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Universite D'antananarivo

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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ------------------------ ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ------------------------ MENTION HYDRAULIQUE ------------------------ HYDRAULIQUE ET AMENAGEMENTS Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en Hydraulique Présenté par : RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto Date de soutenance : 25 mars 2021 Promotion 2018 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ------------------------ ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ------------------------ MENTION HYDRAULIQUE ------------------------ HYDRAULIQUE ET AMENAGEMENTS Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en Hydraulique Présenté par : RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto Evalué par les membres du jury constitués de : Président du jury : M. Solofomampionona RAMANARIVO - Enseignant chercheur à l’ESPA ; Encadreur pédagogique : Mr Alain RANDRIAMAHERISOA - Enseignant chercheur à l’ESPA et chef de la mention Hydraulique. Encadreur professionnel : Mr Milson RATSARAEFADAHY - Expert Energie de l’ONUDI Madagascar Examinateurs : M. Mampitony RAFALIMANANA - Enseignant chercheur à l’ESPA ; M. Louis TAVERNIER - Coordinateur du projet Energie de l’ONUDI Madagascar ; Date de soutenance : 25 mars 2021 Promotion 2018 REMERCIEMENTS Pour l’accomplissement de cet ouvrage, je tiens à glorifier Dieu tout puissant, qui m’a accordé sa bénédiction et par l’ampleur de sa générosité m’a donné du courage et de la force, et m’a guidée durant mes années d’étude. En dépit de tous les efforts déployés, cet ouvrage n’aurait pu être concrétisé, sans la participation active de plusieurs personnes, à qui j’exprime ma profonde gratitude et mes sincères remerciements. Monsieur RAKOTOSAONA Rijalalaina, Directeur de l’École Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), qui m’a permis de poursuivre l’école d’ingénieur et qui m’a autorisé à soutenir. Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona, Enseignant chercheur à l’ESPA, qui a bien voulu présider la soutenance du mémoire. J'adresse également mes plus sincères remerciements à Monsieur RANDRIAMAHERISOA Alain, Enseignant chercheur à l’ESPA et chef de la mention Hydraulique, et Monsieur RATSARAEFADAHY Milson, Expert national en hydroélectricité à l’ONUDI Madagascar, qui, malgré leurs obligations, m’ont fait privilégier de leur précieux conseils et savoir-faire en me guidant et en m’aidant durant l’élaboration de cet ouvrage. Monsieur RAFALIMANANA Mampitony, examinateur de ce mémoire et enseignant chercheur au sein de la mention Hydraulique, qui malgré son occupation a pris la peine de juger ce travail. Sans oublier toute l’équipe du bureau de l’ONUDI Madagascar, structure d’accueil de mon stage de fin d’études, en particulier Madame RAKOTONDRAZAFY Volatiana, la Représentante de l’ONUDI Madagascar, Monsieur TAVERNIER Louis, Coordinateur du projet Énergie et examinateur de ce mémoire, et Monsieur COLLOMBAT François, Expert international en hydroélectricité à l’ONUDI. Je remercie également toute l’équipe de Biotope Madagascar, particulièrement Monsieur Cyril ABOULKER, chef de projet hydrobiologiste international de Biotope SAS pour sa précieuse contribution à l’élaboration de cet ouvrage. Mes remerciements s’adressent également au service hydrologique de la Direction Générale de la Météorologie, surtout à Monsieur Herinjanahary Ralaiarinoro qui a mis à ma disposition les données nécessaires pour la rédaction de cet ouvrage. RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 I 2021 mars 2021 Enfin, j'adresse une pensée sincère et pleine de gratitude à mes chers parents, ma sœur et à tous les membres de ma famille ainsi qu’à tous mes amis pour leur soutien indéfectible tout au long de mes études. Merci du fond du cœur ! RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 II 2021 mars 2021 SOMMAIRE REMERCIEMENTS SOMMAIRE LISTE DES ABREVIATIONS LISTE DES SYMBOLES LISTE DES FIGURES LISTE DES PHOTOS LISTE DES TABLEAUX LISTE DES ANNEXES INTRODUCTION GENERALE PARTIE I : Généralité sur les aménagements hydroélectriques, leurs impacts sur l’environnement et le débit réservé Chapitre 1 Les aménagements hydroélectriques : Chapitre 2 Structure d’un aménagement hydroélectrique Chapitre 3 Les impacts environnementaux des aménagements hydroélectriques Chapitre 4 Le débit réservé Conclusion partielle : PARTIE II : Détermination du ou des méthode(s) adaptée(s) pour Madagascar en fonction de l’hydrologie et les contextes environnementaux Chapitre 1 Généralité sur l’hydrologie de Madagascar Chapitre 2 Les contextes environnementaux de Madagascar : Chapitre 3 Les enjeux liés au débit réservé pour Madagascar RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 III 2021 mars 2021 Chapitre 4 Classification des méthodes existantes Chapitre 5 Détermination de la méthode de calcul du débit réservé la plus adaptée aux contextes hydrologiques et environnementaux de Madagascar et pour chaque type d’aménagement : Conclusion partielle : PARTIE III : Application et observation de la méthode recommandée sur le site hydroélectrique de Belaoko Lokoho dans la région SAVA Chapitre 1 Description du projet Chapitre 2 Description des composantes environnementales : Chapitre 3 Le calcul du débit réservé exigé pour la rivière Lokoho : Conclusion partielle : CONCLUSION GENERALE BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE ANNEXES TABLE DES MATIERES RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 IV 2021 mars 2021 LISTE DES ABREVIATIONS ABF : Aquatic Base-Flow ADER : Agence de développement de l’Electrification Rurale AIDER : Association des Ingénieurs pour le Développement des Energies Renouvelables AZE : Alliance pour la Zéro Extinction BBM : Building Block Methodology BFI : Baseflow Index BV : Bassin Versant CPCS : Commission de pédologie et de Cartographie des Sols CR : En danger Critique d’Extinction CV : Coefficient de Variation CVB : Variability Index DD : Données insuffisantes DGM : Direction Générale de la Météorologie DRIFT : Downstream Response to Imposed Flow Transformation DRM : Desktop Reserve Model EDE : Exigence en Débit Environnemental ELOHA : Ecological Limits of Hydrologic Alteration EN : En danger ERER : Electrification Rurale par Energies Renouvelables EX : Eteinte EW : Eteinte à l’état sauvage DCn : Débit dépassé n mois DCE : Débit Caractéristique d’Etiage RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 V 2021 mars 2021 ETR : Evapotranspiration Réelle ETP : Evapotranspiration Potentielle FDC : Flow Duration Curve GPS : Global Positioning System HIP : Hydroecological Integrity Assessment Process IFIM : Instream Flow Incremental Methodology IHA : Indicators of Hyfrologic Alteration JIRAMA : Jiro sy Rano Malagasy KFW : Kreditanstalt Für Wiederaufbau LC : Préoccupation mineure LEA : Lame Ecoulée Annuelle MLIFR : Maintenance Low Flow Requirements NT : Quasi-menacé OCDE : Organisation de Coopération et de Développement Economiques ONUDI : Organisation des Nations Unies pour le Développement Industriel ORSTOM : Office de la Recherche Scientifique et Technique d'Outre-Mer PCD : Plan Communal de Développement PCH : Petite Centrale Hydroélectrique PHABSIM : Physical HABitat Simulation RHABSIM : Riverine Habitat Simulation RHYHABSIM : River Hydraulic and Habitat Simulation Model RN : Route Nationale RVA : Range of Variability Approach SEFA : System For Environnemental Flow Analysis TCC : Tronçon Court-Circuité RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 VI 2021 mars 2021 U.S.A: United States of America VU : Vulnérable WUA : Weighted Useable Area ZCB : Zones Clés pour la Biodiversité LISTE DES SYMBOLES 7Qn : le plus faible débit enregistré pendant 7 jours consécutifs dans une période de retour de n ans Δt : Un intervalle de temps D : déficit d’écoulement e : Tension de vapeur es : Tension de vapeur saturante ha : humidité absolue hh : lame cumulée du semestre novembre-avril hr : Humidité relative hs : lame cumulée du semestre mai-octobre H : Hauteur d’eau Hb : Hauteur de chute brute Hn : Hauteur de chute nette H(t) : Hauteur d’eau en fonction du temps HΔt : Hauteur de pluie tombée pendant Δt k : Coefficient d’écoulement Le : Lame d’eau écoulée RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 VII 2021 mars 2021 LP : Paramètre dépendant de la classe écologique P : Hauteur moyenne des précipitations Patm : Pression atmosphérique Pm : indice du mois de pluviométrie maximale Ph : indice du mois le plus abondant en écoulement de surface Pb : Puissance maximale brute Pi : Puissance installée Q : Débit QE : Débit d’équipement Q(H) : Débit en fonction de hauteur d’eau Qmj : Débit moyen journalier Qmm : Débit moyen mensuel Qma : Débit moyen annuel Qn : débits journaliers dépassés respectivement n% du temps Qt : Débit en fonction du temps r : rapport de mélange R : rendement S : surface SBV : surface du bassin versant t : temps T : Température absolue V : Volume V RAMANANTSEHENO Andrianavalona Latto 25 mars 2021 VIII 2021 mars 2021 Ve : Volume d’eau écoulée VP : Volume total des précipitations W : Energie électrique LISTE DES FIGURES Figure 1: Part de l’électricité produite par l’énergie hydraulique dans quelques pays ..... 7 Figure 2: Le cycle de l’eau ....................................................................................................... 8 Figure 3: Le bassin versant et ses composantes ................................................................... 9 Figure 4: le bac classe A (Weather Bureau U.S.A) et le bac Colorado et ORSTOM ........... 13 Figure 5: Le « Black Bellani » et le « Piche ». ....................................................................... 13 Figure 6: Pluviomètre « Association » ................................................................................
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