UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ------ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ------DEPARTEMENT HYDRAULIQUE ------
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur
Commune rurale Besoa Sous-préfecture Ambalavao Province de Fianarantsoa
Date de soutenance : 16 Mars 2004
Présenté par : RAOELIMANANA Mbolanirina Fanja
Promotion : 2003
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ------ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ------DEPARTEMENT HYDRAULIQUE ------
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur
Commune rurale Besoa Sous-préfecture Ambalavao Province de Fianarantsoa
Membre de Jury
Président : Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona
Encadreur : Monsieur RASOLOFONIAINA Jean Donné
Examinateurs : Monsieur RAFALIMANANA Mampitony
Monsieur RAKOTO David
Date de soutenance : 16 Mars 2004
Présenté par : RAOELIMANANA Mbolanirina Fanja
Promotion : 2003
Remerciements
Je teins à mes vifs remerciements, principalement à : Dieu tout puissant, qui ma fortifié, Monsieur RANDRIANOELINA Benjamin, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona, Chef de département Hydraulique, à travers lui, je remercie tous les enseignants, particulièrement ceux de la filière hydraulique, Monsieur RASOLOFONIAINA Jean Donné, Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo et également Directeur du Centre National d’Etudes et d’Applications du Génie Rural (CNEAGR), qui m’a encadré durant la réalisation de ce mémoire, Monsieur RAZAKAMAHEFA Nino, Ingénieur hydraulicien au Centre National d’étude et d’Applications du Génie Rural, tout le personnel du Centre National d’Etudes et d’Applications du Génie Rural qui m’a accueillie et soutenue durant la période de stage, mes parents et toute ma famille, qui m’a toujours soutenue, tous mes amis et tous ce qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce mémoire de fin d’étude. Ce travail n’a pu voir le jour sans vos aides que Dieu vous Bénisse et merci encore.
Déclaration sur l’honneur
Je, soussignée, RAOELIMANANA Mbolanirina Fanja, auteur de ce mémoire intitulé : « AMENAGEMENT HYDROAGRICOLE DU PERIMETRE IRRIGUE DE BESOA – Commune rurale Besoa – Sous-préfecture Ambalavao – Province de Fianarantsoa » déclare sur l’honneur que :
Ce document est le résultat de mes travaux de recherche personnelle, travaux qui n’ont pas été publiés. Dans cet écrit, je n’ai pas copié ni reproduit les œuvres d’autrui. Que conformément à l’usage en matière de travaux destinés au public, j’ai précisé à partir de la bibliographie les sources exactes des extraits et documents exploités.
Fait à Antananarivo, le 16 Mars 2004
RAOELIMANANA Mbolanirina Fanja
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa I
Liste des abréviations et sigles
AUE : Association des Usagers de l’Eau BCEOM : Bureau Central d’Etudes pour les Equipements d’Outre-Mer CEG : Centre d’Enseignement Général CNEAGR : Centre National d’Etudes et d’Applications du Génie Rural CSB : Centre de Santé de base CTGREF : Centre Technique de Génie Rural et des Eaux et Forêts. E : Est EPP : Ecole de Préparation Primaire ETP : Evapotranspiration Potentielle FID : Fond d’Intervention au Développement FTM : Foiben-Taotsaritan’i Madagasikara Institut Géographique et Hydrographique National ORSTOM : Organisme de Recherche Scientifique et Technique d’Outre- Mer PK : Point kilométrique PM : Point Métrique PSDR : Projet de Soutien au Développement Rural RN : Route Nationale S : Sud SOGREAH :Société Grenobloise d’Etudes et d’Aménagements Hydrauliques SOMEAH : Société Malgache d’Etudes et d’Aménagements Hydrauliques TRI : Taux de Rentabilité Interne VAN : Valeur Actuelle Nette dfc : débit fictif continu
de : débit d’équipement
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa II
Liste des tableaux
Tableau n°1 : Calendrier cultural pratiqué dans le Périmètre de Besoa ...... 11 Tableau n°2 : Cours de quelques produits locaux ...... 12 Tableau n°3 : Pluviométrie mensuelle et annuelle d’ une fréquence quinquennale sèche en [mm] ...... 16 Tableau n°4 : Pluviométrie maximale journalière de différente fréquence [mm] ..... 18 Tableau n°5 : Caractéristique du bassin versant ...... 20 Tableau n°6 : Apports interannuels à la station de Mananantanana à Iarintsena ... 21 Tableau n°7 : Apports interannuels du bassin versan t étudié par la méthode de station de référence ...... 21 Tableau n°8 : Apports mensuels de diverse fréquence par la méthode de référence...... 22 Tableau n°9 : Apports interannuels du bassin versan t étudié par la méthode de CTGREF ...... 22 Tableau n°10 : Apports mensuels de diverses fréquen ces par la méthode de CTGREF ...... 23 Tableau n°11 : Valeurs retenues pour les apports me nsuels ...... 23 Tableau n°12 : Pluie efficace et évapotranspiration ...... 25 Tableau n°13 : Durées des phases de croissance ...... 26 Tableau n°14 : Adéquation ressource besoin ...... 28 Tableau n°15 : Les poids volumiques des matériaux ...... 35 Tableau n°16 : Récapitulation de la dimension du ba rrage ...... 38 Tableau n°17 : Récapitulation de la dimension des m urs ...... 42 Tableau n°18 : valeurs de K en fonction de la natur e de paroi ...... 43 Tableau n°19 : Dimensionnement des puisards ...... 45 Tableau n°20 : Dimension des canaux selon leur débi t ...... 45 Tableau n°21 : Evaluation d’impact négatif ...... 50 Tableau n°22 : Evaluation d’impact positif ...... 52 Tableau n°23 : Mesure sociale et culturale ...... 53 Tableau n°24 : Mesure environnementale ...... 54 Tableau n°25 : Suivi des impacts ...... 56 Tableau n°26 : Devis estimatif du projet ...... 57 Tableau n°27 : La situation de l’agriculture avant et après l’aménagement ...... 59 Tableau n°28 : Estimation de la Rentabilité financ ière du Projet Besoa ...... 62 Tableau n°29 : Données climatiques enregistrées à la station de Fianarantsoa .. 66 Tableau n°30 : Données pluviométriques moyennes men suelles enregistrées à la station d’Ambalavao de 1969 à 1999 ...... 67 Tableau n°31 : Données pluviométriques maximales jo urnalières enregistrées à la station d’Ambalavao de 1965 à 1999 ...... 68 Tableau n°32 : Répartition de la population de la C ommune Rurale de Besoa par Sexe et par Fokontany en 2002...... 69 Tableau n°33 : Situation de l’Enseignement Primaire dans la Commune Rurale de Besoa en 2002 ...... 69 Tableau n°34 : Besoin d’irrigation et débit fictif continu ...... 73 Tableau n°35 : Bordereau détail estimatif ...... 96 Tableau n°36 : Hypothèse ...... 98
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa I
Tableau n°37 : Coût d’utilisation des matériels agr icoles par hectare (1000 fmg = 1um) ...... 98 Tableau n°38 : Coût d’utilisation des intrants par hectare (1000 fmg = 1um) ...... 99 Tableau n°39 : Coût de main d’œuvre par hectare (10 00 fmg = 1 um) ...... 99 Tableau n°40 : Coût d’entretien en % des investisse ments initiaux ...... 99 Tableau n°41 : Evaluation du TRI ...... 100
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa IV
Liste des figures
Figure n°1: Localisation de Besoa ...... I Figure n°2: Barrage existant vue de face ...... 30 Figure n°3: Barrage existant vue de profil ...... 30 Figure n°4: Stabilité du barrage ...... 35 Figure n°5: Stabilité du mur ...... 41 Figure n°6: Profil en travers du périmètre ...... 55 Figure n°7: Programme sous Excel : stabilité du bar rage ...... 86 Figure n°8: Programme sous Excel : stabilité du mur ...... 87 Figure n°9: Programme sous Excel : Dimensionnement de l’avant canal ...... 89 Figure n°10: Programme sous Excel : Dimensionnement de la bâche ...... 91 Figure n°11: Programme sous Excel : Dimensionnement du canal en terre en rive gauche ...... 94 Figure n°12: Programme sous Excel : Dimensionnement du canal en terre en rive droite ...... 95 Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa V
Tables des matières
Liste des abréviations et sigles ...... I Liste des tableaux ...... II Liste des figures ...... IV Tables des matières ...... V
Avant propos ...... 1 Introduction ...... 3 Chapitre 1: Généralités sur la zone d’étude ...... 4 1.1. Situation physique de la région ...... 4 1.1.1. Localisation ...... 4 1.1.2. Données climatologiques ...... 5 1.1.3. Hydrographie et ressource en eau ...... 7 1.1.4. Relief ...... 7 1.1.5. Caractéristique pédologie du sol ...... 7 1.1.6. Géologie ...... 8 1.1.7. Végétation ...... 8 1.1.8. Situation environnementale de la région ...... 8 1.2. Données agro-socio-économiques ...... 9 1.2.1. Situation démographique ...... 9 1.2.2. Situation sociale ...... 9 1.2.3. Activités économiques ...... 10 1.3. Les problèmes et les contraintes ...... 13 1.3.1. Les problèmes sociaux ...... 13 1.3.2. Problèmes économiques ...... 13 Chapitre 2: Etude technique de base ...... 15 2.1. Etude hydrologique ...... 15 2.1.1. Généralité ...... 15 2.1.2. Traitement des données pluviométriques ...... 15 2.1.3. Bassin versant ...... 18 2.1.4. Estimation des apports ...... 20 2.1.5. Estimation des crues ...... 23 2.2. Etude topographique ...... 24 2.3. Besoin en eau et adéquation ressource-besoin ...... 25 2.3.1. Pluie efficace ...... 25 2.3.2. Evapotranspiration (ETP) ...... 25 2.3.3. Coefficient cultural ...... 26 2.3.4. Durées des phases de croissance ...... 26 2.3.5. Calendrier cultural ...... 26 2.3.6. Besoin en eau d’irrigation ...... 26 2.3.7. Le débit fictif continu critique (dfc) ...... 27 2.3.8. Adéquation ressource besoin ...... 27 2.3.9. Débit d’équipement (d e) ...... 28 2.3.10. Débit en tête du réseau ...... 28 Chapitre 3: Aménagement ...... 29 3.1. Diagnostique de la situation actuelle ...... 29 Tables des matières VI
3.1.1. Description générale du périmètre ...... 29 3.1.2. Infrastructure existante ...... 29 3.1.3. Problème du périmètre ...... 31 3.2. Description de l’aménagement proposé ...... 31 3.3. Conception et dimensionnement des ouvrages ...... 31 3.3.1. Le barrage de dérivation ...... 31 3.3.2. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation et les drains...... 43 Chapitre 4: Etude d’impact environnemental ...... 47 4.1. Impacts négatifs ...... 47 4.1.1. Conflits entre les usagers du barrage projeté et des autres barrages .. 47 4.1.2. Risque de perturbation de tabous ...... 47 4.1.3. L’ensablement des pieds des ouvrages ...... 48 4.2. Impacts positifs ...... 48 4.2.1. Irrigation des surfaces utiles ...... 48 4.2.2. Amélioration de la saison de culture ...... 48 4.2.3. Autosuffisance alimentaire ...... 48 4.2.4. Consolidation des groupes ...... 48 4.2.5. Favoriser le reboisement ...... 49 4.2.6. Protection du versant à la culture sur pente ...... 49 4.2.7. Amélioration du paysage ...... 49 4.3. Evaluation de chaque impact ...... 49 4.3.1. Impacts négatifs ...... 50 4.3.2. Impacts positifs ...... 51 4.4. Analyses comparatives des impacts ...... 53 4.5. Mesure d’atténuation et compensation ...... 53 4.6. Suivi des impacts ...... 56 Chapitre 5: Etude économique du projet ...... 57 5.1. Coût estimatif des travaux ...... 57 5.2. Coût estimatif des mesures environnementales ...... 58 5.3. Evaluation et rentabilité du projet ...... 58 5.3.1. Hypothèse de base ...... 58 5.3.2. Charge d’exploitation ...... 60 5.3.3. Coût de maintenance ...... 60 5.3.4. Les recettes d’exploitation ...... 61 5.3.5. Bénéfice brut ...... 61 5.3.6. Taux de rentabilité interne ...... 61 Conclusion ...... 63 Bibliographie ...... 64 Annexes ...... 66 Annexe 1 : Données climatiques enregistrées à la station d’Ambalavao et Fianarantsoa ...... 66 Annexe 2 : Données agro-socio-économiques ...... 69 Annexe 3 : Bassin versant ...... 70 Annexe 4 : Estimation des apports par la méthode CTGREF ...... 71 Annexe 5 : Estimation des crues par l’observation de laisse de crue ...... 72 Annexe 6 : Besoin en eau ...... 73 Annexe 7 : Conceptions des programmes sous Excel ...... 74 Annexe 8 : Calcul sur les conceptions et dimensions des ouvrages ...... 84 Annexe 9 : Etude économique du projet ...... 96
Tables des matières VII
Annexe 10 : Planning d’exécution des travaux ...... 101 Annexe 11 : Plans ...... 102
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa 1
Avant propos
1. Contexte de l’étude Le périmètre étudié se trouve dans le Fokontany de Besoa, Commune rurale de Besoa, sous préfecture d’Ambalavao. Le projet d’aménagement de ce périmètre est l’un des programmes du Projet de Soutien au Développement Rural (PSDR). Ce projet consiste à aménager les infrastructures d’irrigation du périmètre en vue d’augmenter la production et de renforcer les capacités de gestion et d’entretien du réseau par les groupements eux-mêmes. Ceci dans le but de professionnaliser les paysans. Le PSDR instaure des systèmes de production durables qui sont étudiés par le Centre National d’Etudes et d’Applications du Génie Rural (CNEAGR). Ces systèmes doivent contribuer à l’augmentation de la production rizicole, voire l’augmentation des revenus par ménage. En général, la cause principale de la baisse de rendement rizicole est la non maîtrise de l’eau. La production rizicole reste faible. Elle est surtout destinée à l’autoconsommation mais pas à la vente d’où le faible ou l’inexistence de source de revenu pour les paysans. Ceci explique la dégradation de leur niveau de vie. L’amélioration de la riziculture, en vue d’augmenter le rendement, est alors une solution pour enrayer cette dégradation du niveau de vie en milieu rural. Une bonne conception des infrastructures et une pratique des techniques culturales performantes avec une bonne maîtrise de l’eau pourraient augmenter la production agricole.
2. Objectif de l’étude L’aménagement du périmètre Besoa répond à certains objectifs de base dont les principaux sont : • l’irrigation de la totalité du périmètre à partir des nouveaux infrastructures bien conçus afin d’améliorer la production rizicole et d’augmenter le revenu des producteurs tout en assurant la préservation de l’environnement,
Avant propos 2
• la rentabilité de l’investissement, • la mise à la disposition des usagers d’un réseau hydroagricole capable d’assurer la quantité suffisante en eau nécessaire à l’irrigation, • et la diminution des charges d’exploitation et d’entretien des infrastructures pour motiver les exploitants à assurer leur pérennisation.
Aménagement hydroagricole du périmètre de Bosoa 3
Introduction
80 % de la population malagasy sont des paysans. La riziculture est une des activités prédominantes effectuées par ces derniers. La surface rizicole exploitée reste faible faute de moyens techniques, financiers et la non performance des infrastructures existantes (barrages, canaux d’irrigation). Pour le cas du périmètre de Besoa, en plus de la non performance des infrastructures existantes s’ajoutent le passage des cyclones entraînant leurs dégâts ainsi une mauvaise gestion de leur exploitation et entretien. En effet, la production rizicole est minime (1.2 T/ha). Les paysans n’arrivent même pas à satisfaire leur besoin annuel en riz. L’autosuffisance en riz, premier objectif de l’Etat malagasy, est loin d’être atteinte. Face à cette situation, ce présent mémoire a pour but de contribuer à l’augmentation de la production rizicole par l’aménagement du système d’irrigation du périmètre de Besoa et de proposer des solutions relatives à ce problème. Ce travail comporte cinq (5) chapitres à savoir: • les généralités sur la zone d’étude, • l’étude technique de base nécessaire, • le diagnostic de la situation actuelle et l’aménagement à proposer, • l’étude d’impact environnemental, • et l’étude économique du projet.
Aménagement hydroagricole du périmètre de Bosoa 4
Chapitre 1: Généralités sur la zone d’étude
1.1. Situation physique de la région
1.1.1. Localisation
La zone d’étude se situe dans la partie Centre Sud du plateau central. Elle se trouve dans le Fokontany de Besoa, Commune Rurale de Besoa, Sous Préfecture d’Ambalavao et Province Autonome de Fianarantsoa. Cette commune contient cinq Fokontany à savoir : • Besoa Centre, • Ambalamarina IV, • Antako, • Andraibe, • et Tambohobe. La commune Rurale de Besoa se localise à 1 [km] de la RN 7, sur l’axe Ambalavao Ihosy au PK 24. Les coordonnées géographiques de Besoa sont entre : • les latitudes 21°13’ S et 21°20’ S, • les longitudes 46°45’ E et 46°46’ E. 1 Le périmètre est coupé par la RN 7. Captant l’eau de la rivière Ionisoa, le site du barrage d’irrigation du périmètre s’installe à l’ouest de la RN 7
1 Source : carte topographique d’Ankaramena, feuille M 45, à l’échelle 1/100 000 ème, éditée par le FTM
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 5
Figure N°1: Localisation de Besoa Vers Fianarantsoa
Vers Toliary Echelle : 1/500 000
1.1.2. Données climatologiques
Le climat et les conditions atmosphériques sont des éléments de base indispensables pour déterminer la quantité d’eau nécessaire et disponible à l’irrigation afin de dimensionner les ouvrages. La région de Besoa se situe à la limite extrême Sud de la Haute Mahatsiatra. L’influence du climat du Sud, caractérisé par un vent sec et chaud, sur celui de cette région de plus de 1000 [m] d’altitude est importante. Il en résulte alors un climat classé parmi un climat tropical d’altitude avec une période fraîche plus courte. Les principaux facteurs climatiques sont : • la température [°C],
• l’insolation [ h/jour ], Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 6
• la pluviométrie [mm],
• l’humidité relative [ %] , • et la vitesse du vent [Km/h]. Le site du projet ne dispose pas de station météorologique. Les stations d’Ambalavao et Fianarantsoa sont choisies comme stations de référence pour les données climatologiques. 1.1.2.1. Les températures moyennes maximales et minimales
La température moyenne maximale dans l’année varie entre 25°C et 31°C. La température maximale peut atteindre 34°C en mois de décembre. Tandis que la température moyenne minimale varie entre 5°C à 15°C . La température minimale peut descendre jusqu’à 2°C ou 4°C aux mois de juin et juillet. Les moyennes maximales et minimales mensuelles des températures sont représentées en annexe1 tableau n° 29 . 1.1.2.2. L’insolation
La connaissance de l’insolation est extrêmement importante à la détermination du besoin en eau de la plante. La durée de l’insolation est mesurée à l’aide d’un héliographe. Elle varie de 5.3 à 7.4 [h/jour]. Les valeurs moyennes journalières relevées à la station de Fianarantsoa sont représentées en annexe 1 tableau n°29. 1.1.2.3. Humidité relative
L’humidité relative est définie comme le rapport entre la pression de vapeur d’eau dans l’air et la pression de vapeur saturante. Elle est indispensable pour évaluer le besoin en eau de la plante. L’état hydrométrique de l’air est défini par l’humidité relative mesurée à l’aide d’un psychromètre. Les moyennes de l’humidité mensuelle de la station de Fianarantsoa sont représentées en annexe 1 tableau n°29. 1.1.2.4. Vitesse du vent
La vitesse du vent est un facteur moteur pour l’évaporation, les changements de chaleur et tous les autres échanges de masse entre la surface et l’air. La vitesse vent est mesurée à l’altitude 10 [m] à l’aide d’un anémomètre.
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 7
Les vitesses du vent par mois de la station de Fianarantsoa sont représentées en annexe 1 tableau n°29. 1.1.2.5. Pluviométrie
La pluviométrie est un facteur primordial de genèse des crues et des apports. La station d’Ambalavao est la station de référence pour les données pluviométriques. Les données pluviométriques sont représentées par les tableaux n° 28 et n° 29 en annexe 1.
1.1.3. Hydrographie et ressource en eau
Le seul grand cours d’eau traversant la région de l’Est vers l’Ouest est la rivière d’Ionisoa. Cette rivière fait partie de l’affluent de Mananantanana.
1.1.4. Relief
La commune de Besoa se situe dans la zone de basse colline . Cette zone correspond à une région déprimée avec un relief assez faible dont la monotonie est troublée par des arêtes et buttes rocheuses. Cette unité constitue la vallée de Besoa, légèrement en pente vers le lit du cours d’Ionisoa. Les hauts reliefs et les basses collines avec une altitude moyenne variant de 1000 [m] à 1100 [m] délimitent la commune au Nord et au Sud.
1.1.5. Caractéristique pédologie du sol
D’après l’observation sur terrain, sur les plateaux, les sols latéritiques alternent parfois avec les ferralitiques. Des sols limoneux - sableux et argilo – sableux dominent les terrains de culture . Les affleurements rocheux occupent les hautes collines. Cette caractéristique résulte des enjeux des ruissellements et des dépôts des crues de débordement de la rivière d’Ionisoa.
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 8
1.1.6. Géologie
Outre les formations superficielles telles que les alluvions et argiles latéritiques, les principales constitutions géologiques de la région sont les roches éruptives 1 et les formations métamorphiques2.
1.1.7. Végétation
La prairie constitue la végétation principale au voisinage du hameau de Besoa et dans la partie Nord de la commune. Quelques pieds d’arbustes et d’eucalyptus isolés complètent cette prairie ainsi qu’entre les affleurements rocheux. Ainsi, les espaces boisés sont rares. Les rizicultures, irriguées par les autres barrages en amont et en aval du celui étudié, occupent quelques dizaines hectares sur les deux rives d’Ionisoa. Les cultures de manioc, de haricot, de maïs et d’arachide occupent parfois les « tanety », notamment dans la partie Sud Est de la commune.
1.1.8. Situation environnementale de la région
Sur le pied du barrage existant, la présence de l’ensablement indique l’existence d’une dégradation de l’environnement. Cette dégradation explique la nécessité d’une sensibilisation des exploitants sur les enjeux environnementaux de la protection environnementale 3. Il faut remarquer que les espaces boisées citées précédemment étaient des terrains de reboisement.
Bref, la zone d’étude est bénéficiée par le passage de la route nationale et de cours d’eau. Les caractéristiques des sols et sous-sols sont favorables à l’exploitation agro-socio-économique. Du point de vue environnemental, à cours terme, la vitesse de dégradation est encore faible. La commune de Besoa se doit de savoir exploiter ses ressources pour pouvoir se développer.
1 Les granites andrigitréens et les granites roses dont l’affleurement sont constitués par des boules alignées 2 Les gneiss et les migmatites à amphibole et à biotite. 3 Reboisement, canaux anti-érosifs…
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 9
1.2. Données agro-socio-économiques
Les données agro-socio-économiques sont obtenues à partir des enquêtes et observation sur terrain.
1.2.1. Situation démographique
1.2.1.1. Historique
Mahasoa – un village dans la commune de Besoa – se trouve sur la rive droite d’Ionisoa. Ce village fut la capitale du royaume installé jadis sur les bords de l’Ionisoa. Les tombeaux des anciens rois considérés comme un lieu sacré se trouvaient juste en amont du site actuel du barrage. Cette tradition, transmise de génération en génération, est toujours respectée par la population. 1.2.1.2. Population
Les Betsileo sont majoritaires dans la région même s’il y a une forte émigration venant du sud. Le passage des commerçants de bovidés, venant du sud vers le marché d’Ambalavao, dans la région favorise le métissage avec les ethnies Bara et Antandroy. 1.2.1.3. Nombre de la population
La population de la commune rurale de Besoa compte environ un peu plus de 9000 habitants en 2002 repartis à travers les cinq Fokontany. Plus de 60% de la population résident dans les deux Fokontany de Besoa et d’Ambalamarina. Les femmes et les enfants constituent plus des 75% de la population. La répartition de population par sexe et par Fokontany est représentée en annexe 2 tableau n°32.
1.2.2. Situation sociale
1.2.2.1. Organisation sociale
Les paysans ont une expérience acquise en terme de socio-organisation. Cette expérience s’est accumulée grâce aux organisations des paysans face aux passages des « dahalo » depuis longtemps. Ainsi plusieurs associations à vocations diverses se sont formées au sein de la communauté.
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 10
L’association « Soafaniry » a initié la requête de demande du projet de réhabilitation du périmètre de Besoa. L’association « Soamiraihina », association des riziculteurs du périmètre créée depuis quelques mois est devenu le bénéficiaire direct du projet. Elle constitue l’Association des Usagers de l’Eau composée 55 ménages. 1.2.2.2. Education
La commune de Besoa contient neuf (9) Ecoles Primaires Publiques qui sont presque centenaire et servent plus de 1000 élèves. Sans statistique officielle, les autorités locales admettent que le taux brut de scolarisation ne dépasse pas les 70%. Par ailleurs, moins de 20% des enfants entrant dans le système ne terminent pas le primaire. La répartition des élèves et des enseignants par école est représentée en annexe 2 tableau n°33. 1.2.2.3. Santé
La Commune Rurale de Besoa bénéficie d’un CSB II (Centre de Santé de Base du niveau deux) en bon état . Ce CSB II possède un médecin et un infirmier. Les maladies fréquemment recensées et soignées dans ce CSB II sont essentiellement : • le paludisme, • la diarrhée, • et les infections respiratoires aiguës.
Parallèlement, les guérisseurs traditionnels restent très actifs dans la région. La population a la confiance et l’habitude de les consulter. Cela rend délicat les activités du CSB II. Il n’est consulté qu’en dernier recours. Cet attachement aux pratiques traditionnelles constitue une contrainte tenace pour les services sociaux de base.
1.2.3. Activités économiques
Le secteur primaire et le commerce constituent l’activité économique de la région. 1.2.3.1. Agriculture
a. Riziculture La riziculture est l’activité de base de la population. Les rizières irriguées par le barrage existant s’étendent sur une surface totale de 14 [ha].
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 11
Cette riziculture est encore traditionnelle. Tous les travaux rizicoles se font manuellement . Le fumier et les engrais biologiques sont utilisés pour la fertilisation du sol. Les charges d’exploitation se limitent alors aux mains d‘œuvre salariales. Le calendrier cultural varie suivant la disponibilité de l’eau mais dépend aussi du type de semence. Ainsi, le cycle varie de 3 mois et 28 jours à 4 mois et 15 jours. Le tableau suivant résume le calendrier cultural pratiqué dans le terroir de Besoa.
Tableau n°1 : Calendrier cultural pratiqué dans le Périmètre de Besoa
Activités Période Types de semences (noms vernaculaires)
Semis Septembre / Octobre Anginy Repiquage Novembre / Décembre Vary bory Segos Récolte Mars / Avril Source : Commune rurale Besoa
Dans une année, deux cycles seraient possibles dans le périmètre de Besoa lorsque la ressource en eau est disponible.
b. Autre type de culture Le manioc, le maïs, l’arachide et l’haricot sont les principales cultures pratiquées. Cependant, le manioc prédomine du fait de l’habitude alimentaire d’une catégorie de la population issue des tribus du Sud. Ces spéculations sont destinées à l’autoconsommation. 1.2.3.2. Elevage
Presque la totalité de la population de la commune associe à la fois l’agriculture avec l’élevage. Toutefois l’attachement au zébu, influencé par la proximité du sud, donne une place importante à l’élevage bovin. Outre sa valeur symbolique et système d’épargne, les zébus sont utilisés pour les travaux d’émottage des rizières. Au niveau de l’unité d’exploitation familiale, l’aviculture et l’élevage porcin commencent à se développer. Ces activités s’étaient présentées parallèlement à l’intensification des activités de commerce au sein de la commune ainsi qu’au développement du transport routier.
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 12
1.2.3.3. Commerce
Les échanges commerciaux interrégionaux apparaissent dynamiques au niveau de la commune rurale de Besoa. Elle bénéficie d’un grand marché financé par le FID en 2000. Le marché hebdomadaire est chaque mardi. Le tableau suivant donne le cours de quelques produits locaux.
Tableau n°2 : Cours de quelques produits locaux
Désignation Unité Prix [fmg] Paddy kilogramme 750 à 1 000 Riz blanc kapoaka 400 à 500 Manioc sec kilogramme 600 Maïs égrené kapoaka 150 Haricot sec kapoaka 800 à 1 000 Source : Commune Rurale Besoa, juin 2003
La proximité de la RN7 facilite l’évacuation des produits agricoles. Ce sont surtout les collecteurs qui assurent l’achat du paddy. Mais dans l’ensemble, le cours des produits proposés au marché local apparaît relativement bas par rapport à celui du chef lieu de la sous-préfecture c’est-à-dire Ambalavao. A titre indicatif, le prix de riz blanc varie de 500 à 550 FMG le kapoaka à Ambalavao.
La commune rurale de Besoa est avantagée par la proximité du marché de bovidés à Ambalavao qui est l’un des plus grands à Madagascar. Le commerce du zébu est alors actif. Le prix de bovidé varie suivant les saisons et le sexe. A titre indicatif, le prix d’une génisse en juin 2003 est de 550 000 FMG et le prix d’un bœuf castré peut atteindre 3 000 000 FMG.
Les activités sociales et économiques donnent l’aperçu de la participation dynamique des populations au développement de leur région. Ce dynamisme facilitera la réalisation du projet.
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 13
1.3. Les problèmes et les contraintes
Les problèmes sociaux et économiques sont des contraintes au développement de la région.
1.3.1. Les problèmes sociaux
Deux problèmes majeurs se distinguent dans la commune : le faible performance du système éducatif et l’accès à l’eau potable. 1.3.1.1. Déscolarisation
Le manque de personnel enseignant, sauf l’EPP de Besoa centre, et de matériels pédagogiques est la principale cause de la déscolarisation dans la région. Ainsi, les parents d’élèves ont recouru à des maîtres suppléants. 1 D’une part, les élèves souhaitant continuer leurs études en second cycle doivent se rendre à Iarintsena à 15 km environ de Besoa, qui est le plus proche CEG de la région. D’autre part, la majorité des parents n’arrivent pas à assurer les charges scolaires. Ces situations expliquent l’abandon précoce de la scolarisation. Ce problème touche essentiellement les filles, qui sont déjà majoritaires au niveau de l’ensemble du primaire. De plus, les habitants de Besoa consentent rarement des grandes dépenses pour leurs filles. 1.3.1.2. Accès à l’eau potable
Le problème d’accès en eau potable est marqué par l’accroissement des diarrhées traitées au CSB II pendant la saison de pluie. Les sources disponibles sont polluées facilement. Le projet d’adduction d’eau est en phase de réalisation mais ne concerne que le chef lieu de la commune. Ainsi, 5 % environ de la population seulement de la commune bénéficiera de ce projet. Le problème reste toujours d’actualité.
1.3.2. Problèmes économiques
1.3.2.1. Technique culturale traditionnelle
La technique culturale reste traditionnelle, la mécanisation en matière de riziculture n’existe pratiquement pas. Tous les travaux se font soit manuellement soit
1 L’annexe 2 tableau n°33 donne un aperçu
Chapitre 1 : Généralités sur la zone d’étude 14
à l’aide des zébus. L’utilisation de semences non sélectionnées et la faible fertilisation du sol entravent l’augmentation de la production locale. Malgré ces techniques culturales, il est possible de faire une extension du périmètre irriguée jusqu’à 40 [ha].
1.3.2.2. Sécurité publique
L’élevage massif du bovin dans cette région engendre la recrudescence des « dahalo ». De plus, le grand marché de zébus à Ambalavao favorise un flux de déplacement des hommes, à travers la région, et une intense circulation monétaire. Les vols et rapines dans les zones avoisinantes d’Ambalavao sont courants. La commune ne bénéficie pas de poste de gendarmerie. La sécurité reste précaire même devant le calme depuis ces dernières années. Toutefois, la pérennité de la paix sociale devrait être planifiée pour assurer la sécurité des futurs investissements.
Aménagement hydroagicole du périmètre de Besoa 15
Chapitre 2: Etude technique de base
2.1. Etude hydrologique
2.1.1. Généralité
Le principal objectif de cette étude est de mieux cerner les eaux s’écoulant dans le bassin versant du site d’étude pour un projet d’aménagement hydroagricole. Deux grandes parties doivent être abordées : • les apports, • et les crues. Cependant, leur détermination est fortement liée à la connaissance de la pluviométrie et les caractéristiques du bassin versant.
2.1.2. Traitement des données pluviométriques
2.1.2.1. Pluviométries moyennes mensuelles et annuelles
Les pluies moyennes mensuelles et annuelles ont été obtenues par l’étude statistique des données pluviométriques recueillies auprès de la station d’Ambalavao de l’année 1969 à 1999. Cette statistique est établie en calculant la moyenne de chaque mois. La somme des pluies moyennes mensuelles donne la pluie moyenne annuelle. En générale, la pluviométrie moyenne annuelle est nécessaire à la détermination des pluviométries interannuelles des différentes fréquences (2, 5, 10, 50, 100) par l’ajustement suivant les lois de distribution classiques telle que les lois de GAUSS ou GALTON. 2.1.2.2. Pluviométries interannuelles
Les pluviométries interannuelles sont obtenues à partir de la loi de GAUSS = + σ PF Pa uF *
avec : PF : pluviométrie annuelle pour une fréquence donnée [mm] ;
Chapitre 2 : Etude technique de base 16
Pa : pluviométrie moyenne annuelle [mm] ;
uF : variable aléatoire de GAUSS d’une fréquence donnée = − (− ) uF ln ln F F : fréquence donnée ; σ : écart type des pluviométries annuelles
2 i =1999 (P− P ) σ 2 = ∑ i a i =1969 N −1 N : nombre d'année d'observation.
Pour une fréquence quinquennale sèche, cette formule devient : = − σ P5Sa Pa 84.0 * Les valeurs des pluviométries d’une fréquence quinquennale sèches pour tous les mois sont données par la relation ci-après :
= Pm P5Sm P5Sa * % Pa
avec : P5Sm : pluviométrie mensuelle d’une fréquence quinquennale sèche [mm] ;
P5Sa : pluviométrie annuelle d’une fréquence quinquennale sèche [mm] ;
Pm : pluviométrie moyenne mensuelle [mm] ;
Pa : pluviométrie moyenne annuelle [mm]. Le tableau ci-dessous présente le Pluviométrie mensuelle et annuelle d’une fréquence quinquennale sèche en [mm].
Tableau n°3 : Pluviométrie mensuelle et annuelle d’une fréquence quinquennale sèche en [mm]
J F M A M J J A S O N D Année Moyenne 224,7 190,3 117,9 39,2 17,0 8,8 8,2 7,5 11,2 67,9 123,1 230,8 1046,7 [mm] % 21,47 18,18 11,27 3,74 1,63 0,84 0,79 0,72 1,07 6,49 11,76 22,05 100,00
σ 257,37
P5S [mm] 178,3 151,0 93,6 31,1 13,5 7,0 6,5 6,0 8,9 53,9 97,6 183,1 830,6
Chapitre 2 : Etude technique de base 17
2.1.2.3. Pluviométrie maximale journalière
Les relevés pluviométriques journaliers de la station d’Ambalavao permettent de noter la précipitation la plus forte chaque année. La pluviométrie maximale de différente fréquence est obtenue par l’ajustement suivant les lois de distribution classique telle que les lois GUMBEL, FRECHET ou PERSON III. 2.1.2.4. Pluviométrie maximale journalière de différente fréquence
La pluviométrie maximale journalière de différente fréquence est obtenue par la loi de GUMBEL = + PF P0 uF * aG
avec : PF : pluviométrie maximale journalière de différente fréquence [mm] ;
Po : variable réduite de GUMBEL ;
UF : ajustement statistique pour la loi du GUMBEL Cet ajustement statistique est donné par la formule suivante : = − (− ) uF ln ln F avec : F : fréquence donnée ;
aG : gradex La valeur de gradex est obtenue par cette relation : σ a = ; G 28.1 avec : σ : écart type.
Les valeurs obtenues sont représentées par le tableau ci-après.
Chapitre 2 : Etude technique de base 18
Tableau n°4 : Pluviométrie maximale journalière de différente fréquence [mm]
Paramètre Valeur Moyenne 76,9 Ecart type 28,5 Po 64 aG 22,3 U5h 1,5 U10h 2,25 U25h 3,2 Pluviométrie maximale [mm] P5h 97,5 P10h 114,2 P25h 135,3 2.1.3. Bassin versant
2.1.3.1. Généralité
Un bassin versant est défini comme un collecteur, chargé de recueillir toutes précipitations ou eaux qui s’y versent. Il les transforme en eau d’écoulement. En passant toujours par un point de la rivière appelé exutoire, un bassin est limité à la fois par des lignes de crête et des lignes de plus grande pente. Ainsi, la ressource en eau d’un cours d’eau ou rivière dépend de leur bassin versant. Le bassin versant est un des responsables du renouvellement de la ressource en eau naturelle. 2.1.3.2. Caractéristique du bassin versant
L’étude des caractéristiques du bassin versant nécessite une démarche méthodique qui commence par un examen soigneux du terrain. Les principales caractéristiques d’un bassin sont détaillées ci-après : • la superficie du bassin versant S, • le périmètre du bassin versant P,
• les altitudes maximale et minimale Z max , Z min , • l’indice de compacité (GRAVELIUS) K, • la longueur du plus long cheminement L, • la pente du bassin versant I, • la formation géologique.
Chapitre 2 : Etude technique de base 19
a. La superficie du bassin versant S La superficie du bassin versant est déterminée à partir des cartes topographiques 1 d’Ambalavao, feuille N 45, et d’Ankaramena, feuille M 45, étudiées par la FTM à l’échelle 1/100 000 ème à l’aide d’un planimétrique. D’après le planimétrage, la surface égale à 48 [Km 2].
b. Le périmètre du bassin versant P Le périmètre du bassin versant est obtenu à l’aide d’un curvimètre. Il est égal à 32 [Km] .
c. Les altitudes maximale et minimale Z max , Z min L’altitude maximale et minimale du bassin versant sont obtenues à partir des cartes topographiques d’Ambalavao et d’Ankaramena.
d. L’indice de compacité (GRAVELIUS) K L’indice de compacité K est défini par la formule suivante : P K = 28.0 * S avec : K : indice de compacité de GRAVELIUS P : périmètre du bassin versant en [Km] S : superficie du bassin versant en [Km 2] Si K = 1, le bassin versant a une forme d’un cercle. Si K > 1, il a une forme allongée. Dans notre cas, K est de 1,3. Cette valeur étant supérieure à l’unité, le bassin versant du projet a donc une forme allongée.
e. La longueur du plus long cheminement L La longueur du plus long cheminement notée L est mesurée à l’aide de curvimètre. Elle est égale à 15 [Km].
1 Annexe 3
Chapitre 2 : Etude technique de base 20
f. La pente du bassin versant I La pente est obtenue par le rapport entre la dénivelée maximale et la longueur du plus long cheminement. (Z - Z ) I=max min *0.95 L D’après le calcul, I = 62 [m/km].
g. La formation géologique Le granite andringitreen domine la formation géologique du bassin versant. Ce granite affleure largement entre Ambalavao et Ankaramena. La migmatite et le granite tectonique complètent cette formation.
Les caractéristiques du bassin versant ci-dessus sont résumées par le tableau ci- après.
Tableau n°5 : Caractéristique du bassin versant
Rivière P[km] Superficie [km 2] L [km] Z max [m] Z min [m] Z moy [m] I [m/km] Ionisoa 32 48 15 2080 1100 1 590 62
2.1.4. Estimation des apports
Elle permet d’estimer les surfaces qu’on peut irriguer par la comparaison des ressources en eau disponible et le besoin en eau d’irrigation. Les apports mensuels peuvent être estimés par deux méthodes distinctes à savoir : • la méthode de station de référence, • et la méthode de CTGREF. 2.1.4.1. La méthode de station de référence
La méthode de station référence est basée sur l’exploitation des valeurs observées sur les stations hydrométriques. Comme la zone étudiée ne possède pas de la station hydrométrique, celle de Mananantanana à Iarintsena la station le plus proche de cette zone d’étude- est alors prise comme référence.
Chapitre 2 : Etude technique de base 21
a. Apport interannuel à la station de Mananantanana à Iarintsena Les apports interannuels à la station de référence sont donnés par le tableau ci- après. Tableau n°6 : Apports interannuels à la station de Mananantanana à Iarintsena
Apports de différentes fréquences Valeurs [l/s / Km ²] q2 (Apport moyen annuel) 22 q5s (Apport quinquennal sec) 19 Source : Fleuves et rivières de Madagascar, ORSTOM 1993
b. Apports annuels de diverses fréquences du bassin versant étudié Les apports interannuels, relatifs à la station, seront multipliés par la superficie du bassin versant à l’endroit de l’ouvrage afin de trouver les apports annuels de diverses fréquences. Le tableau suivant nous montre les apports de différentes fréquences du bassin versant étudié.
Tableau n°7 : Apports interannuels du bassin versant étudié par la méthode de station de référence
Apports de différentes fréquences Valeurs [l/s]
Q2S 1056
Q5S 912
c. Apports mensuels de diverses fréquences Les apports mensuels de diverses fréquences ont été ensuite calculés à partir des apports annuels de diverses fréquences en respectant la formule suivante : 12 * Q * R Q = af mf 100 avec : Qmf : débit moyenne mensuel de fréquence exprimé en [l/s]
Qaf : débit annuel pour une année de fréquence exprimé en [l/s] R : coefficient de répartition mensuel de la région
Chapitre 2 : Etude technique de base 22
Dans notre cas, le site du projet est classé parmi les hautes terres centrales, le
coefficient R est égal à R 1. Le tableau ci-après nous indique les apports mensuels calculés selon la méthode de la station de référence.
Tableau n°8 : Apports mensuels de diverse fréquence par la méthode de référence
Mois J F M A M J J A S O N D
R1 16,9 16,4 17,0 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,8
Q2S [l/s] 2142 2116 2167 1229 722 520 469 431 329 304 608 1635
Q5S [l/s] 1850 1828 1871 1062 624 449 405 372 285 263 525 1412
2.1.4.2. La méthode de CTGREF
a. Apports annuels de diverses fréquences du bassin versant étudié Les apports annuels de diverses fréquences sont établis par la formule empirique de CTGREF suivant la relation :
5 1 S P 3 Z 3 Q = * af * m af 31 5. B 100 avec : Qaf : apport moyen annuel de différente fréquence [l/s] ; S : surface du bassin versant [Km 2] ;
Paf : pluviométrie moyenne annuelle de différente fréquence [mm] ;
Zm : altitude moyenne du bassin versant considéré [m] ; B : coefficient régional qui est égal à 50 pour la zone étudiée. Le tableau suivant montre les apports de différentes fréquences du bassin versant étudié. 1 Tableau n°9 : Apports interannuels du bassin versant étudié par la méthode de CTGREF
Apports de différentes fréquences Valeurs [l/s]
Qa2s 609
Qa5s 414
1 D’après le calcul en annexe 4.
Chapitre 2 : Etude technique de base 23
b. Apports mensuels de diverses fréquences La détermination des apports mensuels de diverses fréquences est identique à la méthode précédente, mais le débit annuel pour une des fréquences utilisées est celui de CTGREF. Le tableau ci-dessous donne les apports mensuels calculés selon la méthode de CTGREF.
Tableau n°10 : Apports mensuels de diverses fréquences par la méthode de CTGREF
Mois J F M A M J J A S O N D
R1 16,9 16,4 17,0 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,8
Q2S [l/s] 1236 1221 1250 709 417 300 271 249 190 175 351 943
Q5S [l/s] 840 830 850 482 283 204 184 169 129 119 239 641
2.1.4.3. Synthèse des résultats
En comparant les résultats obtenus avec ces deux méthodes, les écarts entre les différentes valeurs sont très importants. Alors, les valeurs retenues sont les moyennes des deux méthodes proposées. Ces valeurs retenues sont présentées par le tableau suivant
Tableau n°11 : Valeurs retenues pour les apports mensuels
Mois J F M A M J J A S O N D
Q2S [l/s] 1689 1669 1709 969 570 410 370 340 260 240 480 1289
Q5S [l/s] 1345 1329 1361 772 454 326 294 271 207 191 382 1027
2.1.5. Estimation des crues
Dans la majorité des cas de projet d’aménagement hydroagricole en milieu rural malagasy, la crue décennale est la plus pratiquée pour dimensionner les ouvrages. Plusieurs méthodes ont été établies pour son estimation à savoir : • l’observation de laisse de crue, • la méthode de station de référence, • la méthode rationnelle, • et la méthode Louis Duret.
Chapitre 2 : Etude technique de base 24
Mais dans le cas de ce projet, l’existence d’autres barrages en amont du barrage projeté favorise la rétention d’une certaine quantité d’eau. Alors l’observation de laisse de crue mène au résultat plus proche de la réalité. La laisse de crue observée en amont du barrage existant permet d’estimer le débit de crue à l’aide de la formule de débit d’un déversoir suivant : Q=m*L* 2*g*h 3/2 avec : Q : débit de crue [m 3/s] ; m : coefficient de débit ; L : longueur du seuil [m] ; h : hauteur de la lame d’eau au-dessus du seuil [m]; g : pesanteur. Le barrage existant est de longueur 32.5 [m] avec un profil trapézoïdal, alors m est égal à 0,4. La hauteur de l’eau au dessus du seuil est la différence entre la cote de la laisse de crue et la cote du crête du barrage existant, d’où h est de 0.90 [m]. Le débit de crue est égal à 50 [m 3/s]. 1
2.2. Etude topographique
La topographie est indispensable à la mise en fonctionnement d’irrigation gravitaire ou d’irrigation en surface et à la mise en place des ouvrages. Cette étude permet aussi d’établir le plan d’ensemble du périmètre étudié et les tracés de canal. Les travaux topographiques effectués sont : • les levés de détail des sites d’ouvrages projetés : site du barrage, sites des ouvrages particuliers (bâche, passage sous RN7), • les profils en long de réseau d’irrigation, • et le plan d'ensemble du périmètre. Ces travaux topographiques sont donnés en annexe 11.
1 D’après le calcul en annexe 5
Chapitre 2 : Etude technique de base 25
2.3. Besoin en eau et adéquation ressource-besoin
2.3.1. Pluie efficace
La pluie efficace désigne la quantité d’eau essentielle à la croissance d’une plante. Elle est déterminée à partir du logiciel CROPWAT version 5.7. Ce logiciel propose plusieurs méthodes de calcul des pluies efficaces. La méthode à pourcentage fixe équivaut à 80 % des pluies totales est utilisée. La pluie efficace supérieure à 100 [mm] est arrondit à 100 [mm]. Après calcul, le résultat est donné par le tableau n° 12.
2.3.2. Evapotranspiration (ETP)
L’ETP est la quantité d’eau évapotranspirée par une couverture végétale en phase de croissance et par le sol. L ‘ETP dépend essentiellement des facteurs climatologiques comme la température, l’humidité relative, le vent, l’insolation et le rayonnement solaire. Elle est déterminée à l’aide du logiciel CROPWAT version 5.7. Ce logiciel utilise la formule de PENMAN-MONTEITH. Après calcul, le résultat est donné par le tableau ci- après. Tableau n°12 : Pluie efficace et évapotranspiration
Mois Pluie efficace [mm] ETO [mm/jour] Janvier 100 4.2 Février 100 4.0 Mars 74.9 3.4 Avril 24.9 3.0 Mais 10.8 2.4 Juin 5.6 1.9 Juillet 5.2 1.9 Août 4.8 2.6 Septembre 7.1 3.6 Octobre 43.1 4.2 Novembre 78.1 4.5 Décembre 100 4.2 Total de l’année 554.5 1208.9
Chapitre 2 : Etude technique de base 26
2.3.3. Coefficient cultural
Le coefficient cultural est également un facteur important de l’alimentation hydrique d’une parcelle. Il est défini par le rapport entre le besoin en eau optimum de la culture et la demande évaporative. Pour le riz, il varie de 1,20 à 0,95 du stade de pépinière jusqu’au stade de la récolte. Il dépend aussi du degré de couverture du sol ou de la densité de culture en cas d’étalement de repiquage.
2.3.4. Durées des phases de croissance
La durée de chaque phase est fixée comme suit : Tableau n°13 : Durées des phases de croissance
Phase Durée [jours] Pépinière 30 Préparation du sol 20 Phase initiale correspondant à la période de repiquage 30 Phase de développement 30 Mi – saison 40 Arrière saison 30
2.3.5. Calendrier cultural
D’après les enquêtes sur terrain, le repiquage dans la zone d’étude s’effectue du mois de novembre à décembre en fonction de la saison. Mais les usagers souhaitent repiquer en septembre si les ressources en eau disponibles leur permettent. Dans le calcul, nous considérons comme début de repiquage la date du 1 er septembre.
2.3.6. Besoin en eau d’irrigation
Ce sont les quantités d’eau nécessaire à prélever dans la ressource disponible pour satisfaire le besoin en eau dans le périmètre. Les besoins bruts font intervenir l’efficience de l‘irrigation à l’exploitation, compte tenu des divers pertes (par percolation, par évaporation ou par fuit …) lors du passage de l’eau du barrage à la parcelle. Ces besoins en eau d’irrigation sont déterminés à l’aide du logiciel CROPWAT. Les paramètres qui interviennent à la détermination de besoin en eau sont : • la durée de phase de croissance de la plante,
Chapitre 2 : Etude technique de base 27
• le coefficient cultural, • la superficie de la pépinière, • l’apport pour la préparation du sol, • le taux de percolation.
En plus des renseignements et valeurs fixées ci-dessus, on prend comme hypothèses : • la superficie de la pépinière = 10% de la superficie du périmètre • l’apport pour la préparation du sol = 150 [mm/j], • le taux de percolation = 1, 5 [mm/jour] • l’efficience du réseau = 0.5 Les valeurs obtenues sont présentées en annexe 6 tableau n° 34 par décade.
2.3.7. Le débit fictif continu critique (dfc)
C’est le débit fourni d’une façon continue pour une unité de surface. Il sert au calcul du débit à l’extrémité du barrage. Sa détermination pour chaque décade est obtenue par une simple conversion d’unités définies par : 1000 * B dfc = b N * 86400 avec: dfc : débit fictif continu critique en [l/s/ha], 3 Bb : besoins bruts en [m /ha], N : nombre de jour considéré = 10 jours. Le débit fictif continu critique est égal à 2.70 [l/s/ha]. 1
2.3.8. Adéquation ressource besoin
En considérant les surfaces irrigables déterminées sur terrain, qui sont égale à 54 [ha], le débit demandé en tête du réseau est évalué à 146 [l/s]. La ressource disponible est estimée à 70 % de l’apport quinquennal sec à cause de l’existence des périmètres des autres barrages plus proches en amont du barrage projeté. La confrontation de la ressource en eau disponible au besoin en eau du périmètre est résumée par le tableau ci-après.
1 D’après le calcul en annexe 6 tableau n° 34.
Chapitre 2 : Etude technique de base 28
Tableau n°14 : Adéquation ressource besoin
Mois Août
Ressource disponible [l/s] 189 Besoin [l/s] 146
D’après le tableau ci-dessus, malgré l’existence des autres périmètres, la ressource en eau disponible pourrait satisfaire convenablement les besoins. Il est donc possible de repiquer la totalité du périmètre au mois de septembre et d’effectuer deux cycles en une année.
2.3.9. Débit d’équipement (d e)
Le débit d’équipement est le débit pour dimensionner le réseau. Il est égal à la valeur du débit fictif continu critique. Alors, sa valeur est : de= 2.70[ ls / ]
2.3.10. Débit en tête du réseau
En prenant une marge de sécurité, le débit en tête du réseau est le produit entre le débit d’équipement et la surface à irriguer = Qentête de * S avec : Qen tête : Débit en tête du réseau en [l/s]
de : Débit d’équipement en [l/s/ha] S : Surface à irriguer en [ha] Ainsi, le débit en tête est évalué comme suit : Q= 150[ l / s ] 1
1 D’après le calcul en annexe 6
Aménagement hydroagicole du périmètre de Besoa 29
Chapitre 3: Aménagement
3.1. Diagnostique de la situation actuelle
3.1.1. Description générale du périmètre
Le périmètre de Besoa se trouve sur les deux rives de la rivière Ionisoa. Il est alimenté par un barrage de dérivation implanté sur le même ruisseau. Une délimitation du périmètre est établie avec les usagers au cours de la reconnaissance sur terrain et lors de la réalisation des travaux topographiques. La superficie est ensuite mesurée par planimètrage à partir d'un plan à l'échelle 1/2000 ème . Cette délimitation a permis de mesurer la totalité de la superficie et de l’estimer à 14 [ha] avec une possibilité d’extension plus de 40 ha.
3.1.2. Infrastructure existante
Le réseau d'irrigation de Besoa comprend : • un barrage de dérivation avec une prise en rive gauche, • un avant canal, • et un canal principal rive gauche. 3.1.2.1. Barrage existant
Le barrage existant est un barrage seuil en maçonnerie de moellons muni de deux ouvrages de chasses batardables et une prise en rive gauche. Il n’est pas fonctionnel car il est mal calé et ne sert qu’à quelques parcelles de rizières situées en rive gauche.
Chapitre 3 : Aménagement 30
Figure N°2: Barrage existant vue de face
Figure N°3: Barrage existant vue de profil
Chapitre 3 : Aménagement 31
3.1.2.2. Avant canal
L'avant canal en rive gauche a été totalement détruit par les crues de la rivière. D’où le barrage ne fonctionne pas. 3.1.2.3. Canaux d’irrigation
Un canal principal rive gauche existait auparavant. Mais il est complètement abandonné depuis la destruction de l'avant canal.
3.1.3. Problème du périmètre
Les grands problèmes du périmètre sont la non fonctionnalité et la destruction des infrastructures existants. De plus, le barrage existant n’arrive pas à irriguer que 14[ha] seulement. Le périmètre exploité est minime.
3.2. Description de l’aménagement proposé
Face à ces problèmes, les aménagements suivants méritent d’être exécutés : • la construction d'un nouveau barrage de dérivation pour assurer la mobilisation de la ressource en eau, • la construction des ouvrages nécessaires à la conduite de l’eau pour assurer le transit de l'eau vers le périmètre, • la construction des nouveaux tracés du canal pour pouvoir irriguer la totalité du périmètre et les protéger par la crue de la rivière, • la construction du drain pour éviter que les eaux usées du périmètre irrigué ne détruisent pas le canal dominé par les autres barrages, • la démolition du barrage existant, • et la protection environnementale.
3.3. Conception et dimensionnement des ouvrages
3.3.1. Le barrage de dérivation
Le barrage de dérivation est un ouvrage installé en travers de la rivière pour dériver une partie de l’eau pendant la période d’irrigation. Il est aussi destiné à
Chapitre 3 : Aménagement 32 surélever le niveau d’eau en amont, en vue d’assurer le besoin en eau du périmètre. En période de crue, il doit permettre d’évacuer les eaux excédentaires à son aval. Il y a plusieurs sortes de barrage définis suivant leurs formes et leurs éléments constitutifs. Mais, dans le cadre de ce présent travail, le type de barrage adopté est le barrage fixe en profil trapézoïdal à cause de la facilité de sa construction et de son entretien. Ce barrage est en maçonnerie de moellons. Il est muni d’un ouvrage de chasse batardable et d’un ouvrage de prise en rive droite. Et la fondation du barrage est une fondation rocheuse. 3.3.1.1. Dimensionnement du barrage
a. La cote de crête du barrage En général, la cote de la crête du barrage est déterminée à partir de la cote de la rizière, de la hauteur d’eau dans la rizière et les pertes de charges totales du réseau depuis l’ouvrage de tête jusqu’à la parcelle cultivée. Dans le cas de ce projet, la cote du partiteur, juste après l’avant canal, est fixée à 96,30 [m]. Alors, la cote de la crête du barrage est obtenue à partir de ce point en considérant la hauteur d’eau dans l’avant canal et les pertes de charge de l’avant canal et de la prise.
La perte de charge de l’avant canal La perte de charge est donnée par la relation suivante :
∆h1 = I*L
avec : ∆h1 : perte de charge d’avant canal [m] ; I : pente du canal [m/m] ; L : la longueur de l’avant canal 50 [m]. La perte de charge de l’avant canal est égale à 0.15 [m] 1.
La cote en amont de l’avant canal est alors égale à 96.45 [m].
1 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage.
Chapitre 3 : Aménagement 33
La hauteur d’eau dans l’avant canal La hauteur d’eau dans l’avant canal est de 0.42 [m] 1.
La perte de charge de la prise Elle est obtenue par la relation suivante : = µ( ∆ )1/ 2 Q *S*2g* h 2 avec : Q : débit nominal [m 3/s] ; S : section de la prise [m 2] ; µ : coefficient du débit (#0.6);
∆h2 : perte de charge de la prise ou différence de niveau d’eau en amont et en aval de la prise [m]. La section de la prise est rectangulaire avec 0.35 [m] de hauteur et 0.50 [m] de largeur. La perte de charge de la prise est égale à 0.10 [m]. 2 Ainsi, la hauteur d’eau en amont de la prise est égale à 0.52 [m]. Avec la revanche de 0.10 [m], la cote de la crête du barrage est donnée par la relation suivante :
Cb = 96.45 + 0.52 + 0.10 Alors, la cote de la crête du barrage est égale à 97.07 [m].
b. La hauteur du barrage HB La hauteur du barrage est la différence de la cote de la crête du barrage et la cote du fond de rivière. Elle varie de 2.10 [m] à 0.60 [m]. La hauteur maximale du barrage est posée comme sa hauteur pour le calcul de stabilité, alors la valeur de HB est 1.35 [m] (avec HB : hauteur du barrage).
c. La largeur de la crête e c La largeur de la crête est égale à 0.50 [m].
d. Le talus de la paroi aval Le talus de la paroi aval est égal à 1/2 [m/m].
1 D’après le calcul en annexe 8. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation. 2 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage.
Chapitre 3 : Aménagement 34
e. La largeur de la fondation A partir de la relation : = + B ec m* HB avec : B : largeur de la fondation [m] ;
ec : largeur de la crête [m] ; m : fruit aval de la paroi [m/m] ; HB : hauteur du barrage [m]. La largeur de la fondation est égale à 1.20 [m] 1.
f. La longueur du barrage La longueur de ce barrage est égale à 40 [m].
Cette hauteur est déterminée à partir du débit de crue à l’aide de la formule du déversoir suivante : QmL= * * 2 gh * 3 / 2
2 / 3 = Q h m* L * 2 g avec : h : hauteur de la lame d’eau au-dessus du seuil [m] ; Q : débit de crue [m 3/s] ; m : coefficient du débit ; L : longueur du déversoir [m] ; g : pesanteur. Le barrage projeté est de longueur 40 [m] avec un profil trapézoïdal. Pour un barrage de profil trapézoïdal, la valeur de m est égale à 0,4. La hauteur de la lame d’eau au-dessus du barrage est égale à 0.80 [m] 2.
1 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage. 2 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage.
Chapitre 3 : Aménagement 35
3.3.1.2. Etude de stabilité du barrage
L’étude de stabilité du barrage consiste à vérifier les conditions de non rupture du barrage dû au glissement, au renversement, ainsi que la considération des contraintes au sol.
S’agissant de la stabilité d’un ouvrage, l’étude est basée sur la prise en compte de la période de crue. L’élément constitutif de l’ouvrage est caractérisé par son propre corps. La description physique de l’ouvrage est représentée ci-dessous :
Figure N°4: Stabilité du barrage
a. Hypothèses de calcul Les hypothèses suivantes sont adoptées pour mener bien à notre calcul. Les calculs sont effectués par mètre linéaire. Les poids volumiques des matériaux sont donnés par le tableau ci-dessous.
Tableau n°15 : Les poids volumiques des matériaux
Type des matériaux Poids volumiques [kg/m 3] Béton 2500 Maçonnerie de moellon 2500 Eau 1000
Chapitre 3 : Aménagement 36
b. Inventaire des forces Les forces qui agissent sont : • la poussée de l’eau, • le poids de l’ouvrage proprement dit. En raison d’une fondation rocheuse et le contact béton-roche, on néglige la sous pression. Poussée de l’eau La poussée de l’eau est représentée par le diagramme trapézoïdal que l’on divise en section rectangulaire et triangulaire. - Diagramme rectangulaire
= ω P1 h * HB *
avec : h : la hauteur du déversoir [m], HB : la hauteur du barrage compris entre le radier et le déversoir [m], ω : poids volumique de l’eau [kg/m 3]. - Diagramme triangulaire
1 P= * HB2 * ω 2 2
avec : HB : la hauteur du barrage compris entre le radier et le déversoir [m], ω : poids volumique de l’eau [kg/m 3].
Poids de l’ouvrage L’action du poids propre est favorable à la stabilité de l’ouvrage.
c. Stabilité du barrage Stabilité au glissement Le poids propre du barrage doit vaincre la pression hydrostatique pour que l’ouvrage n’ait pas tendance à se glisser vers l’aval. En négligeant la cohésion de la fondation, la stabilité au glissement est vérifiée si :
Chapitre 3 : Aménagement 37
F * f ∑ V > Kg ∑Fh
avec : ∑ FV : Somme des forces verticales en [kg]
∑ Fh : Somme des forces horizontales en [kg] f : coefficient de frottement
Kg : coefficient de glissement qui doit être supérieur à 1 Le coefficient de frottement est variable selon la qualité du sol en contact avec la fondation. f = 0.75 pour le frottement béton sur béton et béton sur rocher f = 0.60 si la fondation est constituée de roche plus tendre (calcaire, marne) Dans ce projet, le coefficient de frottement est égal à 0.75. 1 Le coefficient de glissement K g est 1.07 supérieur à 1, le barrage est stable au glissement.
Stabilité au renversement La poussée de l’eau, sur le parement amont, agit pour renverser le barrage autour de l’axe représenté par le pied de son talus aval. La stabilité au renversement est vérifiée si ∑M s > K r ∑Mr
avec ∑ M S : Somme des moments des forces stabilisatrices en [kg.m]
∑ M r : Somme des moments des forces qui tentent à renverser l’ouvrage en [kg.m]
Kr : coefficient de renversement est égal à 1.5 2 Le coefficient de glissement K r est égal à 1.84 supérieur à 1.5, le barrage est stable au renversement. Le barrage est alors stable au renversement.
1 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage. 2 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage.
Chapitre 3 : Aménagement 38
Stabilité élastique La stabilité élastique consiste à comparer les contraintes maximales dues à la fondation de l’ouvrage par rapport à la résistance admissible au sol. Il est soumis à une flexion composée, constituée par une contrainte de compression due à la somme de force verticale et une contrainte de flexion exercée par la poussée hydrostatique en amont du barrage. La contrainte maximale au niveau de la fondation est donnée par la formule ci- après : N 6M σ = ± max S B 2 2 avec : σmax : contrainte maximale [T/m ] N : somme des efforts normaux en [N] S : surface de contact égale à B pour 1m de largeur en [m 2] M : moment fléchissant par rapport à l’axe passant par le centre de gravité G de la base B exprimé en [N.m] B : longueur totale de la fondation en [m] 2 σmax adm : contrainte maximale admissible égale à 125 [T/m ]
La contrainte maximale est égale à 5.50 [T/m 2]. 1 La stabilité élastique du barrage est vérifiée. D’où la stabilité élastique du barrage est vérifiée.
d. Conclusion Les dimensions du barrage sont acceptables après vérification des conditions de stabilité par le programme sur Excel 2.
Tableau n°16 : Récapitulation de la dimension du barrage
Hauteur [m] Largeur de la crête [m] Talus paroi aval [m/m] Longueur [m] 2.10 à 0.60 0.5 1/2 40
1 D’après le calcul en annexe 8. Dimensionnement du barrage. 2 Annexe 7
Chapitre 3 : Aménagement 39
3.3.1.3. L’ancrage du barrage sur la fondation rocheuse
a. Le diamètre du fer d’ancrage Le barrage est sable au glissement et au renversement. Mais, le fer d’ancrage est nécessaire pour sa sécurité. Les fers ronds de diamètre 10 [mm] ( φ 10), placés en quinconce tous les 50 [cm], assureront l’ancrage du barrage par la rocheuse. 1
b. La profondeur d’ancrage l La détermination de la profondeur d’ancrage est dictée par la relation suivante : φ f* l = e τ 4 * su avec : φ : diamètre de l’armature ;
fe : limite d’élasticité du fer ;
τsu : contrainte admissible. En pratique, on peut prendre l = 50 * φ. Alors l = 50 [cm]. 3.3.1.4. Les accessoires du barrage
a. Vanne de chasse La vanne de chasse évite le colmatage de la prise par l’accumulation de dépôt derrière le seuil. Dans ce projet, le barrage est muni d’une vanne de chasse batardable de 1.10 [m] de long située sur le tronçon de seuil à 2.10 [m] de hauteur.
b. Mur d’encaissement Le mur d’encaissement sert à l’ancrage du barrage dans les berges et à protéger la prise et l’avant canal en période de crue.
1 Voir Plan du barrage
Chapitre 3 : Aménagement 40
b1 . La cote de la crête du mur Elle est obtenue à partir de la cote du barrage, du niveau d’eau au-dessus du barrage et de la revanche. • Cote du barrage = 97.07 [m] • Niveau d’eau au-dessus du barrage = 0.80 [m] • Revanche = 0.20 [m] D’après le calcul, la cote de la crête mur à droite est égale à 98.07 [m].
b2. La dimension des murs Le mur en rive droite est muni d’une prise. Pour faciliter la manœuvre de la vanne de cette prise, le profil du mur est en escalier. La hauteur du mur varie de 1.62 [m] à 0.20 [m] et de 5 [m] de long. Les largeurs de la
crête du mur e 1, e 2 et e 3 sont les suivantes :
e1= 0.3 [m], e2 = 0.2 [m]. e3 = e 2 Le mur au-dessus de la prise a posé sur une poutre en béton armé. Le mur en rive gauche est aussi un mur en profil escalier. Sa dimension est identique au mur à droite sauf sa longueur est égale à 3 [m] et sa hauteur varie de 1.64 à 0.20 [m].
b3. La stabilité Le principe du calcul de la stabilité des murs est identique au calcul de la stabilité du barrage.
Chapitre 3 : Aménagement 41
Figure N°5: Stabilité du mur
Inventaire des forces Les forces qui agissent sur le mur sont : • la poussée de l’eau, • le poids de l’ouvrage proprement dit. En raison d’une fondation rocheuse et le contact béton-roche, on néglige la sous pression. La couche d’alluvions en rive gauche a une épaisseur très faible. De ce fait, la butée de terre est négligeable. - La poussée de l’eau La poussée de l’eau est représentée par le diagramme triangulaire : 1 P = * h2 * ϖ 2 e avec : P : poussée de l’eau [kg]
he : hauteur d’eau en amont du mur [m] ω : poids volumique de l’eau [kg/m 3] - Poids propre du mur L’action du poids propre est favorable à la stabilité de l’ouvrage.
Chapitre 3 : Aménagement 42
Stabilité du mur Les murs sont stables 1. Alors les dimensions des murs sont acceptables.
Tableau n°17 : Récapitulation de la dimension des murs
Largeur de la crête [m] Hauteur [m] Longueur [m] e1 e2 e3 Mur en rive gauche 1.62 à 0.20 0.3 0.2 0.2 3 Mur en rive droite 1.65 à 0.20 0.3 0.2 0.2 5
b4. L’ancrage du mur sur la fondation rocheuse Le diamètre du fer d’ancrage Le barrage, les murs sont stables au glissement et au renversement. Mais, le fer d’ancrage est nécessaire pour sa sécurité. Les fers ronds de diamètre 10 [mm] (φ 10), placés en quinconce tous les 50 [cm] 2, assureront l’ancrage du barrage par la rocheuse. La profondeur d’ancrage l La détermination de la profondeur d’ancrage du mur est identique à la méthode utilisée pour le barrage. l=50 * φ Alors l = 50 [cm].
c. Prise La prise d’eau du barrage est dimensionnée en fonction du débit désiré et de la perte de charge admissible. Elle est située sur le mur à droit du seuil. Sa dimension est obtenue à partir de la formule suivante : =µ ( ∆ )1/ 2 Q* S *2 gh * 2 Q S = µ ()∆ 1/ 2 * 2g * h 2 avec : S : section de la vanne en [m 2] ; Q : débit en tête du réseau [m 3/s] ;
1 D’après le calcul en annexe 8. Les accessoires du barrage. 2 Voir Plan du barrage
Chapitre 3 : Aménagement 43
∆h2 : charge de la prise [m] ; µ : coefficient de débit (# 0.6) g : accélération de la pesanteur [m 2/s]. La section de la prise est rectangulaire de 0.35 [m] de hauteur et 0.50 [m] de largeur avec une vanne métallique de 0.40 [m] x 0.60 [m]. 1 La cote du fond de la prise, qui est la cote de la fondation du mur sur l’emplacement de cette prise, est égale à 96.45 [m]. 2
3.3.2. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation et les drains
3.3.2.1. Avant canal
L’avant canal est un canal maçonné implanté sur l’assise rocheuse. Seule la paroi gauche sera aménagée en maçonnerie de moellons. La formule de Manning Strickler ci-après est utilisée pour dimensionner ce canal : QKSR= * *2/3 * I 1/2 avec : Q : débit nominal du canal en [m 3/s] ; S : section mouillée du canal en [m 2] ; R : rayon hydraulique du canal en [m] ; I : pente du canal en [m/m] ; K : coefficient de rugosité ou coefficient de Strickler. Quelques valeurs de K en fonction de la nature de la paroi. Tableau n°18 : valeurs de K en fonction de la nature de paroi
Nature de la paroi Valeurs de K Canal en terre 30 à 35 Canal en maçonnerie 45 à 50 Canal en béton 60 à 70
La section du canal est de 0,50 [m] x 0,50 [m] et sa longueur est de 50 [m]. 3
1 D’après le calcul en annexe 8. Les accessoires du barrage. 2 Voir Plan du barrage 3 D’après le calcul en annexe 8. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation.
Chapitre 3 : Aménagement 44
3.3.2.2. Partiteur
Le rôle du partiteur est de partager, dans un apport déterminé, le débit fourni par l’avant canal au PM 50 avant l’entrée de la bâche.
Le débit nécessaire en rive droite est très faible par rapport au débit en rive gauche. Pour cela, l’utilisation d’une prise latérale au niveau de l’avant canal suffit pour alimenter le canal en rive droite. La dimension de cette prise est obtenue par la formule suivante : Q S = µ *() 2g * ∆ h 1/ 2
avec S : section de la vanne en [m 2] ; Q : débit en tête du réseau [m 3/s] ; ∆h : charge de la prise [m] ; µ : coefficient de débit (# 0.6) ; g : accélération de la pesanteur [m 2/s].
La dimension de cette prise est égale à 0.15 [m] de hauteur et 0.15 [m] de largeur pour évacuer un débit de 30 [l/s] vers le périmètre à droite.1
3.3.2.3. Bâche
La bâche est l’ouvrage de franchissement d’une route, d’un fossé ou d’une rivière. Dans notre cas, elle traversera de la rivière d’Ionisoa au PM 50 à PM 94. Elle est aussi à dimensionner à partir de la formule de Manning Strickler ci-dessus. La bâche est en béton armé de longueur 43.60 [m] et de profil rectangulaire. Sa hauteur intérieure est de 0.50 [m] et son largeur intérieure 0.50 [m]. 2 Les épaisseurs du mur et de la dalle sont tous égaux à 10 [cm]. Son support est assuré par quatre (4) piles en maçonnerie de moellons. 3
1 D’après le calcul en annexe 8. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation. 2 D’après le calcul en annexe 8. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation. 3 Voir plan de la bâche
Chapitre 3 : Aménagement 45
3.3.2.4. Siphon
Le siphon est aussi un ouvrage de franchissement comme la bâche, mais sa perte de charge est importante par rapport à la bâche. Dans notre cas, il sera utilisé pour traverser la route nationale au PM 1400. 1 Afin d’éviter tous travaux touchant la RN7, ce siphon sera construit sous le dalot existant par une buse en béton de diamètre 400 [mm]2 et deux puisards sur les deux extrémités. Tableau n°19 : Dimensionnement des puisards
Puisard Largeur [m] Longueur [m] Amont 0.80 1.70 Aval 0.80 0.80
3.3.2.5. Canaux d’irrigation
Les canaux d’irrigation assureront le transport et la distribution de l’eau vers les périmètres. Pour cela, le nouveau tracé des canaux d’irrigation est indispensable pour pouvoir irriguer la totalité du périmètre et les protéger contre les crues de la rivière. Les canaux d’irrigation sont des canaux en terre de profil trapézoïdal. Les dimensions des canaux en rive droite et en rive gauche sont représentées dans le tableau ci-après. 3
Tableau n°20 : Dimension des canaux selon leur débit
Débit Longueur Hauteur d’eau Base Fruit du Pente longitudinale Canal [l/s] [m] [m] [m] talus [m/m] [m/km] en rive gauche 150 5800 0.39 0.50 1/2 0.003 en rive droite 30 308 0.19 0.20 1/2 0.008
1 Voir plan d’ensemble 2 La détermination de sa dimension est représentée en annexe 8. 3 D’après le calcul en annexe 8. Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation.
Chapitre 3 : Aménagement 46
3.3.2.6. Drain
Le drain est nécessaire à évacuer l’eau usée d’un périmètre et l’excès en eau provenant des pertes en colature d’irrigation ou de forte averse. Dans ce projet, le cours d’eau sera le drain naturel du périmètre. Malheureusement, l’existence d’un canal d’irrigation, commencé au PM 2500, dominé par le barrage à droite du pont en aval empêchera le drainage de l’eau du périmètre vers la rivière. 1 En effet, la mise en place d’un drain pour le périmètre concerné est indispensable pour éviter le déversement direct des eaux excédentaires et usées dans ce canal.
1 Voir plan d’ensemble
Aménagement hydroagicole du périmètre de Besoa 47
Chapitre 4: Etude d’impact environnemental
L’étude d’impact environnemental est obligatoire pour tout projet d’investissement à entreprendre. Elle est alors indispensable pour le projet d’irrigation Une telle étude se soucie non seulement de l’environnement mais aussi du développement durable des êtres humains présents sur le lieu, bénéficiaires ou non du projet. L’impact est la dérivation d’une situation de base connue après une modification d’un état. En parlant d’environnement, un impact peut être positif ou négatif.
4.1. Impacts négatifs
L’impact de l’aménagement est dit négatif, s’il porte atteinte à la qualité de la vie du milieu ou affecte un désordre sur les composantes de l’environnement.
4.1.1. Conflits entre les usagers du barrage projeté et des autres barrages
4.1.1.1. Barrage en amont
Le barrage en amont se situe à 100 [m] du barrage projeté. Ce dernier risque d’inonder le barrage en amont pendant la période de crue. Cette situation aggravera le conflit entre les bénéficiaires des deux barrages. 4.1.1.2. Barrage en aval
Le périmètre dominé par le barrage en aval est situé au-dessous du périmètre irrigué par le nouveau barrage. De ce fait, l’eau usée de ce dernier risque de détruire les canaux d’irrigation dominée par le barrage en aval. Cette situation pourra engendrer un conflit entre les usagers des deux barrages.
4.1.2. Risque de perturbation de tabous
Le site du barrage se trouve à proximité d’un lieu considéré sacré par la population. Les travaux de construction mettront en cause les tabous. Du point de vue technique ceci ne devra pas poser de problème, mais au niveau social la superstition est encore quelque chose de réel. Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 48
4.1.3. L’ensablement des pieds des ouvrages
Les versants qui longent le cours d’eau sont dénudés. Le ruissellement n’est pas amortit. Les pieds des ouvrages (barrage et canal maçonné) seront des lieux d’accumulation des dépôts des alluvionnaires et des débris taris.
4.2. Impacts positifs
L’impact de l’aménagement est dit positif dans le cas où le projet contribue et apporte une amélioration de la qualité de toute forme de vie du milieu considéré.
4.2.1. Irrigation des surfaces utiles
Le nouveau barrage favorise l’augmentation du périmètre exploitable car il assurera l’irrigation du périmètre existant de plus de 40 [ha]. Les versants qui longent le cours d’eau peuvent être utilisés pour l’agriculture.
4.2.2. Amélioration de la saison de culture
Des exploitants tentent déjà de pratiquer deux cycles de culture en une année, faute d’eau peu de gens y parviennent. Après l’aménagement, ces exploitants ne souffriront plus de manque d’eau. Et avec l’amélioration technique telles que l’utilisation de charrues, de herses et des pratiques culturales telles que l’utilisation de compost, de semences sélectionnées, les deux cycles de culture seront possibles. En plus, dès le mois de septembre, ils pourront repiquer.
4.2.3. Autosuffisance alimentaire
Actuellement le rendement de la production rizicole est de l’ordre de 1.2 à 1.5 [T/ha], l’aménagement entraînera un accroissement de l’ordre de 2 à 3 [T/ha]. Cette augmentation parviendra à satisfaire les besoins alimentaires des exploitants. En conséquence, les autres produits tels que les maniocs, et les maïs pourront être vendu, ainsi que le surplus du riz.
4.2.4. Consolidation des groupes
Le « Soamiraihina » est né suite à la demande faite par l’association « Soafaniry ». Ce dernier a déjà un statut légal. Le regroupement des exploitants en une seule association facilitera la réalisation des travaux. En plus, l’installation des
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 49
aménagements favorise la consolidation de ce groupement pour bien gérer les infrastructures. Cette consolidation dynamique au niveau des exploitants est une opportunité pour la région, une motivation pour les autres paysans à prendre part au développement de leur région.
4.2.5. Favoriser le reboisement
La conservation de l’environnement est une exigence de l’investisseur au bénéficiaire. Ainsi le membre de l’association organise une campagne de reboisement sur un terrain de 3 [ha]. De plus, la population qui a bénéficié déjà d’une formation en la matière pourra se mettre en œuvre.
4.2.6. Protection du versant à la culture sur pente
La culture en terrasse sur les terrains en pente est une des mesures pour lutter contre la dégradation des surfaces arables. En plus, elle freine les eaux de ruissellements qui favorisent l’érosion du versant longeant le cours d’eau.
4.2.7. Amélioration du paysage
La culture en terrasse favorise non seulement la protection du versant mais aussi l’amélioration du paysage. Ce paysage donne l’aperçu de la capacité des paysans sur la mise en art de leurs activités.
4.3. Evaluation de chaque impact
L’évaluation consiste à donner pour chaque impact un ordre de grandeur. La notation se forge par l’intensité de l’effet, sa durée dans le temps et son étendue dans l’espace.
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 50
4.3.1. Impacts négatifs
a. Les conflits entre les usagers concernent les bénéficiaires directes du projet et les non bénéficiaires aux alentours du périmètre. Alors l’étendu de ces conflits est classé zonal. Cette situation se produit pendant la période de crue. Alors la durée de ces conflits est temporaire et leur intensité est moyenne. b. L’ensablement des pieds des ouvrages est classé local car cet impact concerne les ouvrages du projet seulement. Cet ensablement se produit pendant la saison de pluie. Alors sa durée est temporaire et avec une intensité faible.
c. Le risque de perturbation de tabous ne concerne que le lieu sacré auprès du site du barrage. Alors l’étendu de ce risque est classé local. Ce risque se produira pendant la période de l’exécution. Ainsi sa durée est classée occasionnelle et avec une intensité faible.
Tableau n°21 : Evaluation d’impact négatif
Etendu Durée Intensité Importance 1 - Local 1 - Occasionnelle 1 - Faible 4 – 3 Mineure Impact 2 - Zonale 2 - Temporaire 2 - Moyenne 6 – 5 Moyenne 3 - Régional 3 - Permanente 3 - Forte 9 – 7 Majeure Total sur 3 Total sur 3 Total sur 3 Total sur 9 a. Conflits entre les usagers du barrage 2 2 2 6 projeté et des autres barrages b. Ensablement des pieds des 1 2 1 4 ouvrages c. Risque de perturbation de 1 1 1 3 tabous
Entre les points néfastes, les conflits entre les usagers sont les plus étendus et intenses, ce problème est classé moyen. Il est l’obstacle à la pérennisation des ouvrages.
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 51
Les deux autres impacts négatifs sont classés minimes, ils sont locaux et faibles intensités.
4.3.2. Impacts positifs
a. La totalité des surfaces utiles du projet sera irriguée. Alors l’étendu de cet impact est classé régional. Avec une bonne gestion d’exploitation et de maintenance, les infrastructures assureront l’irrigation du périmètre pendant sa durée de vie. Ainsi la durée de cet impact est classée permanente et avec une intensité forte.
b. L’augmentation de la production assurera les besoins alimentaires des exploitants et les surplus de la production pourront assurer les besoins des autres populations. Ainsi l’étendu de cet impact est classé régional. Pendant la durée de vie des infrastructures, cette augmentation sera réalisée. Alors la durée de cette augmentation est classée permanente et leur intensité est forte . c. L’amélioration de la saison de culture ne concerne que les surfaces irriguées du projet. Alors l’étendu de cette amélioration est classé local. Par contre pendant la durée de vie des infrastructures, cette amélioration sera réalisée. Ainsi sa durée est classée permanente et avec une intensité forte.
d. La protection du « tanety » ne concerne que le périmètre du projet. Par contre, cette protection diminue l’ensablement en aval du périmètre. Alors l’étendu de cette protection est classé zonal. La durée de cette protection dépend de la durée de vie des infrastructures. De ce fait, sa durée est classée permanente et leur intensité est forte.
e. Les membres des usagers de l’eau seulement sont consolidés. Alors l’étendu de cette consolidation est classé local. Cependant la durée de cette consolidation est pendant la durée de vie des infrastructures même au-delà. Alors sa durée est classée permanente et leur intensité est moyenne.
f. L’amélioration des paysages ne concerne que le périmètre du projet. Alors l’étendu de cette amélioration est classé local. Par contre sa durée dépend de la
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 52
durée de vie des infrastructures. Alors sa durée est classée permanente et leur intensité est moyenne.
g. Les campagnes de reboisement sont effectuées aux alentours de la zone d’étude. Alors l’étendu de ce reboisement est classé zonale. Ces campagnes se limitent sur un terrain de 3 [ha]. Alors sa durée est classée temporaire et leur intensité est moyenne. Tableau n°22 : Evaluation d’impact positif
Etendu Durée Intensité Importance 1 - Local 1 - Occasionnelle 1 - Faible 4 – 3 Mineure Impact 2 - Zonale 2 - Temporaire 2 - Moyenne 6 – 5 Moyenne 3 - Régional 3 - Permanente 3 - Forte 9 – 7 Majeure Total sur 3 Total sur 3 Total sur 3 Total sur 9 a. Irrigation des 3 3 3 9 surfaces utiles b. Autosuffisance 3 3 3 9 alimentaire c. Amélioration de 1 3 3 8 la saison de culture d. Protection du 2 3 3 7 « tanety » e. Consolidation 1 3 2 6 des groupes f. Amélioration des 1 3 2 6 paysages g. Favoriser le 2 2 2 6 reboisement
La classification des impacts positifs donne une place importante à l’irrigation des surfaces utiles à cause de son effet direct et durable à tous les exploitants et à l’autosuffisance alimentaire à cause de son effet large et durable à toute la population, elles sont classées majeures avec une note 9. Les autres impacts sont la dérivation de l’irrigation. L’amélioration de la saison culturale et la protection du « tanety » sont classées majeures mais avec une note 8 à 7.
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 53
Les restes, la consolidation des groupements, l’amélioration des paysages et la favorisation de reboisement, sont classées moyennes car ses intensités sont tous moyennes.
4.4. Analyses comparatives des impacts
D’après la classification de chaque impact, les impacts négatifs sont minimes et ne concernent en général que l’ordre social qui a une classe moyenne. Par contre, les impacts positifs sont nombreux et en grande partie majeure. Alors, le projet est un appui au développement de la région. Cela explique l’utilité de l’aménagement dans cette région.
4.5. Mesure d’atténuation et compensation
Afin d’assurer la bonne réhabilitation de la zone d’emprunt, il est nécessaire de prendre les mesures d’atténuation et compensation. Ces mesures visent à réduire, éviter et supprimer les impacts négatifs pour la pérennisation des ouvrages et leur bon fonctionnement au développement durable de la région. L’association des usagers de l'eau est la première responsable à l’accomplissement des mesures à prendre.
Tableau n°23 : Mesure sociale et culturale
Impact Mesure d’atténuation/compensation Responsable Coût de [fmg] l’exécution a. Conflits entre - Chercher l’accord avec le propriétaire du barrage en AUE - les usagers du amont pour assurer la pérennisation de l’ouvrage et le barrage projeté bien de la société. et des autres - Protection du canal dominé par le barrage en aval à barrages l’aide d’un drain. - chercher l’accord avec le propriétaire du barrage en aval pour but de minimiser la dimension du drain et
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 54
aussi du bien de la société. c. Risque de - Respecter la croyance des gens pour éviter le AUE - perturbation de problème au sein de la société. Entreprise tabous - Recrutement des ouvriers sur places pour éviter le risque de perturbation. Ceci est aussi une création d’emploi, qui est une source de revenue et renforce leur capacité.
Tableau n°24 : Mesure environnementale
Impact Mesure d’atténuation/compensation Responsable Coût de [fmg] l’exécution b. Ensablement - Mise en courbe de niveau du versant pour éviter AUE Coût des des pieds des l’écoulement de l’eau de ruissellement suivant la ligne protection ouvrages de plus grand pente, qui favorise l’érosion. des - Reboisement (tephrosia) et engazonnement longeant canaux 1 de la berge pour protéger les canaux par l’eau du versant au-dessus du périmètre. - Reboisement (tephrosia) au-dessus de l’installation des ouvrages. - Respecter les vitesses limites de l’écoulement dans le canal pour empêcher l’érosion de la berge et le dépôt du sédiment. - Enherbement des berges, en particulier avec du vétiver, pour éviter l’érosion de la berge.
1 Voir chapitre 5. Tableau n° 26
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 55
Figure N°6: Profil en travers du périmètre
Canal 1 : Canal du projet. Canal 2 : Canal existant dominé par d’autre barrage en aval.
Chapitre 4 : Etude d’impact environnemental 56
4.6. Suivi des impacts
Tableau n°25 : Suivi des impacts
Impact choisi Indicateur de Comment Outil Fréquence Acteur Résultat attendu suivi suivre l’impact de du suivi implique à l’issue du suivi suivi dans le suivi Conflits entre les Nombre des Rapport et Fiche Période de Bénéficiaire Absence des usagers du barrage conflits enquête crue conflits projeté et des autres barrages L’ensablement des Volume des sables Mesure de la Mettre Période de AUE Diminution de pieds des ouvrages aux pieds des profondeur en gradué crue volume des dépôts ouvrages et amont des Fiche d'ensablement érosion en amont ouvrages des ouvrages Irrigation des surfaces Surface cultivable Visite de lieu et Fiche Après le AUE Exploitation de la utiles enquête repiquage totalité du périmètre Autosuffisance Rendement des Enquête et Fiche Après la Bénéficiaire Autosuffisance alimentaire produits et rapport récolte et alimentaire augmentation des pendant la produits vendus période de soudure Consolidation des Activité et Rapport Fiche Chaque AUE Modèle pour les groupes dynamisme des activité et populations de la membres des réunion région associations Favoriser le Surface reboisée Visite de lieu et Fiche Par an AUE Augmentation de reboisement enquête la surface reboisée
Aménagement hydroagicole du périmètre de Besoa 57
Chapitre 5: Etude économique du projet
5.1. Coût estimatif des travaux
L’évaluation du coût total de l’aménagement s’obtient par la qualification de tous les détails des séries de travaux (terrassement, génie civil, les équipements divers…). Plus précisément le montant de chaque travail à effectuer n’est que le produit de leurs qualités à exécuter avec leurs prix unitaires. Ces prix unitaires résultent d'une analyse des prix pratiqués pour ces types de travaux par des petites et moyennes entreprises locales. Les bénéficiaires participent à la mise en œuvre de ce projet. Le frais de maîtrise d’œuvre est estimé à 15 % du total du coût d’aménagement et de la participation bénéficiaire. Les coûts du projet suivant les travaux et autres charges sont donnés par le tableau ci-dessous. Tableau n°26 : Devis estimatif du projet 1
Coût Participation Frais de maîtrise Coût d'estimation Désignation Aménagement bénéficiaire d'œuvre du projet
Ouvrages TRAVAUX PREPARATOIRE 4 500 000 BARRAGE 32 107 267 1 500 000 AVANT CANAL MACONNE 8 560 268 PARTITEUR BACHE 25 637 050 OUVRAGE SIPHON 9 237 025 135 937 CANAUX D'IRRIGATION 19 375 000 PROTECTION DES CANAUX 18 910 000 Autres Maîtrise d'œuvre 22 808 258 Transport et fourni des moellons 6 750 000
TOTAL HT 80 041 610 47 670 937 TVA 20 % 16 008 322 9 334 187 TOTAL TTC 96 049 932 56 005 124 22 808 258 174 863 315
1 Les détails des devis estimatifs de chaque ouvrage à construire ou à réhabiliter sont présentés en annexe 9 tableau n°35. Chapitre 5 : Etude Economique du projet 58
Les montant total des travaux y compris la taxe des valeurs ajoutées au taux de 20% s’élève à CENT SOIXANTE QUATORZE MILLIONS HUIT CENT SOIXANTE TROIS MILLES FRANCS MALAGASY. En chiffrant le montant, il est de 174 863 000 Fmg .
L’exécution des travaux sera confiée aux bénéficiaires et à l’entreprise. Le creuse et la protection des canaux, le décapage et la fouille des ouvrages, et les matériaux locaux seront à la charge des bénéficiaires. Tandis que la réalisation des ouvrages sera confiée à l’entreprise. Les bénéficiaires doivent terminer leur part avant l’exécution des travaux de l’entreprise. La durée d’exécution des travaux de l’entreprise est estimée à 3 mois 1.
5.2. Coût estimatif des mesures environnementales
L’amélioration de la vie des paysans nécessite non seulement l’installation des infrastructures mais aussi la protection de l’environnement. De plus, la durabilité du développement dépend de l’environnement de la région. L’évaluation de coût total de mesure d’atténuation et de compensation des impacts s’obtient à partir du nombre des plants sur une surface du terrain à reboiser donnée et à partir du mètre linéaire de la surface à engazonner ou à embroussailler. Le reboisement, l’engazonnement et l’embroussaillement des berges des canaux sont à la charge des bénéficiaires.
5.3. Evaluation et rentabilité du projet
Le but est de mesurer la viabilité financière et économique du Projet d’aménagement du périmètre de Besoa. L’indicateur choisi pour évaluer la viabilité du Projet est le Taux de Rentabilité Interne (TRI).
5.3.1. Hypothèse de base
• La mesure se base sur la production rizicole annuelle.
1 Annexe 10.Planning des travaux.
Chapitre 5 : Etude Economique du projet 59
• L’ensemble des parcelles irriguées dans le périmètre réaménagé sera considéré comme une seule exploitation. • La situation économique est réalisée sur 10 ans en prenant en compte les coûts des travaux, la charge d’exploitation et les revenues agricoles des agriculteurs. • En plaçant dans le cas défavorable, la riziculture est la seule source de revenue des paysans avant l’aménagement avec un rendement de 1.5 [T/ha]. Suite à la maîtrise de l’eau, les autres cultures sont aussi devenues une source de revenue des paysans. Mais les investissements viseront en priorité la production rizicole et les parcelles concernées sont exclusivement exploitées pour la riziculture, alors les autres cultures ne seront pas prises en compte. • Après l’aménagement et encadrement d’appuie des agriculteurs, le rendement est estimé à 3 [T/ha]. La situation de la riziculture avant et après l’aménagement est donnée par le tableau ci-après.
Tableau n°27 : La situation de l’agriculture avant et après l’aménagement
Avant l’aménagement Après l’aménagement Rendement Surface cultivable Rendement Surface cultivable [T/ha] [ha] [T/ha] [ha] Riz 1.5 14 3 54 Source : Commune Rurale Besoa • Les deux premières années, les charges d’exploitation se limitent au coût de la main d’œuvre et le périmètre supplémentaire n’est pas totalement exploitable.
Le périmètre supplémentaire exploité en : - 1ère année est estimée à la moitié (1/2) du périmètre supplémentaire, - 2ème année est estimée au trois quart (3/4) du périmètre supplémentaire. • A partir de la 3 ème année, la technique culturale ne restera plus traditionnelle et la totalité du périmètre sera exploitée.
Chapitre 5 : Etude Economique du projet 60
5.3.2. Charge d’exploitation
Les investissements supportés par les paysans se trouvent essentiellement au niveau des : • matériels agricoles à utiliser, • Intrants, • mains d’œuvre, 5.3.2.1. Coût d’utilisation des matériels
L’utilisation des matériaux agricoles ne sera pas courante pour les deux premières années après l’aménagement. A partir de la 3 ème année, les paysans de Besoa s’adapteront à l’utilisation des matériels agricoles. L’utilisation des matériels agricoles varie selon les phases des travaux des rizières. Le coût d’utilisation, suivant la natures des matériels, est présenté en annexe 9 tableau n° 37 5.3.2.2. Coût des intrants
Les principaux intrants sont basés sur la semence sélectionnée et les engrais. De même, les agriculteurs améliorent leur production par l’utilisation de semence sélectionnée et par l’accroissement de l’engrais à partir de la 3 ème année. Il faut noter que les paysans de Besoa fabriquent des composts et supposer que la moitié de l’engrais nécessaire est payable. Le coût d’utilisation des intrants est présenté en annexe 9 tableau n° 38. 5.3.2.3. Coût des mains d’œuvres
Le nombre de la main d’œuvre varie aussi selon la phase des travaux rizicoles. Mais le coût d’une main d’œuvre reste constant. Le prix journalier de la main d’œuvre locale est de 10 000 FMG ou 10 unités monétaires. Le coût de main d’œuvre, suivant la phase des travaux, est présenté en annexe 9 tableau 39.
5.3.3. Coût de maintenance
La maintenance assure le bon fonctionnement et la pérennisation des ouvrages. Elle s’agit d’entretien et de renouvellement.
Chapitre 5 : Etude Economique du projet 61
Le coût d’entretien dépend des caractéristiques spécifiques des aménagements. Le coût d’entretien en % des investissements initiaux est présenté en annexe 9 tableau n°40.
Dans ce projet la durée de vie des aménagements est 10 ans. Cette durée de vie est atteinte si les ouvrages sont normalement utilisés et convenablement entretenus. Alors le renouvellement des ces aménagements est dans 10 ans. L’amortissement linéaire de l’investissement pendant la durée de vie des aménagements assure ce renouvellement. Le coût de renouvellement est alors estimé à 10 % des investissements initiaux.
5.3.4. Les recettes d’exploitation
La production chaque année varie en fonction de la surface cultivée et du rendement. La recette d’exploitation s’obtient par la multiplication de la production de chaque année par le prix unitaire de cette production. Le prix de la tonne de paddy de la dernière campagne 2002 coûte 1.000.000 FMG.
5.3.5. Bénéfice brut
Le bénéfice brut de la riziculture est obtenu par la différence entre le revenu agricole et la charge d’exploitation.
5.3.6. Taux de rentabilité interne
Les principaux indicateurs de rentabilité du projet sont constitués par : - La Valeur Actuelles Nettes (VAN) définie par l’équation :
n = ()+ −k VAN ∑CF k 1 i k=0
avec : CF k :Cash Flow ; (1+i) -k : coefficient d’actualisation à l’année K ; i : taux d’actualisation ; - Le Taux de Rentabilité Interne (TRI) est déterminé à la suite de la connaissance de la VAN, c’est le taux qui annule la VAN. VAN (TRI ) = 0
Chapitre 5 : Etude Economique du projet 62
Tableau n°28 : Estimation de la Rentabilité financière du Projet Besoa 1
Surface Coût total du Coût à l’hectare Variante TRI [%] irriguée [ha] Projet [FMG] [FMG] Ouvrages définitifs 54 174 863 000 3 238 000 40.24
Le TRI du projet s’élève à 40.24 %. Une comparaison avec les taux d’intérêt pratiqués par les établissements de crédit permettrait ainsi d’apporter une première conclusion quant à la rentabilité financière et économique du projet. En tenant compte du taux directeur pratiqué actuellement par la Banque Centrale, soit de 7% depuis le 13 janvier 2003, le Projet est financièrement rentable . Mais cette rentabilité serait encore meilleure si les deux paramètres «rendement à l’hectare » et « prix de vente du paddy » s’améliorent ; ce qui sont certainement des hypothèses réalistes. Par ailleurs, d’autres indicateurs socio-économiques et environnementaux permettraient d’évaluer les différents impacts générés par le projet dans tous les secteurs d’activités dans la région. Enfin, le coût à l’hectare des travaux d’aménagement est environ de 3 238 000 FMG. La rentabilité du Projet de réhabilitation du périmètre de Besoa apparaît assez confortable compte tenu des contraintes sociales et économiques que la région subit.
1 D’après les calculs en annexe 9 tableau n° 41
Aménagement hydroagicole du périmètre de Besoa 63
Conclusion
La région de Besoa possède une potentielle économique non négligeable. Malheureusement, la production annuelle en filière riz est réduite faute de l’insuffisance de périmètre irrigué et de la mauvaise gestion d’exploitation et d’entretien des infrastructures. L’aménagement du périmètre de Besoa a pour but d’améliorer cette production. Cet aménagement consiste à installer des nouveaux infrastructures tel que le barrage, l’avant canal, le partiteur, la bâche et le siphon. Malgré l’impact négatif de l’aménagement qui concerne en général l’ordre social, cet aménagement est un appui au développement de la région à cause de son effet directe et durable aux bénéficiaires. Le coût du projet s’élève à 174 863 000 Fmg avec un TRI de 40.24 %. En comparant le TRI avec le taux directeur pratiqué actuellement par la Banque Centrale, le projet est financièrement et économiquement rentable. Ainsi, l’aménagement du périmètre de Besoa constitue un ensemble complexe de questions agronomiques, techniques, hydrologiques, environnementales, économiques et sociales. Aucun de ces éléments ne doit être négligé, si on veut éviter de produire des erreurs, et faire en sorte que cet aménagement apporte un bon développement de la région, même du pays. Ce projet peut également servir de modèle pour les autres périmètres soufrant du manque d’eau.
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa 64
Bibliographie
BAUZIL V–1952 Traité d’irrigation – Edition Ayrolle
CHAPERON P – DANLOUX J – FERRY L – 1993 Fleuves et rivières de Madagascar – ORSTOM.
J. D. RASOLOFONIAINA – 1999 Etude hydrologique dans un projet d’aménagement hydroagricole – CNEAGR . JEAN – ROBERT TIERCELIN – 1998 Traité d’irrigation – Lavoisier TEC&DOC.
LOUIS DURET – 1976 Estimation de crue à Madagascar – Edition concours du fond d’aide et de coopération de la République française.
MINISTERE DE LA COOPERATION – 1993 Mémento de l’agronome – 4ème Edition.
NICOLAS EGLI – 1997 Guide environnemental pour la réhabilitation des périmètres irrigués – INFOPRINT.
OPERATION MICROHYDRAULIQUE – 1985 Mémento Microhydraulique – AGRAR – UND HYDROTECHNIK GMBH.
REMENIERAS G –1960 L’hydrologie de l’Ingénieur – Paris Ayrolle.
ROLLEY R – 1977 Technique des barrages en aménagement rural.
Bibliographie 65
SAVAIVO – 2003 Etude d’Impact Environnemental – P.S.D.R.
VAN TUV NGUYEN – 1981 Hydraulique routier – Ministère de la coopération et du développement République française.
Guide de l’utilisateur Volume 2, Microsoft EXCEL.
Rapport annuel du Service Géologique pour 1968.
Aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa 66
Annexes
Annexe 1 : Données climatiques enregistrées à la station d’Ambalavao et Fianarantsoa
Tableau n°29 : Données climatiques enregistrées à la station de Fianarantsoa
T max moy T min moy Humidité relative Vitesse du vent Insolation Mois [°C] [°C] [%] [km/jour] [h/jour] Janvier 30,0 15,0 83 193,3 6,2 Février 29,6 15,8 85 194,1 6,1 Mars 29,0 14,0 85 183,1 5,5 Avril 28,8 11,4 83 202,7 6,0 Mai 27,2 8,6 83 140,5 6,0 Juin 25,1 5,3 84 142,6 5,6 Juillet 24,3 5,5 85 160,7 5,3 Août 26,1 5,7 82 195,8 6,2 Septembre 29,0 7,2 79 208,7 7,4 Octobre 30,1 9,1 79 218,2 7,4 Novembre 31,2 12,4 79 205,1 7,1 Décembre 30,5 13,8 82 184,0 6,2 ANNÉE 28,4 10,3 82 185,7 6,3 Source : Service Météorologie
Annexes 67
Tableau n°30 : Données pluviométriques moyennes mensuelles enregistrées à la station d’Ambalavao de 1969 à 1999
J F M A M J J A S O N D ANNEE 1969 209,3 440,8 93,8 42,2 4,6 31,7 6,8 7,0 11,8 12,4 47,4 460,5 1368,3 1970 427,3 465,7 166,3 4,0 2,4 18,3 2,9 2,8 0,0 6,3 197,3 152,4 1445,7 1971 184,9 284,5 66,7 38,5 25,5 0,0 0,0 2,3 15,6 15,0 128,3 222,5 983,8 1972 81,5 125,5 213,6 23,2 29,5 2,1 33,0 27,2 9,0 108,8 93,1 178,9 925,4 1973 245,6 141,1 176,8 26,7 0,0 22,6 7,9 5,3 14,2 5,4 506,4 326,0 1478,0 1974 44,6 139,1 140,5 70,9 50,9 39,2 3,2 1,6 9,1 36,2 57,3 408,0 1000,6 1975 229,9 189,0 45,0 6,8 14,9 9,5 6,6 14,0 0,4 46,2 99,8 243,4 905,5 1976 59,7 118,5 83,3 141,4 25,9 18,9 14,2 31,0 0,5 112,5 57,2 474,5 1137,6 1977 109,5 224,4 160,6 75,9 21,4 0,0 2,2 5,5 52,7 18,9 87,5 100,1 858,7 1978 167,7 78,1 54,7 63,5 9,9 4,9 38,0 0,0 5,5 120,0 73,4 232,6 848,3 1979 86,0 203,1 78,9 23,4 53,5 8,8 7,7 4,7 6,7 53,2 257,3 246,1 1029,4 1980 334,0 75,3 63,8 18,0 7,3 13,6 13,3 0,0 32,7 15,6 153,6 208,0 935,2 1981 91,3 149,1 193,4 52,6 14,3 3,8 1,3 0,0 22,5 410,1 100,4 171,5 1210,3 1982 561,5 83,9 398,9 44,6 1,7 9,5 18,7 0,0 54,1 99,8 93,7 54,1 1420,5 1983 47,8 47,2 41,4 14,2 0,2 23,9 3,5 8,5 0,0 56,6 118,9 282,3 644 ,5 1984 527,5 269,0 132,4 19,9 2,9 3,5 0,0 23,6 6,4 127,3 247,0 198,7 1558,2 1985 129,9 138,5 172,1 48,6 3,8 0,0 0,0 0,0 28,9 55,0 101,9 294,5 973,2 1986 35,1 311,2 149,7 27,5 2,6 1,2 0,0 7,0 0,0 116,4 285,8 318,1 1254,6 1987 295,6 82,6 80,5 99,6 49,9 4,2 7,2 2,2 0,0 32,8 61,9 84,0 800,5 1988 256,8 82,0 23,3 14,4 4,7 0,4 0,4 0,0 0,4 86,0 117,8 198,7 784,9 1989 268,3 260,4 79,5 10,5 30,9 7,1 0,2 4,3 11,1 74,5 143,8 286,6 1177,2 1991 30,5 103,4 40,2 38,2 3,5 0,0 0,0 0,0 4,1 25,5 78,4 104,0 427,8 1992 325,9 32,3 184,1 9,1 2,9 0,9 6,6 11,9 0,0 23,3 218,1 117,6 932,7 1993 216,1 278,2 154,7 5,9 19,6 3,2 28,8 0,9 0,2 33,9 29,8 219,8 991,1 1994 449,4 272,5 169,2 33,2 11,5 5,4 5,3 1,4 2,1 113,5 66,3 64,9 1194,7 1995 336,3 240,4 5,5 69,4 22,2 21,5 8,8 7,4 0,0 0,0 19,9 153,9 885,3 1996 270,9 143,7 182,9 12,0 18,8 3,6 7,2 0,0 0,0 52,6 13,8 398,6 1104,1 1997 240,1 182,0 70,6 56,2 75,7 3,9 15,2 19,4 12,6 130,8 194,8 159,1 1160,4 1998 193,4 357,7 104,7 82,8 0,0 2,1 0,6 3,4 33,0 21,5 27,9 355,6 1182,7 1999 285 ,9 190,7 11,1 2,0 0,0 0,5 7,4 33,6 2,5 28,3 13,2 208,0 783,2 Source : Service Météorologie
Annexes 68
Tableau n°31 : Données pluviométriques maximales journalières enregistrées à la station d’Ambalavao de 1965 à 1999
Pmax Année journalière
1965 83,0 1966 53,3 1967 53,2 1968 48,5 1969 194,8 1970 102,6 1971 98,8 1972 70,9 1973 71,5 1974 88,6 1975 59,0 1976 82,3 1977 54,2 1978 85,8 1979 110,8 1980 67,4 1981 53,5 1982 73,0 1983 58,1 1984 81,4 1985 114,9 1986 70,8 1987 60,2 1988 68,0 1989 103,1 1990 89,6 1991 44,0 1992 59,3 1993 62,6 1994 76,2 1995 54,5 1999 66,0 Source : Service Météorologie
Annexes 69
Annexe 2 : Données agro-socio-économiques Tableau n°32 : Répartition de la population de la Commune Rurale de Besoa par Sexe et par Fokontany en 2002.
Fokontany Masculin Féminin Total par fokontany Besoa Centre 1 479 1 739 3 218 Ambalamarina IV 1 110 1 450 2 420 Antako 813 1 073 1 886 Andraibe 322 443 765 Tambohobe 288 383 671 Total par sexe 3 972 5 088 9 060 Source : Commune Rurale Besoa
Tableau n°33 : Situation de l’Enseignement Primaire dans la Commune Rurale de Besoa en 2002
Date de Effectif des Effectif des Effectif des Nom de l’EPP création élèves maîtres titulaires maîtres suppléants Masombahoaka 1974 204 3 2 Ikalaomba 1973 96 1 Tambohobe 1975 90 1 1 Andraibe 1974 86 2 1 Ambalamarina IV n.d 1 78 1 1 Besoa Centre vers 1913 334 6 2 Tamboho III 2001 50 1 Imigo n.d 1 50 2 1 Tsarahonenana 2000 35 1 Total 1023 15 12 Source : Commune Rurale Besoa
1 Non définie
Annexes 70
Annexe 3 : Bassin versant
Vers Ambalavao
Vers Ihosy
Echelle : 1 / 100 000 : Limite du bassin versant
Annexes 71
Annexe 4 : Estimation des apports par la méthode CTGREF
Les apports annuels de diverses fréquences sont établies par la formule empirique de CTGREF suivant la relation
5 1 S P 3 Z 3 Q = * af * m af 31 5. B 100
avec : Qaf : apport moyen annuel de différence fréquence [l/s] ; S : surface du bassin versant [Km 2] ;
Paf : pluviométrie moyenne annuelle de différence fréquence [mm] ;
Zm : altitude moyenne du bassin versant considéré [m] ; B : coefficient régional qui est égal à 50 pour la zone étudiée. 2 Différences fréquences S [km ] Zm [m] Paf [mm] Qaf [l/s] a2 48 1590 1046,7 609 a5S 48 1590 830,6 414
Annexes 72
Annexe 5 : Estimation des crues par l’observation de laisse de crue
L’estimation du débit de crue par la méthode de laissé de crue est déterminée à partir de la formule de débit d’un déversoir suivant Q=m*L* 2*g*h 3/2
avec : Q : débit de crue [m 3/s] ; m : coefficient de débit m= 0.4; L : longueur du seuil L= 32.50 [m] ; h : hauteur de la lame d’eau au dessus du seuil h = 0.90 [m]; g : pesanteur. Application numérique :
Q = 4.0 * 32 5. * 2 *10 * 9.0 3 / 2 Q =50[m3 /s]
Annexes 73
Annexe 6 : Besoin en eau
Tableau n°34 : Besoin d’irrigation et débit fictif continu
Période Besoin d'irrigation Besoin brut Débit fictif continu Mois Décade Phase [mm/dec] [m3/ha] [l/s/ha] Août 1 PEP 22,2 444 0,51 Août 2 PRE 95,2 1904 2,2 0 Août 3 PRE 116,6 2332 2,70 Septembre 1 A 49,3 986 1,14 Septembre 2 A 53,0 1060 1,23 Septembre 3 A 50,9 1018 1,18 Octobre 1 B 48,0 960 1,11 Octobre 2 B 44,3 886 1,03 Octobre 3 B 40,2 804 0,93 Novembre 1 C 37,5 750 0,87 Novembre 2 C 35,1 702 0,81 Novembre 3 C 26,2 524 0,61 Décembre 1 C 15,4 308 0,36 Décembre 2 D 2,7 54 0,06 Décembre 3 D 0,0 0 0,00 Janvier 1 D 0,0 0 0,00
PEP : pépinière PRE : préparation A : Phase initiale B : Phase de développement C : mi-saison D : arrière saison dec : decade. Le débit fictif continu critique est égal à 2.70[l/s/ha] Débit en tête du réseau En prenant une marge de sécurité, le débit en tête du réseau est établi par le produit entre le débit d’équipement et la surface à irriguer = Qentête d e * S avec : Qen tête : Débit en tête du réseau en [l/s]
de : Débit d’équipement d e= 2.7 [l/s/ha] S : Surface à irriguer S = 54 [ha] Applications numériques : Q = 7.2 * 54 = 145 8. [ s/l ] ≈ 150 [ s/l ]
Annexes 74
Annexe 7 : Conceptions des programmes sous Excel
• Les légendes utilisées aux algorithmes
Les légendes utilisées aux algorithmes sont :
Début et terminaison
Données
Document
Procédé de calcul
Décision
Affichage
Connecteur
Sens de l’exécution
Annexes 75
• Algorithme de la stabilité du barrage en profil
trapézoïdal sur la fondation rocheuse
DEBUT
Données de base : Q, L, H c-am , I c-am , m am , m av , h, b
g = 10 Mvol-bar = 2500 Mvol-sed = 1600 Hsed = 0.25 θ =25 tg ϕ = 0.75
2 / 3 = Q h 0.4*L* 2*g
Ham = H c-am + h
b = H c-am + H c-am * m am + H c-am * m av
Ifond = b
Forces Distances par rapport à O Moment par rapport à O b = W = I * H * 2500 dW= H− *m + M W*dW 1 c-am c-am 1 c am av 2 w1 1 1 2 2 Hc− am = = W= *m *2500 dW *H− *m Mw2 W 2 *dW 2 22 av 23 c am av 2 2 Hc− am = − = W= *m *2500 dW I *H− *m Mw3 W 3 *dW 3 32 am 3 fond3 c am am
P = h * H * 1000 H − 1 c-am dP = c am M= P*dP 1 2 P1 1 1 2 1 Hc− am = = P= *1000 dP *H − MP2 P*dP 2 2 2 2 23 cam π θ π 2 1 = − * = = Ps 0.5*H sed *tg *1600 dP *H MPs P*dP s s 4 2 S3 sed
1 4
Annexes 76
1 4
= + + ∑FV W 1 W 2 W 3 = + + ∑Fh P 1 P 2 P s
= + + ∑MS M W1 M W2 M W3 ∑M= M + M + M R P1 P 2 P s
Forces Distances par rapport à G Moment par rapport à G
l I =fond − c− am − = W1 = I c-am * H c-am * 2500 dW1 H*m c− am am Mw1 W*dW 1 1 2 2 l 1 H 2 dW=−−fond I H *m − *H *m = c− am 2 cam− cam − am cam − av M= W *dW W2 *m av *2500 2 3 w2 2 2 2 H 2 l 2 = c− am =fond − M= W *dW W3 *m am *2500 dW3 *H c− am *m am w3 3 3 2 2 3
H P1 = h * H c-am * 1000 = c− am = dP 1 MP1 P*dP 1 1 2 2 1 H c− am = = P= *1000 dP *H − MP2 P*dP 2 2 2 2 23 cam 2 p q*p 1 P=0.5*Hs sed * tg - *1600 = = 4 2 dP *H MPs P*dP s s S3 sed
= + + N W1 W 2 W 3 MM= + M + M +++ MM M W1 W 2 W 312 PP P S
ϕ ∑FV * tg NON > 1 Instable au ∑Fh glissement
OUI Stable au glissement
∑M NON Instable au S > 1.5 renversement ∑MR
OUI
2 3
Annexes 77
2 3
Stable au renversement
N 6*M NON Instable à ± < σ 2 sol− adm l’interne S l fond
OUI Stable à l’interne
Fin
• Algorithme de la stabilité du mur en profil escalier
à trois marches sur la fondation rocheuse
DEBUT
Données de base : Heau , H mur , e 1, e 2, e 3
g = 10 Mvol-bar = 2500 Mvol-sed = 1600 Hsed = 0.25 θ =25 tg ϕ = 0.75
b = e 1 + e 2 + e 3
H1 = H mur 2 H= * H 23 mur 1 H= * H 33 mur
4 1
Annexes 78
4 1 1
Forces Distances par rapport à O Moment par rapport à O
e1 = W1 = H 1 *e1 * 2500 dW= b − M W*dW 1 2 w1 1 1 e W= H *e *2500 dW= b − e − 2 M= W *dW 2 2 2 2 1 2 w2 2 2 e W= H *e *2500 dW=− b e − e − 3 M= W *dW 3 3 3 3 1 2 2 w3 3 3 2 Heau 1 = P= *1000 dP= *H MP P*dP e e e 2 e3 eau e π θ π 2 1 = − * = = Ps 0.5*H sed *tg *1600 dP *H MPs P*dP s s 4 2 S3 eau
= + + ∑FV W 1 W 2 W 3 = + ∑Fh P e P S
∑M= M + M + M S W1 W 2 W 3 ∑M= M + M R Pe P s
Forces Distances par rapport à O Moment par rapport à O
b e1 = W1 = H 1 *e 1 * 2500 dW = − M W*dW 1 2 2 w1 1 1 b e W= H *e *2500 dW= − e − 2 M= W *dW 2 2 2 22 1 2 w2 2 2 b e W= H *e *2500 dW= − e − e − 3 M= W *dW 3 3 3 32 1 2 2 w3 3 3 2 Heau 1 = P= *1000 dP= *H MP P*dP e e e 2 e3 eau e π θ π 2 1 = − * = = Ps 0.5*H sed *tg *1600 dP *H MPs P*dP s s 4 2 S3 eau
= + + N W1 W 2 W 3 MM= + M + M ++ M M W1 W 2 W 3 P e P S
2 3
Annexes 79
2 3 1
F * tg ϕ ∑ V > NON Instable au 1 ∑F glissement h
OUI
Stable au glissement
∑M NON Instable au S > 1.5 renversement ∑MR
OUI
Stable au renversement
N 6*M NON Instable à ± < σ 2 sol− adm l’interne S l fond
OUI Stable à l’interne
Fin
Annexes 80
• Algorithme du canal trapézoïdal
DEBUT
Données de base : Qn, h, b, I, K, m, b cal , Q cal
bcal = (3 – 4m)*h Norme Indienne
S = b*h + m*h 2 Modification une à P = b+2*h*(1+m 2)1/2 une ou simultanée des S R = données de base P Q = K * S * R 2/3 *I 1/2 cal Q V = cal S
Q− Q cal n ≤ 0.05 Q NON Les valeurs entrées ne n V≤ V ≤ V sont pas valables min max h R 2
OUI
Les valeurs entrées sont valables
Fin
Annexes 81
• Algorithme du canal rectangulaire
DEBUT
Données de base : Qn, h, b, I, K, m, b cal , Q cal
bcal = (3 – 4m)*h m = 0 Norme Indienne
S = b*h Modification une à
P = b+2*h une ou simultanée des
S données de base R = P 2/3 1/2 Qcal = K * S * R *I Q V = cal S
Q− Q cal n ≤ 0.05 Q NON Les valeurs entrées ne n V≤ V ≤ V sont pas valables min max h R 2
OUI
Les valeurs entrées sont valables
Fin
Pour faciliter la lecture des algorithmes, les notations suivantes ont été utilisées : Barrage Q : débit de crue h : lame d’eau au-dessus du barrage
mam : fruits du talus amont
Annexes 82
mav : fruits du talus aval
Hc-am : hauteur de la crête amont
lc-am : largeur de la crête amont
Hc-av : hauteur de la crête aval
Lc-av : largeur de la crête aval
Pam : parafouille amont
Pav : parafouille aval
epar : épaisseur parafouille
Rav : radier aval
Ram : radier amont
erad : épaisseur radier b : base du barrage
lfond : largeur de la fondation C : coefficient de la règle de LANE g : pesanteur
Mvol-bar : masse volumique du barrage
Mvol-sed : masse volumique du sédiment θ : angle de frottement interne tg ϕ : coefficient de frottement
Hsed : hauteur du sédiment
Ham : hauteur d’eau amont
Hav : hauteur d’eau aval
Mur
Heau : hauteur d’eau
Hmur : hauteur du mur
e1 : largeur de la marche 1
e2 : largeur de la marche 2
e3 : largeur de la marche 3 b : base du mur
H1 : hauteur de la marche 1
H2 : hauteur de la marche 2
H3 : hauteur de la marche 3
Annexes 83
Canaux
Qn : débit nominal
Qcal : débit calculé h : hauteur d’eau dans le canal b : base du canal à fixer
bcal : base du canal à calculer I : pente longitudinale K : coefficient de Manning Strickler m : fruits du talus de la berge S : section du canal P : paramètre mouillé R : rayon hydraulique V : vitesse d’eau dans le canal
Vmin : vitesse minimale
Vmax : vitesse maximale
Annexes 84
Annexe 8 : Calcul sur les conceptions et dimensions des ouvrages
• Dimensionnement du barrage - La cote de la crête du barrage
La perte de charge de l’avant canal ∆ = h1 *I L
avec : ∆h1 : perte de charge de l’avant canal [m] ; I : pente du canal [m/m] ; L : la longueur de l’avant canal 50 [m]. Applications numériques :
∆h1 = 0.003*50 = 0.15 [m]
La cote en amont de l’avant canal = 96.30 +0.15 = 96.45 [m]
La perte de charge de la prise Elle est obtenue par la relation suivant = µ( ∆ )1/ 2 Q *S*2g* h 2 avec : Q : débit nominal [m 3/s] ; S : section de la prise [m 2] ; µ : coefficient du débit (#0.6);
∆h2 : perte de charge de la prise ou différence niveau d’eau en amont et en aval du prise [m]. La section du prise est rectangulaire avec 0.35 [m] de hauteur et 0.5 [m] de largeur. Applications numériques :
2 ∆ = 15.0 = [] h2 10.0 m 6.0 2 * ()35.0 * 5.0 2 * 20
La hauteur d’eau en amont de la prise
Annexes 85
La hauteur d’eau dans l’avant canal est égale à 0.42 [m] d’après la détermination de sa dimension. La hauteur d’eau en amont du prise est égale à 0.42 [m] +0.10 [m] = 0.52 [m].
La cote de la crête du barrage
Cb = 96.45 + 0.52 + 0.10 = 97. 07 [m] avec la revanche de 0.10 [m]
- La largeur de la fondation B = + B ec m * HB Applications numériques : B = 0.5+0.5*1.30=1.15 [m]
- La hauteur d’eau au-dessus du barrage h
2 3 = Q h m * L * 2 * g avec : h : hauteur de la lame d’eau au dessus du seuil [m] ; Q : débit de crue [m 3/s] ; m : coefficient du débit ; L : longueur du déversoir [m] ; g : pesanteur. Applications numériques :
2 49 64. 3 h = ≈ 8.0 []m 4.0 * 40 * 2 *10 - Etude de la stabilité du barrage L’étude de la stabilité du barrage est effectuée par le programme sous Excel. Voici une aperçue de la fenêtre, avec les données de bases et les résultats des calculs.
Annexes 86
Figure N°7: Programme sous Excel : stabilité du barrage
1,04
2,10 1, 63
-1, 78 8,72
Annexes 87
• Les accessoires du barrage - Mur d’encaissement L’étude de la stabilité du mur est effectuée par le programme sous Excel. Voici une aperçue de la fenêtre, avec les données de bases et les résultats des calculs. Figure N°8: Programme sous Excel : stabilité du mur
Annexes 88
- Prise La dimension de la prise est obtenue à partir de la relation suivant Q S = µ ()∆ 1/ 2 * 2g * h 2 dans lesquelles S : section du vanne en [m 2] ; Q : débit en tête du réseau [m 3/s] ;
∆h2 : charge de la prise [m] ; µ : coefficient de débit (# 0.6) g :accélération de la pesanteur [m 2/s]. Applications numériques : 0.15 = =2 = [][] S1 0.175m 0.35mX0.50m 0.6*(2*10*0.10) 2 La section de la prise est rectangulaire de 0.35 [m] de hauteur et 0.50 [m] de largeur.
• Les ouvrages projetés le long des canaux d’irrigation, les canaux d’irrigation et les drains
- Avant canal Le dimensionnement de l’avant canal est effectué par le programme sous Excel. Voici une aperçue de la fenêtre, avec les données de bases et les résultats des calculs.
Annexes 89
Figure N°9: Programme sous Excel : Dimensionnement de l’avant canal
- Partiteur La dimension de la prise, qui alimente le canal en rive droite, est obtenue par la formule suivante Q S = µ *() 2g * ∆ h 1/ 2
dans lesquelles S : section du vanne en [m 2] ;
Annexes 90
Q : débit en tête du réseau [m 3/s] ; ∆h : charge de la prise [m], la différence entre la hauteur d’eau dans l’avant canal et la hauteur d’eau dans le canal en rive droite ; µ : coefficient de débit (# 0.6) ; g : accélération de la pesanteur [m 2/s]. Application numérique : 0.03 = =2 = [][] S1/ 2 0.025 m 0.15 m X0.15m 0.6*() 2*10*0.24
D’après le calcul, la dimension de cette prise est égale à 0.15 [m] de hauteur et 0.15 [m] de largeur pour évacuer un débit de 30 [l/s] vers le périmètre à droite.
- Bâche Le dimensionnement de la bâche est effectué par le programme sous Excel. Voici une aperçue de la fenêtre, avec les données de bases et les résultats des calculs.
Annexes 91
Figure N°10: Programme sous Excel : Dimensionnement de la bâche
- Siphon Buse La vitesse d’écoulement dans la buse Cette vitesse est obtenue à partir de la relation suivante : Q=V*S Q V= S avec Q : débit passant dans le buse [m 3/s] ;
Annexes 92
V : vitesse de l’écoulement dans la buse [m/s] ; S : section de la buse [m 2] Le diamètre de la buse est fixé à 400 [mm]. Application numérique : 0.15 V= = 1.20 [m/s] 0.4 2 π * 4
La perte de charge du siphon Cette perte de charge est obtenue à partir de la perte de charge à l’entrée de la buse, de la perte de charge à la sortie de la buse et la perte de charge le long de la buse. ∆ =∆ +∆ +∆ h he h b h s avec : ∆h : perte de charge du siphon [m] ;
∆he : perte de charge à l’entrée de la buse [m] v 2 ∆h = K * e e 2 * g
Ke : coefficient de la perte de charge à l’entrée, V : vitesse de l’écoulement dans la conduite [m/s], g : accélération de la pesanteur [m 2/s] ;
∆hb : perte de charge de la buse [m] L v 2 ∆h = λ * * ; b D2 * g λ : coefficient de rugosité qui est égal 0.032 pour les buses en béton ; L : longueur de la buse [m] ; D : diamètre de la buse [m] ; V : vitesse de l’écoulement dans la conduite [m/s] ;
∆hs : perte de charge à la sortie de la buse [m] v 2 ∆h = K * ; s s 2 * g
Annexes 93
Ks : coefficient de la perte de charge à la sortie ; V : vitesse de l’écoulement dans la conduite [m/s] ; g : accélération de la pesanteur [m 2/s].
Application numérique : 1.202 14 1.20 2 1.20 2 ∆=h 0.5* + 0.032* * + 1* 2*10 0.4 2*10 2*10 ∆h = 0.19 [m]
- Canaux d’irrigation Le dimensionnement des canaux d’irrigation est effectué par le programme sous Excel 1. Voici une aperçue de la fenêtre, avec les données de bases et les résultats des calculs.
1 Annexe 7
Annexes 94
Figure N°11: Programme sous Excel : Dimensionnement du canal en terre en rive gauche
Annexes 95
Figure N°12: Programme sous Excel : Dimensionnement du canal en terre en rive droite
Annexes 96
Annexe 9 : Etude économique du projet
Tableau n°35 : Bordereau détail estimatif DETAIL OUVRAGE BARRAGE N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT I - TERRASSEMENT 104 Trou d'ancrage U 85,00 25 000 2 125 000 Sous Total Terrassement 2 125 000
II - MACONNERIE ET BETON 202 Béton armé dosé à 350 kg/m3 M3 2,00 950 000 1 900 000 203 Maçonnerie de moellons M3 57,60 300 000 17 280 000 204 Enduit ordinaire dosé à 400 kg/m3 M2 137,80 30 000 4 134 000 206 Armature Kg 191,63 15 000 2 874 517 207 Coffrage M2 1,50 22 500 33 750 Sous Total Maçonnerie et Béton 26 222 267
III - DIVERS 301 Madrier de 7x 17 , L=1,20m U 13,00 20 000 260 000 302 Vanne métallique 0,40 m X 0,60 m U 1,00 3 500 000 3 500 000 Sous Total Divers 3 760 000
TOTAL 32 107 267
AVANT CANAL MACONNE N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT I - TERRASSEMENT 104 Trou d'ancrage U 52,50 25 000 1 312 500 105 Déroctage du canal ML 50,00 25 000 1 250 000 Sous Total Terrassement 2 562 500
II - MACONNERIE ET BETON 203 Maçonnerie de moellons M3 10,00 300 000 3 000 000 204 Enduit ordinaire dosé à 400 kg/m3 M2 65,00 30 000 1 950 000 206 Armature Kg 69,85 15 000 1 047 768 Sous Total Maçonnerie et Béton 5 997 768
TOTAL 8 560 268
PARTITEUR - BACHE N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT I - TERRASSEMENT 104 Trou d'ancrage U 44,00 25 000 1 100 000 Sous Total Terrassement 1 100 000
II - MACONNERIE ET BETON 202 Béton armé dosé à 350 kg/m3 M3 5,50 950 000 5 225 000 203 Maçonnerie de moellons M3 7,00 300 000 2 100 000
Annexes 97
204 Enduit ordinaire dosé à 400 kg/m2 M2 165,04 30 000 4 951 200 205 Chape dosée à 400 kg/m3 M2 23,00 30 000 690 000 206 Armature Kg 653,49 15 000 9 802 350 207 Coffrage M2 78,60 22 500 1 768 500 Sous Total Maçonnerie et Béton 24 537 050
TOTAL 25 637 050
SIPHON N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT II - MACONNERIE ET BETON 201 Béton ordinaire dosé à 300 kg/m3 M3 5,20 800 000 4 162 720 204 Enduit ordinaire dosé à 400 kg/m3 M2 44,99 30 000 1 349 700 206 Armature Kg 28,91 15 000 433 680 207 Coffrage M2 38,93 22 500 875 925 Sous Total Maçonnerie et Béton 6 822 025
III - DIVERS 301 Madrier de 7x 17, L=1,20m U 2,00 20 000 40 000 303 Grille de protection 0,80 m X 1,65 m U 1,00 500 000 500 000 304 Buse φ 400 U 15,00 125 000 1 875 000 Sous Total Divers 2 415 000
TOTAL 9 237 025
TOTAL DETAIL OUVRAGE 75 541 610
PARTICIPATION BENEFICIAIRES BARRAGE N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT 0 - TRAVAUX PREPARATOIRE 001 Batardage provisoire Fft 1 1 500 000 1 500 000 Sous Total Travaux préparatoire 1 500 000
TOTAL 1 500 000
SIPHON N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT I - TERRASSEMENT 101 Décapage et débroussaillage M2 5,78 2 000 11 550 102 Fouille M3 9,95 12 500 124 387 Sous Total Terrassement 135 937
TOTAL 135 937
CANAUX D'IRRIGATION N° DESIGNATION U QUANTITE PRIX UNIT MONTANT
Annexes 98
I - TERRASSEMENT 102 Fouille M3 1550,00 12 500 19 375 000 Sous Total Terrassement 19 375 000
III - DIVERS 305 Reboisement (tephrosia) M2 3100,00 100 310 000 306 Engazonnement M2 6200,00 1 500 9 300 000 307 Embroussaillement digue (vétiver) M2 6200,00 1 500 9 300 000 Sous Total Divers 18 910 000
TOTAL 38 285 000
MATERIAUX ET AUTRES N° Désignation Unité Quantité Prix Unitaire Montant IV - MATERIAUX ET AUTRES 401 Transport et fourniture des moellons U 4500 1 500 6 750 000 Sous Total Matériaux et autres 6 750 000
TOTAL 6 750 000
TOTAL PARTICIPATION BENEFICIAIRES 46 670 937
Tableau n°36 : Hypothèse
Surface Utilisation des Amélioration et Année cultivable [ha] matériels agricoles augmentation des intrants 1 34 Non Non 2 44 Non Non 3 54 Oui Oui
Tableau n°37 : Coût d’utilisation des matériels agricoles par hectare (1000 fmg = 1um)
Désignation Quantité [½ jours] Pris unitaire Coût par [ha] [½ jours /ha] Charrues 4 17.5 90.00 Herses 4 15 75.00 Sarcleuse 6 10 60.00 Pelles 6 12 72.00 charrette 5 10 50.00 Totale 347.00
Annexes 99
Tableau n°38 : Coût d’utilisation des intrants par hectare (1000 fmg = 1um)
Désignation Unité Quantité Pris unitaire Coût par [ha] Semence kg 30 1.75 43.75 Engrais naturel Charrette 15 20 300.00 Total 343.75
Tableau n°39 : Coût de main d’œuvre par hectare (1000 fmg = 1 um)
Pris unitaire Désignation Rendement [hj/ha] Coût par [ha] [hj/ha] Pépinières (4ares/ha) 1 10.0 10.00 Curage 5 10.0 50,00 Mise en eau 1 10.0 10,00 Finition labour mécanique 0 10.0 0,00 Nivellement 10 10.0 100,00 Repiquage 25 10.0 250,00 Entretien 5 10.0 50,00 Désherbage (2 fois) 10 10.0 100,00 Récolte 10 10.0 100,00 Transport des bottes 5 10.0 50,00 Battage 5 10.0 50,00 Vannage/Séchage 2 10.0 20,00 Total 790 .00 hj : homme par jours um : unité monétaire
Tableau n°40 : Coût d’entretien en % des investissements initiaux
Désignation Coût d’entretien Génie civil 1.5 % Canalisation 1%
Annexes 100
Tableau n°41 : Evaluation du TRI
Année Rubrique 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VAN Superficie 14 34 44 54 54 54 54 54 54 54 54 Rendement 1,5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Production 21 102 132 162 162 162 162 162 162 162 162
Différence superficie 0 20 30 40 40 40 40 40 40 40 40 Différence production 0 60 90 120 120 120 120 120 120 120 120 Différence de recettes 0 60 000 90 000 120 000 120 000 120 000 120 000 120 000 120 000 120 000 120 000
Charge d'exploitation 0 790 790 1 481 1 481 1 481 1 481 1 481 1 481 1 481 1 481
Investissement 174 863 Entretien 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 4 371 Amortissement 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 17 486 Total dépense 174 863 22 647 22 647 23 338 23 338 23 338 23 338 23 338 23 338 23 338 23 338
CASH FLOW -174 863 37 353 67 353 96 662 96 662 96 662 96 662 96 662 96 662 96 662 96 662 coefficient d'actualisation à 40% 1,00000 0,71429 0,51020 0,36443 0,26031 0,18593 0,13281 0,09486 0,06776 0,04840 0,03457 Bénéfice actualisé à -174 863 26 681 34 364 35 227 25 162 17 973 12 838 9 170 6 550 4 678 3 342 1 120 coefficient d'actualisation à 41% 1,00000 0,70922 0,50299 0,35673 0,25300 0,17943 0,12726 0,09025 0,06401 0,04540 0,03220 Bénéfice actualisé à -174 863 26 491 33 878 34 483 24 456 17 344 12 301 8 724 6 187 4 388 3 112 -3 498
TRI 40,24%
Annexes 101
Annexe 10 : Planning d’exécution des travaux
: Participation bénéficiaire : Travaux d’entreprise
Annexes 102
Annexe 11 : Plans
Plan d’ensemble du périmètre de Besoa P1 Plan d’ouvrage du périmètre de Besoa : Barrage P2 Plan d’ouvrage du périmètre de Besoa : Bâche P3 Plan d’ouvrage du périmètre de Besoa : Siphon P4
DALOT EXISTANT N PM 1350 SIPHON PROJET
EAR S UL VILLAGE TSARAMANDROSO S T 7 VER RN
DALOT EXISTANT PM 1500 DALOT EXISTANT PM 1650
PONT
BARRAGE EN AVAL
RN7 VERS FIANARANTSOA MONTAGNE ROCHEUSE TRONGE
LEGENDE : CANAL PRINCIPAL A CREUSER : rizière existante : zone d'extencion : rizière dominée par un autre barrage en aval : route nationale n°7 : talus BACHE PROJET : Ouvrage BARRAGE EXISTANT : canal principale à creuser : levé topographique PARTITEUR : drain AVANT CANAL MACONNE L = 50 m : canal dominé par un autre barrage en aval
BARRAGE PROJET
Projet de Soutien au Devéloppement Rural de Fianarantsoa PSDR
A BARRAGE EN AMONT PLAN DU RESEAU DU PERIMETRE O
S I DE BESOA
N
O I
e r
è i Echelle 1/4000 P1 v i
R
COUPE AA
Echelle 1/100 VUE EN PLAN A O S I 0.50 96.79 N Maçonnerie de moellon O I
E 2.10 R canne d'ancrage E I 94.79
0 V 0 . I 5 R 1.50
96.45 17 .00
B 23.00 Canne d'ancrage tous les 50 [cm]
1.10 A 0 3.0 B COUPE BB Echelle 1/50 0.50 A 0.60
Projet de Soutien au Devéloppement Rural COUPE LONGITUDINALE de Fianarantsoa PSDR
40.00 98.07 96.95 97.07 PLAN D'OUVRAGE DU PERIMETRE 96.45 96.45 DE BESOA Barrage 96.45 94.97
Echelle: 1/200 P2
VUE EN PLAN
Bâche projet
RIVIERE IONISOA
Barrage existant
2 . 0 0
0 .2 5 . 0 0 0 Partiteur projet
Canal en maçonnerie de moellon 0.30
COUPE LONGITUDINALE Projet de Soutien au Devéloppement Rural de Fianarantsoa PSDR
9.00 0.70 8.00 0.70 8.50 0.70 7.60 0.70 8.00 PLAN D'OUVRAGE DU PERIMETRE DE BESOA Bâche
Echelle: 1/200 P3
VUE EN PLAN
0 0 . 4 1
R N A 7 V NT ER AN S 0 A .7 N 0 Buse φ 400 AR IVO Grille de protection 1 .70
COUPE TRANSVERSALE Projet de Soutien au Devéloppement Rural Grille de protection de Fianarantsoa PSDR Buse φ 400 93.00 92.80 PLAN D'OUVRAGE DU PERIMETRE DE BESOA Siphon Rainure à batardeau 15.00
Echelle: 1/175 P4
Nom et Prénoms : RAOELIMANANA Mbolanirina Fanja Titre : AMENAGEMENT HYDROAGRICOLE DU PERIMETRE DE BESOA – Commune rurale Besoa – Sous-préfecture Ambalavao – Province Fianarantsoa. Nombre de page : 102 Nombre de tableaux : 41 Nombre de figures : 12
L’aménagement hydroagricole du périmètre de Besoa est parmi le programme de PSDR. Cet aménagement consiste à améliorer le système de culture afin de développer le monde rural malagasy. Actuellement, la surface irriguée par le système d’irrigation existant n’est que 14 [ha], faute de mauvaise implantation des infrastructures, de mauvaise gestion d’exploitation et d’entretien des réseaux d’irrigation et du passage cyclonique. Les infrastructures projetées, captant l’eau de la rivière d’Ionisoa, affluent de Mananantanana, peuvent dominer plus de 54 [ha] du périmètre. Ces infrastructures sont : le barrage de dérivation et l’avant canal, le partiteur et la bâche, et le siphon. L’étude environnementale du projet est indispensable à la pérennisation de ces infrastructures. Le coût total du projet s’élève à 174 863 000 Fmg. Ce projet est rentable avec un taux de rentabilité interne d’environ 40%.
Mots clés : aménagement, hydroagricole, irrigation, environnement, Besoa Directeur de mémoire: RASOLOFONIAINA Jean Donné, Directeur du Centre National d’Etudes et d’Application du Génie Rural sise à Nanisana, Antananarivo. Adresse de l’auteur : Lot 2 bis Parcelle 21/12 Ambolomadinika Toamasina (501) Téléphone : 53 306 59