UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES DOMAINE SCIENCES ET TECHNOLOGIES MENTION CHIMIE
Mémoire en vue de l’obtention du diplôme de Licence d’Ingénierie en Sciences et Techniques de l’Eau Intitulé : ALIMENTATION EN EAU POTABLE PAR SYSTEME GRAVITAIRE DU FOKONTANY MAROMITETY, COMMUNE RURALE DE MAROMITETY, DISTRICT DE VAVATENINA, REGION ANALANJIROFO
Présenté par : RAMAMONJY Tojonandraina Henintsoa RANDRIANARIVELO Tanjonarifeno Le 13 Mars 2017 Membres du Jury : Président : Monsieur RABESIAKA Mihasina Professeur à la faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo Examinateur : Monsieur ANDRIAMBININTSOA RANAIVOSON Tojonirina Docteur en chimie à la faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo Encadrant : Monsieur RAVELONA Andry Judicäel Assistant d’Enseignement Scientifique et de la Recherche à la faculté des Sciences de l’Université d’Anatanarivo
Année universitaire 2015 - 2016
REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier : Monsieur RAHERIMANDIMBY Marson, Professeur Titulaire, Doyen de la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, responsable du domaine Sciences et technologies. Monsieur RAZANAMPARANY Bruno, Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo et Responsable de la formation I.S.T.E. Madame RAVAOMANARIVO Harimisa Maître de Conférences à la faculté des Sciences, Responsable du parcours L.I.S.T.E. Tous les enseignants de la formation L.I.S.T.E. car sans leur participation tous cela n’aurait pas eurent.
Monsieur RANDRIANIRINA Didier Emmanuel, Directeur de la Direction Régionale de l’Eau de l’Assainissement et de l’Hygiène (DREAH) Analanjirofo pour nous avoir accueillis en tant que stagiaire dans sa direction. L’équipe de la Direction, en particuliers Monsieur MANANDRAY Armando Pascal RCST, Mr ANDRIARIVELO Lanto Hydraulicien et Mm RAZATOVOMANITRINIA RIVO Hobimalala Nadia Hydrogéologue.
Nous remercions profondément le Dr RALAMBOSAMIMANANA Mamy pour nous avoir accueilli, conseillés et aidés à l’élaboration de ce travail.
Monsieur RABESIAKA Mihasina, professeur à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, pour être le président du jury.
Monsieur ANDRIAMBININTSOA RANAIVOSON Tojonirina, Docteur en chimie à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, pour être l’examinateur.
Monsieur RAVELONA Andry Judicäel, chercheur à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, pour avoir accepté d’être notre encadrant.
Page iii TABLE DES MATIERES
Liste des Annexes ...... vi
Liste des Tableaux ...... vii
Liste des Figures ...... viii
Liste des abréviations ...... ix
Chapitre 1. Présentation générale de la zone d’étude ...... 2
1.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE ET DELIMITATION ADMINISTRATIVE ...... 2
1.2. MILIEU PHYSIQUE ...... 3 1.2.1. Géologie et pédologie ...... 4 1.2.2. Relief et formation végétale ...... 6
1.3. CLIMAT ...... 6 1.3.1. Température ...... 7 1.3.2. Pluviométrie ...... 8
1.4. HYDROLOGIE, HYDROGEOLOGIE ET RESSOURCES EN EAU ...... 9
1.5. DEMOGRAPHIE ...... 11
1.6. ACTIVITE ECONOMIQUE ...... 12
Chapitre 2. Etude technique et financière du projet ...... 13
2.1. ETUDE TECHNIQUE DU PROJET D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE PAR SYSTEME GRAVITAIRE DU FOKONTANY
MAROMITETY ...... 13 2.1.1. Etude de Base ...... 13 2.1.2. Caractéristique du Bassin Versant ...... 13 2.1.3. Caractéristique de la source ...... 15 2.1.4. Etude topographique ...... 15 2.1.5. Besoin en eau de la population ...... 16 2.1.6. Adéquation ressource-besoin ...... 16 2.1.7. Analyse de la qualité de l’eau ...... 17
2.2. DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES ...... 18 2.2.1. Ouvrage de captage ...... 18 2.2.2. Ouvrage de déférisation ...... 19 2.2.3. Réservoir de stockage ...... 20 2.2.4. Bornes Fontaine ...... 22 2.2.5. Dispositif de Lavage des Mains ...... 23 2.2.6. Conduites ...... 24
Page iv 2.3. ETUDE FINANCIERE DU PROJET D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE GRAVITAIRE DU FOKONTANY MAROMITETY ...... 25
Chapitre 3. SYSTEME DE PERENNISATION DU RESEAU ET EVALUATION ENVIRONNEMENTALE DU PROJET...... 27
3.1. MESURES DE PERENNISATION DU RESEAU ...... 27 3.1.1. Processus de mise en place d'une gestion privée par Affermage...... 27 3.1.2. Conditions tarifaires et modalités de définition du tarif ...... 30 3.1.3. Conditions Générales d’exploitation et d’entretien ...... 30 3.1.4. Inventaire et définition des biens ...... 30 3.1.5. Procédures d’abonnement pour les branchements particuliers et modalités pour les branchements sociaux ...... 30 3.1.6. Branchement Social ou Branchement Prive ...... 31 3.1.7. Règlement des Abonnements ...... 33
3.2. ÉVALUATION ENVIRONNEMENTALE DU PROJET ...... 33 3.2.1. Emprise du projet ...... 33 3.2.2. Enjeux Environnementaux à Considérer...... 34 3.2.3. Identification des impacts environnementaux ...... 34 3.2.4. Plan De Gestion Environnementale ...... 34
CONCLUSION ...... 37
Annexes……………………………………………………………………………………………….a
Références Bibliographiques ...... m
Page v
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 Plan Synoptique du réseau ...... b
Annexe 2 ModélisationduréseausurEpanet 2.0 ...... c
Annexe 3 Etat des nœuds du réseau ...... d
Annexe 4 Paramètres à respecter lors du dimensionnement des conduites ...... e
Annexe 5 Profil en long ...... f
Annexe 6 Plan des ouvrages ...... h
Page vi LISTE DES TABLEAUX
Tableau 01. Caractéristique des nappes dans la région ...... 10 Tableau 02. Répartition de la population dans la Commune Rural de Maromitety en 2015 ...... 11 Tableau 03. Caractéristique du bassin versant de Iazafo ...... 14 Tableau 04. Evolution du nombre de la population du fokontany Maromitety ...... 16 Tableau 05. Débit de pointe ...... 21 Tableau 06. Dimensionnement du réservoir ...... 21 Tableau 07. Récapitulation des conduites ...... 25 Tableau 08. Récapitulation des couts du projet ...... 26 Tableau 09. Processus de mise en place d’une gestion privé par Affermage ...... 29 Tableau 10. Coordonnées géographique des BS Pilote ...... 32 Tableau 11. Plan de gestion environnementale ...... 35
Page vii LISTE DES FIGURES
Figure 01. Carte de localisation du Fokontany Maromitety ...... 3 Figure 02. Carte Géologique de la zone autour de la Commune Rurale de Maromitety .... 5 Figure 03. Carte du relief du district de Vavatenina ...... 6 Figure 04. Graphique de la température Moyennes Mensuelles...... 7 Figure 05. Répartition des températures dans la zone ...... 8 Figure 06. Courbe Isohyète du District de vavatenina et ses environ ...... 9 Figure 07. Profil hydrogéologique du fokontany Maromitety ...... 10 Figure 08. Graphique de la source de revenu des ménages interviewés dans le fokontany Maromitety ...... 12 Figure 09. Délimitation du bassin versant de la source du fokontany Maromitety ...... 14 Figure 10. Ouvrage de captage du fokontany Maromitety ...... 19 Figure 11. Ouvrage de Déférisation du fokontany Maromitety ...... 19 Figure 12. Réservoir d’eau potable du fokontany Maromitety ...... 20 Figure 13. Borne fontaine du fokontany Maromitety ...... 23 Figure 14. Dispositif de Lavage des Mains du fokontany Maromitety ...... 24
Page viii LISTE DES ABREVIATIONS
AEP : Adduction d'Eau Potable AEPG : Adduction d'Eau Potable Gravitaire BA : Béton Armé BF : Borne Fontaine BP : Branchement Particulier BS : Branchement Social BV : Bassin versant CEG : Collège Enseignement Général CR : Commune Rurale DLM : Dispositif de Lavage des Mains EPP : Ecole Primaire Public FKT : fokontany mCE : mètre de Colonne d'Eau MES : Matière en suspension OMD : Objectif du Millénaire pour le Développement PEHD : Polypropylène à Haute Densité PN : Pression Nominale RGPH : Recensement Global de la Population Humaine TAAM : Taux d’Accroissement Annuel Moyen TS : Coude Té
Page ix INTRODUCTION
Environ 1 400 enfants de moins de cinq ans meurent chaque jour par les maladies liées à l’insuffisance d’eau potable (6). Près de quatre ans après avoir atteint la cible mondiale relative à l'eau potable définie dans les Objectifs du Millénaire pour le développement (OMD) et alors que l'Assemblée Générale des Nations Unies a déclaré que l'eau était un droit fondamental, plus de 750 millions de personnes ne possèdent toujours pas ce bien de première nécessité actuellement.
Madagascar est le 4ème pays le plus pauvre en Afrique en matière d’accès à l’eau. Beaucoup de ménage ont un accès limité à l’eau potable, la défécation à l’air libre est largement pratiquée et l’assainissement reste un défi majeur. En 2010, 54% de la population n’ont pas accès à l’eau potable et à l’assainissement et l’accès à des latrines améliorées est seulement de 15%.
C’est dans cette optique qu’on a effectué notre stage au sein de la Direction Régionale de l’Eau, de l’Assainissement et de l’Hygiène d’Analanjirofo à travers un projet d’Alimentation en Eau Potable financé par l’UNICEF Madagascar.
Ainsi, le thème intitulé « Alimentation en Eau Potable par Système Gravitaire du Fokontany Maromitety, Commune Rurale de Maromitety, District de Vavatenina, Région Analanjirofo » a été choisi, en effet notre travail se divise en 3 parties.
Dans le premier chapitre nous allons voir la présentation générale de la zone d’étude, ensuite dans le deuxième chapitre l’étude technique et financière du projet, et enfin pour terminer le système de pérennisation du réseau et évaluation environnementale du projet dans le troisième chapitre.
Page 1 Chapitre 1. PRESENTATION GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
Ce premier chapitre reflète la généralité de la zone d’étude. Une description succincte de la zone du projet incluant sa situation Géographique, délimitation administrative, son milieu physique, sa démographique, son climat et son profil socio-économique y sera présentée.
1.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE ET DELIMITATION ADMINISTRATIVE
Le Fokontany de Maromitety se trouve dans la Commune Rurale de Maromitety elle-même, qui se situe dans la partie Est du district de Vavatenina, dans la région d'Analanjirofo. Elle est délimitée au Nord par la Commune d’Ampasimazava, à l’Est par la Commune de Mahambo, Au Sud par la Commune de Miarinarivo et à l’Ouest par la Commune de Vavatenina.
Le fokontany est localisée aux coordonnées géographiques suivant :
- Longitude : 49°16'48,073" Est - Latitude Sud 17°25'20,443" - Altitude : 109,24 m
La Commune est subdivisée en quinze (15) fokontany, à savoir : Antsirakoraka, Vavahazana (Vavazahana), Namoloana, Maromitety, Sahamalaza, Maromitety, Mahavelona, Sahavaviana, Ambalakondro, Morafeno, Ambodimange Sahavaviana, Antsirabe II, Ambohimarina, Tsarahonenana, Vohibary. Voici ci-après une carte de localisation de la commune et du fokontany de Maromitety :
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Figure01. CARTE DE LOCALISATION DU FOKONTANY MAROMITETY
La commune de Maromitety est reliée à son chef-lieu de district : Fénérive Est, par une route bitumée plus ou moins dégradée, par l’existence de nid de poule tout au long de l’axe, sur une distance de 28 km. Cet axe est toutefois praticable en toute saison malgré son état actuel. Les 15 Fokontany de la commune sont reliés entre eux par des pistes carrossables en moyen état.
1.2. MILIEU PHYSIQUE
Le milieu physique concerne la géologie et la pédologie, les reliefs et formations végétale. Ces paramètres sont fortement fonctions de la situation de la zone d’étude.
Page 3 1.2.1. GEOLOGIE ET PEDOLOGIE
Les formations rencontrées dans le fokontany de Maromitety sont :
Granite andringitréen Gneiss à grenat, sillimanite, disthène Migmatites gneiss à sillimanite, disthène Micaschistes à disthène Dolérite
Ce sont des roches magmatiques et métamorphiques. Elles sont fortement altérées et présentent la coupe caractéristique de haut en bas :
1- Latérite : argile ferrugineuse 2- Latérite argileuse : argile 3- Arène argileuse : argile sableuse 4- Arène grenue - arène micacé : sable argileux= les minéraux constitutifs d’une roche magmatique et métamorphique sont visibles : quartz, micas, feldspaths ; présence de boules de Roches saines 5- Socle fissuré 6- Socle sain
Page 4 Les formations géologiques autour de la Commune Rurale de Maromitety sont représentées sur la carte géologique ci-dessous :
Carte géologique au 1 :500 000
Figure02. CARTE GEOLOGIQUE DE LA ZONE AUTOUR DE LA COMMUNE RURALE DE MAROMITETY
Page 5 1.2.2. RELIEF ET FORMATION VEGETALE
Maromitety se trouve sur la pente d’une colline latéritique descendant vers une plaine alluvionnaire située juste à l’ouest d’une faille passant par le village. Voici une figure qui illustre le relief du fokontany Maromitety et ses environs :
Figure03. CARTE DU RELIEF DU DISTRICT DE VAVATENINA Source : Recherche sur Google (2)
1.3. CLIMAT
Le climat étant l’état moyen de l’atmosphère en un lieu donnée défini par un ensemble de moyenne caractéristique. Certes, seule la température et la pluviométrie seront présentées.
Page 6 1.3.1. TEMPERATURE
Les variations moyennes mensuelles de températures mesurées à la station de Fénérive sont illustrées par le graphique ci-après :
Figure04. TEMPERATURE MOYENNES MENSUELLES DE LA REGION ANALANJIROFO
La température moyenne interannuelle selon les mesures et graphique des températures, ci- dessus, est de 24°C.
La moyenne des maxima du mois le plus chaud tourne autour de 27°C et les plus fortes chaleurs sont enregistrées en décembre et février. Le minimum du mois le plus froid oscille autour de 14 °C. La moyenne des minima se situe entre 16 et 17 °C durant les mois de juillet, août et septembre. Voici ci-après une figure montrant la répartition des températures dans la zone :
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Figure05. REPARTITION DES TEMPERATURES DANS LA ZONE
Source : Recherche sur Google (2)
1.3.2. PLUVIOMETRIE
La carte des courbes isohyètes tirée à travers la situation pluviométrique des données de la direction météorologique de Madagascar est donnée ci-après :
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Figure06. COURBE ISOHYETE DU DISTRICT DE VAVATENINA ET SES ENVIRON
La pluviométrie croit d’Ouest en Est de 2 000 mm/an à 3 000 mm/an. Elle est environ de 2 500 mm/an à Maromitety et de 2 728 mm/an à Fénérive Est.
1.4. HYDROLOGIE, HYDROGEOLOGIE ET RESSOURCES EN EAU
La zone d’intervention se trouve dans la région des Hauts-plateaux magmatiques et métamorphiques à pluviométrie élevée. L’hydrogéologie de cette région a fait l’objet d’une étude détaillée dont les résultats sont présentés dans le rapport. [10]
En se référant à cette étude le contexte hydrogéologique d’Ambodihasina est le suivant : Les aquifères se trouvent dans les nappes d’altérations. Trois types de nappes peuvent être rencontrés. On distingue : Les nappes d’altérations Les nappes de fissurations Les nappes de bas-fonds
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Le profil hydrogéologique du fokontany Maromitety est représenté dans la figure ci-dessous :
Figure07. PROFIL HYDROGEOLOGIQUE DU FOKONTANY MAROMITETY Source : Coupe géologique de la région
Les caractéristiques des nappes sont présentées dans le tableau ci-dessous :
Tableau01. CARACTERISTIQUE DES NAPPES DANS LA REGION Nappes d’alluvions (ou Nappes de Nomination Nappes d’arènes nappe des bas- fissures fonds) Lithologie sables argileux sables argileux Socle cristallin Type de porosité poreux poreux fissuré Type de nappe captive libre libre Niveau statique 2-3 m 2-3 m 2-3 m Profondeur d'ouvrage 5-20 m 4-15 m 5-20 m
Epaisseur d'acquifère 10 m 5 m 10 m
eau douce, forte eau douce, faible eau douce, faible Qualité de l'eau teneur en fer minéralisation minéralisation Débit spécifique 3 à 6 L.s-1.m-1 0,2 –0,5 L.s-1.m-1 0,8 à 1,4 L.s-1.m-1
11 Fokontany sur les 20 fournis par les responsables au niveau de la Commune dispose d’une infrastructure d'adduction d’eau potable dont la plupart sont des AEPG. Le Chef-lieu de la Commune, Maromitety, dispose 24 de puits simples et de 3 sources non aménagées. Mahanelona et Nosy be s'approvisionnent en puits traditionnels et source non aménagées. Le
Page 10 reste de Fokontany à savoir : Ambatohasina,Andapatsara, Ambatovaky, Ambodigavo,Analabe et Mahatsinjo puise de l'eau auprès d'une source non aménagée également.
1.5. DEMOGRAPHIE
.Le groupe ethnique dominant est le Betsimisaraka. Ces informations sont données à titre indicatif mais pour s'assurer de la fiabilité des informations, il est proposé d’exploiter le RGPH qui reste la référence nationale pour les informations concernant la démographie de Madagascar.
Le tableau ci-aprèst illustre la répartition de la population dans la Commune Rurale de Maromitetyainsi que la population de Maromitety :
Tableau02. REPARTITION DE LA POPULATION DANS LA COMMUNE RURAL DE MAROMITETY EN 2015
Habitants en District Commune Fokontany 2015 Antsirakoraka 1 664 Vavahazana (Vavazahana) 2 224 Namoloana 1 662 Maromitety 348 Sahamalaza 182 Maromitety 2 897 Mahavelona 23 VAVATENINA MAROMITETY Sahavaviana 1 173 Ambalakondro 1 809 Morafeno 1 575 Ambodimange Sahavaviana 1 490 Antsirabe II 1 368 Ambohimarina 2 187 Tsarahonenana 2 046 Vohibary 189 TOTAL 20 837 Source: RGPH 2015
D’après le tableau ci-dessus le Fokontany de Maromitety, la localité concernée par le présent projet compte 2 897 habitants en 2015. Selon les résultats des enquêtes sur terrains, on a recensé 2 978 habitants actuellement.
Page 11 1.6. ACTIVITE ECONOMIQUE
La majorité de la population, environ 56% pratique l’agriculture, l’élevage et la pêche ; 28% de ménages enquêtés ont un salaire permanent et 17% pratiquent l'activité commerciale.
La production de la Commune se rapporte surtout aux produits rizicoles et aux cultures de rente, comme le café, le girofle, le litchi,... Le niveau de revenu des ménages interviewés est assez élevé. Il est observé que la totalité des ménages a un revenu mensuel d'une fourchette de 100 000 à 300 000 Ar. Voici ci-après une figure illustrant la source de revenu globale des ménages dans le fokontany Maromitety :
Figure08. GRAPHIQUE DE LA SOURCE DE REVENU DES MENAGES INTERVIEWES DANS LE FOKONTANY
MAROMITETY
La présentation générale de la zone d’étude concerne sa situation géographique et sa délimitation administrative. Le milieu physique constitue la géologie et la pédologie du site et les reliefs et occupation du sol. Les données climatiques étudiées sont le climat et la pluviométrie ; l’hydrologie, l’hydrogéologie, l’hydrographie, la démographie et les activités économiques sont aussi des termes abordés. Après avoir survolée la présentation générale de la zone d’étude le deuxième chapitre parlera de l’étude technique et de l’étude financière du projet.
Page 12 Chapitre 2. ETUDE TECHNIQUE ET FINANCIERE DU PROJET
Ce second chapitre illustre toutes les études techniques, visant à bien mener la réalisation du projet d’AEPG du fokontany de Maromitety et les études financières aboutissant au coût de réalisation du projet. Pour ce faire, le présent chapitre est subdivisé en deux parties : la première partie s’intéresse à l’étude de base primordiale aux calculs de dimensionnement du réseau et la deuxième est consacrée au devis estimatif du projet.
2.1. ETUDE TECHNIQUE DU PROJET D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE PAR SYSTEME
GRAVITAIRE DU FOKONTANY MAROMITETY
L’étude technique du projet consiste sur les travaux de Génie Rural, de Génie civile et d’Hydraulique. Ces derniers sont les facteurs déterminant de la faisabilité du projet.
2.1.1. ETUDE DE BASE
L’étude de base se consacre plus sur les travaux de génie rural et topographique. En effet Cette étude est très prépondérante pour le projet car il détermine la faisabilité ou la non- faisabilité du projet, du choix et de l’emplacement des ouvrages.
2.1.2. CARACTERISTIQUE DU BASSIN VERSANT
Maromitety se trouve dans le bassin versant de l’Iazafo. Le sens d’écoulement global est Nord- sud, jusqu’à Maromitety. La superficie du bassin versant est de 64,77 km².
En tenant compte de la valeur du débit spécifique d’étiage, obtenue à partir de débit spécifique en L.s-1.km² contenue dans le document « Fleuves et Rivières de Madagascar », qui est de 20 L.s-1.km², le débit d’étiage de la source est de : 64,77 × 20 = 1 295,4 / 4 663,44 m3.ℎ-1. Il est à noter que c’est le débit potentiellement exploitable.
Les caractéristiques du bassin versant de la source d’Ampisokina sont données par le tableau ci-après :
Page 13 Tableau03. CARACTERISTIQUE DU BASSIN VERSANT DE IAZAFO Superficie Zmax Zmin Zmoy D Périmètre Coeff. K L* L i i Tc (km2) (m) (m) (m) (m) (km) (km) (km) (km) (m/km) (m/m) (h) 0.03 241 229 235 12 1.24 3.16948787 0,6 0,02 19 0,019 0,151
Z : Altitude D : Dénivelé (Zmax – Zmin) K : Coefficient de perméabilité L * : Longueur de cheminement i : Pente Tc : Temps de concentration
La carte ci-dessous illustre la délimitation de ce bassin :
Figure09. DELIMITATION DU BASSIN VERSANT DE LA SOURCE DU FOKONTANY MAROMITETY
Page 14 2.1.3. CARACTERISTIQUE DE LA SOURCE
La source du fokontany Maromitety est une source de montagne à émergence souterraine. Elle se situe à 2,5 km du village et se trouve dans la localité d’Ampisokina.
Une estimation du débit de la source peut se faire par calcul (Méthode CTGEF, Ajustement de Gauss), mais les valeurs sont usuellement supérieures à celle mesurée sur terrain. Les mesures peuvent se faire toute au long de l’année, mais seul le débit mesuré en période d’étiage sera considéré dans les calculs ultérieures.
Un seau de 20 L a été utilisé pour la mesure du débit de la source d’Ampisokina. La mesure s’est fait trois fois mais la moyenne du temps qu’a mis la source pour remplir le seau de 20 L est de 12,66 s. Ainsi le débit d’étiage de la source équivaut à :