Les Amenagements Hydroagricoles Dans Le Bassin De La Mania a Sandrandahy Caracteristiques Et Contraintes

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT : HYDRAULIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

LES AMENAGEMENTS HYDROAGRICOLES DANS LE BASSIN DE LA MANIA A SANDRANDAHY CARACTERISTIQUES ET CONTRAINTES

PRESENTE PAR :

SALAMONA Jaonary Philippe UNIVERSITE D'ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ______DEPARTEMENT HYDRAULIQUE ______

MEMOIRE DE FIN D'ETUDES en vue de l'obtention du diplôme d'Ingénieur

LES AMENAGEMENTS HYDROAGRICOLES DANS LE BASSIN DE LA MANIA A SANDRANDAHY CARACTERISTIQUES ET CONTRAINTES

Présenté par :

SALAMONA Jaonary Philippe

Soutenu le : 23 Juin 1995

Membres du Jury :

Président : M. RAKOTOVAO José Denis Rapporteur : M. RALAIZANADRAOTO Jean Marie Examinateurs : M. RASOLOFONIAINA Jean Donné M. RANJATOSON Claude M. RAKOTO David M. SIMON Pierre

PROMOTION 1994 Ho an'

- i Mama sy Dada ary ny zoky sy ny zandry rehetra : Fisaorana mitafotafo no atolotra anareo noho ny ezaka izay nataonareo teo amin'ny fana- tontosana ity fianarana ity.

- ny Fianakaviana Ravinala Anatihazo-Isotry (sy ny zanaka aman-jafiny mipetraka amin'ny toeran-kafa) : Sitraka sy telina ny zava-bitanareo ka ny Tompo anie hamaly soa anareo, ary hanonitra ny lany rehetra.

- i A.N.N. : Iriko koa ianao mba hahavita bebe kokoa eo amin'ny fianarana.

- ny mpiara-mianatra rehetra : Ny irina dia samy ho tafita

- ny namana rehetra tsy nanadino : Mahafinaritra ny fiarahana ary irina ny hitohizan'izany.

- ny namana mpikambana ao amin'ny O.N.G. C.J.D.FA. ( Coopération des Jeunes pour le Développement de la Région de Fandriana) : Ho tratra anie ny tanjona kendrentsika.

"Tsy misy manana ny ampy, fa sambatra izay mifanampy"

S.J.P. REMERCIEMENTS

Nos remerciements s'adressent tout d'abord à Monsieur RAKOTOVAO José Denis, Directeur de l'ESPA.

Je tiens à remercier plus particulièrement Monsieur RASOLOFONIAINA Jean Donné, Chef du Département Hydraulique, qui a donné beaucoup de conseils en tant que Professeur et Educateur durant la formation.

J'exprime ma profonde gratitude à Monsieur RALAIZANADRAOTO Jean Marie, Ingénieur au Centre National d'Etude et d'Application du Génie Rural qui a la bonne volonté de me patronner. Malgré ses occupations, il a toujours suivi de près mon travail avec des précieux conseils.

J'adresse mes plus vifs remerciements à Monsieur RANJATOSON Claude, Encadreur de ce Mémoire, qui a professé maintes suggestions à mon endroit.

Nous devons l'essentiel de notre formation à tous nos Professeurs de l'ESPA ; qu'ils trouvent ici l'expression de notre reconnaissance.

Enfin, nous remercions chaleureusement tous les collègues du Département Hydraulique pour l'entente fraternelle qu'ils ont pu faire régner durant les cinq années d'étude. RESUME

L'étude des caractéristiques et contraintes dans un bassin est nécessaire pour atteindre les buts suivants : - extension de la superficie agricole, notamment rizicole, dans la zone d'étude; - amélioration de la maîtrise del'eau et exploitation rationnelle dans les zones déjà culti- vées; - création d'infrastructures de desserte aux fins d'amélioration des échanges; - protection, conservation et amélioration des sols des bassins versants

MOTS-CLES

- aménagement hydroagricole - étiage - bassin versant - évapotranspiration - besoin en eau - humidité - conservation des sols - irrigation - crue - maîtrise del'eau - culture de contre-saison - pédologie - culture irriguée - population - entretien - protection de l'environnement SOMMAIRE

INTRODUCTION...... 1

1ère partie : CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET SOCIO- ECONOMIQUES DU BASSIN

CHAPITRE I : ETUDE DU MILIEU PHYSIQUE DU BASSIN ...... 4

I - 1 - SITUATION GEOGRAPHIQUE ...... 4 I - 2 - SITUATION ADMINISTRATIVE ...... 4 I - 3 - CONDITIONS ECOLOGIQUES...... 4 I - 3 - 1 - TEMPERATURE...... 4 I - 3 - 2 - HUMIDITE DE L'AIR...... 5 I - 3 - 3 - PLUVIOMETRIE ...... 5 I - 3 - 4 - ESTIMATION DE L'EVAPOTRANSPIRATION POTENTIELLE (ETP) ...... 6 I - 3 - 4 - 1 - Formule de Blaney - Criddle ...... 6 I - 3 - 4 - 2 - Formule de Turc ...... 7 I - 3 - 4 - 3 - Formule de Penman Modifié ...... 8 I - 3 - 4 - 4 - Valeur de l'ETP à prendre...... 10 I - 4 - L'HYDROGRAPHIE ...... 10 I - 5 - CARACTERISTIQUES GEOMORPHOLOGIQUES ...... 10 I - 5 - 1 - REPARTITION HYPSOMETRIQUE ...... 10 I - 5 - 2 - PENTE MOYENNE DU BASSIN VERSANT: I...... 11 I - 5 - 3 - LA COUVERTURE VEGETALE ET LA SITUATION ENVIRONNEMENTALE DE LA ZONE ...... 11 I - 6 - CARACTERISTIQUES PLANIMETRIQUES...... 12 I - 7 - L'AGROPEDOLOGIE ...... 13 I - 7 - 1 - SOLS HYDROMORPHES ...... 13 I - 7 - 1 - 1 - Sols de marais-tourbeux ...... 13 I - 7 - 1 - 2 - Sols limono-sableux hydromorphes ...... 14 I - 7 - 1 - 3 - Sols des terrasses ...... 14 I - 7 - 2 - SOLS FERRALLITIQUES...... 15 I - 8 - CONCLUSION ...... 15

CHAPITRE II : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE DU BASSIN...... 16

II - 1 - MILIEU HUMAIN...... 16 II - 1 - 1 - POPULATION ...... 16 II - 1 - 2 - CARACTERISTIQUES DEMOGRAPHIQUES ...... 17 II - 1 - 3 - NI VEAU D'INSTRUCTION DES CHEFS DE MENAGE...... 17 II - 1 - 4 - L'ETHNIQUE ...... 18 II - 1 - 5 - ORGANISATION SOCIALE ...... 18 II - 2 L'AGRICULTURE ...... 19 II - 2 - 1 - CALENDRIER CULTURAL...... 19 II - 2 - 2 - RENDEMENT...... 20 II - 2 - 3 - L'AUTOCONSOMMATION ...... 21 II - 3 - STRUCTURE AGRAIRE ...... 21 II - 4 - MOYENS DE PRODUCTION ...... 22 II - 4 - 1 - MOYENS HUMAINS...... 22 II - 4 - 2 - MOYENS MATERIELS ...... 22 II - 4 - 3 - MOYENS FINANCIERS ...... 23 II - 4 - 4 - MOYENS TECHNIQUES...... 23 II - 5 - L'ELEVAGE ...... 23 II - 6 - LA COMMERCIALISATION DES PRODUITS AGRICOLES...... 24 II - 7 - LES EQUIPEMENTS SOCIO-COLLECTIFS...... 25 II - 7 - 1 - LES SERVICES DE SANTE ...... 25 II - 7 - 2 - LES ETABLISSEMENTS D'ENSEIGNEMENTS ...... 25 II - 8 - LA SITUATION DES INFRASTRUCTURES...... 26 II - 8 - 1 - LES ROUTES...... 26 II - 8 - 2 - LES TELECOMMUNICATIONS...... 26 II - 8 - 3 - L'ARTISANAT...... 27 II - 9 - CONCLUSION...... 27

2ème partie : LE BILAN HYDROLOGIQUE DU BASSIN

CHAPITRE III - POTENTIALITES ET PROBLEMES DU BASSIN...... 29

III - 1 - LES SUPERFICIES OCCUPEES PAR L'AGRICULTURE ET L'ELEVAGE ...... 29 III - 2 - LES PRODUCTIONS VEGETALES...... 29 III - 2 - 1 - LA RIZICULTURE...... 29 III - 2 - 2 - CULTURES DE CONTRE-SAISON ...... 30 III - 2 - 3 - LES CULTURES SECHES...... 31 III - 3 - SITUATION DES INFRASTRUCTURES HYDRAULIQUES EXISTANTES ...... 31 III - 4 - CONCLUSION ...... 32

CHAPITRE IV - LES BESOINS EN EAU DES PLANTES ...... 33

IV - 1 - DEFINITION ...... 33 IV - 2 - FACTEURS DONT DEPENDENT LES BESOINS EN EAU...... 33 IV - 3 - FACTEURS INFLUANT SUR LES CALCULS DES BESOINS EN EAU...... 33 IV - 4 - CALCUL DES BESOINS EN EAU POUR LES DIFFERENTES CULTURES...... 33 IV - 4 - 1 - BESOINS PROPRES DE LA PLANTE...... 33 IV - 4 - 2 - BESOINS EN EAU POUR LA RIZICULTURE...... 36 IV - 4 - 2 - 1 - Besoins des pépinières...... 36 IV - 4 - 2 - 2 - Besoins des rizières ...... 36 IV - 5 - BESOINS BRUTS EN EAU D'IRRIGATION ...... 36 IV - 6 - BESOINS TOTAUX POUR LES DIFFERENTES CULTURES ....38

CHAPITRE V - LES REGIMES HYDROLOGIQUES DE LA MANIA...... 40

V - 1 - LES DEBITS ET RELATIONS HYDROPLUVIOMETRIQUES .....40 V - 1 - 1 - LES DEBITS MOYENS MENSUELS ...... 40 V - 1 - 2 - REGIME DE LA RIVIERE MANIA ...... 40 V - 1 - 3 - LES DEBITS CARACTERISTIQUES ...... 41 V - 1 - 4 - COURBE D'ETALONNAGE ...... 42 V - 1 - 5 - RELATIONS HYDROPLUVIOMETRIQUES ...... 42

V - 2 - ETUDES DES APPORTS...... 43 V - 2 - 1 - METHODE DE CTGREF ...... 43 V - 2 - 2 - METHODE DE STATION DE REFERENCE ...... 45 V - 2 - 3 - DISCUSSIONS SUR LES RESULTATS...... 47 V - 3 - LES CRUES...... 47 V - 3 - 1 - ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES ...... 48 V - 3 - 1 - 1 - Méthode de Louis-Duret...... 48 V - 3 - 1 - 2 - Méthode de station de référence ...... 50 V - 3 - 2 - CONCLUSION...... 50 V - 4 - ETIAGES ET BASSES EAUX...... 51 V - 4 - 1 - ETIAGES...... 51 V - 4 - 2 - BASSES EAUX...... 52 V - 5 - BILAN HYDROLOGIQUE ...... 52 V - 6 - ADEQUATION RESSOURCES-BESOINS ...... 54 3ème partie : LE PROJET D'AMENAGEMENT ENVISAGE

CHAPITRE VI - SOLUTIONS ET SUGGESTIONS...... 56

VI - 1 - MAITRISE DE L'EAU...... 56 VI - 1 - 1 - POSSIBILITE D'EXTENSION ...... 56 VI - 1 - 2 - IRRIGATION...... 57 VI - 1 - 3 - PROTECTION CONTRE L'INONDATION...... 58 VI - 2 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LA RIZICULTURE IRRIGUEE ...... 58 VI - 3 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LES CULTURES DE CONTRE-SAISON ...... 59 VI - 4 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LES CULTURES SUR TANETY...... 59 VI - 5 - PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT...... 60 VI - 6 - ACTIONS D'ACCOMPAGNEMENT...... 61

CONCLUSION GENERALE ...... 62

ANNEXES :

ANNEXE I : MILIEU PHYSIQUE ANNEXE II : ESTIMATION DE L'ETP ANNEXE III : CALCULS DES BESONS EN EAU DES CULTURES ANNEXE IV : ESTIMATION DES PLUIES MAX DE 24 HEURES EN UTILISANT LA LOI DE FRECHET ET GUMBEL A - V : DEBITS

BIBLIOGRAPHIE

INTRODUCTION

Selon un adage populaire bien connu, "L'eau est source de vie". Une telle affirmation peut être vérifiée dans différents domaines de la vie quotidienne. Mais ce que nous voudrons mettre en relief ici, c'est l'importance primordiale de l'eau dans le secteur agricole par les cultures utilisant l'irrigation.

Quand on désire augmenter les rendements de la production agricole, il est nécessaire d'améliorer les techniques pratiquées.

Dans la région de Fandriana, concernant l'agriculture, on constate ces dernières années, dans beaucoup de périmètres, une nette diminution de rendement à l'hectare. Ceci est essentiellement dû à l'insuffisance, à une manque d'ouvrages d'irrigation ou à une mauvaise maîtrise de l'eau dans les périmètres déjà aménagés. Tout ceci entraîne une baisse de niveau de vie des paysans et l'expansion de l'exode rural et de l'émigration.

Un autre facteur bloquant du développement des cultures de riz dans cette région est la dé- gradation du bassin versant et la mauvaise utilisation des tanety, provoquant les problèmes suivants : la plupart des barrages existants sont colmatés par des sédiments provenant du bassin versant, les cours d'eau sont polluées par le charriage de matériaux arrachés aux pentes par l'érosion.

L'aménagement des périmètres et l'amélioration des techniques culturales sont donc néces- saires afin d'augmenter le rendement à l'hectare et les surfaces à cultiver pour satisfaire l'objectif "Autosuffisance alimentaire" fixé par le Gouvernement Malagasy.

Le but principal de ce mémoire n'est pas d'établir un avant-projet détaillé sur l'aménagement hydroagricole d'un périmètre dans le bassin de la Mania à Sandrandahy, mais d'étudier les caractéristiques et contraintes du bassin afin d'établir une étude de faisabilité de l'aménagement agricole pour les périmètres existants du bassin, ce qui permettrait aux autorités tutelles de prendre une décision sur la poursuite de l'étude.

Ce mémoire est composé de trois parties :

- la première partie est consacrée à l'étude des caractéristiques physiques et socio-économi- ques du bassin. Elle comprend deux chapitres : . Chapitre I : Etude du milieu physique du bassin . Chapitre II : Etude socio-économique du bassin 2

- la deuxième partie détaille et fait ressortir le bilan hydrologique du bassin. Elle comprend trois chapitres : . chapitre III : Potentialités et problèmes du bassin . chapitre IV : Besoins en eau des plantes . chapitre V : Les régimes hydrologiques du bassin

- la troisième partie propose un projet d'aménagement et comprend un chapitre : . chapitre VI : Solutions et suggestions

PREMIERE PARTIE

CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET SOCIO-ECONOMIQUES DU BASSIN

- 4 -

CHAPITRE I : ETUDE DU MILIEU PHYSIQUE DU BASSIN

I - 1 - SITUATION GEOGRAPHIQUE :

Le bassin de la Mania à Sandrandahy est situé dans le Fivondronana de Fandriana, Faritany de Fianarantsoa. Il est limité géographiquement du Nord au Sud par les parallèles 20° 00' et 20° 27' et de l'Ouest à l'Est par les méridiens 47° 18' et 47° 44'.

Ce bassin est orienté Nord-Sud, est constitué par les Hauts-Plateaux migmatogneissiques dominant la région d'Ambositra. Il est limité au Nord par une ligne de reliefs qui culminent à 2037 m (Vatondrangy).

I - 2 - SITUATION ADMINISTRATIVE

Le bassin de la Mania à Sandrandahy fait partie du Fivondronampokontany de Fandriana. Il est constitué par l'ensemble de huit Firaisampokontany : Sandrandahy, Mahazoarivo, Fiadanana, Sahamadio-Fisakana, Milamaina, Ankarinoro, Tanamalaza et Miarinavaratra (cf. Plan de localisation).

I - 3 - CONDITIONS ECOLOGIQUES

Le bassin de la Mania à Sandrandahy a une station météorologique située à Fandriana (Latitude 20° 14' Sud, Longitude 47° 23' Est Altitude 1750m). Les stations les plus proches sont celles d'Ambositra et Antsirabe.

I - 3 - 1 - TEMPERATURE :

Les températures moyennes varient de 13° C à 20° C. Le minimum absolu de tempé- rature enregistré sur la période considérée est de 0,4° C au mois de Juillet et le maximum absolu est de 33,8° C au mois de Décembre. Jan FévMars Avr Mai Jui Juil Août Sept Oct Nov Déc n Moyenne des Minima 15,0 14,6 14,3 13,1 10,2 7,9 7,8 7,4 8,4 10,8 13,2 14,4 Moyenne des 26,0 26,3 25,2 24,8 22,7 20,5 19,8 20,5 23,3 25,5 20,0 26,2 Maxima Moyenne 20,5 20,519,8 18,916,4 14,2 13,8 14,0 15,9 18,219,6 20,3 Tableau n° 1 : Températures observées à la station de Fandriana de 1961 à 1990 (Source : METEO) 5

- 6 -

I - 3 - 2 - HUMIDITE DE L'AIR

L'air dans Le bassin de la Mania à Sandrandahy est humide presque toute l'année. L'humidité varie de 51 à 97 % selon l'heure d'observation. L'observation se fait trois fois par jour : à 07h, 12h et à 17h.

Jan FévMars Avr Mai Jui Juil Août Sept Oct Nov Déc n Normale de 07h 91 94 95 96 97 96 96 96 95 92 91 91 Normale de 12h 63 64 66 64 62 64 64 60 53 51 56 59 Normale de 17h 76 78 79 77 75 75 75 72 68 67 73 78 Moyennes 77 79 80 79 78 79 78 76 71 70 74 77 Tableau n° 2 : Humidité observée à la station de Fandriana de 1982 à 1991 (Source : METEO)

I - 3 - 3 - PLUVIOMETRIE

Le bassin de la Mania à Sandrandahy est situé à une altitude moyenne de 1 487 m et jouit d'un climat humide tempéré par l'altitude et une saison sèche marquée.

- Une saison sèche de Mai à Septembre avec moins de 40 mm de pluviosité mensuelle. Avril et Octobre sont les mois de transition ; - Une saison des pluies principalement marquée de Novembre à Mars avec un maximum d'environ 300 mm par mois en Décembre et Janvier.

Les pluies annuelles et intermensuelles, correspondant aux périodes de retour caractéristiques (2 ans, 5 ans, 10 ans pour les années sèches et années humides) ont été calculées suivant la loi Normale de Gauss (cf. Annexe I).

Le tableau n° 3 ci-dessous donne la répartition mensuelle des valeurs des pluies en mm, correspondant aux périodes de retour caractéristiques (T = 5 et T = 10) pour les années sè- ches et années humides. - 7 -

Jan Fév Mars AvrMai JuinJuil Août SeptOct Nov Déc Annuelle Moyenne 308 242 199 94 38 21 28 26 25 100 167 303 1 551 Ecart-type 151 113 114 62 28 20 22 20 23 64 86 148 365 Coef. de variation 0,49 0,47 0,57 0,66 0,74 0,95 0,79 0,77 0,92 0,64 0,51 0,49 0,24 Années sèches : T = 5 249 199 162 75 25 12 25 25 25 75 137 236 1 244 T = 10 217 137 141 65 22 11 22 22 22 65 119 206 1 084 Années humides : T = 5 372 290 242 112 37 19 37 37 37 112 204 353 1 858 T = 10 404 323 262 121 40 20 40 40 40 121 222 383 2 018 Tableau n° 3 : Pluviométrie (1961 à 1990) en mm (Source : METEO)

I - 3 - 4 - ESTIMATION DE L'EVAPOTRANSPIRATION POTENTIELLE (ETP)

L'évapotranspiration potentielle (ETP) est la quantité d'eau évapotranspirée par un couvert végétal bas, continu et homogène, dont l'alimentation en eau n'est pas limitante, et qui n'est soumis à aucune limitation d'ordre nutritionnel, physiologique ou pathologique.

On désigne également par ce terme une estimation de cette quantité obtenue par le calcul à partir des paramètres climatiques.

Plusieurs formules ont été utilisées pour calculer les valeurs de cette évapotranspira- tion potentielle.

I - 3 - 4 - 1 - Formule de Blaney - Criddle

ETP = p (8,13 + 0,457 t) k

avec : ETP : évapotranspiration potentielle en mm/mois ; t : température moyenne mensuelle du mois en °C ; p : pourcentage d'éclairement (fonction de la latitude et de la saison) ; k : coefficient numérique fonction de la nature de la culture : pour le riz k = 1 ;

- 8 -

L'utilisation de cette formule sera réservée au cas où l'on ne dispose d'aucune estimation des paramètres climatiques autres que la température. La formule de Blaney-Criddle a tendance à sous-estimer les fortes ETP surtout dans les zones arides ou semi-arides.

Le tableau ci-dessous donne l'ETP de Blaney-Criddle

Jan Fév Mars AvrMai Juin Juil Août Sept Oct Nov DécAnnuell e ETP (mm) 163 142 147 132 122 108 112 117 126 144 169 162 1 644 Tableau n°4 : ETP de Blaney-Criddle (Les calculs sont en Annexe II)

I - 3 - 4 - 2 - Formule de Turc

t ETP = 0.40 (Ig + 50) × t +15

h et Ig = Ig (0,18 + 0,62 ) A H

avec : ETP = évapotranspiration potentielle en mm/mois ; t = température moyenne du mois en °C ; H = durées astronomiques du jour en heure ; Ig = Valeur moyenne mensuelle de la radiation solaire globale ; IgA = Rayonnement solaire qui atteindrait le sol en l'absence d'atmosphère. h = durée d’insolation

Si l'humidité de l'air est inférieure à 50 %, l'ETP doit être multipliée par le facteur correctif

50 − HR (1 + ) 70 (HR = humidité relative de l'air)

La formule de Turc peut donc se calculer facilement à partir de deux variables météorologiques : la température et la durée d'insolation. Cette formule est basée sur l'étude de bilan hydrique du bassin versant. C'est donc une formule qui vise une estimation régionale de l'évapotranspiration. On évitera donc l'emploi de cette formule dans les régions où le déficit de saturation reste fort pendant une grande partie de l'année. - 9 -

Le tableau ci-dessous donne l'ETP de Turc :

Jan Fév Mars AvrMai Juin Juil Août Sept Oct Nov DécAnnuelle ETP (mm) 119 117 104 110 89 75 76 91 115 128 129 118 1 271 Tableau n°5 : ETP de Turc (le calcul est en Annexe II)

I - 3 - 4 - 3 - Formule de Penman Modifié

ΔRN +γ E Formule de Penman : ETP = a Δ + γ RN et Ea étant exprimés dans la même unité que l'ETP. Cette expression montre que l'ETP est en fait la moyenne pondérée de deux termes : . le premier, RN (Rayonnement net), représente l'énergie radiative . le second, Ea (pouvoir évaporant de l'air), représente l'énergie dite advective ou indirecte

- Formule de Penman modifié :

Dans les besoins en eau des cultures : Bulletin d'irrigation et drainage n°24- FAO 1975 J. DOORENBOS et W.O. PRUITT, on propose une modification de la formule de Penman qui tient compte des variations des conditions climatiques entre le jour et la nuit. En effet, en calculant l'ETP à partir des valeurs moyennes des différents paramètres climatiques, le résultat est généralement sous-estimé, particulièrement dans le cas où le rayonnement solaire est élevé, et où les vents s'atténuent fortement au cours de la nuit.

Elle a pour expression :

ΔRN +γ f(u) (E - E ) ETP = C a Δ + γ

dans laquelle : ETP = évapotranspiration potentielle en mm/mois ; RN = rayonnement net en mm ; n n où : RN = Ra (0,25 + 0,5 ) (1 − a) − f(t) × f (Ea) f ( ) N N Ra = Rayonnement solaire qui atteindrait le sol en l'absence d'atmosphère en cal/cm²/jour, fonction de la période de l'année et de la latitude ; N = durée d'insolation maximale théorique du mois en heure ; - 10 -

n = durée d'insolation réelle du mois en heure ; a (albedo) = rapport du rayonnement réfléchi par une surface de la terre au rayonnement total reçu par cette même surface. Ici a = 0,25 ; n f (t), f (Ea), f ( ) sont respectivement des corrections pour l'effet de la N n température, de la tension de vapeur, et du rapport sur le rayonnement net, en mm/mois ; N Ces valeurs sont définies par la Météorologie Nationale.

f(u) = "fonction vent" pour le parcours du vent à une hauteur de 2m, en km/jour. Elle est donnée par la formule empirique :

f(u) = 0,39 (1 + 0,54u) ;

u = vitesse du vent en m/s à 2 m du sol ; (E - Ea) = déficit de saturation de l'air

E - Ea = E(1 - U) où : U = humidité relative E = tension de vapeur saturante de l'eau en fonction de la température en mbar Ea = tension moyenne de vapeur d'eau dans l'air en mbar Ea = EU Δ = pente de la courbe de tension de vapeur d'eau saturante au voisinage de la température moyenne (fonction de la température) en mm de mercure/°C ; C = facteur représentant le rapport vent et humidité diurne par nocturne.

Cette formule demande la mesure de nombreux paramètres qui ne sont pas calculables par la station météorologique de Fandriana. Seule la station d'Antsirabe dispose de données concernant l'ETP. Une interpolation a donc été effectuée pour la station de Fandriana.

Le tableau ci-dessous donne l'ETP de Penman modifié à Fandriana

Jan Fév Mars AvrMai Juin Juil Août Sept Oct Nov DécAnnuelle ETP (mm) 152 130 123 105 86 71 77 100 132 166 162 150 1 454 Tableau n°6 : ETP de Penman modifié (Source : Etude d'avant-projet sommaire et de faisabilité Périmètre de VATAMBE (Fandriana))

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I - 3 - 4 - 4 - Valeur de l'ETP à prendre

Le tableau ci-dessous donne les résultats obtenus par les trois méthodes d'estimation :

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Annuelle ETP de Blaney- Criddle 163 142 147 132 122 108 112 117 126 144 169 162 1 644 ETP de Turc 119 117 104 110 89 75 76 91 115 128 129 118 1 271 ETP de Pen- man modifié 152 130 123 105 86 71 77 100 132 166 162 150 1 454 Tableau n°7 : Comparaison des ETP

Pour évaluer les besoins en eau des plantes, il vaut mieux utiliser les valeurs de l'ETP obtenues par la formule de Penman modifiée qui tient compte des données climatologiques plus que celles de Blaney-Criddle et Turc.

De plus, cette formule est indiquée selon la FAO et la CIID (Commission Internationale pour l'Irrigation et Drainage), pour les applications y afférentes à Madagascar.

I - 4 - L'HYDROGRAPHIE

Le bassin de la Mania à Sandrandahy est traversé par la rivière Mania et ses deux affluents : Fitamaria et Fisakana. La Fitamaria sur la rive droite est alimentée par ses deux affluents : Nampoina et Voatavomonta ; la Fisakana est alimentée sur la rive gauche par deux autres affluents : Antadronkazo et Ampasimpotsy. En général, les rivières de ce bassin sont sinueuses (cf. planche n° 2).

I - 5 - CARACTERISTIQUES GEOMORPHOLOGIQUES

I - 5 - 1 - REPARTITION HYPSOMETRIQUE

La courbe hypsométrique est obtenue en portant les altitudes sur l'axe des ordonnées, dont l'origine est à la cote de l'exutoire E. Sur l'axe des abscisses figure le pourcentage de la superficie (ou la superficie) du bassin, située au-dessus des altitudes indiquées (cf. planche n°3)

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L'étude de la répartition hypsométrique du bassin a été effectuée par "D.BAUDUIN et E. SERVAT".

de 1294 m à 1300 m = 1,8 % de 1300 m à 1500 m = 56,4 % de 1500 m à 1600 m = 21,3 % de 1600 m à 2037 m = 20,5 %

La répartition hypsométrique a des conséquences importantes sur l'utilisation des terres. Pour les zones basses, les terres sont aménagées en rizières et sur les zones de hautes altitudes, on pratique les cultures sèches et les reboisements.

I - 5 - 2 - PENTE MOYENNE DU BASSIN VERSANT : I

Cette pente moyenne est donnée par la formule suivante :

dZ I = L

avec : dZ = la dénivellation du bassin c'est-à-dire la différence entre les cotes correspondant à 5 % et 95 % de la superficie sur la courbe hypsométrique ; L = longueur du rectangle équivalent.

Pour le bassin de la Mania à Sandrandahy : 5 % de A sont à plus de 1 810 m d'altitude ; 95 % de A sont à plus de 1 330 m d'altitude.

Alors dZ = 1 810 - 1 330 = 480 et I = 6,8 m/km. Cela indique que le bassin de la Mania est presque plat.

I - 5 - 3 - LA COUVERTURE VEGETALE ET LA SITUATION ENVIRONNE- MENTALE DE LA ZONE :

La couverture est toute la végétation apparente qui protège le bassin versant. Elle a des impacts variés sur l'infiltration, le ruissellement, sur l'évapotranspiration, sur le stockage su- perficiel et même sur l'érosion.

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Dans le bassin étudié, la prairie recouvre la majeure partie inférieure de la Mania (BV) ; la forêt s'étend dans la zone Est du bassin. On rencontre également des zones forestières de faible étendue sur le versant Ouest. Les autres zones non encore assainies, sont à l'état de marais dans lesquels poussent principalement des roseaux (zozoro).

Actuellement, le bassin de la Mania à Sandrandahy présente des dégradations allant jusqu'à la désertification totale du sol, dues : - au déboisement, à l'exploitation forestière ; - aux feux de brousse et brûlis ; - au labour des terres des fortes pentes sans fossé de protection ; - au surpâturage.

En période des pluies, le bassin subit une érosion hydrique surtout dans les parties montagneuses de faible couverture. Cette érosion s'observe en particulier après les fortes pluies de Décembre à Février. Ceci entraîne les formations des "lavaka" et une rupture de pente. Les matériaux arrachés sont charriés vers l'aval et aboutissent dans les pentes plus faibles. Les fractions plus lourdes (cailloux, graviers, sables) reposent dans les lits des cours d'eau, en amont des barrages et sur les terres basses fertiles. Les particules fines sont entraînées jusque dans les mers ou se déposent en partie dans les deltas des fleuves.

En saison sèche, la dégradation des tanety par les feux de brousse et la dévastation des forêts par le brûlis accentuent les érosions éoliennes et hydriques en période de pluie.

L'érosion éolienne est rencontrée surtout dans les parties dénudées et les terrains cul- tivés de faible pente sans brise-vent du bassin versant.

I - 6 - CARACTERISTIQUES PLANIMETRIQUES :

Les caractéristiques planimétriques d'un bassin sont représentées par le périmètre (P) et la surface (A). Pour le bassin de la Mania : P = 191 km et A = 1 770 km².

Ces caractéristiques planimétriques permettent de calculer le coefficient de compacité K de GRAVELIUS. Ce coefficient est le quotient entre le périmètre P du bassin versant et le périmètre P' du cercle de même surface A que lui.

P K = P′

- 14 -

or P' = 2pr, et A = pr², si r est le rayon de ce cercle d'où : P 1 P P K = = ⋅⋅ = 0,28 2 ππAAA2 1 (0,28 est une valeur approchée de ). 2 π On a K = 1,27

Plus ce coefficient est faible, plus le bassin est compact et plus l'eau de ruissellement (pour une pente moyenne donnée) atteint rapidement l'exutoire. Dans le bassin étudié K = 1,27, le bassin est donc peu compact.

Connaissant le coefficient K, on peut calculer la longueur du rectangle équivalent, c'est-à- dire le plus long parcours de l'eau en surface. En empruntant la formule de GRAVELIUS

P K A 0,28 = K Þ P = = 2 (L + l), A 0,28 on peut donc tirer L : L = 70,3 km, longueur du rectangle équivalent l = 25,2 km, largeur du rectangle équivalent

I - 7 - L'AGROPEDOLOGIE :

Une étude agropédologique des périmètres dans le bassin de la Mania a été effectuée par "DIDIER DE SAINT AMAND ROGER, Pédologue de l'ORSTOM, en Novembre 1955".

Deux types de sols caractérisent le bassin : - sols alluvionnaires hydromorphes des vallées ; - sols ferralitiques des "tanety".

I - 7 - 1 - SOLS HYDROMORPHES :

Ils se divisent en plusieurs catégories :

I - 7 - 1 - 1 - Sols de marais-tourbeux

- Localisation : dans la vallée d'Antatabe (Fir. Fiadanana) et vallée d'Ilempona- Krisiasy (Fir. de Miarinavaratra) ; - 15 -

- Description : en surface, horizon noir-brun tourbeux d'épaisseur variable (0,20 à 0,40 m), très peu limoneux, gorgé d'eau, jusqu'à 1.00 m, horizon brun, tourbeux, un peu limoneux. Au-delà de 1.00 m, horizon brun-noir, avec généralement tourbe et limon en proportions égales. Nappe phréatique en surface.

- Vocation culturale : la riziculture sera l'utilisation générale de ces sols après d'importants travaux de drainage. Toutefois, les consignes données par "DIDIER DE SAINT AMAND ROGER" préconisent, pendant les cinq ou six premières années, une mise en valeur par drainage modéré et contrôlé, sans brûlis, et aménagement rationnel en pâturages. L'étude agropédologique définit ces sols en "sols de fertilité médiocre, nécessi- tant des travaux importants".

I - 7 - 1 - 2 - Sols limono-sableux hydromorphes

- Localisation : sur la rive droite et la rive gauche de la rivière Mania, Fisakana et Fitamaria.

- Description : en surface jusqu'à 0,20 m, horizon brun gris argilo-sableux, humide, à enracinement important, jusqu'à 1.00 m, horizon brun, limon très sableux, humide. Au-delà de 1.00 m, horizon gris, sableux, humide.

- Vocation culturale : ces sols sont pour la plupart déjà cultivés en riz. L'étude agropédologique de "DIDIER DE SAINT AMAND ROGER" définit ces sols en "sols de rizières, fertilité médiocre".

I - 7 - 1 - 3 - Sols des terrasses

- Localisation : se rencontrent au pied des collines, surmontant de quelques mètres les sols de marais.

- Description : Jusqu'à 0,25 m environ, horizon gris, brun ou jaune de limon très sableux, sec, peu riche enracinement.

De 0,25 à 0,60 m, horizon brun ou jaune, sableux, frais.

Au-delà de 0,60 m, horizon de sable limoneux frais.

- 16 -

- Vocation culturale : De préférence, à vocation de culture sèche : manioc, maïs, pomme de terre, légume. L'étude agropédalogique de "DIDIER DE SAINT AMAND ROGER" définit ces sols en "sols de fertilité médiocre, cultivables sans aménagements importants.

I - 7 - 2 - SOLS FERRALLITIQUES

Ce sont les sols de collines couverts d'une prairie, sur les pentes les moins fortes. Les cultures d'arachide ou de manioc y sont encore possibles, à condition d'appliquer la technique des courbes de niveau, évitant ainsi le décapage de l'horizon organique de surface et l'érosion du sol.

I - 8 - CONCLUSION

Le bassin de la Mania à Sandrandahy est situé dans le Fivondronana de Fandriana. La superficie totale est évaluée à 1770 km², situé à une altitude moyenne de 1487 m. Ce bassin jouit d'un climat humide et tempéré. La température moyenne annuelle est de 17°7 C au niveau de Fandriana, la moyenne des maxima les plus élevés se situe aux mois de Décembre, Janvier et Février, avec 26° C. La moyenne des minima les plus faibles se situe aux environs des mois de Juin, Juillet et Août, avec 7,7° C, soit un écart de 18° C entre la moyenne des maxima les plus élevés et la moyenne des minima les plus faibles.

La pluviométrie moyenne annuelle est de 1 551 mm. L'année est divisée en deux saisons bien distinctes : - une saison pluvieuse, de mi-Novembre à mi-Avril, soit pratiquement pendant 6 mois ; - une saison sèche atténuée par des crachins et du brouillard, d'Avril à Octobre, les crachins étant surtout important de Mars à Septembre.

- 17 -

CHAPITRE II : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE DU BASSIN

II - 1 - MILIEU HUMAIN

II - 1 - 1 - POPULATION

La population dans le Fivondronampokontany de Fandriana se chiffre à 134.540 habitants (Réf. recensement général de la population et de l'habitant en Août 1993) se répartissant comme suit:

NOMBRE FIRAISAMPOKONTANY POPULATION TOTAL DE TAILLE MENAGES MOYENNE Masculin Féminin Sahamadio-Fisakana 6 619 5 707 11 326 2 066 5,48 Alakamisy Ambohimahazo 4 535 4 938 9 473 1 604 5,91 Ankarinoro 2 560 2 333 4 893 894 5,74 Fandriana 7 838 8 088 15 846 3 340 4,74 Fiadanana 5 079 5 271 10 350 1 877 5,51 Imito 6 240 6 686 12 926 2 294 5,63 Mahazoarivo 6 166 6 544 12 710 2 243 5,67 Miarinavaratra 9 798 9 717 19 515 3 942 4,95 Milamaina 1 109 1 142 2 251 428 5,26 Sandrandahy 9 086 9 778 18 864 3 483 5,42 Tatamalaza 1 190 1 142 2 467 523 4,72 Tsarazaza 6 995 6 924 13 919 2 577 5,40 TOTAL 66 215 68 325 134 540 25 271 5,32 Tableau n° 8 : Nombre de population par Firaisampokontany.

La densité générale est de 45,65 habitants par km². La population agricole représente 87 % du total. Le taux d'accroissement annuel est très important et avoisine 2,8 % par an.

La taille moyenne par ménage pour l'ensemble de la région est de 5,32.

L'entraide familiale est un facteur qui peut expliquer le nombre des composantes du ménage auquel s'ajoute parfois les grands parents nécessiteux ou une soeur veuve avec tous ses enfants. - 18 -

En outre l'augmentation de pression démographique peut gonfler la taille du ménage exploitant.

Par ailleurs, l'installation progressive des jeunes est bloquée par défaut de capital pour l'achat des intrants et des matériels et par manque de terre. Donc, même s'ils sont déjà mariés, ils vivent encore avec leurs parents : il s'ensuit une fois encore un accroissement de la taille du ménage exploitant

II - 1 - 2 - CARACTERISTIQUES DEMOGRAPHIQUES

Lors de la campagne 1992-1993, l'O.D.R. a tiré un échantillon de 179 ménages exploitants formés de 1216 personnes dans le Fivondronana de Fandriana. Ces derniers se répartissent en sexes et classes d'age selon le tableau ci-après :

SEXE MASCULIN FEMININ ENSEMBLE Classes Effectifs Fréquences Effectifs Fréquences Effectifs Fréquences d'âge (%) (%) (%) 0 - 14 303 47,7 258 44,4 561 46,1 15 -19 70 11,0 76 13,0 146 12,0 20 - 59 231 36,4 203 35,0 434 35,7 60 et plus 31 4,9 44 7,6 75 6,2 TOTAL 635 100 581 100 1 216 100 Tableau n° 9 : Structure par âge et par sexe. (Source : O.D.R. de Fandriana)

La population est très jeune, plus de la moitié étant âgée de moins de 20 ans. Seuls 6,2 % de la population totale est âgée de plus de 60 ans, c'est la groupe d'âge de la retraite ou la cessation de toute activité professionnelle jointe à un affaiblissement physique.

II - 1 - 3 - NIVEAU D'INSTRUCTION DES CHEFS DE MENAGE

La connaissance du degré d'instruction de l'échantillon étudié est importante dans la mesure où elle permet de mieux formuler a priori les innovations techniques et les messages que l'on voudrait transmettre en milieu rural.

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Pour ce faire, on distingue trois niveaux scolaires : - illettré ; - primaire ; - secondaire.

Le tableau ci-après donne la répartition de la population selon le niveau d'instruction du chef de ménage en %.

ILLETRE PRIMAIRE SECONDAIRE TOTAL 5,6 88,9 5,5 100

Tableau n° 10 : Niveau d'instruction des chefs de ménage (Sources : O.D.R. de Fandriana)

- 94,4 % des chefs de ménage savent lire et écrire dont 88,9 % ont atteint le niveau primaire et 5,5 % arrivent à poursuivre leurs études jusqu'au niveau secondaire. - 5,6 % des chefs de ménage sont des illettrés, c'est-à-dire qu'ils ne savent ni lire ni écrire.

II - 1 - 4 - L'ETHNIQUE

L'ethnie la plus nombreuse est le foko betsileo qui représente 93 % de la population étudiée, viennent ensuite les merina 5 %, les 2 % restants sont répartis dans plus de 16 ethnies différentes.

II - 1 - 5 - ORGANISATION SOCIALE

La cohésion et la coopération sociales s'observent tout particulièrement lors des événements familiaux. Exemples : le fokonolona participe aux travaux ménagers extraordinaires et aux dépenses occasionnées par un décès. Chaque ménage fournit 9 kapaoka de riz à Miarinavaratra et 18 kapaoka à Sahamadio et fait don d'une certaine somme d'argent.

L'exécution des travaux communautaires concerne : - l'entretien des routes, des ponts et des barrages ; - la construction des écoles ; - le curage des canaux d'irrigation.

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Une absence non motivée aux travaux communautaires est sanctionnée par une amende de 1000 Fmg à Miarinavaratra.

II - 2 - L'AGRICULTURE

La riziculture est la base des systèmes de production des exploitations dans le bassin de la Mania. Selon les types d'exploitations, les systèmes de culture adoptés varient en fonction des disponibilités en terres de tanety.

Très peu de surfaces rizicoles sont exploitées en culture de contre-saison (2 % de la superficie occupée par la riziculture ). La pomme de terre constitue l'essentielle des cultures contre- saison, la culture de blé restant au stade d'expérimentation. Concernant particulièrement les cultures sur tanety, celles pratiquées par ordre d'importance de la production sont les suivantes : - manioc ; - les tubercules autres que manioc et pomme de terre ; - le haricot ; - le maïs ; - l'arachide ;

II - 2 - 1 - CALENDRIER CULTURAL

Les conditions climatiques et le régime hydrologique du bassin amènent les paysans à pratiquer les deux saisons : - riz de première saison ( vary aloha ) : semé en Mai-Juin et repiqué en Août- Septembre, il est récolté en Janvier-Fevrier ; - riz de deuxième saison ( vary vakiambiaty ) : semé et repiqué de Septembre à Décembre selon les zones du bassin et le régime d'alimentation en eau des rizières.

La double culture du riz est difficilement praticable du fait : - des conditions climatiques : en saison froide, elles empêchent un développement complet du riz au moins pour les variétés actuellement disponibles.

Pour les cultures de contre-saison : - Blé : semis en Mai et récolte en Septembre - Octobre ; - pomme de terre : plantation en Mai et récolte en Août -Septembre; - haricot : semé en Août et récolté en Novembre.

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En ce qui concerne les cultures sèches sur tanety : - patate douce : plantation en Octobre à Mai et récolte en Avril -Septembre ; - manioc : plantation en Octobre à Mai et la récolte se fait 2 ans après; - maïs : plantation en Novembre - Décembre récolte en Février - Mars ; - arachide : semé en Novembre - Décembre et récolté en Février - Mars.

Les calendriers culturaux présentés ci-après constituent les calendriers optimaux à respecter pour obtenir les meilleurs rendements :

JFMAMJJASOND SAISON Riz de 1ère saison Riz de 2ème saison

CONTRE-SAISON Blé Pomme de terre Haricot

: semis : repiquage : récolte

: plantation

Tableau n° 11 : Calendriers culturaux

II - 2 - 2 - RENDEMENT

Le rendement varie avec les techniques appliquées qui sont l'utilisation de fumier ou d'engrais NPK et la maîtrise de l'eau pour la riziculture. Le tableau ci-après donne les rendements moyens pour les différentes cultures dans le bassin de la Mania à Sandrandahy pendant les trois dernières années 1990, 1991, 1992.

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RENDE- CULTURES SUPERFICIE (Ha) PRODUCTION (Tonne) MENTS MOYENS 1990 1991 1992 1990 1991 1992 Riz 16 449 16 718 23 557 41 130 41 962 60 541 2 ,5 Maïs 2 555 2 595 2 621 3 095 3 109 3 207 1 ,3 Haricot 1 238 1 715 1 158 1 597 2 025 938 1 ,1 Manioc 4 793 2 939 2 520 41 868 17 937 28 095 8 ,7 Patate douce 2 686 3 364 2 859 23 268 22 061 22 630 7 ,7 Pomme de terre 1 408 1 361 1 412 7 413 7 484 7 763 5 ,4 Arachide 426 669176 455 507 160 0 ,9 Café 47 3829 11 8 8 0 ,2 Canne à sucre 148 133 75 3 758 3 556 3 263 31 ,9 Tableau n° 12 : Rendements moyens pour les différentes cultures (Source : Annuaire des statistiques agricoles 1992.)

II - 2 - 3 - L'AUTOCONSOMMATION

90 % du riz récolté sont destinés à l'autoconsommation. 80 % des paysans achètent encore du riz en période de rupture des stocks, pour subvenir à leurs besoins.

La patate douce, le manioc et le maïs sont pratiquement réservés à l'autoconsommation ; ils remplacent le riz en période de rupture des stocks.

Les paysans vendent une partie de la récolte du riz pour se procurer des produits de première nécessité, et assurer la scolarité de leurs enfants.

II - 3 - STRUCTURE AGRAIRE

On distingue deux formes d'exploitations : le faire-valoir direct et le métayage.

La totalité des terres est acquise par héritage. En moyenne, 95 % des paysans exploitent en faire-valoir direct et 5 % en métayage.

En ce qui concerne le métayage, le propriétaire ne fournit que la terre. Il reçoit en retour le tiers de la récolte. - 23 -

Chaque exploitant a en moyenne 5 à 10 parcelles de rizière d'une superficie totale de 0,60 ha (par ménage).

Les paysans cultivent du manioc, de la patate douce, du haricot, de l'arachide et du maïs (superficie et production : voir tableau n° 12).

II - 4 - MOYENS DE PRODUCTION

II - 4 - 1 - MOYENS HUMAINS

En ce qui concerne le travail de la terre, 40 % des paysans utilisent des manoeuvres salariés, lors du labour et du repiquage. 60 % des paysans font appel à l'entraide villageoise au moment du sarclage et de la récolte.

Le traitement d'un manoeuvre salarié, pour une journée de huit heures de travail, consiste en une somme de 1.000 Fmg, un repas à midi et deux kapaoka de riz pour les hommes ; et 600 Fmg, un repas à midi et deux kapaoka de riz pour les femmes. La main-d'oeuvre locale n'est pas saisonnière.

II - 4 - 2 - MOYENS MATERIELS

Le labour des 95 % de la superficie de la rizière des champs se fait à l'angady et 5 % à la charrue.

Le matériel agricole est en général constitué de charrue, herse, houe rotative, angady, charrette, brouette, fourche et soufflet.

Par exemple, pour un fokontany dans le Firaisana de Sahamadio-Fisakana, les nom- bres et types de matériels utilisés et disponibles sont les suivants : - 24 -

Matériels Nombre Charrue 11 Herse 18 Houe rotative 51 Charrette 18 Brouette 16 Fourche 19 Soufflet 07 Tableau n° 13 : Matériels agricoles dans un Fokontany à Sahamadio (source SECVA : Sahamadio.)

II - 4 - 3 - MOYENS FINANCIERS

Les paysans nécessiteux empruntent de l'argent aux paysans amis ou famille. L'argent emprunté pendant la période de rupture des stocks sera remboursé en nature lors de la récolte.

Par exemple : pour 20.000 Fmg emprunté, il faut rembourser 60 kg de paddy (2 vata de 30 kg).

II - 4 - 4 - MOYENS TECHNIQUES

Certains Firaisana dans le bassin de la Mania sont encadrés par l'O.D.R.. (Opération de Développement Rizicole). L'O.D.R. met en oeuvre un programme de vulgarisation avec ses propres encadreurs ; centré au départ sur la riziculture, il aborde maintenant les cultures de contre-saison. L'O.D.R. donne les techniques culturales et des conseils aux exploitants : la création d'association ou de groupement (groupement à caution solidaire pour le crédit, Banques de céréales, Association d'Usagers pour la distribution de l'eau).

II - 5 - L'ELEVAGE

Beaucoup de paysans du bassin de la Mania associent l'élevage à l'agriculture (élevage de : bovin, porcin, ovin, caprin...). Production de fumier, traction animale, et surtout épargne. Les va- ches rentrent davantage dans cette dernière catégorie. Les boeufs se nourrissent sur les terrains de parcours ouverts à tout bétail sur les terrains en jachère (utilisés en priorité par les propriétaires), et sur les rizières après la récolte. - 25 -

- les maladies du cheptel bovin sont : le fasciolose, la colibacillose et le parasitisme ; - la maladie du cheptel porcin est le teschen ; - le choléra et la peste aviaire sont les maladies du cheptel avicole.

Les problèmes rencontrés par le personnel des postes vétérinaires dans la zone sont : - l'insuffisance en nombre des vaccinateurs ; - l'irrégularité, voire l'absence des médicaments ; - la conservation des vaccins.

Le tableau ci-après représente l'effectif du cheptel : 1989

Poste vétérinaire Bovin Porcin Ovin Caprin Fandriana 1 300 2 250 165 0 Sandrandahy 5 868 4 000 120 30 Miarinavaratra 7 271 3 750 15 5 Mahazoarivo 2 800 2 400 0 0 Sahamadio 2 301578 24 0 Autres Firaisana (*) 9 127 5 442 21 15 TOTAL 28 667 18 420 345 50 (*) Fir : Milamaina, Tsarazaza, Imito, Alakamisy Ambohimahazo, Fiadanana, Ankarinoro et Tatamalaza Tableau n° 14 : Effectif du cheptel (Source : Poste vétérinaire Fandriana)

II - 6 - LA COMMERCIALISATION DES PRODUITS AGRICOLES

La collecte des produits agricoles (paddy, autres) n'est pas organisée dans chaque Firaisana. Les paysans vendent et achètent ces produits aux marchés de Fandriana, Sahamadio, Miarina-varatra, Tsarazaza, Ankarinoro ...

A titre d'exemple, le prix du riz pilonné varie de 200 à 600 Fmg le kapaoka. 95 % des paysans font le pilonnage du riz à la main et 5 % l'amène dans une décortiquerie.

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II - 7 - LES EQUIPEMENTS SOCIO-COLLECTIFS

II - 7 - 1 - LES SERVICES DE SANTE

Chaque Firaisana bénéficie de : - un hôpital avec une maternité dirigée par un médecin résident, une sage-femme, assistés d'aides sanitaires et de servantes.

Chaque Fokontany dispose de : - un centre de nivaquinisation.

Un centre de soin de santé primaire pour le Fokontany le plus éloigné.

Les problèmes de ces services de santé sont en général l'inssuffisance des médica- ments. Les centres de nivaquinisation sont mal approvisionnés en médicament antipalustres.

II - 7 - 2 - LES ETABLISSEMENTS D'ENSEIGNEMENTS

Chaque Firaisampokontany dans le Fivondronampokontany de Fandriana a : - 1 C.E.G. (Collège d'Enseignement Général) ; - 1 E.P.P. (Ecole Primaire Publique) par Fokontany ; - deux écoles privées dont une école de la mission catholique et une de la mission protestante.

La ville de Fandriana dispose de : - 1 E.P.P. par Fokontany ; - 1 C.E.G. ; - 1 Collège technique ; - 1 Lycée d'enseignement général ; - 8 écoles primaires privées dont 5 écoles de la mission catholique, 1 de la mission protestante et 2 non confessionnelles ; - 5 écoles secondaires privées dont 1 école catholique, 2 protestantes et 2 non confessionnelles.

Le Firaisana de Sahamadio - Fisakana possède : - 1 E.P.P. par Fokontany ; - 1 C.E.G. ; - 1 Lycée agricole. - 27 -

Les problèmes des établissements scolaires en général sont l'insuffisance de personnel enseignant, surtout en classes secondaires.

II - 8 - LA SITUATION DES INFRASTRUCTURES

II - 8 - 1 - LES ROUTES

Les routes existantes dans le Fivondronana de Fandriana se répartissent comme suit : - route nationale RN41 reliant Fandriana - Ambositra (Kelikapona) : 51 km, praticable toute l'année ; - route d'intérêt provincial (R.I.P.) : 154 km, praticable pendant 12 mois ; - route d'intérêt local (R.I.L.) desservant les Firaisampokontany à certains Fokontany : saisonnière.

II - 8 - 2 - LES TELECOMMUNICATIONS

L'infrastructure au point de vue de télécommunication se compose dans le Fivon- dronana : - d'un Bureau principal, au chef-lieu du Fivondronana, qui effectue toutes les opérations communes à tous les Bureaux des Postes et Télécommunications.

En outre, il sert de transit pour les Bureaux de Postes Rurales disséminées dans la région et approvisionne celle-ci en moyens de paiement ; - les Bureaux de Poste-Rurale.

Chacun d'eux dispose en principe : - d'un guichet d'émission et de réception de mandats ; - d'un service du courrier.

Au nombre de six, ils sont situés respectivement à : - Miarinavaratra ; - Tsarazaza ; - Sahamadio-Fisakana ; - Fiadanana ; - Mahazoarivo ; - Sandrandahy. - Ankarinoro - 28 -

Ainsi, seuls 50 % des chefs-lieux de Firaisana sont dotés de Bureaux de Poste Rurale. II - 8 - 3 - L'ARTISANAT

Les richesses naturelles du sol et du sous-sol du bassin ont favorisé depuis longtemps un artisanat varié ayant connu des fortunes diverses.

Les plus florissants actuellement sont : - l'exploitation de la végétation naturelle : . tressage de fibres aquatiques ; . artisanat du bois et des bambous de forêt ; - le métier du fer.

II - 9 - CONCLUSION

En rapport au climat et la pédologie du bassin de la Mania à Sandrandahy, plusieurs cultures sont pratiquées : riziculture irriguée, cultures de contre-saison et cultures sur tanety. En général, les rendements de ces productions sont faibles. Par exemple, rendement de 2 à 2,5 T/ha pour le riz. Les faibles superficies des rizières par ménage sont dues à l'accroissement important de la population, ce qui incite les exploitants à étendre les cultures sur tanety et en contre-saison. D'une manière générale, l'utilisation des facteurs de production est moindre, seuls les engrais, fumier, dolomie... sont utilisés.

En ce qui concerne les équipements socio-collectifs (santé et établissement d'enseignement), l'insuffisance de médicaments et du personnel enseignant sont des problèmes cruciaux et permanents dans cette région.

De plus, l'infrastructure routière, support physique de la communication et du commerce, est très insuffisante, et constitue une condition défavorable pour l'écoulement des produits. - 29 -

DEUXIEME PARTIE

LE BILAN HYDROLOGIQUE DU BASSIN

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CHAPITRE III - POTENTIALITES ET PROBLEMES DU BASSIN

III - 1 - LES SUPERFICIES OCCUPEES PAR L'AGRICULTURE ET L'ELEVAGE

Le bassin de la Mania à Sandrandahy a une superficie totale de 177 000 ha. L'occupation du sol par les cultures existantes est répartie comme suit :

- 11 988 ha, soit 6,8 % de rizières ; - 8 080 ha, soit 4,6 %, de cultures de tanety ; - 78 666 ha, soit 44,4 %, de forêt naturelle et bosquets ; - 1 521 ha, soit 1 % de zones marécageuses aménageables en rizières ; - 76 844 ha, soit 43,2 %, de superficies reboisées par les paysans, de lande et de parcages (réservées essentiellement à l'élevage), de jachère, de fonds de vallée aménageables en rizières et parcours (cf. planche n° 4).

Il est bien entendu que ces chiffres n'ont qu'une valeur relative compte tenu du fait qu'ils ont été obtenus par sondage, et probablement entachés d'erreurs en raison de la difficulté de planimétrer de petites surfaces.

III - 2 - LES PRODUCTIONS VEGETALES

III - 2 - 1 - LA RIZICULTURE

Dans cette zone d'étude, la riziculture est la base des systèmes de production des exploitants ; il y a deux types de riziculture : - la riziculture irriguée où les réseaux d'irrigations sont les plus utilisés. - la riziculture pluviale dans quelques zones de bas-fonds.

Les rizières se trouvant à proximité de la rivière Mania et de ses affluents sont culti- vées en riz de première saison (vary aloha), surtout celles en aval du confluent des rivières Fisakana et Fitamaria, ceci pour éviter les inondations en Janvier et Février.

Le bassin de la Mania à Sandrandahy présente actuellement une superficie rizicole de 11 988 ha dont 1 503 ha sont cultivées en riz de 1ère saison et les restes reçoivent les riz de 2ème saison.

Dans la partie Est du bassin, le froid empêche apparemment la pratique du riz de première saison. - 31 -

Dans quelques périmètres du bassin, les techniques culturales sont bien maîtrisées (Sahamadio, Sandrandahy, Fiadanana...) : - pratique de la culture attelée ; - emploi de fumier et assez souvent d'engrais dans les pépinières ; - repiquage en ligne et désherbage à la houe rotative ; - emploi du fumier dans les rizières ; - emploi des engrais ;

Les variétés cultivées sont : - tokambana (variété locale) sur 80 % des rizières (source O.D.R.) - botrakely ; - menaravina ; - fotsilava ; - 1632 et 2067 ;

Les rendements varient de 2,5 à 3,3 T/ha pour toutes les variétés.

III - 2 - 2 - CULTURES DE CONTRE-SAISON

Dans la région des Hauts-Plateaux la riziculture n'est guère possible en saison fraîche ; par contre, certaines cultures dites tempérées (blé, triticale, pomme de terre, légumes divers...) donnent de très bons résultats en contre-saison, à condition qu'elles trouvent dans le sol les réser- ves en eau suffisantes.

L'extension de ces cultures à l'intérieur des périmètres irrigués dans le bassin est donc étroitement liées à la géomorphologie de ce dernier, qui conditionne la présence d'une nappe à faible profondeur en saison sèche.

Les spéculations pratiquées par ordre d'importance de la production sont : - la pomme de terre ; - légumes divers et haricot ; - blé.

Ces cultures présentent plusieurs avantages pour les exploitants : - bonne valorisation des facteurs terre et main d'oeuvre ; - effets bénéfiques des engrais pour la culture de riz ultérieure ; - 32 -

- augmentation du revenu dont une partie peut financer les cultures de la saison suivante ; - amélioration de l'équilibre nutritionnel tant au point de vue de quantité que qualité ; - limitation des migrations saisonnières.

La vulgarisation du blé et de la pomme de terre est confiée à la FIFAMANOR en collaboration avec les organismes existants.

Si les thèmes techniques sont respectés, les rendements atteignent 2 000 kg/ha pour le blé et 10 000 kg/ha pour la pomme de terre, ce qui fait gagner à l'hectare un revenu net supérieur à celui du riz.

III - 2 - 3 - LES CULTURES SECHES

Tous les exploitants du bassin pratiquent également des cultures sèches dite "tanety". Les cultures pratiquées sur le tanety sont : manioc, patate douce, pomme de terre, maïs, arachide et haricot. Les tubercules (manioc, patate douce) occupent plus de 40 % de la surface de tanety cultivée ; viennent ensuite la pomme de terre, le maïs et les légumineuses.

Les rendements des cultures sèches sont faibles, en général. La densité, l'entretien, la fertilisation organique et minérale ainsi insuffisants ou nuls sont les raisons principales de ce bas niveau de rendement.

Le manioc, le maïs, la patate douce et les pommes de terre sont pratiquement réservés à l'autoconsommation ; ils remplacent le riz en période de rupture des stocks.

III - 3 - SITUATION DES INFRASTRUCTURES HYDRAULIQUES EXISTANTES

Les aménagements hydroagricoles réalisés jusqu'ici dans le bassin de la Mania à Sandran- dahy sont assez sommaires, ils comportent en général des petits barrages déversoir avec prises en dérivation et des canaux d'amenées d'eau primaire ; canaux secondaires et tertiaires ont en général été laissés à l'initiative des exploitants bénéficiaires.

Les problèmes rencontrés pour certains ouvrages sont : - lessivage des mortiers de ciment sur les parements du seuil ; - l'ensablement de certains canaux entraînant la diminution de leur capacité de transport, il n'est donc pas possible, dans ce cas, d'exploiter la totalité des débits disponibles en tête du réseau - l'ensablement de l'amont du bassin réservoir du barrage ; - 33 -

- les sections des canaux sont souvent insuffisantes ; - Certaines prises sont mal scellées ; - les eaux de ruissellements provoquent les éboulements de terrain et la dégradation des ca- valiers des canaux.

III - 4 - CONCLUSION

Cette zone d'étude a une superficie agricole insuffisante, en moyenne, de 1,01 ha par mé- nage dont 0,60 ha de rizière et 0,41 ha de cultures de tanety. Les cultures de contre-saison ne couvrent que 2 % des rizières. Cette faible superficie est due à la croissance très rapide de la population ; à l'insuffisance de l'entretien des ouvrages d'irrigation pour la riziculture et les cultures de contre-saison ; et à une manque d'aménagement agricole. Ces deux derniers entraînent l'abaissement des rendements agricoles.

- 34 -

CHAPITRE IV - LES BESOINS EN EAU DES PLANTES

IV - 1 - DEFINITION

C'est la quantité d'eau totale utilisée par la culture depuis sa mise en place jusqu'à la récolte. Cette quantité comprend aussi bien les apports naturels (réserve du sol, pluies, éventuellement remontées capillaires à partir de la nappe phréatique) que les apports d'eau d'irrigation effectués par l'homme.

IV - 2 - FACTEURS DONT DEPENDENT LES BESOINS EN EAU

Les facteurs dépendant des besoins en eau sont les suivants : - le climat ; - le type des cultures ; - la phase de croissance ; - le développement d'une plante : . phase initiale ; . phase de développement ; . phase de pleine végétation ; . phase de migration des réserves ou phase de maturation.

IV - 3 - FACTEURS INFLUANT SUR LES CALCULS DES BESOINS EN EAU

Les facteurs influant sur les calculs des besoins en eau sont : - la réserve en eau du sol (RIJ et RFU) ; - la pluie efficace, en général 80 % de la pluie tombée ; - le coefficient cultural Kc est fonction de l'avancement du cycle végétatif de la plante et, en particulier, du dégré de couverture du sol par la végétation. Kc aussi dépend du climat.

IV - 4 - CALCUL DES BESOINS EN EAU POUR LES DIFFERENTES CULTURES

IV - 4 - 1 - BESOINS PROPRES DE LA PLANTE

Les besoins propres mensuels sont obtenus en retranchant à l'évapotranspiration maximale mensuelle la pluie efficace moyenne mensuelle et la réserve facilement utilisable c'est- à-dire: - 35 -

Bpro = ETM - Pe - RFU

or ETM = Kc ETP et Pe = 0,80P d'où : Bpro = Kc ETP - 0,80 P - RFU

avec : Bpro = besoins propres de la plante ETP = évapotranspiration potentielle mensuelle Kc = coefficient cultural

Ces valeurs de Kc ont ensuite été pondérées par une probabilité de présence de la culture donnée traduisant l'étalement possible de son cycle dans le temps. Exemple (riz de 2ème saison) : en Janvier, la moitié des parcelles est au troisième mois du cycle, et la moitié au deuxième mois ; le coefficient pondéré est laors : 1,10 x 0,5 + 1,05 x 0,5 = 1,08

ETM = évapotranspiration maximale RFU = réserve facilement utilisable Pe = pluie efficace P = pluviométrie moyenne mensuelle

Dans la pratique, on se place toujours dans le cas défavorable et comme il est difficile de calculer la réserve facilement utilisable, on estime :

Bpro = Kc ETP - 0,80 P

Bpro est positif lorsque les pluies ne couvrent pas l'ETM, c'est-à-dire nécessité d'irriger, et négatif lorsque les pluies sont excédentaires ; dans ce cas l'irrigation est inutile.

Le tableau ci-après représente les besoins propres des différentes plantes en année quinquennale sèche. - 36 -

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août

ETP Penman 132 166 162 150 152 130 123 105 86 71 77 100

P5 20 80 100 100 100 100 100 75 31 17 22 21

Riz de 1ère saison

Kc 1,10 1,05 1,05 1,05 0,95 0 0 0 0 0 0 1,10

Kcp 1,10 1,08 1,05 1,05 1,00 0,79 0 0 0 0 0 0,73

Kcp ETP - 0,8 P5 129,2 115,3 90,1 77,5 72,0 22,7 0 0 0 0 0 56,2 Riz de 2ème saison

Kc 0 0 1,101,10 1,05 1,05 1,05 0,95 0 0 0 0

Kcp 0 0 0,55 1,10 1,08 1,05 1,05 1,00 0,48 0 0 0

Kcp ETP - 0,8 P5 0 0 9,1 85,0 84,2 56,5 49,2 45,0 16,5 0 0 0 Blé de contre-saison

Kc 0,80 0,25 0 0 0 0 0 0 0,45 0,45 1,05 1,05

Kcp 0,80 0,25 0 0 0 0 0 0 0,45 0,45 1,05 1,05

Kcp ETP - 0,8 P5 89,6 -22,5 0 0 0 0 0 0 13,9 18,4 63,3 88,2 Pomme de terre de contre-saison

Kc 0,75 0 0 0 0 0 0 0 0,45 1,051,05 1,05

Kcp 0,75 0 0 0 0 0 0 0 0,45 1,051,05 1,05

Kcp ETP - 0,8 P5 83,0 0 0 0 0 0 0 0 13,9 61,063,3 88,2 Haricot de contre-saison

Kc 0,85 1,05 0,30 0 0 0 0 0 0 0 0 0,45

Kcp 0,85 1,05 0,30 0 0 0 0 0 0 0 0 0,45

Kcp ETP - 0,8 P5 96,2 110,3 -31,4 0 0 0 0 0 0 0 0 28,2

Tableau n° 15 : Besoins propres des différentes plantes

Si Kcp ETP - 0,8 P5 < 0, les pluies sont excédentaires Þ Bpro = 0 Si Kcp ETP - 0,8 P5 > 0, les pluies ne couvrent pas l'évapotranspiration réelle (nécessité d'irriguer). - 37 -

IV - 4 - 2 - BESOINS EN EAU POUR LA RIZICULTURE

Les besoins en eau pour la riziculture sont la somme des besoins suivants : - besoins propres de la plante ; - besoins des pépinières ; - besoins des rizières.

IV - 4 - 2 - 1 - Besoins des pépinières

La superficie des pépinières est de 10 ares par hectare, soit 1/10e des rizières. En général, la superficie réelle des pépinières ne doit pas dépasser 1/17e à 1/20e des rizières, mais le rapport de 10 est pris par sécurité, compte tenu de la dissémination et des pertes alors plus importantes dans les canaux. Pour les pépinières, les apports d'eau considérés sont calculés de la même façon que les besoins des rizières.

IV - 4 - 2 - 2 - Besoins des rizières

Les besoins des rizières correspondent aux opérations suivantes :

La mise en boue : C'est la quantité d'eau nécessaire pour permettre la saturation de la couche exploitée par les racines. La mise en boue nécessite un apport d'eau de 100 mm ou plus (fonction de la réserve utile). Après la mise en boue, les riziculteurs pratiquent un piétinage ou un hersage et affinent le planage des parcelles.

Le remplissage : le remplissage des rizières intervient pour les parcelles repiquées à raison de 100 mm. Cette lame d'eau est à maintenir constante durant le cycle végétatif.

L'assec : il est pratiqué trois ou quatre semaines après le repiquage pour épandre l'urée et améliorer l'enracinement. On doit rétablir la lame d'eau de 100 mm qui est à maintenir constante.

IV - 5 - BESOINS BRUTS EN EAU D'IRRIGATION

C'est la quantité d'eau qu'il est nécessaire de prélever dans la ressource afin de satisfaire les besoins en eau de cette culture, définis pour un certain niveau de production. Cette quantité comprend donc les diverses pertes subies pendant le transport et la distribution, et éventuellement pendant le stockage, ainsi que les besoins de lessivage s'il y a lieu. - 38 -

Les besoins bruts en eau d'irrigation d'une culture sont donnés par la formule suivante :

B B = t b E

Bb = besoins bruts en eau d'irrigation ;

Bt = besoins totaux d'irrigation ; E = efficience.

E : varie de 0,7 à 0,9 pour l'efficience à la parcelle et l'efficience du réseau. Suivant les ré- seaux considérés, on peut distinguer : l'efficience primaire et l'efficience secondaire.

D'une manière générale, l'efficience globale se situe autour de 60 %.

Le tableau ci-dessous récapitule les besoins en eau pour les différentes cultures en année quinquennale sèche hors efficience.

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Riz de 1ère saison 2 622 1 483 901 775 720 227 0 0 1 000 500 0 1 902

Riz de 2ème saison 500 1 000 1 591 2 350 1 342 565 492 450 165 0 0 0

Blé 896 0 0 0 0 0 0 0 139 184 633 882

Pomme de terre 830 0 0 0 0 0 0 0 139 610 633 882

Haricot 962 1 103 0 0 0 0 0 0 0 0 0 282

Tableau n° 16 : Besoins en eau des différentes cultures en m³/ha

Le tableau ci-après représente les besoins en eau en l/s/ha à la parcelle. Les cultures de contre-saison sont irriguées durant 8 heures par jour. Alors le débit réel est donné par la formule suivante :

Bm(/)3 ha× 1 000 q = t 8× 3 600N j

où :

Nj = nombre de jours du mois considéré

- 39 -

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août

Riz de 1ère saison 1,01 0,55 0,35 0,29 0,27 0,09 0 0 0,37 0,19 0 0,71

Riz de 2ème saison 0,19 0,35 0,61 0,88 0,50 0,23 0,18 0,17 0,06 0 0 0

Cultures de contre-saison

Blé 1,05 00 0 0 0 0 0 0,15 0,210,72 0,99

Pomme de terre 0,96 0 0 0 0 0 0 0 0,15 0,72 0,72 0,99

Haricot 1,11 1,260 0 0 0 0 0 0 00 0,33

Tableau n° 17 : Besoins en eau pour les différentes cultures

Les détails de calculs sont présentés en Annexe III

IV - 6 - BESOINS TOTAUX POUR LES DIFFERENTES CULTURES

Les besoins totaux sont calculés à partir des débits fictifs continus (ou besoins par hectare en m³) en tenant compte de la surface occupée par ces cultures.

Dans notre cas :

en saison : - 1 503 ha occupée par le riz de 1ère saison ; - 10 485 ha occupée par le riz de 2è saison.

en contre-saison : - 300 ha occupée par la pomme de terre ; - 150 ha occupée par le blé ; - 150 ha occupée par le haricot et légumes divers.

- 40 -

Formule utilisée : qS× × 84, 4 N B = j en m³ E

B Q = besoins en m³/s Ns avec : q : débit fictif continu en l/s/ha ; S : surface en ha ;

Nj : nombre de jours du mois considéré ; Ns : nombre de secondes du mois considéré ; E : efficience globale d'irrigation (E = 60 %).

Le tableau ci-dessous donne les besoins totaux mensuels et annuels pour les différentes cultures en m³/s.

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août

Q (m³/s) 5,6 5,4 7,3 9,9 5,9 2,6 1,9 1,8 1,7 0,8 0,6 2,6

Tableau n° 18 : Besoins totaux pour les différentes cultures

Les détails de calculs sont en Annexe III.

- 41 -

CHAPITRE V - LES REGIMES HYDROLOGIQUES DE LA MANIA

V - 1 - LES DEBITS ET RELATIONS HYDROPLUVIOMETRIQUES

V - 1 - 1 - LES DEBITS MOYENS MENSUELS

La station hydrométrique de Sandrandahy (20°21' S - 47°17'E) est située au pont de la Mania à l'Ouest du village et contrôle un bassin de 1 770 km². L'échelle de mesure a été installée en Février 1980. Des observations ont été faites de Février 1980 à Décembre 1984. Les débits moyens mensuels observés sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Annuel Nb d'échan- tillon 4 4 3 3444444 4 4 3 Moyenne 33,6 53,9 74,1 84,0 72,1 50,0 37,7 33,6 32,4 30,8 27,9 27,2 46,4

Ecart-type 19,62 28,24 15,97 16,21 14,80 25,27 19,64 17,07 15,99 15,46 15,15 15,81 22,15 Coeff. de variation 0,58 0,52 0,22 0,19 0,21 0,51 0,52 0,51 0,49 0,50 0,54 0,58 0,48 Tableau n° 19 : Débits moyens mensuels de la rivière Mania (Source : METEO)

Pour le bassin de Mania à Sandrandahy, on distingue dans l'année hydrologique une saison humide d'environ cinq mois (Décembre, Janvier, Février, Mars et Avril) présentant des écoulements importants et une saison sèche qui s'étale sur les mois d'Août, Septembre et octobre. Il existe deux périodes de transition : la première, de Mai à Juillet, est caractérisée par une lente diminution des débits ; la seconde, en Novembre, au cours duquel les écoulements augmentent sensiblement.

V - 1 - 2 - REGIME DE LA RIVIERE MANIA

L'hydrogramme annuel permet de caractériser le régime du cours d'eau. La courbe ci- dessous représente l'hydrogramme annuel de la rivière Mania à Sandrandahy :

- 42 -

90 84 80 74,1 72,1 70

60 53,9 50 50

Q(m3/s) 40 37,7 33,6 33,6 32,4 30 30,8 27,9 27,2

0 J J J S F N D A A O M M Mois

Sur le graphique nous avons représenté la variation du débit moyen. Cette courbe chronologique annuelle nous montre qu'il existe un seul maximum et un seul minimum, alors la rivière Mania est d'un régime simple.

V - 1 - 3 - LES DEBITS CARACTERISTIQUES

Pour les années 1981, 1982 et 1983, les 20 jaugeages permettent d'établir la courbe des débits classés (planche n° 5).

Le tableau ci-après récapitule les débits caractéristiques :

DC10 DC30 DC90 DC180 DC270 DCE Q (m³/s) 230 170 91 48 35 25 Tableau n° 20 : Débits caractéristiques (Source : METEO)

- DC10 : Débit atteint ou dépassé pendant 10 jours de l'année ; - DC30 : Débit atteint ou dépassé pendant 30 jours (1 mois) de l'année ; - DC90 : Débit atteint ou dépassé pendant 90 jours (3 mois) de l'année ; - DC180 : Débit atteint ou dépassé pendant 180 jours (6 mois) de l'année ; - DC270 : Débit atteint ou dépassé pendant 270 jours (9 mois) de l'année ; - DCE : Débit caractéristique d'étiage. - 43 -

V - 1 - 4 - COURBE D'ETALONNAGE

Les vingt jaugeages entre 13,4 et 178,0 m3/s permettent, en raison de la stabilité de la section (seuil rocheux), d'établir une courbe d'étalonnage univoque et précise (planche n° 6)

Cette courbe est de la forme :

Q = α Hn

avec : Q = débit en m³/s H = profondeur en m α = constante à déterminer

On a : Q = 8,467 H2,785

Les calculs sont en Annexe V.

V - 1 - 5 - RELATIONS HYDROPLUVIOMETRIQUES

Une étude de corrélation entre la pluie annuelle et le débit annuel ne peut pas être ri- goureuse à cause de la quantité trop restreinte des données car la station hydrométrique à San- drandahy de la rivière Mania n'a été exploitée que pendant trois années, particulièrement pour les données de débits.

Nous devrons donc trouver une solution avec des résultats estimatifs.

Ce qu'on a pu essayer de trouver pour la corrélation entre la pluie moyenne mensuelle et le débit moyen mensuel pendant les années hydrologiques 1980 à 1983.

Q = a0 + a1 P

avec : a0 = 27,9 a1 = 0,126 (Les calculs sont en Annexe V)

- 44 -

d'où :

Q = 27,9 + 0,126 P

avec r = 0,88, bonne corrélation.

V - 2 - ETUDES DES APPORTS

La connaissance de la ressource en eau disponible est nécessaire pour pouvoir déterminer les surfaces maxima qu'il est possible de mettre en rizière et l'utilisation de l'eau pour les cultures de contre-saison.

La ressource en eau est estimée suivant deux méthodes : - Méthode de CTGREF (Centre Technique du Génie Rural, des Eaux et des Forêts) : c'est une méthode qui consiste à calculer les modules à partir des pluviométries enregistrées sur le bassin et en fonction de l'altitude moyenne du bassin versant ; - Estimation des apports à partir des débits observés à la station de référence.

V - 2 - 1 - MÉTHODE DE CTGREF

S P Z Q = (Fm )53// .( ) 13 F 31, 5 B 100 avec : QF = module moyen annuel de fréquence F en l/s S = superficie du Bassin versant en km² PF = pluie moyenne annuelle de fréquence F en mm (cf. Annexe I)

Zm = altitude moyenne du Bassin versant en m B = paramètre régionalisé

Cette formule est utilisée au cas où on ne dispose pas de nombreuses observations hydrométriques dans la région étudiée.

Pour le bassin de la Mania, S = 1 770 km², Zm = 1487 m et B = 45.

Le tableau ci-après donne les apports pour le bassin versant de la Mania : - 45 -

Années Humides Moyenn Sèches e Fréquence 1/10 1/5 1/2 1/5 1/10 q(l/s/km²) 44,07 38,42 28,25 19,73 16,82 QF(m³/s) 78 68 50 35 28 ∇[109 m³] 2,46 2,14 1,58 1,10 0,88 Tableau n° 21 : Apports annuels pour différentes fréquences

Les débits mensuels s'obtiennent à partir des débits annuels et des coefficients de répartition mensuelle de la région : Qannuel ×12 × R3 Qmois = 100 avec : Qmois = débit mensuel Qannuel = module moyen annuel

R3 = coefficient de répartition mensuelle pour les bordures orientales des Hautes- Terres définie dans l'Opération Micro Hydraulique (OMHL).

Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août Sept Oct Annue l

R3 4,5 9,3 13,4 14,8 15,7 9,9 6,9 5,7 5,8 6,0 4,4 3,6 8,3 F = 1/2 27,0 55,8 80,4 88,8 94,2 59,4 41,4 34,2 34,8 36,0 26,4 21,0 50 F = 1/5 sèche 18,9 39,1 56,3 62,2 65,9 41,6 29,0 23,9 24,4 25,2 18,5 15,1 35 F = 1/10 sèche 15,1 31,2 45,0 49,7 52,8 33,3 23,2 19,2 19,5 20,2 14,8 12,1 28 F = 1/5 humide 36,7 75,9 109,3 120,8 128,1 80,9 56,3 46,5 47,3 49,0 35,9 29,4 68 F = 1/10 humide 42,1 87,0 125,4 138,5 147,0 92,7 64,6 53,4 54,3 56,2 41,2 33,7 78 Tableau n° 22 : Modules moyens mensuels

Le débit spécifique est donné par la formule suivante :

3 Q (/)ms×1000 q = mois Skm()2 - 46 -

q en l/s/km²

Fréquence Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Annuel Année moyenne

1/2 12,25 31,53 45,43 50,17 53,22 33,56 23,39 19,32 19,66 20,34 14,92 12,20 28,25

Années sèches

1/5 10,68 22,09 31,81 35,14 37,23 23,50 16,38 13,50 13,79 14,24 10,45 8,53 19,73

1/10 9,08 18,77 27,05 29,87 31,69 19,98 13,93 11,50 11,71 12,11 8,88 7,27 16,82

Années humides

1/5 20,75 42,88 61,78 68,23 72,38 45,64 31,81 26,28 26,74 27,66 20,29 16,60 38,42

1/10 23,80 49,18 70,86 78,27 83,03 52,36 36,49 30,14 30,67 31,73 23,27 19,04 44,07

Tableau n° 23 : Débits spécifiques et modules spécifiques pour différentes fréquences

V - 2 - 2 - METHODE DE STATION DE REFERENCE

Les débits observés à la station hydrométrique pendant quatre ans permettent d'estimer les apports pour la rivière Mania. Cette méthode est la plus utilisée si les données sont suffisantes.

Années Sèches Moyenn Humides e Fréquence 1/10 1/5 1/2 1/5 1/10 Q(m³/s) 18,0 27,8 64,4 65,0 74,8 q(l/s/km²) 10,17 15,71 26,21 36,73 42,23 ∇[109 m³] 0,57 0,88 1,46 2,05 2,36 Tableau n° 24 : Apports

- 47 -

Les débits moyens mensuels sont les suivants :

Fréquence Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Annuel Année moyenne

1/2 33,6 53,9 74,1 84,0 72,1 50,0 37,7 33,6 32,4 30,8 27,9 27,2 46,4

Qmois/Qannuel 0,72 1,16 1,60 1,81 1,55 1,08 0,81 0,72 0,70 0,66 0,60 0,59

Années sèches

1/5 20,0 32,2 44,5 50,3 43,1 30,0 22,5 20,0 19,5 18,3 16,7 16,4 27,8

1/10 13,0 20,9 28,8 32,6 27,9 19,4 14,6 13,0 12,6 11,9 10,8 10,6 18,0

Années humides

1/5 46,8 75,4 104,0 117,7 100,8 70,2 52,7 46,8 45,5 42,9 39,0 38,4 65,0

1/10 53,9 86,8 119,7 135,4 115,9 80,8 60,6 53,9 52,4 49,4 44,9 44,1 74,8

Tableau n° 25 : Débits moyens mensuels et modules

Le tableau ci-dessous représente les débits spécifiques mensuelles et les modules spécifiques pour les différentes fréquences.

Fréquence Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Annuel Année moyenne

1/2 18,98 30,45 41,86 47,46 40,73 28,25 21,30 18,98 18,31 17,40 15,76 15,37 26,21

Années sèches

1/5 11,30 18,19 25,14 28,42 24,35 16,95 12,71 11,30 11,02 10,34 9,44 9,27 15,71

1/10 7,34 11,81 16,27 18,42 15,76 10,96 8,25 7,34 7,12 6,72 6,10 5,99 10,17

Années humides

1/5 26,44 42,60 58,75 66,50 56,95 39,66 29,77 26,44 25,71 24,23 22,03 21,69 36,73

1/10 30,45 49,04 67,63 76,50 65,48 45,65 34,24 30,45 29,60 27,91 25,37 24,92 42,59

Tableau n° 26 : Débits spécifiques mensuels et modules spécifiques pour différentes fréquences

- 48 -

V - 2 - 3 - DISCUSSIONS SUR LES RESULTATS

Le tableau ci-après donne la récapitulation des résultats obtenus par les deux méthodes d'estimation.

Années sèches Année Années humides moyenne F = 1/10 F = 1/5 F = 1/2 F = 1/5 F = 1/10 Q q Q q Q q Q q Q q Méthode de station 18,0 10,7 27,8 15,71 46,4 26,21 65,0 36,73 74,8 42,23 Méthode de 28,0 16,82 35,0 19,73 50,0 28,25 68,0 38,42 78,0 44,07 CTGREF Tableau n° 27 : Comparaison des résultats

Le tableau ci-dessus montre que les résultats obtenus par la méthode de CTGREF sont plus significatifs. Par sécurité, on prend les valeurs obtenues par la méthode de station de référence. Les valeurs des apports retenus sont alors présentées sur le tableau ci-après :

Années Sèches Moyenn Humides e Fréquence 1/10 1/5 1/2 1/5 1/10 Q(m³/s) 18,0 27,8 64,4 65,0 74,8 q(l/s/km²) 10,70 15,71 26,21 36,73 42,23 ∇[109 m³] 0,57 0,88 1,46 2,05 2,35 Tableau n° 28 : Apports annuels pour différentes fréquences

V - 3 - LES CRUES

Une rivière est en crue lorsque l'eau sort des limites du lit mineur, limté par ses berges. Il s'agit d'un phénomène parfois accidentel, mais le plus souvent périodique, donc à caractère systé- matique bien que le débit soit très variable dans le temps

Les facteurs générateurs de crues sont nombreux et permettent d'en différencier plusieurs types, par des moyens graphiques et mathématiques d'analyse. Certaines crues, dites critiques, ont une importance toute particulière dans divers projets d'aménagement. Il est utile de maîtriser - 49 - les crues dans la mesure du possible, afin d'en limiter les dégâts et, éventuellement, de profiter de la présence d'eau.

V - 3 - 1 - ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES

V - 3 - 1 - 1 - Méthode de LOUIS-DURET

La méthode de Duret s'appuie sur des observations effectuées à Madagascar et définit en particulier, par unité géographique, une série de paramètres caractéristiques entrant dans la génération des crues.

Elle est basée :

- Sur une analyse simplifiée du mécanisme de génération des crues. - Sur la détermination d'une série de paramètres régionaux intervenant directement au niveau du système d'équations censé représenter le plus correctement possible une crue donnée dans ce contexte physique.

Le temps de concentration est donné par la formule de PASSINI à partir des caractéristiques géomorphologiques du bassin :

3 SL. tc = 0,108 I

A partir des paramètres régionaux, en exprimant la lame d'eau écoulée sur le bassin en fonction de la précipitation maximale de 24 heures (pour une période de retour donnée) rapportée au temps de concentration, DURET a obtenu la formule générale de la forme :

h ω QF = δ . Sα . Iβ . Kγ . H (24,F) (1− ) HF(,)24

dans laquelle : QF = débit de crue en m³/s S = superficie du bassin en km² I = pente moyenne du bassin versant en m/km K = Indice de compacité H(24,F) = pluie maximale journalière en mm de période de retour F - 50 -

α, β, γ, δ, ω,h = constantes définies régionalement par ajustement, les valeurs de ces différentes constantes ont été déterminées par ajustement des débits de crue dans 39 bassins étudiés du réseau malagasy de superficie et de caractéristiques variées.

La formule de DURET a été simplifiée sous la forme suivante :

0,8 0,32 1,39 1°) QF = 0,002 ´ SI× × HF si S >150 km² 0,5 0,32 1,39 2°) QF = 0,009 ´ SI×× HF si S <150 km²

Pour le bassin de la Mania à Sandrandahy où S > 150 km², on utilise la pre- mière formule de DURET.

L'étude statistique des séries hauteurs maximales de 24 heures par la loi de GUMBEL et FRECHET donne les pluviométries Hmax de 24 heures suivantes avec leur fré- quence de retour (calculs : voir Annexe IV).

Fréquence de retour Hmax de 24 heures (mm) GUMBEL FRECHET 1/5 99 97 1/10 111 112 1/50 140 157 1/100 152 181 Tableau n° 29 : Hauteurs maximales de 24 heures pour différentes fréquences de retour

D'après le test par χ² (khi deux), la loi de GUMBEL est la plus acceptable pour représenter la distribution statistique des pluies par rapport à la loi de FRECHET.

Pour les différentes fréquences, les débits de crues sont représentés dans le tableau ci-après :

Q5 Q10 Q50 Q100 870 1020 1409 1580 Tableau n° 30 : Débit de crues pour différentes fréquences (cf. Calculs en Annexe V)

- 51 -

V - 3 - 1 - 2 - Méthode de station de référence

Les débits de crues maxima annuels observés à la station hydrométrique sont présentés dans le tableau ci-après.

Année Q (m³/s) Date H (m) Observations 1979 - 1980 1270 - 7,00 PHE 1980 - 1981 238 03/03/81 3,60 1981 - 1982 446 04/02/82 5,07 1982 - 1983 259 25/01/83 3,75 1983 - 1984 232 21/12/83 3,55 Min Tableau n° 31 : Maximum annuel de crues (Source : METEO)

L'estimation des débits de crues a été réalisée au moyen d'une loi de GUMBEL dont les paramètres sont les suivants :

Q = 489 m³/s σ n-1 = 445,47 m³/s Q0 = 289 m³/s 1/a = 347,47

Les débits de crues obtenus sont les suivants : Q5 Q10 Q50 Q100 810 1 070 1 645 1 890 Tableau n° 32: Débit de crues pour différentes fréquences

V - 3 - 2 - CONCLUSION

Le tableau ci-dessous représente les résultats obtenus par les deux méthodes d'estimation.

Méthode Q5 Q10 Q50 Q100 DURET 870 1 020 1 409 1 580 Station 810 1 070 1 645 1 890 Tableau n° 33 : Comparaison des résultats obtenus - 52 -

Les résultats obtenus par l'utilisation de la station de référence sont plus importants par rapport aux résultats obtenus par la méthode de DURET pour les fréquences rares. On retient les valeurs obtenues par la méthode de station de référence car elle donne de bons résultats pour la rivière Mania.

Période de retour 5 ans 10 ans 50ans 100 ans Débits de crues 810 1 070 1 645 1 890 Tableau n°34 : Débits de crues pour différentes fréquences

V - 4 - ETIAGES ET BASSES EAUX

V - 4 - 1 - ETIAGES

L'étiage est la période de la saison sèche où le débit d'un cours d'eau atteint sa valeur minimum. Dans ce cas le débit d'une rivière n'est plus entretenu que par la vidange des réserves accumulées dans le bassin lors de la saison de pluie précédente.

Les débits d'étiages absolus observés à la station de Sandrandahy varient de 7,3 m3/s (4,12 l/s/km²) à 16,4 m3/s (9,27 l/s/km²). Voir Annexe V. Nous présentons dans le tableau ci- après l'estimation des débits d'étiages absolus par la loi de GUMBEL pour des périodes de retour 5 ans et 10 ans.Caractéristique de la distribution : - Moyenne = 13,2 m3/s ; - Ecart-type = 4,08 m3/s ; - Coefficient de variation = 0,31

Période de retour Années sèches Années humides Q (m³/s) q (l/s/km²) Q (m³/s) q (l/s/km²) 5 ans 10,2 5,76 16,1 9,10 10 ans 7,8 4,41 18,5 10,45 Tableau n° 35 : Etiages absolus pour différentes périodes de retour

- 53 -

V - 4 - 2 - BASSES EAUX

Le débit moyen du mois le plus faible de la saison sèche est considéré comme carac- téristique des basses eaux. La série observée possède les caractéristiques suivantes : - moyenne = 19,1 m3/s - Ecart-type = 5,87 m3/s - Coefficient de variation = 0,31

On a réuni les valeurs trouvées par la loi de GUMBEL dans le tableau ci-dessous :

Période de retour Années sèches Années humides Q (m³/s) q (l/s/km²) Q (m³/s) q (l/s/km²) 5 ans 14,9 8,82 23,3 13,16 10 ans 11,6 6,55 26,8 15,14 Tableau n° 36 : Débits de basses eaux

V - 5 - BILAN HYDROLOGIQUE

Le bilan hydrologique est utilisé pour estimer certains paramètres, connaissant les autres éléments.

Le bilan hydrologique est relatif à un bassin versant et à une période donnée.

Apports Dépenses - la pluie (précipitations) : P - Débit Q à l'exutoire - ressource provenant de la période précédente - l'évapotranspiration E (eau souterraine et humidité du sol) : R - ressource accumulée à la fin de la période considérée : R + ΔR Tableau n° 37 : Bilan hydrologique

P + R = Q + E + R + ΔR P = Q + E + ΔR

Cette relation, quoique très simple, est très délicate à utiliser si 'l'on veut obtenir un résultat valable. En effet, il faut bien tenir compte des échelles de dimensionnement spatiales et temporelles. - 54 -

Par exemple, pour une année où R est négligeable, on a :

P = Q + E == P - Q Þ E qui n'est autre que le déficit d'écoulement D (D = E).

Si Q est le débit à l'exutoire en m3/s, on aura :

Qm(/)()3 s× Ns Q(mm) = 1032× Skm()

avec N = nombre de secondes dans l'année ; Q (mm) = lame d'eau écoulée.

Le tableau ci-dessous donne le bilan d'écoulement pour les différentes fréquences. (Les calculs sont en Annexe V).

Désigna- Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Annuel tions Année moyenne

P-Q 118 221 196 127 90 21 -19 -28 -21 -21 -16 59 727

Années sèches

P5 - Q 88 154 137 47 53 2 -32 -37 -24 -22 -16 34 420

P10 - Q 70 124 105 22 32 -8 -35 -38 -27 -25 -19 24 260

Années humides

P5 - Q 155 271 260 162 133 39 -20 -30 -12 -10 -4 71 1 034

P10 - Q 173 301 292 208 153 48 -17 -29 -9 -7 -1 80 1 194

Tableau n° 38 : Bilan d'écoulement (P, P5, P10 : cf Annexe I)

D'après le tableau ci-dessus, pendant la période Octobre à Avril, les pluies sont excédentai- res sauf pour la fréquence 1/10 sèche. Ce qui présente des avantages pour les cultures de tanety et le riz de 2ème saison ; et de Mai à Septembre,les pluies ne couvrent pas l'écoulement (mois déficitaires). Cette période correspond au moment de repiquage du riz de 1ère saison et le semis du riz de 2ème saison. Il est donc nécessaire de stocker l'eau en période de pluie pour assurer l'alimentation en eau du riz de 1ère saison. Ceci est possible pour la rivière Mania car les débits d'étiages absolus varient de 7,3 m3/s (4,12 l/s/km²) à 16,4 m3/s (9,27 l/s/km²).

- 55 -

V - 6 - ADEQUATION RESSOURCES-BESOINS

L'adéquation entre les ressources et besoins en eau des différentes cultures permet de dé- terminer ou de connaître à l'avance les surfaces maximales irrigables autres que les surfaces déjà irriguées dans le bassin. le tableau ci-dessous récapitule l'adéquation ressources-besoins pour les fréquences 1/2, 1/5 et 1/10 sèches en m³/s. Les détails de calcul est en Annexe V.

Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai Juin Juil Août SeptOct Année moyenne 26,3 44,0 68,2 81,4 70,2 48,2 36,0 31,8 31,8 28,2 22,3 21,8 Année quinquennale 12,7 22,3 38,6 47,7 41,2 28,2 20,8 18,2 18,9 15,7 11,1 11,0 sèche Année décennale sèche 5,7 11,0 22,9 30,0 26,0 17,6 12,9 11,2 12,0 9,3 5,2 5,2 Tableau n° 39 : Adéquation ressources-besoins

En conclusion, on peut dire que les périmètres dans le bassin de la Mania à Sandrandahy ont des ressources en eau suffisantes pour assurer dans de bonnes conditions l'irrigation des péri- mètres existants, et même envisager l'extension. - 56 -

TROISIEME PARTIE

LE PROJET D'AMENAGEMENT ENVISAGE

- 57 -

CHAPITRE VI : SOLUTIONS ET SUGGESTIONS

VI - 1 - MAITRISE DE L'EAU

VI - 1 - 1 - POSSIBILITE D'EXTENSION

D'après la confrontation des ressources et des besoins en eau des différentes cultures dans le bassin, on constate que les ressources sont suffisantes. L'extension des rizières est donc possible dans les zones marécageuses et les bas-fonds non aménagés.

La superficie maximale irrigable est obtenue en divisant la ressource existante par le débit fictif continu. Les besoins de pointe pour la riziculture se situent au moment du repiquage (en Novembre et Décembre). Les tableaux ci-dessous représentent les possibilités d'extension en année quinquennale sèche.

Novembre Décembre Ressources (l/s) 12 700 22 300 dfc (l/s/ha) 1,2 1,47 S : irrigable (ha) 12 451 15 170 Tableau n° 40 : Possibilité d'extension des rizières

Pour les cultures de contre-saison, les besoins de pointe se situent en Août et Septem- bre c'est-à-dire : - dans les phases de fin montaison et épiaison pour le blé ; - dans la phase de développement pour le haricot ; - dans la phase de pleine végétation pour la pomme de terre.

Août Septembre Ressources (l/s) 15 700 11 100 Débit fictif continu Blé 1,65 1,75 (l/s/ha) Pomme de terre 1,65 1,60 Haricot 0,55 1,85 Superficie irrigable Blé 9 519 6 343 (ha) Pomme de terre 9 515 6 938 Haricot 28 545 6 000 Tableau n° 41 : Possibilités d'extension des cultures en contre-saison

- 58 -

Il ressort de ces tableaux que l'extension des rizières jusqu'à 12.451 ha cultivées en riz de 2ème saison est possible et on obtient 6.000 ha pour les cultures de contre-saison dans le cas le plus défavorable.

VI - 1 - 2 - IRRIGATION

Pour atteindre le but ci-dessous, il est nécessaire de réhabiliter quelques périmètres dans le bassin et d'en aménager d'autres. Les propositions d'aménagements sont divisées en deux parties : 1) pour les périmètres en aval de la confluence des rivières Fisakana et Fitamaria deux solutions sont proposées :

- soit construire un barrage sur la haute-Mania, permettant de renforcer l'alimentation en eau des périmètres Sandrandahy, Sahamadio-Fisakana, Antatabe (Firaisana de Fiada- nana)... et d'y adjoindre une centrale hydroélectrique qui approvisionnera en électricité le Fivon- dronampokontany de Fandriana ; d'améliorer le système d'irrigation par l'adoption de pompage pour les périmètres qui ne sont pas atteints par l'irrigation gravitaire. - soit construire plusieurs petits barrages ou retenues collinaires et réhabiliter les barrages existants dans les périmètres.

2) En ce qui concerne les périmètres de la partie en amont du confluent, les travaux d'aménagement consistent à réhabiliter les petits barrages existants et d'en construire des nou- veaux ou retenues collinaires.

On remarque que dans la situation actuelle, la maîtrise de l'eau n'est assurée que pour 60 % des rizières existantes (selon l'O.D.R.).

Pour bien maîtriser l'eau, il est nécessaire d'implanter d'autres ouvrages le long des canaux, ainsi : - dessableur ; - ouvrage de décharge ; - ouvrages de régulation (déversoir statique ou vanne automatique) ; - prise avec vannette ; - passage à boeuf...

Par ailleurs, l'état de délabrement avancé des canaux nécessite les travaux périodiques suivant, travaux qui entrent normalement dans le cadre d'entretien des réseaux. - 59 -

- faucardage, curage et remise en gabarit des canaux et drains ; - entretien des petites digues ; - nettoyage des prises au droit des ouvrages ; - curage du dessableur si celui-ci existe ; - transport des produits de curage.

VI - 1 - 3 - PROTECTION CONTRE L'INONDATION

Les périmètres traversés par les rivières Mania et ses affluents sont des périmètres inondables, surtout les périmètres situés en aval du confluent des rivières Fisakana et Fitamaria. D'une manière générale, la durée de submersion que peuvent supporter les plants de riz ne doit pas excéder trois jours, d'où la nécessité de protéger ces périmètres contre l'inondation par la rec- tification ou le recalibrage des lits de la rivière Mania ainsi que son endiguement. La hauteur de la digue devra être telle que les plus hautes eaux ne puissent la franchir. Cette digue sera en terre avec une largeur suffisante pour pouvoir résister à la poussée des eaux.

VI - 2 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LA RIZICULTURE IRRIGUEE

Le perfectionnement des techniques de riziculture irriguée doit constituer l'élément de base de l'amélioration de la culture du riz. Cette amélioration a été entreprise par l'O.D.R. où le programme comporte les points suivants : - aménagement hydraulique poussé de la rizière permettant d'avoir un contrôle parfait de l'eau et assurant l'utilisation de celle-ci aux meilleures fins ; - réalisation de pépinières améliorées grâce à une bonne mise en boue, un planage rigou- reux, une fertilisation correcte par l'utilisation d'engrais NPK (4kg/are), urée (1,5 kg/are) et un semis à une densité optimale : 6 à 9 kg/are ; - vulgarisation du repiquage en lignes avec des compacités nettement définies permettant une économie des plants et la réalisation des sarclages à la houe rotative.

Ce programme doit être complété par : - la recherche et la sélection des variétés les mieux adaptées écologiquement (pour la zone d'étude les variétés améliorées sont : 2 067 et 2 787)... - la définition d'une formule d'engrais rentable. (cf. planche n° 7) - 60 -

VI - 3 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LES CULTURES DE CONTRE- SAISON

Développer et intensifier les cultures de contre-saison dès l'instant où la réhabilitation des périmètres dans le bassin assurent la maîtrise de l'eau : ceci permet d'assurer une capacité de croissance en rapport à la croissance démographique et la nécessité d'augmenter les revenus des paysans pour faire face à la dégradation de leur pouvoir d'achat en période d'inflation.

L'intérêt de ces cultures est aussi de rentabiliser tout le système "rizière" des exploitations et d'en assurer une mise en valeur plus rationnelle (équilibre des fumures, amélioration du travail du sol, cycles culturaux...). La maîtrise de l'eau améliore la sécurité des rendements, du fait du contrôle des apports d'eau et du drainage particulièrement important pour la plupart des cultures.

Dans le bassin de la Mania à Sandrandahy, les cultures possibles en contre-saison sont nombreuses. Ce sont les pommes de terre, le blé, la tomate, le haricot et les légumes diverses. Les principales spéculations sont les pommes de terre et les légumes diverses. La superficie occupée par la culture de blé est très faible par rapport aux pommes de terre, alors il est nécessaire de développer cette culture dans les périmètres du bassin.

Pour les cultures de contre-saison, il est préférable de chercher les variétés améliorées et d'utiliser l'engrais minéral tel que le fumier dont les doses sont prescrites par les personnels de l'O.D.R. et FIFAMANOR.

VI - 4 - LE PROJET D'AMENAGEMENT POUR LES CULTURES SUR TANETY

Les faibles superficies individuelles des rizières entraînent la nécessité d'étendre les productions agricoles sur les sols de collines "tanety". Sur les pentes moins fortes, il est nécessaire d'augmenter les superficies occupées par les cultures sèches (manioc, patate douce, arachide, pommes de terre, haricot, maïs, soja,...) à condition d'appliquer la technique des courbes de niveau, évitant le décapage de l'horizon organique de surface. Dans ce cas, il est nécessaire d'établir un fossé de sécurité (fossé de protection) sur la partie supérieure des terrains cultivés pour éviter les eaux de ruissellement qui provoquent l'érosion du sol.

Pour les maïs, haricot, pommes de terre et arachide, l'utilisation des semences améliorées sont indispensables, et pour le manioc il faut chercher les variétés à cycle court.

Pour les cultures sur tanety, il faut utiliser des fumiers et/ou engrais minéraux si possibles.

- 61 -

Afin d'assurer l'irrigation de ces cultures sur tanety, le recours au système d'irrigation par aspersion mérite d'être développé. Ceci est facilité en adoptant la proposition n°1 citée plus haut (VI - 1 - 2)

VI - 5 - PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT

Le but de la protection de l'environnement dans le domaine de l'aménagement hydroagricole est de protéger le sol contre l'érosion et conserver l'eau pour réduire le ruissellement tout en augmentant l'infiltration dans le sol ; Ceci en vue de charger la nappe phréatique.

Pour protéger le sol, il faut reboiser l'es tanety non cultivables et les terrains à pente très forte ou adopter des cultures fourragères. Il est nécessaire également de protéger contre les feux les zones reboisées ainsi que les forêts naturelles existantes.

Pour les tanety cultivables :

- de pente inférieure à 12 % : il faut mettre des fossés évacuateurs appelés "fossés de diver- sion", permettant d'évacuer les eaux de ruissellements vers un thalweg naturel et protégé. S'il n'existe pas de talweg naturel, il faudra réaliser ce que l'on appelle des "chemins d'eau" qui sont des zones engazonnées destinées à évacuer l'excès d'eau ruisselée. - de pente supérieure à 12 % : il faut protéger les tanety cultivés contre l'érosion par le réseau de banquettes parallèles et équidistantes qui présentent une pente longitudinale très faible.

Chaque élément du réseau intervient isolément :

1) pour intercepter les eaux de ruissellement et rompre leur force vive immédiatement avant qu'elles ne commencent à devenir dangereuses pour le sol ; 2) pour discipliner et canaliser les eaux vers un exutoire naturel ou artificiel : - assez lentement pour provoquer sur place l'infiltration : - assez vite pour que, compte tenu de la longueur de la banquette et de son profil en travers, tout débordement des eaux soit évité lors des plus fortes précipitations prévisibles.

Le réseau est caractérisé par : - l'intervalle entre les banquettes ; - la pente longitudinale de la banquette, en général de 0,5 % ; - la section de la banquette est fonction du débit à évacuer ; - la longueur de la banquette. - 62 -

VI - 6 - ACTIONS D'ACCOMPAGNEMENT

Les actions d'accompagnement suivantes sont souhaitables pour l'aménagement ou réhabilitation optima des périmètres dans le bassin de la Mania à Sandrandahy :

- création d'associations des usagers et de comité de gestion de l'eau pour surveiller et con- trôler la distribution de l'eau et les travaux d'entretien ; - approvisionnement en intrants et matériels agricoles des exploitants ; - donner aux agriculteurs les semences sélectionnées et les variétés améliorées pour les dif- férentes cultures ; - améliorer et intensifier l'élevage : bovin, porcin, et volaille ; - améliorer la commercialisation des produits agricoles, c'est-à-dire : . organiser la commercialisation : . assurer les livraisons au magasin ; . conseiller les paysans pour l'achat de semences, engrais, matériels, ...

- 63 -

CONCLUSION GENERALE

D'après l'étude de la pédologie des sols et des climats qui prédominent dans le bassin de la Mania à Sandrandahy, nous pouvons constater que les cultures pratiquées par les paysans né- cessitent une fertilisation assez importante.

En ce qui concerne la riziculture, les surfaces cultivées diminuent d'année en année à cause de l'insuffisance des ouvrages d'irrigation, ou des mauvais ou absence d'entretien, de la mauvaise exploitation de l'eau dans la plupart des périmètres du bassin. Les agriculteurs produisent des ef- forts considérables pour accroître le rendement. Les résultats obtenus ne sont pas souvent, et malheureusement en rapport avec l'important travail sacrifié. De plus, le prix des engrais ne sont plus à la portée des paysans.

Alors, les travaux d'aménagements ci-dessous sont donc possibles si on veut atteindre le but assigné par le Gouvernement malagasy qui est l'autosuffisance alimentaire et exportation des surplus" : - réhabilitation des périmètres existants du bassin et amélioration des techniques culturales (emploi des semences améliorées, de fumier, d'engrais,...) afin d'améliorer le rendement; - développement et intensification des cultures sur tanety et les cultures de contre-saison (pomme de terre, blé,...); - réparation des routes existantes dans le Fivondronana de Fandriana et de la route nationale n° 41 reliant Ambositra (Ikelikapona) à Fandriana. Ceci facilitera la circulation et la commercialisation des produits agricoles.

Dans les deux cas cités ci-dessus, les agriculteurs doivent respecter les calendriers culturaux mentionnés dans le chapitre II § II - 2 - 1 afin d'éviter l'insuffisance en eau (qui oblige le recours aux prises sauvages dans les canaux surtout au moment du repiquage) et les inondations en Janvier-Février pour les périmètres situés à proximité de la rivière Mania et de ses deux affluents (Fitamaria et Fisakana).

Si ces aménagements sont menés à bien, le Fivondronana de Fandriana pourra assurer l'autosuffisance alimentaire et l'exportation de surplus dans les régions avoisinantes.

Alors l'étude des caractéristiques et contraintes est donc une étude non négligeable au point de vue de développement économique. Elle facilite l'élaboration d'un avant-projet détaillé pour l'aménagement hydroagricole d'un périmètre du bassin et de connaître les potentialités d'une zone dans différents domaines.

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Pour terminer, nous reconnaissons que notre travail n'est pas parfait; il reste beaucoup à faire et nous avons encore beaucoup à apprendre, mais nous sommes tout de même fier d'avoir pu l'accomplir jusqu'au bout.

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ANNEXES - 66 -

ANNEXE I

MILIEU PHYSIQUE - I -

I - 1 : PLUVIOMETRIE

I - 1 - 1 : PLUVIOMETRIES MOYENNES MENSUELLES ET ANNUELLES

Désignations Jan Fév Mars Avr Mai Jui Juil Août Sept Oct Nov Déc Annuell n e

Moyenne 308 242 199 94 38 21 28 26 25 100 167 303 1 551

Ecart-Type 151 113 114 62 28 20 22 20 23 64 86 148 365

Coeff. de variation 0,49 0,47 0,57 0,66 0,74 0,95 0,79 0,77 0,92 0,64 0,51 0,49 0,24

Tableau n° 1 : Pluviométrie (1961 - 1990) (Source : METEO)

I - 1 - 2 : ESTIMATION DES PLUVIOMETRIES POUR LES FREQUENCES 1/5 ET 1/10 HUMIDES ET SECHES : FORMULE DE GAUSS :

P1 PF = (P2 ±σ . μF ) . P2

avec : PF = pluie de fréquence F P2 = pluie moyenne annuelle P1 = pluie moyenne mensuelle σ = écart-type annuel μF = coefficient donné par la table de Gauss

Quelques valeurs de μF :

F 1/5 1/10 1/20 1/50 μF 0,84 1,28 1,64 2,05 Tableau n° 2

- II -

Le tableau ci-après donne les valeurs des pluviométries pour les fréquences 1/5 et 1/10

Jan Fév Mars Avr MaiJui Juil Août Sept Oct Nov Déc Annuell n e

ANNEES SECHES

F = 1/5 249 199 162 75 25 12 25 25 25 75 137 236 1 244

F = 1/10 217 137 141 65 22 11 22 22 22 65 119 206 1 084

ANNEES HUMIDES

F = 1/5 372 277 242 112 37 19 37 37 37 112 204 353 1 858

F = 1/10 404 323 262 121 40 20 40 40 40 121 222 383 2 018

Tableau n° 3 : Pluviométries estimées pour les différentes fréquences

I - 2 : TEMPERATURES

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc

TN 15,0 14,614,3 13,1 10,2 7,9 7,8 7,4 8,4 10,813,2 14,4

Normales TX 26,0 26,325,2 24,8 22,7 20,5 19,8 20,5 23,3 25,520,0 26,2

TM 20,5 20,519,8 18,9 16,4 14,2 13,8 14,0 15,9 18,219,6 20,3

Absolues TNA 9,5 6,0 8,8 7,9 1,1 1,0 0,4 1,0 1,0 1,56,8 9,2

TXA 32,2 31,230,5 29,8 28,3 26,6 27,6 29,3 31,2 31,732,6 33,8

Tableau n°4 : Températures (1961 - 1990) (Source : METEO)

ANNEXE II

ESTIMATION DE L'ETP - I -

II - 1 : FORMULE DE BLANEY-CRIDDLE

ETP = k (8,13 + 0,457 t) p avec : ETP = évapotranspiration potentielle en mm/mois; t = température moyenne mensuelle du mois en °C; p = pourcentage d'éclairement (fonction de la latitude et de la saison) k = coefficient numérique fonction de la nature de la culture (voir tableau ci-dessous )

NATURE DE LA CULTURE VALEUR DU COEFFICIENT k Culture maraîchère 0,6 Tomate 0,7 Haricot 0,6 Pomme de terre 0,65 Betterave 0,65 Maïs 0,75 Riz 1,00 Céréales 0,75 Luzerne 0,8 Pâturage 0,75 Citrons 0,5 Blé, orge, avoine 0,75 Sorghos 0,70 Tableau n° 5 : Valeurs du coefficient k

- II -

II - 1 - 1 : VALEURS DE POURCENTAGE D'ECLAIREMENT

Pour une latitude bien déterminée, il faut faire une interpolation à partir des deux valeurs données par le tableau n° 6. Pour la station météorologique de Fandriana (Lat. = 20°14' S) : Lat. Sud Mois 18° 20° 22° 24° 26° Janvier 9,19 9,28 9,36 9,44 9,52 Février 8,08 8,13 8,18 8,23 8,28 Mars 8,56 8,57 8,57 8,58 8,58 Avril 7,93 8,89 7,87 7,81 7,77 Mai 7,91 7,84 7,77 7,69 7,61 Juin 7,47 7,40 7,31 7,22 7,13 Juillet 7,83 7,75 7,66 7,57 7,48 Août 8,09 8,04 7,99 7,94 7,88 Septembre 8,14 8,13 8,12 8,11 8,10 Octobre 8,74 8,78 8,82 8,86 8,90 Novembre 8,80 8,87 8,94 9,01 9,09 Décembre 9,23 9,32 9,42 9,53 9,64 Tableau n° 6 : Valeurs du pourcentage d'éclairement

II - 1 - 2 : CALCULS DE L'ETP DE BLANEY-CRIDDLE (POUR LE RIZ)

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc t° (°C) 20,5 20,5 19,8 18,9 16,4 14,2 13,8 14,0 15,9 18,2 19,6 20,3 k 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 p 9,30 8,14 8,57 7,89 7,83 7,40 7,74 8,03 8,19 8,78 9,87 9,33

ETP 163 142 147 132 122 108 112 117 126 144 169 162

Tableau n° 7 : ETP de Blaney-Criddle

II - 2 : FORMULE DE TURC

t ETP = 0,40 (Ig + 50 ) × pour HR > 50 % t + 15

- III -

t t 50-HR ETP = 0,40 (Ig + 50 ) × × × ()1+ pour HR < 50 % t + 15 t15+ 70

h Ig = Ig (0,18 + 0,62 ) A H

avec : ETP = évapotranspiration potentielle mensuelle en mm/mois t = température moyenne mensuelle en ° C HR = humidité relative Ig = Valeur moyenne mensuelle de la radiation solaire globale

IgA = rayonnement solaire qui atteindrait le sol en l'absence d'atmosphère h = durée d'insolation en heures H = durée astronomique du jour en heures

II - 2 - 1 : VALEURS DE IgA ET DE H

Les valeurs de IgA en petite calorie par cm² et par jour et H en heures sont données par les tableaux ci-après.

Les valeurs qui correspondent à la latitude 20 ° 14 ' S sont des valeurs obtenues par interpolation.

Lat. Sud 18° 20° 20 ° 14 22° 24° Mois Janvier 968 986 986,60 991 996 Février 928 937 936,43 935 932 Mars 851 845 843,62 833 821 Avril 745 726 767,52 707 686 Mai 644 616 613,13 591 567 Juin 601 571 567,90 544 517 Juillet 627 597 594,13 572 547 Août 713 691 688,59 670 649 Septembre 820 808 806,28 793 778 Octobre 904 905 904,43 900 895 Novembre 957 971 971,46 975 978 - IV -

Décembre 972 992 992,92 1 000 1 008

Tableau n° 8 : Valeurs de IgA Durée mensuelle de jour "H" en heures par mois en fonction de la latitude :

Lat. Sud 18° 20° 20 ° 14 22° 24° Mois Janvier 406 410 410,35 413 417 Février 358 360 360,23 362 364 Mars 379 379 379,00 379 380 Avril 351 349 348,89 348 347 Mai 350 347 346,66 344 340 Juin 331 327 326,54 323 319 Juillet 347 343 342,54 339 335 Août 358 356 355,77 354 352 Septembre 360 360 360,00 360 359 Octobre 387 388 388,23 390 392 Novembre 389 392 392,58 395 398 Décembre 408 412 413,04 416 421 Tableau n° 9 : Valeurs de H

II - 2 - 2 : CALCUL DE L'ETP DE TURC :

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc h

H 0,473 0,494 0,491 0,636 0,692 0,667 0,646 0,700 0,725 0,663 0,574 0,464

IgA 986,60 936,43 843,62 767,52 613,13 567,90 594,13 688,59 806,28 904,43 971,46 992,92 t° 20,5 20,5 19,8 18,9 16,4 14,2 13,8 14,0 15,9 18,2 19,6 20,3

ETP 119 117 104 110 89 75 76 91 115 128 129 118

Tableau n° 10 : ETP de Turc

ANNEXE III

CALCULS DES BESOINS EN EAU DES CULTURES

- I -

III - 1 - CALENDRIER CULTURAL

DESIGNATIONS JFMAMJJASOND SAISON Riz de 1ère saison Riz de 2ème saison

CONTRE-SAISON Blé Pomme de terre Haricot

: semis : repiquage : récolte

: plantation

Tableau n° 11 : Calendriers culturaux

- II -

III - 2 - CALCUL DES BESOINS EN EAU DES CULTURES

Besoins propres de la plante est donné par la formule suivante :

Bpro = Kcp ETP - Pe - RFU,

or Pe = 0,8 P5, Þ Bpro= Kcp ETP - 0,8 P5 - RFU, or RFU est difficile à mesurer. On estime : Bpro = Kcp ETP - 0,8 P5

avec : Bpro = besoins propre de la plante ETP = évapotranspiration potentielle Kcp = coefficient cultural pondéré P5 = pluie quinquennale sèche

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août

ETP Penman 132 166 162 150 152 130 123 105 86 71 77 100

P5 20 80 100 100 100 100 100 75 31 17 22 21

Riz de 1ère saison Kc 1,10 1,05 1,05 1,05 0,95 0 0 0 0 0 0 1,10

Kcp 1,10 1,08 1,05 1,05 1,00 0,79 0 0 0 0 0 0,73

Kcp ETP - 0,8 P5 129,2 115,3 90,1 77,5 72,0 22,7 0 0 0 0 0 56,2 Riz de 2ème saison Kc 0 0 1,10 1,10 1,05 1,05 1,05 0,95 0 0 0 0

Kcp 0 0 0,55 1,10 1,08 1,05 1,05 1,00 0,48 0 0 0

Kcp ETP - 0,8 P5 0 0 9,1 85,0 84,2 56,5 49,2 45,0 16,5 0 0 0 Blé Kc 0,80 0,25 0 0 0 0 0 0 0,45 0,45 1,05 1,05

Kcp 0,80 0,25 0 0 0 0 0 0 0,45 0,45 1,05 1,05

Kcp ETP - 0,8 P5 89,6 -22,5 0 0 0 0 0 0 13,9 18,4 63,3 88,2

(Suite page suivante) - III -

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août Pomme de terre Kc 0,75 0 0 0 0 0 0 0 0,45 1,05 1,05 1,05

Kcp 0,75 0 0 0 0 0 0 0 0,45 1,05 1,05 1,05

Kcp ETP - 0,8 P5 83,0 0 0 0 0 0 0 0 13,9 61,0 63,3 88,2 Haricot Kc 0,85 1,05 0,30 0 0 0 0 0 0 0 0 0,45

Kcp 0,85 1,05 0,30 0 0 0 0 0 0 0 0 0,45

Kcp ETP - 0,8 P5 96,2 110,3 -31,40 0 0 0 0 0 0 0 28,2 Tableau n° 12 : Besoins propres des cultures (hors efficience)

Si Kcp ETP - 0,8 P5 < 0, les pluies sont excédentaires Þ Bpro = 0 Si Kcp ETP - 0,8 P5 > 0, les pluies ne couvrent pas l'évapotranspiration réelle (nécessité d'irriguer).

III - 3 - BESOINS EN EAU D'IRRIGATION

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août Riz de 1ère saison

Kcp ETP - 0,8 P5 129,2 115,3 90,1 77,5 72,0 22,7 0 0 0 0 0 56,2

Pépinière 0 0 0 0 0 0 0 0 100 50 0 0

Mise en boue 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 67

Remplissage 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 67

Assec 67 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bn (mm) 2 622 1 483 901 775 720 227 0 0 100 50 0 1 902

Bn (m³/ha) 262,2 148,3 90,1 77,5 72,0 22,7 0 0 1000 500 0 190,2

Bb (m³/ha) 4 370 2 472 1 502 1 292 1 200 378 0 0 1 667 833 0 3 170 dfc (l/s/ha) 1,69 0,92 0,58 0,48 0,45 0,16 0 0 0,62 0,32 0 1,18

- IV -

Riz de 2ème saison

Kcp ETP - 0,8 P5 0 0 9,1 85,0 84,2 56,5 49,2 45,0 16,5 0 0 0

Pépinière 50 100 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Mise en boue 0 0 50 50 0 0 0 0 0 0 0 0

Remplissage 0 0 50 50 0 0 0 0 0 0 0 0

Assec 0 0 0 50 50 0 0 0 0 0 0 0

Bn (mm) 50 100 159,1235,0 134,2 56,1 49,2 45,0 16,5 0 0 0

Bn (m³/ha) 500 1000 159,1 2 350 1 342 561 492 450 165 0 0 0

Bb (m³/ha) 833 1 667 2 652 3 917 2 237 942 820 750 275 0 0 0 dfc (l/s/ha) 0,32 0,62 1,02 1,46 0,84 0,39 0,31 0,29 0,10 0 0 0

Tableau n° 13 : Besoins en eau d'irrigation

Bn (m³/ha) = Bn (mm) x 10

Bmha(/)3 B (m³/ha) = n E = 0,60 b E

BB × 1000 dfc (l/s/ha) = bb = 86 400 N jj86, 4 N

Nj = nombre de jour du mois considéré

III - 4 - BESOINS EN EAU POUR LES DIFFERENTES CULTURES (HORS EFFICIENCE) EN M³/HA

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août Riz de 1ère saison 2 622 1 483 901 775 720 227 0 0 1 000 500 0 1 902

Riz de 2ème saison 500 1 000 1 591 2 350 1 342 565 492 450 165 0 0 0

Blé 896 0 0 0 0 0 0 0 139 184 633 882

Pomme de terre 830 0 0 0 0 0 0 0 139 610 633 882

Haricot 962 1 103 0 0 0 0 0 0 0 0 0 282

Tableau n° 14 : Besoins en eau des différentes cultures - V -

III - 5 - DEBITS FICTIFS CONTINUS POUR LES DIFFERENTES CULTURES (HORS EFFICIENCE) EN L/S/HA

Sept Oct Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août Riz de 1ère saison 1,01 0,55 0,35 0,29 0,27 0,09 0 0 0,37 0,19 0 0,71

Riz de 2ème saison 0,19 0,37 0,61 0,88 0,50 0,23 0,18 0,17 0,06 0 0 0

Blé 0,35 0 0 0 0 0 0 0 0,05 0,07 0,24 0,33

Pomme de terre 0,32 0 0 0 0 0 0 0 0,05 0,24 0,24 0,33

Haricot 0,37 0,42 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,11

Tableau n° 15 : Débits fictifs continus pour les différentes cultures

Or les cultures de contre-saison sont irrigués 8 heures par jour. Alors les débits réels sont les suivants :

Blé 1,05 0 0 0 0 0 0 0 0,15 0,21 0,72 0,99

Pomme de terre 0,96 0 0 0 0 0 0 0 0,15 0,72 0,72 0,99

Haricot 1,11 1,26 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,33

Tableau n° 16 : Débits réels pour les cultures de contre-saison

III - 6 - CALCULS DES BESOINS TOTAUX POUR LES DIFFERENTES CULTURES (E = 60 %)

Les besoins en eau total pour les différentes cultures sont obtenus en utilisant les formules suivantes :

B (m³) = qSN×× s 1000 E

Bm()3 Q (m³/s) = Ns

avec : S (*) = superficie occupée par la culture E = efficience globale (0,60) B = besoin en eau mensuelle en m³ - VI - q = débit fictif continu en l/s/ha Ns = nombre de secondes du mois considéré Q = besoin en eau moyen en m³/s ou débit nécessaire à l'irrigation

(*) pour le riz de 1ère saison, S = 1 503 ha pour le riz de 2ème saison, S = 10 485 ha pour le blé de contre-saison, S = 300 ha pour la pomme de terre de contre-saison, S = 600 ha pour le haricot de contre-saison, S = 300 ha

Le tableau ci-dessous représente les calculs des besoins : - VII -

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Annuel

Riz de 1ère saison 6 544 904 3 703 584 2 259 550 1 932 305 1 811 536 545 409 000 000 000 000 2 495 894 1 246 648 000 000 4 750 250 25 290 080

Riz de 2ème saison 5 163 653 9 829 058 16 578 043 24 713 061 14 041 512 5 834 022 5 054 944 4 620 110 1 684 981 000 000 000 000 000 000 87 519 384

Total 11 708 557 13 532 642 18 837 593 26 645 366 15 853 048 6 379 431 5 054 944 4 620 110 4 180 875 1 246 648 000 000 4 750 250 112 809 464

Q (m³/s) 4,5 5,1 7,3 9,9 5,9 2,6 1,9 1,8 1,6 0,5 0,0 1,8 3,6

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Annuel

Pomme de terre 1 360 800 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 200 880 272 160 964 224 1 325 808 4 123 872

Blé 622 080 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 1 00 440 466 560 482 112 662 904 1 774 216

Haricot 719 280 843 696 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 220 968 1 783 944

Total 2 702 160 843 696 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 301 320 738 720 1 446 336 2 209 680 7 682 032

Q (m³/s) 1,1 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 1,3 0,6 0,8 0,1

Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Annuel

T (m³) 14 410 717 14 376 338 18 837 593 26 645 366 15 853 048 6 379 431 5 053 944 4 620 110 4 482 195 19 853 368 1 446 336 6 959 930 120 491 496

Q (m³/s) 5,6 5,4 7,3 9,9 5,9 2,6 1,9 1,8 1,7 1,8 0,6 2,6 3,7

TABLEAU N° 17 : Besoins totaux en eau d'irrigation

ANNEXE IV

ESTIMATION DES PLUIES MAXIMALES DE 24 HEURES EN UTILISANT LA LOI DE FRECHET ET GUMBEL

- I -

IV - 1 - FONCTION DE REPARTITION

La fonction de répartition est : −u F (h) = e−e (fonction de non-dépassement) avec :

u = a (H - H0) pour la loi de Gumbel

u = a [logH - (logH)0] pour la loi de Frechet

Ces lois font apparaître deux paramètres : a etH0 ou (logH)0.

IV - 2 - DETERMINATION DES PARAMETRES D'AJUSTEMENT

Pour chaque type de loi, les paramètres d'ajustement se déduisent des paramètres statistiques selon le tableau suivant :

GUMBEL FRECHET H log H H = ∑ i log H = ∑ N N ()HH− 2 (logHH− log ) s = ∑ s = ∑ 0 N − 1 N − 1 1 1 = 0,78 s = 0,78 s α α

H0 = H - 0,45 s (log H )0 = log H - 0,45 s Tableau n° 18 : Coefficients de Gumbel et Frechet

IV- 3 - CALCUL DES PLUIES DE DIVERSES FREQUENCES

Ils se calculent directement par l'intermédiaire de la variable U tirée de la loi de répartition qui donne : u = - log (-log F)

μ H = H + T pour la loi de Gumbel t 0 α

μ log H = (log H) + T pour la loi de Frechet t 0 α avec : i T = N + 1 - II -

Le tableau suivant permet de calculer a, s, H0 et (log H)0 :

Rang i H - (H - )² log H Hi i F = i H i H i log H- log H (log H - log H )² N + 1 170,5 1 0,032 84,3 7 106,49 2,232 0,321 0,103 130,0 2 0,065 43,8 1 918,44 2,114 0,203 0,041 126,4 3 0,097 40,2 1 616,04 2,100 0,189 0,036 120,0 4 0,129 33,8 1 142,44 2,079 0,168 0,028 114,6 5 0,161 28,4 806,56 2,059 0,148 0,022 113,0 6 0,194 26,8 718,24 2,053 0,142 0,020 110,0 7 0,226 23,8 566,44 2,041 0,130 0,017 109,2 8 0,258 23,0 529,00 2,038 0,127 0,016 106,1 9 0,290 19,9 396,01 2,026 0,115 0,013 103,1 10 0,333 16,9 285,61 2,013 0,102 0,010 103,0 11 0,355 16,8 282,24 2,013 0,102 0,010 100,5 12 0,387 14,3 204,49 2,002 0,091 0,008 86,2 13 0,419 0,0 0,00 1,936 0,025 0,001 85,0 14 0,452 -1,2 1,44 1,929 0,018 0,000 80,7 15 0,484 -5,5 30,25 1,907 -0,004 0,000 75,2 16 0,516 -11,0 121,00 1,876 -0,035 0,001 72,4 17 0,548 -13,8 190,44 1,860 -0,066 0,003 70,0 18 0,481 -16,2 262,44 1,845 -0,076 0,004 68,5 19 0,613 -17,7 313,29 1,835 -0,082 0,006 67,4 20 0,645 -18,8 353,44 1,829 -0,091 0,007 66,0 21 0,677 -20,2 408,04 1,820 -0,091 0,008 65,7 22 0,710 -20,5 420,25 1,818 -0,093 0,009 63,6 23 0,742 -22,6 510,76 1,803 -0,108 0,012 61,9 24 0,774 -24,3 590,49 1,792 -0,119 0,014 60,9 25 0,806 -25,3 640,09 1,785 -0,126 0,016 57,0 26 0,839 -29,2 852,64 1,756 -0,155 0,024 56,0 27 0,871 -30,2 912,04 1,748 -0,163 0,027 55,5 28 0,903 -30,7 942,49 1,744 -0,167 0,029 50,3 29 0,935 -35,7 1 288,81 1,706 -0,205 0,042 37,6 30 0,968 -48,6 2 361,96 1,575 -0,336 0,113 S = 25 771,87 0,640 2 586,8 Tableau n° 19 - III -

Pour la loi de GUMBEL :

moyenne H= 86,2 mm Ecart-type s = 29,81 mm

d'où H0 = H- 0,45 s = 72,8 mm 1 = 23,25 α

Þ HT = 72,8 + 23,25 mT

Pour la loi de FRECHET : moyenne log H = 1,911 mm Ecart-type s = 0,15 mm

d'où (log H)0 = log H - 0,45 s = 1,844 mm 1 = 0,116 α

(,1844+ 0116 ,μT ) Þ HT = 10

On obtient les résultats suivants :

T mT HT (GUMBEL) HT (FRECHET) 5 1,500 108 104 10 2,250 125 127 50 3,902 164 198 100 4,600 180 239 Tableau n° 20

IV - 4 - TEST DE L'EFFICACITE DE L'AJUSTEMENT PAR c² AU SEUIL DE 5 %

PROCESSUS DE CALCUL c² (c² = KHI DEUX)

- Classer par ordre croissant ou décroissant les N valeurs expérimentales - Diviser en K classes arbitraires telles que chaque classe i contienne au minimum un nombre ni ³ 5 de valeurs expérimentales - IV -

- Déterminer ni le nombre théorique de valeurs contenues dans la classe i par la relation : xi νi = N f(x) .dx = N [F (xi ) - F (xi + 1)] ∫xi1+

f(x) étant la densité de probabilité correspondant à la loi théorique. ()n −ν 2 - On calcule alors la valeurs de c² = Σ ii νi - On recherche sur la table de PEARSON, la probabilité de dépassement correspondant au nombre de degrés de liberté K - 1 - p = λ * Si cette probabilité est supérieure à 0,05, l'ajustement est satisfaisant * Si elle est inférieure à 0,05, il y a de forte chance pour que l'ajustement soit mauvais. Il est préférable de le rejeter.

IV - 4 - 1 - LOI DE GUMBEL

La fonction de répartition s'écrit :

−43. 10−3 (H - 72,8) F (H) = e −e

Pour les 5 classes étudiées, nous aurons les résultats suivants :

2 Classe ni H F(H) F(Hi) - F(Hi-1) ni ()nii−ν

νi +∞ 1,000 1 7 0,183 5,490 0,415 110 0,817 2 5 0,084 2,520 2,441 100 0,733 3 6 0,409 12,270 3,204 70 0,324 4 7 0,147 4,410 1,521 60 0,177 5 5 0,177 5,310 0,018 0 0,000 30 30,000 7,599 Tableau n° 21 - V -

Ce qui conduit à : c² = 7,599 avec λ = k-1 - p = 5-1-2 =2 degrés de liberté, la table de PEARSON donne : P (c²) = 0,023 (par interpolation) P (c²) = 0,023 < 0,05

IV - 4 - 2 - LOI DE FRECHET

La fonction de répartition s'écrit :

−863, (logH -1,844) F (H) = e −e

Pour les 5 classes étudiées, nous aurons les résultats suivants :

2 Classe ni H F(H) F(Hi) - F(Hi-1) ni ()nii−ν

νi +∞ 1,000 1 7 0,166 4,98 0,819 110 0,834 2 5 0,063 1,89 5,117 100 0,771 3 6 0,400 12,00 3,000 70 0,371 4 7 0,200 6,00 0,167 60 0,171 5 5 0,171 5,13 0,003 0 0,000 30 30,00 9,106 Tableau n° 22

Ce qui conduit à : c² = 9,106 avec λ = 2 , la table de PEARSON donne : P (c²) = 0,011 < 0,05

Dans les deux cas, l'ajustement est mauvais, ceci est dû à l'existence de très faibles valeurs et des valeurs relativement grandes. - VI -

Dans un second temps, on va estimer ces valeurs pour rendre meilleur l'ajustement . En relevant les deux valeurs les plus faibles (37,5 et 50,3) ainsi que les trois valeurs les plus grandes (126,4, 130,0 et 170,5), on a :

GUMBEL FRECHET H = 82,88 MM log H =1,904 s = 21,87 MM s = 0,113 α = 58,62.10-3 α = 11,35 1 1 = 17,06 = 0,088 α α

H0 = 73,04 (log H )0 = 1,853

(0,088μ + 1,853) HT = 73,04+17,06 μT HT = 10 T

Tableau n° 23

Nous avons les résultats suivants :

H5 H10 H50 H100 Loi de GUMBEL 99 111 140 152 Loi de FRECHET 97 112 157 181 Tableau n° 24 : Résultats de la loi, de FRECHET et GUMBEL

IV- 5 - TEST DE L'EFFICACITE DE L'AJUSTEMENT PAR c² AU SEUIL DE 5 %

Division en 4 classes :

IV- 5 - 1 - LOI DE GUMBEL

La fonction de répartition s'écrit :

−586210,.−3 (H - 73,04) F(H) = e−e

- VII -

Pour les 4 classes étudiées, nous auront les résultats suivants :

()n −γ 2 Classe Ni H F(H) F(Hi)- F(Hi-1) γi ii γ i +∞ 1,000 1 6 0,134 3,350 2,096 106,1 0,866 2 5 0,257 6,425 0,316 85,0 0,609 3 7 0,388 9,700 0,752 66,0 0,221 4 7 0,221 5,525 0,394 00,0 0,000 25 25,000 3,558 Tableau n° 25

Ce qui conduit à :

c² = 3,558

avec : λ = 1, la table de PEARSON donne :

P(c²) = 0,062 > 0,05 ⇒ la loi de GUMBEL est donc acceptable pour représenter la distribution fréquentielle des pluies max de 24 heures annuelles de la station de Fandriana.

IV- 5 - 2 - LOI DE FRECHET

La fonction de répartition s'écrit :

−11, 35 (log H -1,853) F(H) = e−e

- VIII -

Pour les 4 classes étudiées, nous auront les résultats suivants :

()n −γ 2 Classe ni H F(H) F(Hi)- F(Hi-1) γi ii γ i +∞ 1,000 1 6 0,131 3,275 2,267 106,1 0,869 2 5 0,212 5,300 0,017 85,0 0,657 3 7 0,425 10,625 1,237 66,0 0,232 4 7 0,232 5,800 0,248 0,00 0,000 25 25,000 3,769 Tableau n° 26

Ce qui conduit à :

c² = 3,769

avec :

λ = 1, la table de PEARSON donne : P(c²) = 0,053 > 0,05

Ce qui indique que la loi de FRECHET aussi est acceptable pour l'échantillon étudié.

- IX -

IV- 6 - CONCLUSION

En résumé, nous avons les résultats suivants :

Pluies H5 H10 H50 H100 P(c²) Lois de distribution GUMBEL 99 111 140 152 0,062 FRECHET 97 112 157 181 0,053 Tableau n° 27

La loi de GUMBEL est la plus acceptable pour représenter la distribution statistique des pluies par rapport à la loi de FRECHET. Les résultats qu'elles fournissent sont relativement bien groupés, donc homogènes.

ANNEXE V

DEBITS

V - 1 - DEBITS MOYENS MENSUELS ET ANNUELS

Années N D J F M A M J J A S O N 1979 - 1980 - - - - 65,3 47,0 40,7 33,0 37,7 32,9 23,7 20,3 - 1980 - 1981 33,7 43,6 41,3 53,1 105,0 80,7 51,4 39,0 33,5 30,4 26,5 33,5 47;6 1981 - 1982 28,5 49,2 172,0 216,0 211,0 81,9 60,7 52,1 46,6 38,4 33,0 31,9 85,1 1982 - 1983 38,1 34,9 52,2 59,7 43,5 39,7 30,2 28,9 30,1 23,3 17,9 18,1 36,4 1983 - 1984 30,0 120,0 ------Moyenne 33,6 53,9 74,1 84,0 72,1 50,0 37,7 33,6 32,4 30,8 27,9 27,2 46,4 Ecart-type 19,62 28,24 15,97 16,21 14,80 25,27 19,64 17,07 15,99 15,46 15,15 15,81 22,15 Coef. de variation 0,58 0,52 0,22 0,19 0,21 0,51 0,52 0,52 0,49 0,50 0,54 0,58 0,48 Tableau n° 28 : Débits moyens mensuels de la rivière Mania (Source : METEO)

Les débits mensuels à la station hydrométrique de Sandrandahy présente une bonne corrélation avec ceux de la Mania à Fasimena (46 couples).

QMania/Sand = 0,22 QFasi + 11,7 (R² = 0,99)

Cette régression a permis d'évaluer les débits moyens interannuels (moyenne sur l'échantillon étendu du tableau n° 28).

V- 2 - DEBITS MOYENS MENSUELS ET ANNUELS DE LA RIVIERE MANIA A FASIMENA

N D J F M A M J J A S O Annuel Min 50,9 81,9 95,4103,0129,0 98,7 76,6 67,5 58,2 51,5 41,1 48,1 75,2 Max 184 475 9921 060 790 301 230 165 142 120 107 107 389,4 Moyenne 100 193 285330 276 175 119 100 94,4 87,2 74,171,0 185,7 Ecart-type 36,0 75,2 19,4 20,5 14,1 61,7 36,1 24,4 19,5 17,1 15,7 18,2 Tableau n° 29 : Débits moyens mensuels et annuels de la rivière Mania à Fasimena (Source : METEO)

V- 3 - LISTE DES JAUGEAGES

N Date Hauteur (m) Débit (m³/s) 1 23-04-80 1,84 à 1,845 50,5 2 06-06-80 1,67 34,2 3 12-01-81 2,24 à 2,28 79,9 4 15-01-81 2,36 à 2,38 93,6 5 04-04-81 2,82 à 2,83 160,0 6 05-04-81 2,94 à 2,95 178,0 7 06-04-81 2,58 à 2,60 138,0 8 13-05-81 1,83 44,7 9 13-12-81 1,92 54,5 10 11-02-82 2,96 à 2,98 164,0 11 04-05-82 2,05 65,3 12 20-06-82 1,91 48,8 13 16-07-82 1,84 42,4 14 24-08-82 1,71 36,7 15 24-11-82 1,57 25,1 16 08-02-83 2,00 57,2 17 04-03-83 1,78 38,4 18 14-04-83 1,65 34,6 19 09-07-83 1,70 34,5 20 11-11-83 1,11 13,4 Tableau n° 30 : Liste de 20 jaugeages permettant d'établir la courbe d'étalonnage (Source : METEO)

V- 4 - COURBE D'ETALONNAGE

Les 20 jaugeages entre 13,4 et 178 m³/ s permettent d'établir une courbe d'étalonnage univoque et précise.

Cette courbe est de la forme :

Q = αHn

avec Q = débit en m³/s H = profondeur d'eau en m; α, n = constantes à déterminer

Calculons α et n : log Q = log α Hn = log α + n log H . C'est une droite de régression de forme Y = a0 + nX, dans laquelle Y = log Q X = log H - a0 et n sont donnés par les formules suivantes :

∑YX∑ 2 − ∑ XXY∑ a = 0 NX∑ 22−()∑ X

NXYXY∑ − ∑ .∑ et n = NX∑ 22−()∑ X

et le coefficient de corrélation est donné par la formule suivante :

NXYXY∑ − ∑ ∑ r = NX∑∑2222−−()∑ X NY∑ () Y

Le tableau ci-après permet de calculer a0 et n :

Q ( m³/s ) H ( m ) Y = log Q X = log H X2 XY Y2 55,5 1,84 1,7443 0,2648 0,0701 0,4619 3,0426 34,2 1,67 1,5340 0,2227 0,0496 0,3416 2,3532 79,9 2,26 1,9025 0,3541 0,1254 0,6737 3,6195 93,6 2,37 1,9713 0,3747 0,1404 0,7386 3,8860 160,0 2,83 2,2041 0,4518 0,2041 0,9958 4,8581 178,0 2,95 2,2504 0,4698 0,2207 1,0572 5,0643 138,0 2,59 2,1399 0,4133 0,1708 0,8844 4,5792 44,7 1,82 1,6503 0,2625 0,0689 0,4332 2,7235 54,5 1,92 1,7364 0,2833 0,0803 0,4919 3,0151 164,0 2,97 2,2148 0,4728 0,2235 1,0472 4,9053 65,3 2,05 1,8149 0,3118 0,0972 0,5659 3,2939 48,8 1,91 1,6884 0,2810 0,0790 0,4744 2,8507 42,4 1,84 1,6274 0,2648 0,0701 0,4309 2,6484 36,7 1,71 1,5647 0,2330 0,0543 0,3646 2,4483 25,1 1,57 1,3997 0,1959 0,0384 0,2742 1,9592 57,2 2,00 1,7574 0,3010 0,0906 0,5290 3,0874 38,4 1,78 1,5843 0,2504 0,0627 0,3967 2,5100 34,6 1,65 1,5391 0,2175 0,0473 0,3348 2,3688 34,5 1,70 1,5378 0,2304 0,0531 0,3543 2,3648 13,4 1,11 1,1271 0,0453 0,0021 0,0511 1,2704 34,9889 5,9010 1,9486 10,9014 62,8500 Tableau n°31

σY = 0,2863 σX = 0,1019

Y = 1, 7494 X = 0, 2951 avec α = 8,467 n = 2,785 r = 0,99 : bonne corrélation d'où Q= 8,467 H2,785

V- 5 - RELATIONS HYDROPLUVIOMETRIQUES

Q = a0 + a1 P = droite de régression

QP2 − PPQ a = ∑ ∑ ∑ ∑ 0 NP∑ 22− ()∑ P

NPQPQ− a = ∑ ∑ ∑ 1 NP∑ 22−()∑ P

Le tableau ci-dessous permet de calculer a0 et a1 :

Q ( m³/s ) P (mm ) Q2 P2 PQ Novembre 33,6 154,0 1128,96 23716,00 5174,40 Décembre 53,9 209,0 2905,21 43681,00 11265,10 Janvier 74,1 442,9 5490,81 196160,41 32818,89 Février 84,0 285,6 7056,00 81567,36 23990,40 Mars 72,1 315,3 5198,41 99414,09 22733,13 Avril 50,0 121,0 2500,00 14641,00 6050,00 Mai 37,7 44,8 1421,29 2007,04 1688,96 Juin 33,6 17,7 1128,96 313,29 493,92 Juillet 32,4 14,7 1049,76 216,09 476,28 Août 30,8 14,4 948,64 207,36 443,52 Septembre 27,9 38,4 778,41 1474,56 1071,36 Octobre 27,2 106,4 739,84 11342,25 2896,80 Σ 557,3 1764,3 30346,29 474740,45 109102,76 Moyenne 46,4 147,0 Tableau n° 32

On a a0 = 27,9 a1 = 0,126 r = 0,88

d'où : Q = 27,9 + 0,126 P

V- 6 - MAXIMUM ANNUEL DE CRUES

Année Q (m3s) Date H ( m ) Observations 1978 - 1980 1270 - 7,00 PHE 1980 - 1981 238 03/03/81 3,60 1981 - 1982 446 04/02/82 5,07 1982 - 1983 259 25/01/83 3,75 1983 - 1984 232 21/12/83 3,55 Minimum Tableau n° 33: Maximum des crues (Source : METEO)

V- 7 - ESTIMATION DES DEBITS DE CRUES : LOI DE GUMBEL

Les paramètres sont les suivants :

Qmoyenne = 489 m³/s T = 5 ans → μT = 1,500 σ = 445,47 m³/s T = 10 ans → μT = 2,250 Q0 = 289 m³/s T = 50ans → μT = 3,902 1/α = 347,47 T = 100 ans → μT = 4,600 d'où : QT = Q0 + 1/2 μT = 289 + 347,47μT

QT = 289 + 347,47μT

Nous avons les résultats suivants :

Q5 Q10 Q50 Q100 810 1070 1645 1890 Tableau n° 34 : Débits de crues pour différentes fréquences

V- 8 - DEBITS D'ETIAGES ET BASSES EAUX

V - 8 -1 - ETIAGES ABSOLUS

Dates q ( m³/s) q ( l/s/km2) 09/10/80 15,4 8,7 27/10/81 13,5 7,6 04/11/82 16,4 9,3 03/11/83 7,3 4,1 Tableau n° 35 :Débits d'étiages absolus (Source : METEO)

V - 8 -2 - Estimations des débits d'étiage : loi de GUMBEL

Les paramètres sont les suivants : moyenne = 13,2 m³/s Ecart-type = 4,08 m³/s Coefficient de variation 0,31 1/α = 0,78σ = 3,2 Q0 = Q - 0,45σ = 11,4

⇒ QT = 11,4 ± 3,2μT

en années sèches QT = 11,4 - 3,2μT en années humides QT = 11,4 + 3,2μT

Nous avons les résultats suivants :

Période de Années sèches Années humides retour Q ( m³/s ) q ( l/s/km² ) Q ( m³/s ) q ( l/s/km²) 5 ans 10,2 5,8 16,1 9,1 10 ans 7,8 4,4 18,5 10,5 Tableau n° 36 : Etiages absolus pour différentes périodes de retour

V - 8 -3 - BASSES EAUX

Date Q ( m³/s ) q ( l/s/km²) 10-10-80 10,3 18,3 9-11-81 10,9 19,8 27-11-82 14,8 26,2 11-10-83 6,7 11,9 Tableau n°37 : Basses eaux (Source : METEO)

V - 8 -4 - ESTIMATION DES DEBITS DE BASSES EAUX : LOI DE GUMBEL

Les paramètres sont les suivants : moyenne = 19,1 m³/s Ecart-type σ : 5,87 Coefficient de variation = 0,31 1 = 4,58 α Q0 = 16,5

QT = 16,5 ± 4,58 μT

Nous avons les résultats suivants :

Période de Années sèches Années humides retour Q ( m³/s ) q ( l/s/km²) Q ( m³/s ) q ( l/s/km²) 5 ans 14,9 8,8 23,3 13,2 10 ans 11,6 6,6 26,8 15,1 Tableau n° 38 : Débits des basses eaux

V - 9 - BILAN D'ECOULEMENT

D = P - Q D = déficit d'écoulement en mm ; P = pluviométrie moyenne mensuelle en mm ; Q = lame d'eau écoulée en mm ; D et P sont de mêmes fréquences . Le tableau ci-après montre le calcul de D :

N D J F M A M J J O S O Annuel Q mm ) 49 82 112 115 109 73 57 49 49 47 41 41 824 ANNEE MOYENNE P (mm ) 137 303 308 242 199 94 38 21 28 26 25 100 1 551 P - Q 118 221 196 127 90 21 -19 -28 -21 -21 -16 59 727 ANNEE SECHE F = 1/5 P5 ( mm ) 1 236 249 119 162 75 25 12 25 25 25 75 1 244 P5 - Q 88 154 134 47 53 2 -32 -37 -24 -22 -16 34 420 ANNEE SECHE F = 1/10 P10 ( mm ) 119 206 217 137 141 65 22 11 22 22 22 65 1 084 P10 - Q 70 124 105 22 32 -8 -35 -38 -27 -25 -19 24 260 ANNEE HUMIDE F = 1/5 P5 ( mm ) 204 353 372 277 242 112 37 19 37 37 37 112 1 858 P5 - Q 155 271 260 162 133 39 -20 -30 -12 -10 -4 71 1 034 ANNEE HUMIDE F = 1/10 P10 ( mm ) 222 383 404 323 262 121 40 20 40 40 40 121 2 018 P10 - Q 173 301 292 208 153 48 -17 -29 -9 -7 -1 80 1 194 Tableau n° 39 : Bilan d'écoulement pour les différentes fréquences

V - 10 - ADEQUATION RESSOURCES-BESOINS

Elle est donnée par la formule suivante :

A = Qr - Qb

avec : A = différence entre ressources et besoins

Si A > 0, la ressource est suffisante Si A < 0, la ressource est insuffisante

Qr = débit moyen de la rivière Mania pour les fréquences 1/2, 1/5 et 1/10 sèches

Qb = besoins totaux en eau des différentes cultures.

Le tableau ci-dessous représente le calcul de l'adéquation ressources-besoins :

Nov Déc Jan Fév MarsAvr Mai JuinJuil Août SeptOct

Q2 33,6 53,9 74,1 84,0 72,1 50,0 37,7 33,6 32,4 30,8 27,9 27,2

Q5 20,0 32,2 44,5 50,3 43,1 30,0 22,5 20,0 19,5 18,3 16,7 16,4

Q10 13,0 20,9 28,8 32,6 27,9 19,4 14,6 13,0 12,6 11,9 10,8 10,6

Qb 7,3 9,9 5,9 2,6 1,9 1,8 1,7 1,8 0,6 2,6 5,6 5,4

Q2 - Qb 26,3 44,0 68,2 81,4 70,2 48,2 36,0 31,8 31,8 28,2 22,3 21,8

Q5 - Qb 12,7 22,3 38,6 47,7 41,2 28,2 20,8 18,2 18,9 15,7 11,1 11,0

Q10 - Qb 5,7 11,0 22,9 30,0 26,0 17,6 12,9 11,2 12,0 9,3 5,2 5,2

Tableau n° 40 : Adéquation ressources-besoins

BIBLIOGRAPHIE

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02 - ANDRIANIRINA Michelliarison - Les études hydrologiques faites sur les Hauts-Plateaux et Moyen-Ouest Malagasy - Cours d'hydrologie appliquée 4e Année ESPA 1993

03 - BAUDIUM et E. SERVAT Etude d'hydrologie à usage agricole : rapport de synthèse

04 - B.C.E.O.M. Etude pour l'aménagement régional de Fandriana - Octobre 1971

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08 - DIDIER de SAINT AMAND , ROGER Pédologie de la plaine de Fisakana - Novembre 1955

09 - FAO Les besoins en eau des cultures : Bulletin d'irrigation et drainage n° 24 - 1976 Aménagement des bassins versants : Bulletin pédologique n° 44 - 1986.

10 - FOFIFA Ajustement structurel et Dynamique des exploitations agricoles sur les Hautes-Terres Malgache : Région d'Ambositra - Octobre 1991

11 - GUY NEUVY L'homme et l'eau dans le domaine Tropical MASSON - Paris, Milan, Barcelone, Bonn.

12 - LOUIS DURET Estimation des débits de crues à Madagascar. Université de Madagascar - 1965

13 - MINISTERE DE L'AGRICULTURE C.T.G.R.E.F. Groupement d'Aix-en-Provence. Evaluation des quantités d'eau nécessaires aux irrigations Division irrigation - 1979

14 - MINISTERE DE L'AGRICULTURE Annuaire des statistiques agricoles - 1992

15 - MINISTERE DE LA COOPERATION ET DU DEVELOPPEMENT Mémento de l'Agronome

16 - MINISTERE DE L'ECONOMIE ET DU PLAN Image régionale de l'économie Malgache - 1984

17 - NGUEN VAN TUU avec la participation : BERNARD LEMOINE et JACQUES POUPLARD Hydraulique routière - 1981

18 - PIERRE CHAPEROU, JOEL DANLOUX et LUC FERRY Fleuves et Rivières de Madagascar. ORSTOM - MRS - 1993.

19 - P. JULITTE et R. PEZARD : Ingénieurs en chef du Génie Rural L'eau à la ferme et aux champs - 1958

20 - RAKOTOMANANA Jean Louis Climat, Erosion et Techiques culturales sur les Hauts-Plateaux. Décembre 1987

21 - RASOLOFONIAINA Jean-Donné Cours d'hydroagricole - 5e Année ESPA - 1994

22 - SECMO Madagascar Mise en valeur de la vallée de Haute Sandrandahy volume I : Etude Socio-économique. Janvier 1980 23 - SOCIETE D'INGENIERIE DE SERVICES POUR LES ENTREPRISES MALAGASY (S. I . S. E. M.) Rapport inventaire de petits périmètres rizicoles - Faritany de Fianarantsoa - 1984.

24 - SOMEAH Etude d'avant projet sommaire et de faisabilité Périmètre de VATAMBE (Définitif) - Mai 1990

RESUME

L’étude des caractéristiques et contraintes dans un bassin est nécessaire pour atteindre les buts suivants : - extension de la superficie agricole, notamment rizicole, dans la zone d’étude ; - amélioration de la maîtrise de l’eau et exploitation rationnelle dans les zones déjà cultivées ; - création d’infrastructures de desserte aux fins d’amélioration des échanges ; - protection, conservation et amélioration des soles des bassins versants.

MOTS-CLES

- aménagement hydroagricole - étiage - bassin versant - évaporation - besoin en eau - humidité - conservation des sols - irrigation - crue - maîtrise de l’eau - culture de contre-saison - pédologie - culture irriguée - population - entretien - protection de l’environnement

Auteur : SALAMONA Jaonary Philippe Lot II Y 50 DA Bis Ampasanimalo – Antanimora ANTANANARIVO 101

Encadreur : RANJATOSON Claude

Nombre de pages : 113 Nombre de figures : 2