFIL AR. 2 Sol brun sur basalte ancien Sol ferralitique rajeuni humifère

Situation : 25Km au Sud Sud Est d’Arivonimamo, le long d’une piste menant aux crêtes de l’Ankaratra. Altitude : 1.850m Modelé : Versant (pente 30%) Matériaux : Basalte de coulée méo – pliocène à structure massive. Le sol se développe sur des colluvions de pente. Régime hydrique : ruissellement et drainage correct (pas d’engorgement). Description : 0 – 25cm : Brun – rougeâtre foncé (5YR 3/3 à l’état sec), sans tâches. Nombreuses racines fines. Structures polyédriques fines très développée, friable. Texture argileuse. Quelques cailloux de basalte. Limite nette. 25 – 100cm : Brun – rougeâtre (5YR 5/4 à l’état sec), sans tâches. Nombreuses racines fines. Structures polyédriques fines très développées, friables. Texture argileuse. Quelques cailloux de basalte. Limite nette. 100 –150cm : Gris brunâtre à gris rougeâtre (5YR 4/2 à 5/2 à sec), sans tâches. Nombreuses racines fines. Structures polyédriques fines très développées, friable. Texture argileuse. Quelques cailloux de basalte. Limite nette. Plus de 150cm : Gris clair, basalte en cours d’altération.

N° : Echantillon MN 11 MN 12 MN 13 Profondeur ( cm ) 0 -25 25 - 100 100 -150 Humidité à pF 4.2 % 23,93 25,06 26,80 à pF 3.0 % 38,34 35,90 38,99 à pF 2.5 % Granulométrie Argile (0-2µ) % 66,3 70,9 58,6 Limon fin (2-20µ) % 15,8 13,5 18,7 Limon grossier (20-50µ) % 10,8 12,0 14,2 Sable fin (50-200µ) % 5,8 2,3 7,7 Sable grossier (200- % 1,3 1,3 0,8 Matière Matière Organique % 6,09 3,84 0,50 Organique Carbone % 3,53 2,23 0,29 Azote total % 3,48 1,68 0,46 Rapport C/N % 10 13 6 Phosphore Total ppm 2,805 2,516 4,026 Assimilable ppm 58 17 96 Granulométrie Ca mé% 0,84 0,25 0,14 Mg mé% 1,31 1,05 1,17 K mé% 0,12 0,05 0,03 Na mé% 0,02 0,01 0,02 Somme de base mé% 2,29 1,36 1,36 Capacité d’échange mé% 20,79 16,42 19,80 Saturation % 11 8 PH pH 5,2 5,1 4,9

18

Mémoire de fin d’études

PROFIL TF.3 Sol noir sur volcanisme ancien Andosol perhydraté mécanique

Situation : Proximité des Tsiafajavona, en contrebas de crête sommitale d’Ankaratra. Altitude : 2.500m Modelé : Pied de versant, pente de l’ordre de 20% Régime hydrique : Léger engorgement dans l’horizon organique supérieur Matériau : Coulée d’Ankaratrite Description :

N° : Echantillon MN 11 MN 12 MN 13 Profondeur ( cm ) 0 -25 25 - 60 60-120 Humidité à pF 4.2 % 29,46 27,34 à pF 3.0 % 35,88 34,71 à pF 2.5 % Granulométrie Argile (0-2µ) % 42,7 34,0 Limon fin (2-20µ) % 32,2 26,8 Limon grossier (20-50µ) % 13,5 13,0 Sable fin (50-200µ) % 7,1 15,1 Sable grossier (200- % 4,5 10,6 Matière Matière Organique % 7,10 4,5 Organique Carbone % 4,12 2,61 Azote total % 4,20 3,06 Rapport C/N % 10 9 Phosphore Total ppm 3,685 4,581 Assimilable ppm 152 481 Granulométrie Ca mé% 3,60 0,07 Mg mé% 0,12 0,04 K mé% 0,07 0,06 Na mé% 0,02 0,02 Somme de base mé% 3,81 0,19 Capacité d’échange mé% 43,80 34,93 Saturation % 9 1 PH pH 5,55 5,25

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Mémoire de fin d’études

ANNEXE 5 : Evaluation des pertes en terre

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Mémoire de fin d’études

EVALUATION DES PERTES EN TERRE

1. Mesure sur terrain

V γ E 750 S x x 1,725 56 ,25 23 E = 56,3 [t/ha/an]

2. Par les méthodes empiriques

2.1 Formule de WISCHMEIER et SMITH

On a la formule suivante :

E = 2,24 x K x R x LS x C x P = 2,24 x 0,22 x 365 x 1,7 x 0,5 x 0,8

E = 122,3 [t/ha/an]

2.2 Formule de FOURNIER

a) Moyennes précipitations mensuelles de la région de Manalalondo

Ds = 52,49Ce – 513,21 avec p où p = 354,8 mm Ce P = 1 736 mm P

Soit p 354 ,8 Ce 72 ,5 P 1 736 D’où Ds = 52,49 x 72,5 – 513,21 = 3292,3

D = 33 [t/ha] s

b) Précipitations annuelles maximales de la régions de Faratsiho

p = 587,1 mm P = 2911,4 mm Soit p 587 ,1 Ce 118 ,5 P 2 911 ,4

D’où Ds = 52,49 x 118,4 – 513,21 = 5701,6[t/Km²]

Ds=57,02

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Mémoire de fin d’études

2.3 Formule de HENIN

Soit π

I x x S E K x Ve

1,33 x 22 ,3 x 8 D’où 1,93 x Ve

120 E Ve t/ha /an

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Mémoire de fin d’études

ANNEXE 6 : CALCUL DU PROJET

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Mémoire de fin d’études

Dans tous les calculs qui se suivent on va prendre les valeurs suivantes : - Wb = 1,5m - VI = 1,2m - U = 0,75

Pour le Bassin versant en général, la pente du B.V est égale à 22,26% soit 12,56°

1. Intervalle vertical théorique TVI

S TVI x Wb 22 ,26 x 1,5 Soit 0,4 100 S xU 100 22 ,26 x 0,75 Soit TVI = 0,4m

2. Hauteur du dévers RH

RH = W b x 0,10 = 1,5 x 0,10 = 0,15

RH = 0,15m

3. Hauteur du talus Hr

TVI RH Hr 0,28 2 Hr = 0,28m

4. Largeur du talus Wr

Wr = H r x U = 0.21

W = 0,21m r

5. Largeur de la terrasse ou du fossé W t

Wt = W b + 2 W r = 1,5 + 2 x 0,21 = 1,92

W = 1,92m t

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Mémoire de fin d’études

6. Intervalle horizontal HI

VI HI 1,2 x 100 x 100 5,4 S 22 ,26 HI = 5,4m

7. Distance inclinée D

VI 1,2 D 5,52 Sins Sin 12 ,56 D = 5,52m

8. Longueur L

10 000 10 000 L 1 852 HI 5,4

L = 1 852m/ha

9. Superficie de la sole A

A = L x W b = 1852 x 1,5 = 2 778

A = 2 778m 2/ha

10. Pourcentage du sole Pb

A P x 100 27 ,78 10 000 Pb = 27,78%

11. Section transversale du fossé C

W x 2 Hr 1,5 x 2 0,28 C 0,105 8 8 C = 0,105m²

12. Volume des déblais et remblais V

V = L x C = 1852 x 0,11 = 194,5

V = 194,5m 3

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Mémoire de fin d’études

13. Récapitulation

Quantité Quantité totale Désignation Symbole Unité /ha /5ha 13. Intervalle vertical théorique TVI m 0,4 0,4 14. Hauteur du dévers RH m 0,15 0,15 15. Hauteur du talus Hr m 0,28 0,28

16. Largeur du talus Wr m 0,21 0,21

17. Largeur de la terrasse ou du fossé Wt m 1,92 1,92 18. Intervalle horizontal HI m 5,40 5,40 19. Distance inclinée D m 5,52 5,52 20. Longueur L m 1 852 9 260 21. Superficie de la sole A m2 2 778 13 890

22. Pourcentage de la sole Pb % 27,78 27,78 2 23. Section transversale du fossé C m 0,105 0,705 24. Volume du déblais et remblai V m3 195 975

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Mémoire de fin d’études

Annexe 7

Processus du semis direct

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Mémoire de fin d’études

PROCESSUS DU SEMIS DIRECT

Année 1ère 2ème 3ème 4ème 5ème ……

1. Destruction des 1. Couverture 1. Couverture 1. Couverture 1. Laisser la terre Travail mauvaises herbes Complémentaire complémentaire complémentair en jachère e 2. Couverture du sol 2. Application de semis 2. Continuation de • couverture vive direct avec amélioration la technique de 2. Rotation des • couverture morte et restauration du sol semis direct cultures

3. Rotation des

cultures

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Mémoire de fin d’études

ANNEXE 8 : Bassin versant

- Les courbes de niveau

- Les réseaux hydrographiques

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Mémoire de fin d’études

BASSIN VERSANT AVEC COURBES DE NIVEAU

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Mémoire de fin d’études

BASSIN VERSANT AVEC Les réseaux hydrographiques

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Mémoire de fin d’études

Bibliographies

• Projet blé : le milieu physique de la région volcanique d’Ankaratra – Vakinankaratra – Itasy. Aptitude à la culture du blé pluvial. • DURET, L., Estimation des débits de crue à Madagascar. Bassins de 10 à 50.000Km². • FAO, Conservation des sols en Afrique et à Madagascar, les facteurs de l’érosion et l’équation de WISCHMEIER. • FAO, Manuel de terrain pour l’aménagement des Bassins Versants : techniques de traitement des pentes. • Ressources en eu : Fleuves et rivières de Madagascar. • Bilan de l’eau sous prairies naturelles et artificielles. • A., Razafimpaniry, (1965) Rapport annuel du service géologique. • ROOSE, E., (1954) Introduction à la gestion conservatoire de l’eau, de la biomasse et de la fertilité des sols ORSTOM. • FAO, Garder la terre en vie – l’érosion des sols - ses causes et ses remèdes. • Andriamampianina, N., (1997) Mesure des phénomènes d’érosion, Projet de conservations des sols. • ANAE, (2000) Vava asa (1) et (2) • FAO, (1967) La défense des terres cultivées contre l’érosion hydraulique. • BAILLY, malvos, C., Smith, M. (1976) Etude de la susceptibilté à l’érosion des sols de Madagascar. CIRAD. • CHABALIER, P.I., Rakotomanana, J.L. (1996) Techniques de lutte contre l’érosion. • Rakotomanana, Eric, (1999) Modèles d’érosion pour l’aménagament de Bassin Versant ; cas du Bassin Versant de Menaloha. Mémoire d’Ingénieur. ESPA • ONG TAFA (2000) fiche technique provisoire ; semis direct sur couverture permanente des sols. • Raunet, M., (1981) Le milieu physique et aptitude à la mise en valeur agricole (système et structure) région du Lac Alaotra Madagascar. IRAT (Institut de Recherche Agro Tropicale) • République Française – Ministère de Coopération – Centre Technique Forestier Tropical (CTFT) Conservation des sols au Sud de Sahara ( 12 ème édition)

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ABREVIATIONS

• B.V : Bassin Versant • R.I.P : Route d’Intérêt Provincial • C.R : Commune Rural • S.C.M : Service Central Météorologique • I.R.A.T : Institut de Recherche Agro Tropicale • C.T.F.T : Centre Technique Forestier Tropical • M.O : Matière Organique

Mémoire de fin d’études

RESUME

Nom : RANINDRINA RAHAJARIMANANA Prénom : Dimbimalala Farasoa

Titre de mémoire : ETUDES TECHNIQUES DE L’AMENAGEMENT DU HAUT BASSIN VERSANT DE KITSAMBY

Nombre de pages : 84 Nombres de figures : 7 Nombre de tableaux : 32

Ce présent mémoire intitulé « ETUDES TECHNIQUES DE L’AMENAGEMENT DU HAUT BASSIN VERSANT DE KITSAMBY rentre dans le cadre de la protection de l’environnement. L’étude comprend l’évaluation des pertes en terre du sol de la région de Manalalondo en se référant de la formule de WISCHMEIER et de Smith. Les deux actions simultanées réduisent au minimum l’érosion et d’augmenter au maximum le rendement de la production.

Rapporteur : RAMINOSON Henri Séraphin Adresse de l’auteur : Lot VI 17 F Ambatoroka Antananarivo 101