UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT HYDRAULIQUE

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur

« ETUDE DE REHABILITATION DES INFRASTRUCTURES HYDROAGRICOLES DU PERIMETRE IRRIGUE D’AMPOZA EST dans la Commune Rurale Alatsinainy Bakaro, District d’Andramasina, Région d’Analamanga »

Présenté par : RAKOTOMANGA Tsiory

Date de soutenance: 20 Mai 2014

Promotion : 2012 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT HYDRAULIQUE

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur « ETUDE DE REHABILITATION DES INFRASTRUCTURES HYDROAGRICOLES DU PERIMETRE IRRIGUE D’AMPOZA EST dans la Commune Rurale Alatsinainy Bakaro, District d’Andramasina, Région d’Analamanga »

Président du jury : Mr RAMANARIVO Solofomampionona, Chef de département et Enseignant chercheur au sein du département

Encadreur : Mr RAFALIMANANA Mampitony, Enseignant chercheur au sein du département

Rapporteur : Madame ANDRIAMADY Rondromalala, Ingénieur à la direction du Génie Rural, Ministère de l’Agriculture

Examinateurs : - Mr RAJANTOSON Claude, Enseignant chercheur à l’ESPA.

- Mr RANDRIAMAHERISOA Alain, Enseignant chercheur à l’ESPA.

Date de soutenance : 20 Mai 2014

DECLARATION SUR L’HONNEUR

Je, soussigné, RAKOTOMANGA Tsiory, auteur de ce mémoire intitulé : « ETUDE DE REHABILITATION DES INFRASTRUCTURES HYDROAGRICOLES DU PERIMETRE IRRIGUE D’AMPOZA EST dans la commune Rurale Alatsinainy Bakaro, District d’Andramasina, Région Analamanga » déclare sur l’honneur que :

Ce document est le résultat de mes travaux de recherches personnelles, travaux qui n’ont pas été publiés.

Dans cet écrit, je n’ai pas copié ni reproduit les œuvres d’autrui.

Que conformément en usage en matière de travaux destinés au public, j’ai précisé à partir de la bibliographie les sources exactes des extrais et documents exploités.

Fait à Antananarivo, le

RAKOTOMANGA Tsiory

REMERCIEMENTS

Avant tout, nous remercions Dieu car sans sa bénédiction ce présent mémoire n’a pas pu être établi.

Ce rapport est le résultat de collaboration de plusieurs personnes, ainsi il m’est incontournable de les remercier.

Ma gratitude va d’abord à :

Monsieur le Directeur Général de l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo, ANDRIANARY Philippe Antoine

Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona Chef de Département Hydraulique de me faire l’honneur de présider le jury de ce mémoire

Monsieur RAFALIMANANA Mampitony, Enseignant Chercheur au sein du Département Hydraulique, qui a encadrer mon travail et m’a partagé son savoir et son enthousiasme. Un grand merci pour sa disponibilité, pour tout son soutien pédagogique durant l’élaboration de ce mémoire

Madame SOLOFOHARIMALALA Clarisse, Chef de service du Génie Rural /DRDR Analamanga, et tous ses personnels, de m’avoir autorisé à effectuer des stages se rapportant à ce mémoire.

Madame ANDRIAMADY Rondromalala, Ingénieur chargée d’études sur l’irrigation à la DGR, qui a encadré mon travail professionnellement et m’a partagé son savoir et ses compétences. Un grand merci pour sa disponibilité, pour tout son soutien durant l’élaboration de ce mémoire

Messieurs RAJANTOSON Claude et RANDRIAMAHERISOA Alain, Enseignants chercheurs à l’ESPA, qui ont bien voulu être les membres du jury malgré les charges qui lui sont présents. Je les remercie vivement.

Monsieur le maire de la commune Alatsinainy Bakaro

A tous ceux qui ont contribué, de près ou de loin, à la réussite de ce présent mémoire.

Enfin, ma famille qui m’a toujours encouragé et aidé à suivre mes études. Ce mémoire doit beaucoup à leur soutien moral et financier.

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS SOMMAIRE LISTE DES ABREVIATIONS LISTE DES PHOTOS LISTE DES FIGURES LISTE DES DESSINS LISTE DES TABLEAUX AVANT-PROPOS INTRODUCTION Partie I : GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE Chapitre 1 : SITUATION PHYSIQUE DE LA REGION Chapitre 2 : DONNEES AGRO SOCIO-ECONOMIQUES Partie II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE ET PROPOSITIONS D’AMENAGEMENTS Chapitre 1 : ETUDES TECHNIQUES DE BASE Chapitre 2 : DIAGNOSTICS DE LA SITUATION ACTUELLE Chapitre 3 : ETUDE ET CONCEPTION DES AMENAGEMENTS Partie III : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET ENVIRONNEMENTALE Chapitre 1 : ETUDE SOCIALE Chapitre 2 : ETUDE ECONOMIQUE ET FINANCIERE Chapitre 3 : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTALE CONCLUSION GENERALE BIBLIOGRAPHIE ANNEXES CHRONOGRAMME D’EXECUTION DU PROJET TABLE DES MATIERES

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LISTE DES ABREVIATIONS

 AEP : Adduction d’Eau Potable

 BV : Bassin Versant

 BDE : Bordereau des Devis Estimatifs

 CEG : Centre d’Etude Général

 CSB : Centre de Santé de Base

 CTGREF : Centre Technique des Génies Rurales, des Eaux et Forêts.

 DRDR : Direction Régionale du Développement Rural

 DFC : Débit Fictif Continu.

 ESPA : Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo

 EPP : Ecole Primaire Publique

 ETP : Evapotranspiration Potentiel

 FAO : Food and Agriculture Organization

 JIRAMA : JIro sy RAno Malagasy

 ORSTOM : Organisme de Recherche Scientifique et Technique d’Outre-Mer

 PSDR : Projet de Soutien au Développement Rural

 RN : Route Nationale

 RIP : Route d’Intérêt Provinciale

 SRA : Système de Riziculture Amélioré

 TVA : Taxe des Valeurs Ajoutées

 TRI : Taux de Rentabilité Interne

 NIHYCRI : Normes Malgaches de Construction des Infrastructures Hydroagricoles Contre les Crues et Inondations

 VAN : Valeur Actualisée Nette

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LISTE DES PHOTOS

Photo n°1 : Barrage existant ...... 72 Photo n°2 : Canal existant ...... 73 Photo n°3 : Passage sous piste ...... 73 Photo n°4 : Brèche sur rive droite de la rivière Sisaony, en amont du barrage ...... 74 Photo n°5 : Rizières ensablées ...... 74

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LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Carte de situation de la Commune Alatsinainy Bakaro ...... 14 Figure 2 : Plan de délimitation de la commune d’Alatsinainy Bakaro ...... 15 Figure 3 : Occupation du sol dans la Commune Alatsinainy Bakaro ...... 19 Figure 4 : Répartition de la population par secteur d’activité dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro...... 26 Figure 5 : Formation géologique dans le bassin versant ...... 39 Figure 6 : Couverture végétale du bassin versant ...... 41 Figure 7 : Délimitation du bassin versant ...... 43 Figure 8 : Délimitation du périmètre ...... 55 Figure 9 : Classification triangulaire des sols fins ...... 67 Figure 10 : Abaque de plasticité de Casagrande ...... 67 Figure 11 : Proposition d’aménagement ...... 75 Figure 12 : Profils type d’un barrage ...... 81

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LISTE DES DESSINS

Dessin 1 : Profil du seuil du barrage ...... 77 Dessin 2 : Profils en long suivant l’axe du canal existant avec profil en long du projet ...... A.12 Dessin 3 : Profils en travers au niveau du site de l’ancien barrage ...... A.13 Dessin 4 : Vue en plan du barrage ...... A.24 Dessin 5 : Coupe A-A du barrage ...... A.25 Dessin 6: Vue de dessus du dalot ...... A.26 Dessin 7 : Coupe B-B du dalot ...... A.27 Dessin 8 : Protection de la berge en rive gauche juste en aval du barrage ...... A.28

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Température mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola ...... 16 Tableau 2 : Pluviométrie mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola ...... 16 Tableau 3 : Insolation mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola ...... 17 Tableau 4 : Humidité moyenne mensuelle relative de l’air de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola ...... 17 Tableau 5 : Vitesse moyenne mensuelle du vent de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola ...... 17 Tableau 6: Répartition de la population dans les fokontany en 2012 ...... 21 Tableau 7 : Composition des membres du bureau de l’association ...... 22 Tableau 8 : Renseignement sur l’enseignement primaire dans la commune ...... 24 Tableau 9 : Renseignement sur l’enseignement secondaire dans la commune ...... 24 Tableau 10 : Situation de la commune d’Alatsinainy Bakaro en matière de production de riz en 2013 ...... 27 Tableau 11 : Effectif pour chaque type d’élevage dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro ...... 28 Tableau 12 : Valeurs de la pluviométrie mensuelle de différentes fréquences ...... 34 Tableau 13 : Pluviométries maximales ...... 35 Tableau 14: Caractéristiques du bassin versant ...... 42 Tableau 15: Apports interannuels à la station d’Andromba Tsinjona ...... 44 Tableau 16: Apports interannuels au droit du barrage ...... 44 Tableau 17: Coefficient de répartition mensuelle de la région ...... 45 Tableau 18: Apports moyens mensuels au droit du barrage ...... 45 Tableau 19: Apports quinquennales secs au droit du barrage ...... 45 Tableau 20 : Apports interannuels au droit du barrage ...... 46 Tableau 21 : Apports moyens mensuels au droit du barrage ...... 46 Tableau 22 : Apports quinquennales secs au droit du barrage ...... 46 Tableau 23 : Apports quinquennaux secs synthétisés des deux méthodes ...... 47 Tableau 24 : Résultats de l’application de la méthode Louis Duret ...... 47 Tableau 25 : Résultats de l’application de la méthode ORSTOM ...... 49 Tableau 26 : Comparaison ressources-besoins ...... 59

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Tableau 27 : Classification des sols (NFP 11-300) ...... 68 Tableau 28 : Valeurs du coefficient de Lane suivant différent types de terrain ...... 69 Tableau 29: Valeurs des contraintes admissibles selon la nature de sol de fondation. ... 70 Tableau 30: Valeur de la charge sur le seuil quand les passes sont ouvertes ...... 79 Tableau 31 : Résultats de calcul sur le bassin de dissipation ...... 80 Tableau 32: Dimensionnement de l’enrochement ...... 85 Tableau 33: Dépenses en matériels agricoles en [Ariary] ...... 92 Tableau 34: Dépenses en intrants en [Ariary/ha] ...... 92 Tableau 35 : Dépenses en main d’œuvre en [Ariary/ha] ...... 93 Tableau 36: Situation avant et après projet ...... 94 Tableau 37: Revenu annuel prévisionnel ...... 94 Tableau 38: Cash-flow en [Ariary] pour chaque année ...... 95 Tableau 39: Cumul de Cash-flow en [Ariary] pour chaque année ...... 96 Tableau 40 : Les différentes étapes du projet ...... 100 Tableau 41: Les impacts du projet identifiés ...... 104 Tableau 42 : Notes aux paramètres d’évaluation des impacts ...... 111 Tableau 43: Evaluation des impacts positifs ...... 113 Tableau 44 : Evaluation des impacts négatifs ...... 114 Tableau 45 : Mesures d’atténuation ...... 116 Tableau 46: Plan de gestion environnemental ...... 118 Tableau 47: Pluviométries mensuelles d’Antananarivo ...... A.2 Tableau 48: Pluviométries maximales journalières d’Antananarivo ...... A.3

Tableau 49: Calcul de l’évapotranspiration de référence ET 0 ...... A.6 Tableau 50 : Calcul de la pluie efficace ...... A.6 Tableau 51: Durée de phase de croissance et coefficient culturale du riz de 2 ème saison ...... A.7 Tableau 52 : Durée de phase de croissance et coefficient culturale du riz de 1 ère saison ...... A.7 Tableau 53 : Taux d’infiltration maximum de l’eau dans le sol de culture de riz dans la zone d’étude ...... A.8 Tableau 54 : Besoins en eau pour un début de repiquage au 1 er février ...... A.8 Tableau 55 : Besoins en eau pour un début de repiquage au 15 Août ...... A.9 Tableau 56 ...... A.9 Tableau 56 : Calendrier culturale du riz pour la double culture ...... A.10

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Tableau 57 : Valeurs admissibles de la vitesse et fruits des talus pour les canaux d’irrigation ...... A.16 Tableau 58 : Caractéristiques de l’avant canal en maçonnerie ...... A.18 Tableau 59 : Caractéristiques du canal en terre ...... A.18 Tableau 60 : Caractéristiques de l’ouverture du dalot ordinaire ...... A.23 Tableau 61: Résultats de calcul des charges appliquées au barrage ...... A.32 Tableau 62: Valeurs du coefficient de Bligh suivant différent types de terrain ...... A.33 Tableau 63 : Résultats des calculs concernant la stabilité au glissement ...... A.34 Tableau 64 : Résultats des calculs concernant la stabilité au renversement ...... A.35 Tableau 65 : Résultats des calculs concernant la stabilité à la flottaison ...... A.36 Tableau 66 : Résultats des calculs concernant la vérification de la règle du tiers centrale ...... A.37 Tableau 67: Résultats des calculs concernant la stabilité élastique ...... A.38 Tableau 68: Résultats de calcul des différentes stabilités...... A.39 Tableau 69: Caractéristiques du barrage ...... A.39 Tableau 70 : Bordereau des devis estimatifs des travaux ...... A.41 Tableau 71: Apport bénéficiaire ...... A.42 Tableau 72: Montant du projet ...... A.42

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AVANT-PROPOS

1. CONTEXTE ET PROBLEMES

Le périmètre étudié se trouve à Ampoza Est, dans la commune rurale d’Alatsinainy Bakaro, District d’Andramasina, Région d’Analamanga. Ce périmètre a une superficie de 47 [ha]. Le projet de réhabilitation de ce périmètre est l’un des programmes de la Direction Régionale du Développement Rural (DRDR) Analamanga. L’irrigation de ce périmètre est assurée par la rivière Sisaony sur sa rive gauche. La riziculture, étant la principale ressource financière, est caractérisée par un faible rendement dans la zone d’étude. Les chiffres extraits du PCD (Plan Communale de Développement) de la Commune montrent que le rendement ne dépasse pas 1,7 Tonnes à l’hectare pour notre périmètre d’étude. Ce faible rendement est dû à l’inefficacité du système d’irrigation qui assure l’approvisionnement en eau des rizières. Le principal problème de la riziculture dans la zone d’étude est le manque d’eau dû à la destruction de l’aménagement hydro agricole existant. Ainsi, les récoltes dépendent entièrement des paramètres climatiques. La destruction du barrage existant et le retard de la saison de pluie entraine souvent un décalage du repiquage et un assèchement des parcelles en fin de cycle.

2. OBJECTIFS DE L’ETUDE

L’étude a pour but d’apporter des solutions pertinentes dans le domaine de la riziculture. Elle engendrera principalement :

la maitrise de l’eau pour l’irrigation des rizières

l’augmentation des rendements rizicoles

la contribution à l’autosuffisance alimentaire des bénéficiaires

l’amélioration de la situation sociale et des conditions de vie des villageois.

la protection de l’environnement

la pérennisation des infrastructures réalisées

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INTRODUCTION

L’intensification de la production agricole est un signe de développement pour un Pays. Un des objectifs de Madagascar est de pouvoir réaliser une autosuffisance alimentaire pour le peuple malgache et d’éviter d’importer du riz. Ce qui fait de la riziculture une des activités prédominantes à Madagascar. Malgré les différents efforts établis et la possession des potentiels nécessaires pour l’agriculture, le rendement de la production rizicole reste encore assez faible. L’aménagement et réhabilitation des infrastructures des périmètres hydroagricoles dans notre pays conduiront à une meilleure production qui assurera l’autosuffisance alimentaire et procurera une potentialité d’exportation pour Madagascar.

Pour le cas du périmètre d’Ampoza Est dans la commune rurale d’Alatsinainy Bakaro, la non maitrise de l’eau, le manque d’entretien des infrastructures existants et le maintien de la pratique des techniques traditionnelles sont les causes du faible rendement rizicole. La réhabilitation des infrastructures d’irrigation permettra la maitrise de l’eau pour l’irrigation, un entretien facile des infrastructures réalisés et l’intégration des techniques culturales modernes. La potentialité d’un périmètre est liée à sa disponibilité en eau. Cette production va impliquer une augmentation du revenu national par la création d’emploi, l’augmentation du salaire. La mise en valeur hydroagricole va développer le pays. La maitrise de l’eau serait un facteur clé pour le développement durable d’un pays en voie de développement.

Afin de mener à terme l’étude, nous avons divisé le contenu de cet ouvrage en 3 grandes parties qui comprendra:

Les Généralités sur la zone d’étude

Les études techniques de base et propositions d’aménagements

L’étude socio-économique et environnementale

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Partie I : GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE

Mémoire de fin d’étude/ Filière HYDRAULIQUE / ESPA Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Chapitre 1 : SITUATION PHYSIQUE DE LA REGION

1.1. LOCALISATION

La zone d’étude est localisée dans la partie Sud-Est d’Antananarivo. Sur le plan administratif, la Commune rurale Alatsinainy Bakaro fait partie des 12 Communes du District d’Andramasina, dans la Région d’Analamanga. Elle se trouve à 60 km de la capitale. La superficie de la Commune rurale est d’environ 195,7 km2. La Commune est composée de vingt-deux Fokontany dont : Alatsinainy Bakaro, Ambohitra Bemahatazana, Antanambao, Vatosoa, Ampihiaka, Andranomainty, Antoribe, Antotohazo, Ambohidavenona, Antevana, Anjozoro, Amboanjobe I, Amboanjobe II, Antoho, Ambatolampy, Soanafindra, Soavinarivo, Anjoma Faliarivo, Anorono Centre, Bemasoandro Nord, Analamerina, Ambohitsoa.

Les coordonnées géographiques de la Commune Rurale sont :

Latitude : 19° 18' 38,904624"S

Longitude : 47° 41' 7,52478"E

Pour parvenir jusqu’à la zone d’étude, on suit la route nationale(RN) n°7 jusqu’au pont d’Ambatofotsy Tsiafaha, après on prend la route d’intérêt provinciale(RIP) n°20 qui passe à Andramasina, puis Asabotsy Ambohitromby et enfin à Alatsinainy Bakaro. Le périmètre d’étude se trouve à 4,20 km environ du chef-lieu de la Commune d’Alatsinainy Bakaro. La figure suivante nous donne le plan de situation de la Commune Alatsinainy Bakaro :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 13 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Figure 1 : Carte de situation de la Commune Alatsinainy Bakaro

(Source : BD 100 de la FTM)

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 14 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Les Communes limitrophes sont :

Commune Rurale d’Alarobia Vatosola au Nord

Commune Rurale de Fitsinjovana Bakaro au Sud

Commune Rurale de Tankafatra à l’Est

Commune Rurale d’Andohariana à l’Ouest

Commune Rurale de Sabotsy Ambohitromby au Nord-Ouest

Commune Rurale d’Ambohimiadana au Nord Est.

La figure ci-dessous montre la délimitation de cette commune :

Figure 2 : Plan de délimitation de la commune d’Alatsinainy Bakaro

(Source : BD 100 de la FTM)

1.2. DONNEES CLIMATOLOGIQUES

La Commune rurale d’Alatsinainy Bakaro se trouve sur les hautes terres centrales, elle a un régime climatique de type tropical d’altitude avec une température moyenne de 26 °C et

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 15 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

une humidité relative moyenne annuelle de 76%. Le climat humide est caractérisé par des conditions thermiques modérées et par deux saisons bien tranchées :

Une saison sèche et fraîche, de Mai à Octobre

Une saison chaude et pluvieuse, de Novembre à Avril

Les paramètres météorologiques considérés tels que la température, l’humidité, l’insolation, le vent et la pluie seront ceux de la station d’Ambohimanambola (18°56’43’’S – 47°35’56’’E) car le site du projet ne dispose pas de station météorologique et que la service météorologique d’Andramasina ne possède que peu de données. Les données climatologiques de l’année 2012 recueillis au service de la météorologie sont les suivantes :

TEMPERATURE

Tableau 1: Température mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola

Mois Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. T°max [°C] 27,1 27,5 27,7 26,3 25,7 22,2 20,6 21,3 25,7 28,6 26,9 28,2 T°min [°C] 17,9 17,6 18,0 15,6 14,5 12,5 10,1 10,6 10,8 14,2 15,4 16,8 T°moyenne 22,5 22,6 22,9 20,9 20,1 17,4 15,4 15,9 18,3 21,4 21,1 22,5 [°C]

(Source : service de la météorologie)

PLUVIOMETRIE

Tableau 2 : Pluviométrie mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola

Mois Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Précipitation 285,7 256 169,1 48 20,2 6,6 9,7 12,3 12,3 55 152,8 270,2 moyenne [mm] (Source : service de la météorologie)

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 16 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

INSOLATION

Tableau 3 : Insolation mensuelle de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola

Mois Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Insolation 210,8 176,4 198,4 219,0 229,4 207,0 207,0 235,6 249,0 251,1 234,0 201,5 [heures] (Source : service de la météorologie)

HUMIDITE RELATIVE DE L’AIR en %

Tableau 4 : Humidité moyenne mensuelle relative de l’air de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola

Mois Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Humidité 80 78 81 75 75 78 77 74 66 67 70 72 [%] (Source : service de la météorologie)

VITESSE DU VENT

Tableau 5 : Vitesse moyenne mensuelle du vent de l’année 2012 à la station météorologique d’Ambohimanambola

Mois Jan. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Vitesse du 268 268 268 242 216 216 268 294 294 294 268 242 Vent [km/jour] (Source : service de la météorologie)

1.3. HYDROGRAPHIE ET RESSOURCE EN EAU

Le bassin versant est marqué par le passage de la rivière Sisaony qui constitue la principale ressource en eau du périmètre. Cette rivière alimente ce site avant d’intégrer la rivière d’Ikopa au seuil de Bevomanga.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 17 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

1.4. RELIEF

Trois formes de relief se succèdent dans la Commune rurale d’Alatsinainy Bakaro, il s’agit :

d’un relief formé par une large plaine et les bas-fonds inter-collinaires où se localisent les rizières

d’un relief marqué par un vaste plateau

d’un relief marqué par des collines et des montagnes là où l’humidité et les précipitations sont plus abondantes en altitude.

Ces reliefs jouent un rôle important dans la différenciation des milieux naturels, leurs formes sont étroitement liées à la géologie. Ils permettent aussi de déterminer la nature du bassin versant et le comportement de l’écoulement à l’intérieur de ce dernier.

1.5. CARACTERISTIQUES PEDOLOGIQUES DU SOL

Les sols sont généralement ferralitiques d’origine latéritique généralement de couleur rouge, les plaines sont argileuses ou d’origine alluvionnaires.

1.6. VEGETATION

Des savanes herbeuses avec quelques pins isolés couvrent les collines. Certaines parties sont pratiquement nues, présentant de latérite. Les formations végétales qui dominent sont de type mixte dans la commune. On y voit un mélange de culture maraîchère et de rizières. On y observe des cultures de racine et tubercules comme le manioc, les patates ; mais il y a aussi des cultures de légumes et céréales comme les petit pois, les tomates et les pommes de terre.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 18 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Figure 3 : Occupation du sol dans la Commune Alatsinainy Bakaro

(Source : BD 500 de la FTM)

Points de repère de cette carte :

: Latitude : 19° 14' 25,133676"S

Longitude : 47° 39' 31,338684"E

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 19 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

: Latitude : 19° 23' 56,269896"S

Longitude : 47° 38' 06,3528"E

: Latitude : 19° 20' 34,15416"S

Longitude : 47° 46' 55,247016"E

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 20 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Chapitre 2 : DONNEES AGRO SOCIO-ECONOMIQUES

2.1. POPULATION ET DEMOGRAPHIE

La commune rurale d’Alatsinainy Bakaro compte 39488 habitants. Une famille moyenne est formée de six(6) personnes et les jeunes représentent la majorité de la population. La densité moyenne de la population y est de 202 habitants par km 2. La population active est estimée égale à 61 % de la population totale.

Le tableau suivant montre la répartition de population dans les fokontany :

Tableau 6: Répartition de la population dans les fokontany en 2012

Fokontany Nombre de population Alatsinainy Bakaro 8 682 Ambohitra Bemahatazana 603 Antanambao 1 715 Vatosoa 1 990 Ampihiaka 520 Andranomainty 343 Antoribe 657 Antotohazo 3 009 Ambohidavenona 1 915 Antevana 1 741 Anjozoro 1 057 Amboanjobe I 330 Amboanjobe II 1 391 Antoho 1 261 Ambatolampy 2 767 Soanafindra 1 123 Soavinarivo 1 282 Anjoma Faliarivo 4 314 Anonoro Centre 1 393 Bemasoandro Nord 891 Analamerana 1 786 Ambohitsoa 720 TOTAL 39 488 (Extrait du PCD de la Commune d’Alatsinainy Bakaro)

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 21 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.2. ORGANISATION SOCIALE

Une association nommée « Fikambanan’ny Mpamboly Vary Ampoza Est » est censée assurer la gestion et l’entretien du périmètre. Cependant, il est à noter que cette association n’est pas encore une AUE (Association des Usagers de l’Eau). Les autorités communales ont promis de faire tout le possible pour transformer cette association en AUE.

2.2.1. IDENTIFICATION DE L’ASSOCIATION

Type : Association de paysans rassemblés par affinité et ayant le même intérêt

Dénomination : Fikambanan’ny Mpamboly Vary Ampoza Est

Date de création : Mars 2012

Numéro de récépissé : en cours

Adresse : Alatsinainy Bakaro

Composition des membres du bureau :

Tableau 7 : Composition des membres du bureau de l’association

Noms CIN Président RATSIMIALONA Frédéric 115.341.000.173 Vice-président RAKOTONIRINA André 115.071.006.176 Secrétaire RANDRIAMANANTSOA J.Frédéric 115.071.004.515

Trésorier RAKOTOZAKA 115.341.008.176 Commissaire au RANDRIAMANANTSOA Fred 115.341.010.241 compte Conseillers RAZAFIMAHATRATRA 115.301.006.140 RAKOTOZAFY Alexis 115.341.001.846 RANDRIAMANANA Edmond 115.341.008.111 RAZANADAORO 115.341.003.521 RAKOTOARIMINO 115.341.004.373 RASOANOMENJANAHARY Odette 101.232.086.008 RAFIANARANA 115.341.000.195 RAKOTOARIVONY Edmond 115.341.010.606 (Source : Association lors de l’enquête effectuée à la Commune d’ Alatsinainy Bakaro)

Nombre des adhérents et bénéficiaires : 260, composés de 95 hommes et de 65 femmes.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 22 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.2.2. RAISON D’ETRE DE L’ASSOCIATION

L’association vise à :

maitriser l’eau

augmenter la production rizicole.

2.2.3. ACTIVITE DE L’ASSOCIATION

 Activités principales :

L’agriculture constitue la principale activité économique de la population. Après, il y a l’élevage qui est considérer comme une activité complémentaire de l’agriculture.

 Activités secondaires :

Le travail de la forge des petits outillages agricoles et charrette occupe plusieurs ménages. Cette activité est une source de revenu aux artisans. Il y a aussi l’exploitation des produits miniers comme l’or, les pierres précieuses dans la commune.

2.3. INFRASTRUCTURES ET EQUIPEMENTS SOCIO-COLLECTIFS

Du point de vue administratif, la commune rurale d’Alatsinainy Bakaro est une collectivité territoriale décentralisée de la région d’Analamanga. Concernant sa gestion administrative et financière, la commune a une autonomie totale. Toutefois, ses actes sont contrôlés dans sa légalité par le district d’Andramasina. La commune est administrée par :

un organe exécutif

un conseil communal

des Chefs fokontany

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 23 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.4. EDUCATION

La Commune d’Alatsinainy Bakaro dispose de 17 écoles privés, 6 collèges privés, 18 écoles primaires publiques(EPP), 6 centres d’étude général (CEG), 1 lycée et 6 écoles communautaires.

Les tableaux suivants renseignent sur l’enseignement dans la commune d’Alatsinainy Bakaro :

Enseignement primaire :

Tableau 8 : Renseignement sur l’enseignement primaire dans la commune

Public Privé Nombres Nombres Nombres Nombres Enseignants d’élèves Total Enseignants d’élèves Total garçon fille garçon fille 58 1016 987 2003 65 907 865 1772 (Extrait du PCD de la Commune d’Alatsinainy Bakaro)

Enseignement Secondaire :

Tableau 9 : Renseignement sur l’enseignement secondaire dans la commune

Public Privé Nombres Nombres Nombres Nombres Enseignants d’élèves Total Enseignants d’élèves Total garçon fille garçon fille 6 90 59 155 12 156 70 238 (Extrait du PCD de la Commune d’Alatsinainy Bakaro)

2.5. SANTE ET SECURITE

Concernant la santé, la Commune d’Alatsinainy Bakaro dispose d’un centre de santé de base niveau 1(CSB I) et d’un centre de santé de base niveau 2(CSB II).Et concernant la sécurité, il existe une brigade de gendarmerie à Alatsinainy Bakaro.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 24 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.6. COMMUNICATION

La Commune d’Alatsinainy Bakaro ne dispose pas de bureau postal. Par ailleurs, elle bénéficie de liaison téléphonique mobile (ORANGE, TELMA et AIRTEL).

2.7. ADDUCTION D’EAU ET ASSAINISSEMENT

La plus part des habitants puisent encore de l’eau dans des puits traditionnels. Cependant, la Commune d’Alatsinainy Bakaro bénéficie d’un système d’adduction d’eau potable(AEP) construit par la JIRAMA. Elle dispose de quelques bornes fontaines mais d’aucun bassin lavoir.

2.8. ACTIVITE ECONOMIQUE, SOURCE DE REVENU

Les résultats des enquêtes effectuées dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro montrent que le secteur primaire (agriculture et élevage) tient une place prédominante, 70 % de la population sont cultivateurs, 20% éleveurs. Le secteur secondaire (industrie, salariés privés et artisanales) occupe peu de place car 8 % de la population sont des artisans. Le secteur tertiaire (commerce et service, fonctionnaire et transporteur) occupe une infime partie de la population.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 25 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Agriculteur

Eleveur

Salariés et artisants

Commerce, sevice, fonctionnaire et transporteur

Figure 4 : Répartition de la population par secteur d’activité dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro.

2.9. AGRICULTURE

L’activité agricole est prédominante dans la Commune et constitue l’activité principale de la population. Les cultures vivrières occupent la majorité de la surface totale cultivée dont le principal est le riz, puis viennent les pommes de terre, les petits pois et les brèdes.

2.9.1. Moyens de production

En général, les villageois ont comme moyens de production des matériels rudimentaires, c’est pourquoi, ils utilisent encore des techniques traditionnelles. En ce qui concerne les matériels et outillages agricoles, la bêche reste l’outil le plus utilisé. Certains mais peu des paysans possèdent des herses, des sarcleuses, des charrues pour la riziculture, des pulvérisateurs et des motos-pompes nécessaires à la culture maraîchère. Pour augmenter leur production, les paysans sont conscients qu’ils doivent améliorer leurs techniques agricoles par l’utilisation des engrais en plus de la fumure organique et des pesticides pour lutter contre les insectes et traiter les maladies. La fumure et l’apport en engrais à doses élevées et régulières sont nécessaires pour améliorer la qualité des sols en vue d’augmenter le rendement. Toutefois, certains mais peu de paysans font recours aux engrais et pesticides pour améliorer

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 26 Partie I : Généralités sur la zone d’étude leur productivité et avoir de la qualité. Il en est de même pour les semences améliorées et les produits antiparasitaires. L’achat de ces intrants nécessite des dépenses assez importantes par rapport à leurs moyens.

2.9.2. Calendrier cultural

Le calendrier cultural est conditionné par le rythme pluviométrique et les type de culture. Les travaux de préparation du sol pour la culture du riz commenceront généralement à partir du mois de Septembre pour un début de repiquage en Octobre. La récolte s’étale alors pendant le mois de Janvier.

2.9.3. Production

Le tableau suivant nous informe sur la situation de la Commune Rurale d’Alatsinainy Bakaro en matière de production de riz :

Tableau 10 : Situation de la commune d’Alatsinainy Bakaro en matière de production de riz en 2013

Fokontany Superficie (ha) Récolte(T) Rendement(T/ha) Alatsinainy Bakaro 166 282,2 1,7 Ambohitra Bemahatazana 25 50 2 Antanambao 36 75,6 2,1 Vatosoa 46 82,8 1,8 Ampihiaka 13 44,2 3,4 Andranomainty 7 16,1 2,3 Antoribe 14 42 3 Antotohazo 60 180 3 Ambohidavenona 47 79,9 1,7 Antevana 37 114,7 3,1 Anjozoro 24 76,8 3,2 Amboanjobe I 10 34 3,4 Amboanjobe II 38 129,2 3,4 Antoho 28 84 3 Ambatolampy 65 201,5 3,1 Soanafindra 27 86,4 3,2 Soavinarivo 30 93 3,1 Anjoma Faliarivo 94 329 3,5

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 27 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

Anonoro Centre 33 132 4 Bemasoandro Nord 20 70 3,5 Analamerana 46 170,2 3,7 Ambohitsoa 15 58,5 3,9 (Extrait du PCD de la Commune d’Alatsinainy Bakaro)

2.10. ELEVAGE

La zone d’étude possède une vocation agropastorale importante où l’élevage bovin et porcin occupe une place prédominante, favorisé par sa vaste étendue, sa position topographique et son climat. Le rôle du troupeau bovin se limite principalement au piétinage des rizières où les bœufs sont utilisés comme instrument de production et de traction animale dans le transport et dans l’agriculture. L’élevage de volaille y est aussi très entrepris dans la commune, entre autres les poules pondeuses et les poulets de chair.

Le tableau suivant donne leur effectif respectif :

Tableau 11 : Effectif pour chaque type d’élevage dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro

Type d’élevage Volaille Bovin Porcin Effectif 2600 300 160 (Extrait du Monographie de la Commune d’Alatsinainy Bakaro)

2.11. AUTRES

Il existe aussi d’autres activités sources de revenus dans la commune mais qui restent encore informelles dans la plus part des cas. On peut citer les exploitations des produits miniers comme l’or et les pierres précieuses, l’artisanat.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 28 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.12. PROBLEMES ET CONTRAINTES

2.12.1. PROBLEMES SOCIAUX

2.12.1.1. SANTE

Les problèmes sanitaires concernent :

L’éloignement de certains centres de santé de base

La consommation d’eau non potable qui est marquée par l’accroissement des diarrhées traitées dans les centres de santé de base (CSB II) pendant la saison de pluie. Les puits et les sources disponibles sont facilement pollués

L’auto médicament et la vente illicite des produits pharmaceutiques dans les épiceries.

Les déchets et ordures ménagères éparpillés partout dans les fokontany.

2.12.1.2. EDUCATION

Les problèmes liés à l’éducation sont :

L’insalubrité des salles des écoles publiques et des bâtiments mal entretenus,

L’insuffisance du nombre de salles de classe

L’insuffisance de l’effectif des personnels enseignants et des moyens matériels pédagogiques.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 29 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

2.12.2. PROBLEMES ECONOMIQUES

2.12.2.1. AGRICULTURE

L’agriculture n’est favorable qu’en saison de pluies à cause du manque d’infrastructures. Ce qui n’est pas sans impacts sur la vie socio-économique de la population dans la Commune d’Alatsinainy Bakaro. On peut citer comme contraintes :

L’insuffisance des moyens de production, carence des matériels agricoles.

La non maitrise de l’eau

La méthode encore traditionnelle et une technique de culture dépassée dues à une insuffisance de sensibilisation et d’encadrement technique.

L’inexistence de semences améliorées

La dépendance des paysans à la saison pluvieuse.

La manque si non l’inexistence de semences améliorées au marché

La faible productivité des rizières

L’inexistence d’une vraie Association des Usagers de l’Eau (AUE).

L’absence de magasins de stockage

Le blocage de sortie des récoltes à cause des mauvaises routes qui ne sont carrossables qu’en saison sèche.

2.12.2.2. ELEVAGE

Dans la zone d’étude, l’élevage est une activité qui souffre de :

L’ignorance des techniques améliorées,

L’absence des cabinets vétérinaires,

L’insuffisance des moyens matériels

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 30 Partie I : Généralités sur la zone d’étude

CONCLUSION PARTIELLE

D’après les résultats des enquêtes menées dans la commune d’Alatsinainy Bakaro, les chiffres montrent que l’activité agricole est prédominante dans cette Commune et que cette dernière dispose d’un potentiel humain important pour ses actions de développement. Cependant, une baisse de la productivité agricole a été remarquée depuis la défaillance des infrastructures hydroagricoles du périmètre irrigué d’Ampoza Est. L’association des usagers de l’eau (AUE) sensée assurer la gestion et l’entretien du périmètre n’est plus que symbolique. La responsabilisation des usagers de l’eau serait une solution pour assurer la pérennisation du projet.

La commune possède des potentiels économiques importants mais il faudrait introduire les techniques agricoles plus modernes pour accroitre le rendement. Il faudrait aussi une maitrise de l’eau, car il y a un déficit d’eau en saison sèche et un excédent d’eau en saison pluvieuse.

Les problèmes socio-économiques et environnementaux de la Commune d’ Alatsinainy Bakaro sont à examiner et à résoudre pour accroitre sa productivité dans le but de son développement.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 31

Partie II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE ET PROPOSITIONS D’AMENAGEMENTS

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA

Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Chapitre 1 : ETUDES TECHNIQUES DE BASE

1.1. ETUDE HYDROLOGIQUE

Cette étude a pour objet d’estimer les apports et les débits de crue de la rivière Sisaony à l’exutoire choisi. Elle est divisée en trois parties : la première est consacrée à l’étude pluviométrique de la zone d’étude, la deuxième consiste à déterminer les caractéristiques géomorphologiques du bassin versant concerné, et la troisième est consacrée à l’estimation proprement dite des apports et des débits de crue, en utilisant différentes méthodes.

1.1.1. ETUDE PLUVIOMETRIQUE

Cette étude a pour objectif de déterminer la hauteur, l’intensité et la répartition dans l’espace et dans le temps de la pluie dans la zone d’étude. Le climat et le régime des pluies affectent beaucoup les récoltes des agriculteurs. La pluviométrie considérée est la pluviométrie de la station d’Antananarivo. Les valeurs enregistrées à la station d’Antananarivo sont présentées en Annexe I aux pages A. 2 à A. 4.

1.1.1.1. PLUVIOMETRIES MENSUELLES INTERANNUELLES

Les pluviométries mensuelles interannuelles sont obtenues statistiquement. Cette statistique est établie en calculant la hauteur de pluie moyenne de chaque mois. La somme des pluies moyennes mensuelles donne la pluie moyenne annuelle. Cette dernière est nécessaire pour déterminer les pluviométries mensuelles interannuelles des différentes fréquences par ajustement suivant les lois de distribution classiques telle que la loi de GAUSS.

Par ajustement suivant la loi de Gauss, les pluviométries quinquennales sèche et humide s’obtiennent par les formules suivantes :

P5s = P m – 0,84 σ

et P5h = P m + 0,84 σ

Où :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 33 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Pm : la pluviométrie moyenne mensuelle exprimée en [mm]

P5s : la pluviométrie quinquennale sèche exprimée en [mm]

P5h : la pluviométrie quinquennale humide exprimée en [mm]

σ: l’écart type de la série de pluie.

L’ajustement statistique de ces données suivant la loi normale ou loi de GAUSS a permis d’obtenir les résultats ci-dessous :

Tableau 12 : Valeurs de la pluviométrie mensuelle de différentes fréquences

Mois Janv. Fév. Mars Av. Mai Juin Juil. Aout Sept. Oct. Nov. Déc. Annuelle Pm 285,7 256 169,1 48 20,2 6,6 9,7 12,3 12,3 55 152,8 270,2 1298 % 22,0 19,7 13,0 3,7 1,6 0,5 0,7 0,9 0,9 4,2 11,8 20,8 100,0 P5s 239,6 214,7 141,8 40,2 17 5,6 8,1 10,4 10,4 46,1 128,2 226,6 1088,4 P5h 331,8 297,3 196,4 55,7 23,5 7,7 11,2 14,3 14,3 63,9 177,5 313,9 1507,7

1.1.1.2. PLUVIOMETRIES MAXIMALES DE DIFFERENTES FREQUENCES

La pluviométrie de différente fréquence est obtenue par la loi de GUMBEL qui connue par la formule :

PF = P 0 + u F aG

Avec :

PF : pluies maximales journalières de fréquence F.

P0 : variable réduite de GUMBEL, elle est donnée par la formule suivante :

P0 = Pmj – 0,45 σ

Où :

 Pmj : pluies moyennes maximales journalière

 σ : écart-type de la série.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 34 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

uF : variable réduite de GUMBEL, elle est donnée par la formule suivante :

uF = -ln(-ln(F)) avec F : fréquence donnée.

aG : gradex ou gradient exponentiel, obtenue par la formule

Les valeurs obtenues sont représentées dans le tableau ci-après :

Tableau 13 : Pluviométries maximales

Pluviométrie de différentes fréquences Valeurs en (mm) Pmj 83,5 P5h 103,1 P10h 119,1 P25h 139,3 P50h 154,3 P100h 169,1

1.1.2. ETUDE DU BASSIN VERSANT

1.1.2.1. GENERALITE

Un bassin versant ou bassin de drainage de rivière relatif à un exutoire donné d’un cours d’eau est défini comme la totalité de la surface topographique drainée par ce cours d’eau et ses affluents à l’amont de l’exutoire. Tous les écoulements qui ont pris naissance à l’intérieur de cette surface doivent traverser cet exutoire avant de poursuivre leur trajet vers l’aval. Pour le sol imperméable, le bassin versant prend le nom de bassin versant topographique car il est limité topographiquement par la ligne des crêtes qui le sépare du bassin versant voisin. Pour le sol perméable, il est définit comme un bassin versant réel.

1.1.2.2. CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT

Les caractéristiques d’un bassin versant définissent le régime des écoulements en période d’étiage ou de crue. On peut définir les principales caractéristiques suivantes :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 35 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

La superficie du bassin versant « S »,

Le périmètre du bassin versant « P »,

L’altitude maximale « Z max »,

L’altitude minimale « Z min »,

L’indice de compacité ou coefficient de GRAVELIUS « K »,

La longueur du plus long cheminement « L »,

La pente du bassin versant « I »,

La formation géologique,

La couverture végétale.

On va les spécifier pour notre zone d’étude :

1.1.2.2.1. Superficie S du bassin versant

C’est la surface de réception des précipitations qui alimentent les cours d’eau. Elle est délimitée à partir des cartes topographiques feuilles P47, P48, Q47, Q48 étudiées et élaborées par la FTM à l’échelle 1/ 100.000 ème et l’usage du logiciel MapInfo. Elle est égale à 32,47 (km 2).

1.1.2.2.2. Périmètre P du bassin versant

Il est aussi obtenu à partir des cartes topographiques feuilles P47, P48, Q47, Q48 étudiées et élaborées par la FTM à l’échelle 1/ 100.000 ème et l’usage du logiciel MapInfo. Il indique la longueur totale du contour du bassin versant. Il est égal à 31,80 (km) .

1.1.2.2.3. Forme du bassin versant

Sa forme est très importante car elle influe sur l’allure de l’hydrogramme de débit. Une forme allongée donne, pour une même pluie, des faibles débits de pointe de crue à cause du temps de concentration plus important, l’eau prend un temps plus long pour arriver à

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 36 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

l’exutoire. Tandis qu’une forme arrondie donne, pour une même pluie, des forts débits de pointe de crue à cause du temps de concentration plus court pour arriver à l’exutoire.

Pour pouvoir déterminer la forme du bassin versant, on va utiliser l’indice de GRAVELIUS qui est définit comme le rapport du périmètre du bassin versant au périmètre du cercle de surface équivalent, par la formule :

K = 0,28

Où :

K : indice de compacité de GRAVELIUS
S : superficie du bassin versant en km 2
P : périmètre du bassin versant en km • Si K 1, on a un bassin versant ramassé, • Si K 1, on a un bassin versant de forme allongée ou ramifiée. Pour notre cas, K est égal à 1,61 . Alors le bassin versant du projet a une forme allongée .

1.1.2.2.4. La longueur L du plus long cheminement

C’est la longueur maximale de cours d’eau dans le bassin versant. Elle est égale à 15,33 km après mesure avec le logiciel MapInfo.

1.1.2.2.5. Altitude maximal et minimal dans le bassin versant

On les obtient en consultant les altitudes dans les cartes topographiques utilisées pour la délimitation du bassin versant.

Zmax = 1696 m et Zmin = 1509 m

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 37 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.1.2.2.6. La pente I du bassin versant

Elle influe sur la vitesse d’écoulement de l’eau dans le bassin versant. Elle est obtenue par la formule suivante :

I = 0,95 Où

Zmax est l’altitude maximale en [m]

Zmin est l’altitude minimale en [m]

L est la longueur du plus long cheminement en [km]

Après calcul,

I = 11,59 [m/km]

1.1.2.2.7. La formation géologique rencontrée

Le bassin versant est dans une formation de Migmatite, Gneiss et micaschiste d’après le schéma représenté ci-dessous :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 38 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Figure 5 : Formation géologique dans le bassin versant

: Limite du bassin versant

(Source : BD 100 FTM)

1.1.2.2.8. La couverture végétale

La couverture végétale est essentiellement formée des végétaux qui s’implantent à travers le bassin versant ce qui détermine le coefficient de ruissèlement d’une zone donnée

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 39 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

qui reste tributaire de la nature de son sol, de sa couverture végétale, de sa pente et aussi de la superficie du BV augmente. En outre, il varie dans le même sens que la pente.

Pour le bassin versant de notre projet, il se caractérise par l’abondance de la savane herbeuse, les terrains et les savanes arborées. Leur pourcentage d’occupation se répartit comme suit :

84 % de la savane herbeuse ;

12 % de la rizière ;

4 % de la savane arborée.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 40 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Figure 6 : Couverture végétale du bassin versant

(Source : BD 100 de la FTM)

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1.1.2.2.9. Récapitulation concernant les caractéristiques du bassin versant

Les caractéristiques du bassin versant sont résumées dans le tableau ci-après :

Tableau 14: Caractéristiques du bassin versant

Rivière Superficie Périmètre L [km] Zmax Zmin Zmoyen [m] Pente [km 2] [km] [m] [m] [m/km] Sisaony 32,47 31,80 15,33 1696 1509 1602,5 11,59

La délimitation du bassin versant est représentée dans la figure 7 suivante :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 42 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Figure 7 : Délimitation du bassin versant

(Source : BD 100 de la FTM)

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 43 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.1.3. ESTIMATION DES DEBITS

1.1.3.1. ESTIMATION DES APPORTS

L’estimation des apports se fera pour une période de retour de cinq (5) ans qui correspond à une fréquence F en année sèche 0,2. Pour cette estimation, deux méthodes peuvent être utilisées :

La méthode des stations de référence

La méthode CTGEF.

1.1.3.1.1. Méthode des stations de référence

Cette méthode est basée sur l’exploitation des valeurs observées sur les stations hydrométriques. La station hydrométrique la plus proche de la zone d’étude est la station d’Andromba Tsinjona dont les apports interannuels sont donnés ci-après dans le tableau suivant :

Tableau 15: Apports interannuels à la station d’Andromba Tsinjona

Apports de différentes fréquences Valeurs en l/s/km2

Débit spécifique moyenne annuel (q m) 26,7

Débit spécifique quinquennal sec (q 5s ) 21,4 Source : « Fleuves et rivières de Madagascar »

L’apport moyen annuel et l’apport quinquennal sec au droit du barrage sont obtenus en multipliant les débits spécifiques « qm » et « q5s » présentés dans le tableau ci-avant par la superficie du bassin versant.

Les résultats obtenus sont présentés ci-après :

Tableau 16 : Apports interannuels au droit du barrage

2 Superficie (km ) Qm (l/s) Q5s (l/s) 32,47 867 695

Où :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 44 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Qm : Apport moyen annuel

Q5s : Apport quinquennal sec

Les apports mensuels seront obtenus en appliquant les coefficients de répartition mensuelle définis par ALDEGHERI dans l’étude hydrologique des PPI de la première tranche. On obtient ces apports mensuels par la formule suivante :

Qmf = .. Notre cas d’études se fait dans les bassins du centre dont la répartition mensuelle est définie comme suit :

Tableau 17: Coefficient de répartition mensuelle de la région

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Jui. Août Sept. Oct. Nov. Déc. R1 16,9 16,7 17,1 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,9

Les résultats obtenus au droit de la prise sont présentés ci-après :

Tableau 18 : Apports moyens mensuels au droit du barrage

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Jui. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

Qmf (l/s) 1758 1737 1779 1009 593 427 385 354 270 250 499 1342

Tableau 19 : Apports quinquennales secs au droit du barrage

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Jui. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Q5s(l/s) 1409 1392 1426 809 475 342 309 284 217 200 400 1076

1.1.3.1.2. Méthode CTGREF

La méthode CTGREF est une méthode empirique basée sur la formule :

Q = ( ).( )5/3 .( )1/3 ,

Où

Q : apport moyen annuel en [l/s]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 45 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

P : Pluviométrie moyenne annuelle en [mm]

Zm : altitude moyenne du bassin versant considéré, en [m]

B : coefficient régional, qui est égal à 50 pour notre zone d’étude

S : superficie du bassin versant en [km 2]

Les apports de différentes fréquences seront obtenus en prenant les pluviométries de même fréquence avec les mêmes répartitions mensuelles définies ci-dessus.

L’application de la méthode pour la prise donne les résultats ci-après :

Tableau 20 : Apports interannuels au droit du barrage

Qm [l/s] Q5s [l/s] 689 441

Tableau 21 : Apports moyens mensuels au droit du barrage

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

Qm(l/s) 1398 1381 1414 802 471 339 306 281 215 198 397 1067

Tableau 22 : Apports quinquennales secs au droit du barrage

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

Q5s (l/s) 894 884 905 513 302 217 196 180 138 127 254 683

II.1.3.1.1. Synthèse

Etant donné qu’aucune campagne de jaugeage n’a été effectuée, donc pas de résultat sur terrain, on prendra comme valeurs des apports la moyenne des résultats obtenus des deux méthodes. Comme on va l’utiliser dans un projet d’aménagement hydro agricole, on a besoin de considérer les apports en années quinquennale sèche.

On retiendra donc :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 46 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Tableau 23 : Apports quinquennaux secs synthétisés des deux méthodes

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

Q5S (l/s) 1152 1138 1165 661 388 279 252 232 177 164 327 879

1.1.3.2. ESTIMATION DES DEBITS DE CRUE

L’estimation du débit de crue est capitale pour les dimensionnements et la tenue des ouvrages. La crue calculée sera celle correspondant à la fréquence décennale. La superficie du bassin versant étant supérieure à 10 km 2, on dispose donc de deux méthodes :

La méthode Louis Duret

La méthode ORSTOM

1.1.3.2.1. Méthode Louis Duret

Nous avons à faire à un bassin versant qui a une superficie supérieure à 10 km 2 et inférieure à 150 km 2, on peut appliquer la formule simplifiée de Louis Duret suivant :

0,5 0,32 1,39 QT = 0,009 S I PT

Où :

3
QT : Débit de crue de période de retour T en [m /s]

S : surface du bassin versant en [km 2]

I : pente du bassin versant en [m/km]

PT : pluie maximale journalière tombée en un point du bassin versant pour une période de retour de T exprimée en [mm]

L’application de cette méthode au bassin versant concerné donne les résultats suivants

Tableau 24 : Résultats de l’application de la méthode Louis Duret

T (ans) 5 10 25 50 100 Q(T) en (m3/s) 71 86 107 124 140

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 47 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

On a alors un débit de crue de période de retour T = 10 ans de 86 (m3/s)

1.1.3.2.2. Méthode ORSTOM

La méthode ORSTOM est valable pour des bassins versants de superficie supérieure à 10 km2. Elle fait intervenir trois autres nouveaux paramètres en plus des paramètres pluie, superficie et pente du bassin versant qui sont :

L’indice d’exondement E qui prend les valeurs suivant :

 1 pour les bassins comportant un pourcentage des marais ou rizières négligeable.

 0,3 pour les exutoires situés en aval d’un lac et marais.

Le coefficient d’imperméabilité G :

 1 pour les bassins versants situé sur socle fortement latérite

 0,2 pour les bassins versants sur formation gréso-sableuse

L’indice de couverture végétale V :

 0,9 pour les bassins versants forestier

 0,3 pour Bush et désert pierreux du sud

La formule s’exprime par :

0,72 0,26 0,03 2,31 1,25 -0,27 Q10h = 4,34 S I P E G V

Avec :

3  Q10h : Débit de crue de période de retour 10 ans en (m /s)

 S : surface du bassin versant en (km 2)

 I : pente du bassin versant en (m/km)

 P : pluie maximale journalière tombée en un point du bassin versant pour une période de retour de 10 ans exprimée en (mm)

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 48 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

 E : indice d’exondement pris égal à 0,7 du fait que le bassin versant présente un pourcentage de rizière qui n’est pas négligeable.

 G : coefficient d’imperméabilité pris égale à 1 du fait que le bassin versant est situé sur socle fortement latérisé.

 V : indice de couverture végétale pris égale à 0,5 du fait que le bassin versant présente des bushes et peu d’arbres.

L’application de cette méthode au bassin versant concerné donne les résultats suivants :

Tableau 25 : Résultats de l’application de la méthode ORSTOM

S [km2] I [m/km] P [km] E G V Q10 (m3/s) 32,47 11,59 119,10 0,7 1 0,5 61

On a donc un débit de crue de période de retour T = 10 ans de 61 (m 3/s)

1.1.3.2.3. Synthèse des résultats :

La valeur du débit de crue retenue est celle obtenue par la méthode ORSTOM du faite que cette méthode présente des paramètres en excès par comparaison à la méthode Louis Duret, qui augmentera la précision sur le résultat de calcul.

Donc, on a :

Q10 = 61 [m3/s]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 49 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.2. ETUDE DES BESOINS EN EAU DU PERIMETRE

L’objet de cette étude est de connaitre les demandes en eau d’irrigation du périmètre d’Ampoza Est. L’étude permettra d’aboutir aux débits fictifs continus qui serviront de base pour calculer le débit d’équipement afin de dimensionner les réseaux d’irrigation. Et elle sera complétée par l’adéquation entre les ressources disponibles et les besoins en eau du périmètre.

L’évolution de la technologie nous offre un logiciel programmé pour le calcul des besoins en eau demandés par les périmètres à irriguer. Ce logiciel connu sous le nom de « CROPWAT » permet de calculer l’évapotranspiration potentielle, la pluie efficace, les pertes par infiltration dans les terrains de culture, les besoins en eau et calendrier cultural pour plusieurs type de culture. Mais l’usage de ce logiciel exige la collecte des données nécessaires au service de la météorologie et la maitrise de chaque choix de formule offerte par ce logiciel.

Les calculs de l’évapotranspiration potentielle, de la pluie efficace, les pertes par infiltration dans le périmètre, les besoins en eau et le calendrier cultural ont été effectués en utilisant le logiciel CROPWAT. Les résultats de calcul sont communiqués en Annexe II, aux pages A. 6 à A. 10.

Pour le riz, les besoins en eau comportent :

Le besoin en eau de la plante

Le besoin en eau correspondant aux pratiques culturales

1.2.1. BESOINS EN EAU DE LA PLANTE

Par définition, C’est la quantité d’eau nécessaire aux plantes pour assurer leur survie et croissance. Elle est donnée par la formule suivante :

Bp = k cETP – Peff

Où :

kc : coefficient cultural qui dépend du type de culture

ETP : Evapotranspiration potentiel exprimée en [mm]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 50 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Peff : Pluie efficace exprimée en [mm]

• Si Bp > 0 c'est-à-dire que la pluviométrie est faible par rapport à l’évapotranspiration maximale, on a donc besoin d’irrigation

• Si B p < 0, plus exactement B p = 0, on n’a pas besoin d’irrigation.

1.2.1.1. Evaluation de l’évapotranspiration potentiel « ETP »

L’évapotranspiration est l’effet combiné de l’évaporation d’une masse d’eau libre et de la transpiration des plantes. L’évapotranspiration potentielle connu sous le symbole « ETP » est alors la quantité d’eau perdue sous l’effet du soleil, et dépendant de plusieurs facteurs comme la température, l’humidité, la position géographique et l’ensoleillement.

La formule utilisée par CROPWAT est la suivante :

Où :

-1
ET 0 : évapotranspiration de référence en [mm.jour ]

Rn : rayonnement net à la surface de la culture en [MJ. M -2 .jour -1]

G : densité de flux de chaleur dans le sol en [MJ. M -2 .jour -1]

T : température journalière moyenne de l’air à une hauteur de 2 m exprimée en [°C]

U2 : vitesse du vent à une hauteur de 2 m exprimé en [m.s -1]

es : pression de vapeur saturante exprimée en [kPa]

ea : pression de vapeur réelle exprimée en [kPa]

es – ea : déficit de pression de vapeur saturante

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 51 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.2.1.2. Coefficient cultural « kc »

Il traduit l’avancement du cycle végétatif des plantes et en particulier du degré de couverture du sol par la végétation. Il dépend également du climat. Ce coefficient est d’autant plus grand dans un milieu à climat chaud, sec et venteux que dans un milieu frais, humide et calme. Il constitue donc la base de calcul des besoins en eau d’une culture donnée. Pour le déterminer, il faut connaitre la durée totale de la saison végétative et les différentes phases de croissance de cette culture. Pour le projet, nous allons baser notre étude sur le riz.

Pour le riz, le coefficient cultural k c est égal à 1,1 pour les deux premier mois après repiquage, 1,05 en mi- saison si le riz reste 100 à 120 jours en place et de même pour le deuxième et troisième si le riz reste 150 jours en place et 0,95 en fin de saison.

1.2.1.3. Pluie efficace « Peff »

Pour les productions agricoles, les précipitations efficaces se réfèrent à la part des précipitations qui peut être effectivement utilisée par les plantes. La totalité des précipitations n’est pas disponible pour les cultures puisqu’en effet une partie est perdue par ruissellement et percolation en profondeur. Pour obtenir la pluie efficace, plusieurs formules peuvent être utilisées mais dans la pratique et qui est l’une des formules qu’on a choisi dans l’application de CROPWAT, on applique un coefficient d’abattement de 0,8 à la pluviométrie tombée pendant la période considérée avec la condition Peff 100 [mm].

Peff = 0,8 P

1.2.2. BESOINS EN EAU LIEES A LA PRATIQUE CULTURALE

La riziculture contient 4 phases dont l’application conduisent à des valeurs de besoin en eau différentes. On va voire un par un ces phases :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 52 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.2.2.1. Mise en boue (MB)

Cette phase consiste à saturer en eau la partie au-dessus de la nappe phréatique dans les parcelles jusqu’à ce qu’il n’y a plus d’infiltration. Elle dépend de la nature pédologique de la parcelle. Cette phase déstructure la surface du sol et produit une couche superficielle qui donne des agrégats uniformes et essentiellement des pores vésiculaires quand il est sec. Elle exige un apport d’eau variant de 100 mm pour un sol argileux à 200 mm pour un sol sableux selon donc la nature du sol.

1.2.2.2. Remplissage de clos (RC)

Cette phase est effectuée après le repiquage. Elle consiste à avoir un plan d’eau uniforme dans la rizière. Pour cela, on cherche à avoir une lame d’eau constante de 100 mm au-dessus du profil.

1.2.2.3. Mise à sec (As)

La mise à sec est pratiquée avant et après sarclage et on procède à l’assèchement de la rizière suivi du sarclage et puis on apporte de nouveau de l’eau dont la quantité sera égale à celle pendant le remplissage de clos.

1.2.2.4. Entretient (E)

Effectuée après sarclage, cette phase consiste à assurer l’oxygénation de l’eau dans les parcelles. L’opération sert donc à renouveler la hauteur de la lame d’eau de 50 mm. Il est mieux de mettre la rizière à sec dès les premiers signes de maturité, généralement 8 jours avant récolte pour faciliter le travail de récolte et permettre un labour précoce. Après récolte, le sol doit être rapidement asséché et travaillé pour faciliter l’oxygénation de la terre par l’air avec, en particulier la transformation des oxydes ferreux en oxydes ferriques.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 53 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.2.3. TRANSFORMATION DES BESOINS EN EAU DU PERIMETRE EN DEBIT POUR LE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES D’IRRIGATION

Pour pouvoir obtenir le débit avec lequel on va dimensionner les ouvrages de prise, les canaux et les ouvrages de franchissement, il nous faut d’abord connaitre la superficie totale du périmètre à irriguer, l’efficience du réseau et le débit d’équipement.

1.2.3.1. Délimitation du périmètre à irriguer

Les étapes de travail pour délimiter le périmètre sont les suivants :

Prendre des coordonnées sur terrain avec un GPS, si possible, contourner le périmètre.

Repérer quatre points du périmètre qui présentent des indices faciles à retrouver sur Google Earth.

Rechercher les quatre points sur Google Earth et enregistrer une image (de préférence image .JPG) de l’ensemble du périmètre.

Puis caler cette image avec le logiciel MapInfo en choisissant le même système de coordonnée que celui du GPS utilisé pour ne pas se tromper.

Enfin, délimiter le périmètre avec le logiciel MapInfo et on obtient la superficie totale du périmètre concerné.

La figure ci-après donne la délimitation du périmètre à irriguer du projet

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 54 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Figure 8 : Délimitation du périmètre

On a alors une superficie totale de 47 [ha] pour notre périmètre d’étude.

1.2.3.2. Efficience

En réalité, de la prise au périmètre, il y a toujours des pertes par infiltration et évaporation. On définit alors le terme d’efficience noté « E ».

Soit « Q en tête » le débit en tête de réseau et Q1 le débit qui arrive au périmètre. On définit la perte absolue « Pa » et la perte relative « Pr » données par les formules suivantes :

Pa = Q en tête – Q1

et P = r ê – / ê

Finalement l’efficience s’obtient par la formule suivante :

E = 1 - Pr

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 55 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

L’efficience dépend de la nature du sol et aussi l’habitude des usagers pour l’entretien du canal et aussi de la longueur du réseau d’irrigation. Pour le cas de ce projet E = 0,6 car on a un sol latéritique.

1.2.3.3. Besoins nets

C’est la quantité d’eau à fournir à la culture. Ils sont obtenus en faisant la somme des besoins en eau de la plante et les besoins en eau de la pratique culturale en utilisant la formule suivante :

Bnet = 10 (Bp + MB + RC + AC + En)

Avec :

3
Bnet : besoins de la culture en [m /ha]

Bp : besoins de la plante en [mm]

MB : valeur du besoin correspondant à la mise en boue en [mm]

RC : valeur du besoin correspondant au remplissage de clos en [mm]

As : valeur correspondant à l’assèchement exprimée en [mm]

En : valeur du besoin correspondant à l’entretien exprimée en [mm].

1.2.3.4. Besoins brutes

Les besoins brutes sont les besoins d’eau nécessaires à prélever dans la ressource disponible afin de satisfaire les besoins en eau demandés par le périmètre. Ils sont donnés par les formules suivantes :

Bb = Où :

3
Bb : besoins en eau des plantes exprimés en [m /ha]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 56 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

3
Bnet : besoin nette exprimés en [m /ha]

E : efficience du réseau d’irrigation

1.2.3.5. Débit fictif continu

C’est le débit fourni d’une façon continue par unité de surface. Il sert au calcul du débit à extraire des ouvrages de la prise du barrage pour satisfaire les besoins pour une période donnée. Le DFC est obtenu par la formule suivante :

DFC = Où :

DFC : débit fictif continu en (l/s/ha)

Bb : besoins bruts en [m 3/ha]

N : nombre de jours considérés

1.2.3.6. Débit de pointe

Par définition, c’est la plus grande valeur du débit fictif continu trouvée dans les calculs de besoin en eau. Pour ce projet, on a pour valeur :

DFC max = 1,65 [l/s/ha]

1.2.3.7. Débit d’équipement

Le débit d’équipement est le débit avec lequel on dimensionne les ouvrages. Sa valeur dépend des ressources disponibles, c’est-à-dire :

Qe = DFC max lorsque les ressources disponibles sont limitées.

Qe > DFC max lorsque les ressources disponibles sont largement suffisantes.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 57 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Pour ce projet, le débit d’équipement considéré sera donc égal à

Qe = 2 l/s/ha

1.2.3.8. Débit en tête de réseau

Le débit en tête de réseau est le produit entre le débit d’équipement et la surface à irriguer.

Q en tête = Qe . A

Avec :

••• Q en tête : débit en tête de réseau en (l/s)

••• Qe : débit d’équipement en (l/s/ha)

••• A : surface à irriguer égale à 47 [ha]

Ainsi, le débit en tête ou débit nominale est évalué comme étant égale à

Q en tête = 94 [l/s]

C’est avec ce débit que l’on va dimensionner la prise et le canal principal.

1.2.4. ADEQUATION RESSOURCES-BESOINS

Une adéquation ressource besoin est utile pour vérifier si les ressources disponibles pourraient satisfaire les besoins en eau du périmètre. Pour que l’irrigation soit assurée, il faut que ces besoins soient inférieurs aux apports. Pour faire l’adéquation ressource besoin, il faut d’abord calculer et d’enlever les besoins de pointe en amont et ceux du périmètre d’étude qui sont obtenus en multipliant la superficie totale du périmètre aux débits fictifs continus. Les apports considérés sont ceux en année quinquennale sèche. Lors des enquêtes sur terrain, on a pu estimer que la totalité des surfaces cultivées en amont est de 65 [ha] et celle du périmètre d’étude est de 47 [ha] après délimitation.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 58 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Le tableau suivant montre la comparaison des valeurs des apports aux valeurs des besoins :

Tableau 26 : Comparaison ressources-besoins

Mois Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc. Apports disponible (l/s) 1152 1138 1165 661 388 279 252 232 177 164 327 879 Besoins 93,16 0,00 16,25 42,25 40,09 0,00 43,34 99,66 60,66 63,91 33,59 7,59 amont (l/s) Apports 1058,84 1138,00 1148,75 618,75 347,91 279,00 208,66 132,34 116,34 100,09 293,41 871,41 restants (l/s) Besoins du 67,21 0 11,75 30,55 29,14 0 31,49 71,91 43,71 46,06 24,44 5,64 périmètre (l/s) Apports 991,63 1138,00 1137,00 588,20 318,77 279,00 177,17 60,43 72,63 54,03 268,97 865,77 restants (l/s)

On constate que les ressources sont largement suffisantes pour irriguer le périmètre même après prélèvement en amont.

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1.3. TECHNIQUE CULTURALE PROPOSEE

1.3.1. SYSTEME DE RIZICULTURE AMELIORE (SRA)

En vue d’une amélioration rapide et durable du secteur agricole et aussi pour avoir un meilleur rendement, les agriculteurs sont encouragés à pratiquer une technique d’irrigation moderne après l’aménagement. Le système de riziculture améliorée serait la solution. C’est une technique très différente des pratiques traditionnelles, elle a pour objectif d’assurer aux jeunes plants repiqués toutes les conditions nécessaire à leur développement afin qu’ils puissent donner le maximum de grains.

1.3.2. TECHNIQUE DE BASE RELATIVE AUX PRATIQUES CULTURALES

1.3.2.1. CONCERNANT LA PEPINIERE

1.3.2.1.1. Choix du sol

La rizière doit être facile à travailler. Les terres marécageuses, tourbeuses et sableuses sont à éviter.

1.3.2.1.2. Préparation

Il faut bien délimiter la parcelle (1 are de pépinière pour 25 ares de rizière), diviser la parcelle en bandes régulières de 1 à 1,30 [m] de largeur et de 4 à 5 [m] de longueur (ceci pour faciliter le planage, le semis et l’arrachage des plants) au sein de la rizière, enlever les mauvaises herbes, apporter du fumier (100 à 150 [kg] à l’are), et enfouir au deuxième labour superficiel ou peu profond de 15 [cm], une semaine avant le semis, vérifier les diguettes (confection/réfection) et le dispositif d’irrigation et de drainage, le jour de la date prévue de semis, mettre en boue et planer.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 60 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.3.2.1.3. Prégermination

Il faut commencer la prégermination 48 heures avant le semis, utiliser des semences de bonne qualité (variétés sélectionnées, améliorées, pures saines, taux de germination élevé, à renouveler tous les 4 ans) quantité : 5 à 7 [kg] à l’are.

1.3.2.1.4. Semis

Il faut semer uniformément, régulièrement et par petites poignées les semences prégermées qui doivent bien adhérer à la terre sans toutefois être complètement recouvertes, dès la fin de la mise en boue et du planage et recouvrir les semailles de fines poudrettes de fumier, puis de chaume et arroser.

1.3.2.1.5. Conduite de l’eau

Pendant les 5 premiers jours après le semis, maintenir la pépinière sans eau mais constamment humide dans la rigole sans inonder la parcelle ou par un arrosage quotidien jusqu’au jour précédant l’arrachage des plants. Du 6 ème au 10 ème jour, faire entrer doucement 2 à 3 [cm] d’eau chaque soir et la retirer le matin. Du 10 ème au 15 ème jour, laisser l’eau en permanence une hauteur d’eau de 2 à 3 [cm] dans la pépinière et ensuite 5 à 8 [cm] jusqu’au 30 ème jour.

1.3.2.1.6. Fumure minérale

Si les plants jaunissent, il faudrait épandre de l’urée (2[kg/are])

1.3.2.1.7. Protection contre les poux de riz

Le traitement des poux de riz se fait normalement en pépinière. Au cas où il y attaque dans les rizières, faire passer une corde imbibée de pétrole à travers les plants de riz ou utiliser du décis EC2, 50-3,00 [cl/are] ou du Sumithion 5pp 100 [g/are].

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 61 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.3.2.1.8. Arrachage des plants

Si la pépinière est bien conduite, les plants peuvent être arrachés entre 16 à 25 jours après le semis. Les plants améliorés doivent être arrachés en les prenant par le collet. La terre doit être très molle, ce qui sera toujours le cas si le mixage du fumier avec le sol a été bien fait pour le lit de semis et le dernier arrosage la veille de l’arrachage a été bien réalisé. Le triage est parfois nécessaire pour éliminer les plants cassés ou chétifs mais ceci est très rare et inexistant.

1.3.2.2. CONCERNANT LA RIZIERE

1.3.2.2.2. Préparation

Elle consiste à la mise en place d’un dispositif d’irrigation et de drainage fonctionnant à volonté. Dans cette phase, il faut curer les canaux, vérifier l’écoulement de l’eau, effectuer les réparations nécessaires. Il est aussi indispensable de faire des apports de fumier, en moyenne 10[tonnes] à l’hectare, de l’engrais NPK 11-22-16 de 300 [kg/ha] pour les Hauts –Plateaux et 150 à 200 [Kg/ha] pour les zones côtières. Le procédé consiste à enfouir le fumier et l’engrais au labour au moment de la mise en boue. Pour donner le temps au fumier de se décomposer, le labour doit être effectué très tôt, si possible, effectuer un labour d’intersaison.

1.3.2.2.3. Repiquage

Le repiquage se fait en ligne sur 25 10 [cm] et les jeunes plantes seront repiquées dans une lame d’eau de 5 [cm].

1.3.2.2.4. Travaux d’entretien

Deux travaux de sarclage sont à effectuer, un premier sarclage qui sera effectué 20 [jours] après repiquage et un deuxième sarclage 30 [jours] après le premier.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 62 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.3.2.2.5. Contrôle de l’eau

Elle consiste à élever la lame d’eau à 20-25 [cm] après repiquage. Les jeunes plantes sont entrecoupées de 2 à 3 assecs de 2 jours, en période de tallage et maintenir la hauteur de 20 à 25 [cm] durant la floraison.

1.3.2.2.6. Protection de la culture contre les insectes

Vérifier s’il y a présence de poux de riz et traiter au Décis EC 250-300 [cl/ha] ou au sumithion 5pp- 10 [kg/ha].

1.3.2.2.7. Récolte

Elle s’effectue quand les panicules portent des grains secs et durs sur le ¾ de leur partie supérieur. Il ne faut pas oublier d’assécher la rizière 10 jours avant la récolte.

1.3.2.2.8. Séchage

On abaisse la teneur en eau jusqu’à 14%. On rassemble ensuite les gerbes en meule en mettant les grains à l’abri du soleil.

1.3.2.2.9. Battage

On se servira de batteuse à pédale ou à moteur, si non de pierre. L’aire de battage doit bien être propre.

1.3.2.2.10. Vannage

Il faut séparer les grains de riz des impuretés par vannage au vent.

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1.3.2.2.11. Conservation

Il faut mettre le paddy dans un endroit bien sec, par exemple un magasin ou un grenier.

La pratique du SRA exige avant tout une bonne irrigation et un bon drainage. Elle présente des avantages par rapport à la pratique traditionnelle car elle permet d’économiser 50 % d’eau et 90% de semence et le rendement étant au minimum de 3,70 [T/ha] et peut atteindre jusqu’à 6 à 8 [T/ha]. Le repiquage peu profond et à très jeune âge de la pratique traditionnelle ne permet pas une hauteur de submersion de 10 [cm].

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1.4. ETUDE TOPOGRAPHIQUE

1.4.1. SITUATION ACTUELLE

Lors de la reconnaissance sur terrain, on a constaté que la berge en rive gauche immédiatement en aval du barrage existant est érodée. Par passage fréquent des crues, cette partie est la plus vulnérable. Les principales causes de l’érosion étant :

Présence de fouilles laissées par les chercheurs d’or.

l’absence de protection des berges en rive gauche

la force de l’eau et de la pluie, c'est-à-dire son intensité, sa quantité et sa fréquence.

la nature du sol qui joue un rôle sur l’écoulement hypodermique

On a aussi constaté que les canaux ne sont plus fonctionnels et ne peut transiter l’eau de la rivière vers le périmètre, ils sont à sec pendant la période d’étiage. Le plan d’eau au niveau du barrage en période d’étiage ne peut dominer topographiquement le périmètre.

1.4.2. PROJET

Les résultats topographiques ont montré que l’emplacement de l’ancien barrage est le meilleur emplacement qui conviendra à la nouvelle retenue. Il faut cependant procéder à la démolition de l’ancien barrage, construire un nouveau barrage qui aura une hauteur plus élevée, stabiliser les berges en rive gauche par l’exécution d’un terrassement et d’une végétalisation.

L’étude topographique effectuée concerne les profils en long et en travers de la rivière Sisaony, profils en travers au niveau de l’ancien barrage, profil en long et en travers de l’avant canal. Pour mener à bien cette étude, un plan de masse, un profil en travers sur site de l’ancien barrage et un profil en long de l’axe du canal existant sont donnés avec les profils projet en Annexe III aux pages A. 12 à A. 13.

Ces profils nous procurent la largeur du lit de la rivière qui sera la longueur du nouveau barrage, la hauteur à donner à ce nouveau barrage, les volumes de remblais et déblais à effectuer durant les travaux.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 65 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.5. ETUDE DE FONDATION

1.5.1. NATURE DU SOL DE FONDATION

1.5.1.1. GRANULOMETRIE DU SOL DE FONDATION

Elle nous donne les pourcentages d’argile, de silt, de sable, de gravier, de cailloux et de bloc dans l’échantillon du terrain. Ensuite, on peut obtenir facilement les pourcentages des fines (argile, silt, sables) que l’on va situer dans la classification triangulaire des sols fins. Les diamètres se situent entre

0,2 [ m] et 2 [ m] pour l’argile,

entre 2 [ m] et 0,02 [mm] pour le silt,

entre 0,02 [mm] et 2 [mm] pour le sable,

entre 2 [mm] et 20 [mm] pour les graviers,

entre 20 [mm] et 200 [mm] pour les cailloux,

200 [mm] et plus pour les blocs.

1.5.1.2. Classification du sol de fondation

Connaissant les pourcentages des fines, on peut connaitre la nature du lit de la rivière au niveau du site du nouveau barrage en utilisant le schéma de classification triangulaire des sols fin suivant :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 66 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Figure 9 : Classification triangulaire des sols fins

Ou l’abaque de plasticité de Casagrande et la classification des sols (NFP 11-300) si l’on dispose de la limite de liquidité, de l’indice de plasticité et de la valeur de bleu de méthylène du sol.

Figure 10 : Abaque de plasticité de Casagrande

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 67 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Tableau 27 : Classification des sols (NFP 11-300)

Les études antérieures et les descentes sur terrain ont affirmé que le lit de la rivière Sisaony est constitué de sable limoneux mêlé à des graviers et des cailloux , le sable étant constitué de sable moyen.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 68 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

1.5.2. COEFFICIENT DE LANE

Les valeurs expérimentales du coefficient de Lane sont données en fonction de la nature du sol de fondation dans le tableau suivant :

Tableau 28 : Valeurs du coefficient de Lane suivant différent types de terrain

Terrains CL Limon et sable très fin 8,5 Sable fin 7 sable moyen 6 Sable gros 5 petit gravier 4 gros gravier 3 gravier et galet 2,5 argile plastique 3 argile moyenne 2 argile dure 1,8 Le pourcentage en sable moyen étant majoritaire dans les pourcentage des fines et les pourcentages des graviers et cailloux étant petits, on peut déduire que le coefficient de Lane est égal à 6 pour notre sol de fondation.

1.5.3. COEFFICIENT DE SECURITE AU GLISSEMENT

Voici quelques valeurs de tg δ suivant les NIHYCRI (NORMES MALGACHES DE CONSTRUCTION DES INFRASTRUCTURES HYDROAGRICOLES CONTRE LES CRUES ET INONDATIONS)

tg δ= 0,25 si le sol de fondation est constitué de l’argile humide

tg δ= 0,30 si le sol de fondation est constitué de l’argile sèche, argile sableuse

tg δ= 0,40 si le sol de fondation est constitué de sable

tg δ= 0,50 si le sol de fondation est constitué de gravier

tg δ= 0,75 si le sol de fondation est constitué de rocher

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 69 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Le sol de fondation est constitué de sable en majoritaire, alors tg δ= 0,40 pour le cas du projet.

1.5.4. CONTRAINTE ADMISSIBLE DU SOL DE FONDATION

La contrainte admissible d’un sol peut être déterminée par différentes essais comme l’essai au pénétromètre dynamique, l’essai au pénétromètre statique, l’essai au pressiomètre. Pour faciliter le travail, des spécialistes ont exploité les résultats des essais qui ont été effectué sur plusieurs types de sol et ils ont regroupé les types de sol qui ont les mêmes valeurs de contrainte admissible. Ils ont finalement synthétisé le tableau suivant donnant les valeurs des contraintes admissibles selon la nature de sol de fondation :

Tableau 29: Valeurs des contraintes admissibles selon la nature de sol de fondation.

2 Nature du sol σsol en T/m Argile compacte bien sèche 80 Argile compacte humide 30 Sable humide mêlé à des cailloux 60 à 80 Sable fin humide 50 Remblai ancien (1 siècle) 10 Sable argileux et aquifère 20 Roches compactes 100 à 150 Gravier terreux 20 à 50 Cailloux et graviers 40 à 60 Terre vierge non humide 20 Terre végétale rapportée qui a été 10 tassée et pilonnée Vase et argile molle 5

2 Pour le cas du projet, la valeur de la contrainte admissible σsol est égale à 60 à 80 [T/m ].

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 70 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

2 Pour le cas du projet, la valeur de la contrainte admissible σsol est égale à 60 à 80 [T/m ].

Chapitre 2 : DIAGNOSTICS DE LA SITUATION ACTUELLE

Les diagnostics de la situation actuelle des ouvrages d’irrigation sont nécessaires pour pouvoir apporter des solutions à l’inefficacité de système d’irrigation existant. Le barrage et les infrastructures existants ont été construits par le PSDR (Projet de Soutien au Développement Rural) vers 2005. Malheureusement, la prise sur rive gauche ne peut transiter le débit nécessaire pour l’irrigation des rizières. Le barrage n’est plus fonctionnel et ne peut dominer le périmètre. Les infrastructures hydroagricoles du périmètre irrigué d’Ampoza Est sont dans un état défectueux. On a constaté lors des descentes sur terrain que le corps du barrage est endommagé, l’avant canal n’est plus fonctionnel, les talus en rive gauche du canal ont glissé, les canaux d’irrigation sont bouchés et étroits nécessitant des regabaritages, la berge en rive gauche juste en aval du barrage existant sont érodés et le passage sous piste est bouché.

2.1. BARRAGE EXISTANT

Le barrage existant a une longueur de 10 [m], une largeur de crête de 0,50 [m] et une hauteur de 1,00 [m]. Il comporte une passe de 1,50 [m], deux seuils de 7,50 [m] et 1[m] de longueur, une prise en rive gauche qui n’est plus fonctionnelle, un avant canal qui est aussi à son tour détruit en période de crue du fait qu’il a été construit dans le lit de la rivière. L’avant canal a été mal calé car il a presque la même côte que le fond de la rivière. L’existence des fouilles laissées par les chercheurs d’or juste en aval du barrage existant, l’absence de bassin dissipateur d’énergie et l’insuffisance de la hauteur des murs d’ancrage avaient causé l’érosion de la berge en rive gauche juste en aval du barrage existant et l’élargissement de la largeur du lit de la rivière Sisaony en aval. Le corps du barrage est aussi endommagé sur une longueur de 1,40 [m]. La photo suivante montre les détails.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 71 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Partie endommagée du corps du barrage

Passe de 1,50 m

Berge en rive gauche érodée

Avant canal

Photo n°1 : Barrage existant

2.2. CANAL EXISTANT

Le canal en terre a une longueur de 887,50 [m]. Il n’est plus fonctionnel et n’a plus sa forme propre à cause des dépôts laissés par le glissement des talus en rive gauche en période de pluie. D’après les constats sur terrain, le glissement est dû à l’existence des chercheurs d’or qui ont coupé des arbres et laissé des trous pour les prises d’échantillon. La photo suivante montre les détails :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 72 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Talus érodés

Canal bouché

Photo n°2 : Canal existant

2.3. PASSAGE SOUS PISTE

Le passage sous piste est constitué de passerelle en bois. Il n’est plus fonctionnel à cause de sa bouchure par des dépôts de sédiment. La photographie suivante montre les détails :

Entrée du passage sous piste

Photo n°3 : Passage sous piste

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 73 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

2.4. DIGUE EN RIVE DROITE EN AMONT DU BARRAGE

On a constaté que la digue d’une hauteur de 2,50 [m] a été endommagée sur une longueur de 68 [m] en rive droite, en amont du barrage et la brèche a été déjà comblée par un système de piquetage pour fortifier le rehaussement. L’existence de cette brèche avait créé l’inondation et l’ensablement des rizières en rive droite. Les photographies suivantes montrent les détails :

Photo n°4 : Brèche sur rive droite de la rivière Sisaony, en amont du barrage

Photo n°5 : Rizières ensablées

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 74 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Chapitre 3 : ETUDE ET CONCEPTION DES AMENAGEMENTS

3.1. PROPOSITION D’AMENAGEMENT

Après avoir effectué les diagnostiques, nous pouvons proposer des solutions aux problèmes qui rendent inefficace le système d’irrigation existant. La démolition de l’ancien barrage et la construction d’un nouveau barrage de dérivation, la protection des berges en rive gauche juste en aval du nouveau barrage, la construction d’un avant canal en maçonnerie de moellon sur une certaine longueur, la protection des talus en rive gauche du canal par la mise en place des gabions sur une longueur de 48 m, le réaménagement du canal en terre, la construction d’un dalot ordinaire seront les solutions aux problèmes. La figure ci-après montre les détails des propositions d’aménagement.

Figure 11 : Proposition d’aménagement

Par la suite, nous allons dimensionner un par un chaque ouvrage proposé.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 75 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

3.2. CONCEPTIONS DE L’OUVRAGE D’ALIMENTATION

3.2.1. TYPE D’OUVRAGE D’ALIMENTATION ADEQUAT AU PROJET

Le type d’ouvrage d’alimentation adopté est un barrage de dérivation mobile et submersible par souci d’inondation des habitations avoisinantes, en période de crue, et pour respecter les critères techniques et économiques. Le barrage sera à poutrelles en bois, disposées verticalement, pour permettre une ouverture plus rapide.

3.2.2. CARACTERSTIQUES DU BARRAGE

3.2.2.1. Longueur L du barrage :

La longueur du barrage est égale à la largeur du lit de la rivière au niveau du site de l’ancien barrage qui est choisi comme meilleur emplacement du nouveau barrage. Le barrage a donc une longueur égale à 10 m.

3.2.2.2. Côte de la crête du barrage

Elle est calculée à partir de la côte de la plus haute de la rizière et de la hauteur d’eau voulue dans la rizière. Remontera ensuite vers l’amont, en tenant compte de tous les pertes de charges le long du canal et de celles créées par la prise principale. Les calculs ont donné une côte de la crête du barrage égale à Zb = 98,59 [m]. Les détails des calculs sont repris en annexe IV, à la page A. 15.

3.2.2.3. Hauteur du barrage

Le barrage doit dominer toute la superficie du périmètre en relevant le plan d’eau. Sa hauteur est donnée par la différence de la côte Z b de la crête du barrage et celle Z F du fond de la rivière. Soit :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 76 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Hb = Z b - ZF

Avec ZF = 97,196 m d’après les résultats topographiques

La hauteur du barrage est donc

Hb = 1,40 [m]

3.2.2.4. Profil du seuil

Nous choisissons le profil suivant pour le seuil :

Dessin 1 : Profil du seuil du barrage

3.2.2.5. Charge H 0 sur le seuil

La charge H 0 sur le seuil est déterminée à partir de la formule des déversoirs à crête mince donnée par Rehbock :

Où

3
Q10 : débit de crue de projet exprimé en [m /s]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 77 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

: coefficient de débit dépondant de « He » et de la hauteur du barrage ou hauteur

de pelle « Hb »

= 0,4023 + 0,0542

et H e = H o + 0,0011

g : accélération de pesanteur exprimé en [m/s 2]

L : longueur du seuil

La formule de débit devient alors :

3 Pour un débit Q 10 = 61 [m /s], on trouve : = 0,48 et H e = 2,02 [m]

Ce qui nous donne :

H0 = 2,02 [m]

La hauteur d’eau en amont devient supérieure à la hauteur de la digue en rive droite qui va inonder les rizières en rive droite. La solution est de rehausser la digue de 0,92 [m] sur une longueur de 135,10 [m] ou multiplier l’ouvrage de chasse pour qu’ils deviennent évacuateurs de crues. La formule du débit devient :

« h » est la charge sur le seuil quand les passes sont ouvertes, exprimée en [m]

L = L1 + L2

Où :

L : longueur total du barrage en [m]

L1 : longueur totale des poteaux en [m]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 78 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

L2 : longueur totale des passes en [m]

Après calcul, on trouve :

Tableau 30: Valeur de la charge sur le seuil quand les passes sont ouvertes

Q10 [m3/s] L [m] L1 [m] L2 [m] h [m] 61 10 3 7 0,99

Nous adopterons 7 passes de 1 [m] et 8 poteaux de 0,375 [m].

La hauteur d’eau en amont du barrage devient alors inférieure à la hauteur de la digue en rive droite du barrage. Les rizières en rive droite du barrage ne risqueront plus d’être inonder en période de crue.

3.2.2.6. Bassin de dissipation

Le bassin de dissipation sert à dissiper l’énergie mécanique de l’eau en provenance du seuil, qui pourrait éroder le fond du barrage. Il est constitué du radier aval et de l’enrochement aval. L’énergie à dissiper est proportionnelle à la hauteur de chute H égale à 0,78 [m] si les passes sont fermées et 0,06 [m] si les passes sont ouvertes.

En terme de puissance, ceci équivaut à

Où

P : puissance à dissiper exprimée en [W]

ρ : masse volumique de l’eau égale à 1000[kg/m 3]

g : accélération de la pesanteur égale à 9,81 [m/s 2]

Q : débit de crue de projet égale à 61 [m/s 3]

∆H = H(NPHE) – Haval + s

Où :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 79 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

H(NPHE) : Hauteur d’eau en amont du barrage

Haval : Hauteur d’eau en aval du barrage

s : hauteur du seuil terminal

H : dénivelée entre plan d’eau amont et aval en [m]

Pour la conversion 1 [kW] = 1,36 [Cv]

En considérant qu’il nous faut 5 [m 3] de bassin par cheval de puissance à dissiper. Le volume du bassin est donnée par:

La longueur du bassin est donnée par :

Les calculs nous donnent :

Tableau 31 : Résultats de calcul sur le bassin de dissipation

3 P [W] V [m ] L (bassin) [m] 464639 126,38 5,41

3.2.3. PROFIL DU BARRAGE PROJET

Le barrage de dérivation, en dur et présentant une passerelle de service en BA de 10 [m] de long, a été dimensionné de manière à :

Pouvoir dévier les eaux de la rivière Sisaony d’un débit de 0,094 [m 3/s] vers la prise principale,

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 80 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Permettre le passage des eaux d’une crue de fréquence décennale à un débit estimé à 61 [m 3/s].

Voici le profil type d’un barrage :

Figure 12 : Profils type d’un barrage

L’étude de stabilité a été réalisée en supposant le cas le plus défavorable, quand les passes batardables sont fermés. Après calculs de stabilité, les différentes caractéristiques du barrage sont :

Longueur du barrage = 10 [m]

Largeur de la crête = 0,50 [m]

Hauteur du barrage = 1,40 [m]

Largeur à la base du barrage = 1,00 [m]

Radier amont = 1,50 [m]

Radier aval = 2,00 [m]

Epaisseur du radier = 0,40 [m]

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 81 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Longueur de la parafouille amont = 1,90 [m]

Longueur de la parafouille aval = 0,90 [m]

Epaisseur des parafouilles = 0,40 [m]

Largeur de la fondation ou plus précisément la largueur du radier = 4,50 [m]

Ouverture de chaque passe = 1 [m]

Nombre de passes = 7

Epaisseur de chaque poteau = 0,375 [m]

Nombre de poteaux = 8

Hauteur du seuil terminal = 0,30 [m]

Largeur à la base du seuil terminal = 0,45 [m]

Longueur de l’enrochement aval = 4,00 [m]

3.2.4. STABILITE DU BARRAGE

Un barrage est dit stable quand la règle de BLIGH et LANE et les conditions de stabilité au glissement, au renversement, à la flottaison et élastique sont à la fois vérifiées pour ce barrage.

Pour le calcul de stabilité, dans le cas de barrage mobile, il faut recalculer le débit qui franchit les passes et le débit au-dessus des poteaux. Dans le calcul des charges, on ne prend en compte que les parties en dur, considérer la totalité des 10 m de longueur serait sur dimensionner le barrage. Les différents calculs de stabilité figurent en Annexe V, aux pages A. 30 à A. 39.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 82 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

3.3. OUVRAGES ANNEXES

Les ouvrages annexes sont ceux solidaires au corps du barrage, tels que l’ouvrage de prise, les passes batardables, la passerelle de service, les murs d’encaissement, auxquels s’ajoutent les canaux à ciel ouvert et enfin les ouvrages sur canaux.

3.3.1. OUVRAGE DE PRISE

La prise principale est une ouverture aménagée à la rive gauche du barrage. Elle sert à alimenter l’avant canal en eau. Elle sera munie d’une vanne qui servira à contrôler le débit à transiter vers le périmètre. Après calcul, la section de l’orifice sera égale à 0,11 [m 2]. La côte de sa base est égale à Zprise = 98,19 [m] . Les détails de calcul sont communiqués en annexe IV, aux pages A.21 et A.22.

3.3.2. PASSES BATARDABLES

Le nombre de passes dépend de la longueur du barrage. Pour ce projet, les informations concernant les passes sont les suivantes :

Nombre de passes : 7

Largeur de la vanne de chasse : 1 [m]

Les passes contiendront des accessoires tels que les planches en bois disposées verticalement et tenues en place par des fers en U.

3.3.3. MURS D’ENCAISSEMENT

Les murs d’encaissement sont à la fois des ouvrages de protection pour les berges et pour le barrage. Ils ont pour rôle d’empêcher le débordement de l’écoulement sur les côtés, et de protéger les berges contre l’érosion. Ils servent également à ancrer le barrage dans les berges de la rivière et assurent le rôle de parafouilles latérales. Leur hauteur correspond à la somme de la hauteur du barrage ajoutée à la revanche et de la charge maximale au-dessus du

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 83 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

seuil du barrage, en période de crue, correspondant à la valeur du débit de crue décennale. Ils seront en béton armé.

Hm = H b + H 0 + R 0

Où :

Hm : Hauteur d’un mur d’encrage exprimée en [m]

Hb : La hauteur du barrage exprimée en [m]

H0 : Charge sur le seuil quand les passes sont fermées, exprimée en [m].

R0 : revanche exprimée en [m]

Les calculs ont donnés Hm = 3,62 [m] pour une revanche de 0,20 [m]

3.3.4. ENROCHEMENT AVAL

Il a pour but de protéger la section de la rivière. L’élément qui peut menacer la stabilité du barrage est l’énergie non dissipé dans le bassin de dissipation. Les caractéristiques de l'enrochement en aval sont déterminées en fonction de la vitesse de l’eau en aval du barrage.

Ces caractéristiques sont le poids moyen de l'enrochement P 50 en [kg] et diamètre moyen de l'enrochement d 50 en [m]. Le diamètre moyen des enrochements doit être supérieur au diamètre de l’enrochement que la vitesse en aval du barrage pourra créer un début d’entrainement pour ce débit décennal.

Si l’on considère que la vitesse en aval du barrage V est la vitesse de début d’entrainement, l’hydraulique fluviale concernant le transport solide nous donne la formule suivante :

1/4 1/6 3/8 V = 2,64 K S y d

Où :

V est la vitesse de l’eau en aval du barrage majorée de 25 %.

Ks : coefficient de Strickler égal à 25

y : tirant d’eau en aval du barrage égal à 2,33 [m]

d : diamètre de l’enrochement en [m] que la vitesse V peut faire bouger.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 84 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

Cette formule a été obtenu en éliminant la pente « I » de celle qui donne la formule de Strickler et celle qui donne le débit de charriage donnée par Meyer-Peter et Muler en 1948.

La condition est que « d50 » soit inférieur à « d » de cette formule.

La vitesse V de l’eau en aval est obtenue en utilisant la formule de continuité de débit :

Qui nous donne

L étant la largeur du lit de la rivière en aval du barrage, Haval est la hauteur d’eau en aval du barrage et Q est le débit de crue de projet.

AN : L = 10 [m] et H aval = 2,33 [m]

On trouve V aval = 2,64 [m/s] qui nous donne V = 3,30 [m/s] et qui donne à son tour d = 0,15

[m]. Alors d 50 > 0,15 [m]. Prenons d 50 = 0,20 [m].

L’enrochement est considéré comme une sphère. Son poids est obtenu en multipliant son volume par son poids volumique.

Les résultats sont communiqués dans le tableau qui suit :

Tableau 32: Dimensionnement de l’enrochement

Vitesse aval de l’eau majorée de 25% en [m/s] 3,30 Poids volumique de l’enrochement [Kg/m 3] 2400

d50 [m] 0,20

P50 [kg] 10,05 Epaisseur de la couche d’enrochement [m] 1,00

3.3.5. DALOT ORDINAIRE

C’est un ouvrage de franchissement pour les trafics dans le but de protéger le canal et d’assurer sa continuité. Il aura une base égale à 0,29 [m] et une hauteur égale à 0,25 [m] pour

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 85 Partie II : Etudes techniques de base et Propositions d’aménagements

pouvoir transiter le débit nominal demandé pour l’irrigation. Les détails de calcul pour son dimensionnement sont communiqués en annexe IV, aux pages A. 22 et A.23.

3.3.6. AVANT CANAL

L’avant canal de section rectangulaire sera maçonné sur une longueur de 1 [m]. Il a une largeur au plafond de 0,58 [m], une hauteur d’eau de 0,29 [m] et une revanche de 0,20 [m]. Sa pente est de I = 0,002 [m/m], avec un fruit de talus égal à m = 0 et de rugosité K = 45. Le canal serait ensuite en terre sur une longueur de 886,50 [m] qui sera de profil trapézoïdal de 0,27 [m] de base, de 0,32 [m] de hauteur d’eau avec une revanche de 0,20 [m], de rugosité K = 30 une pente égale à 0,003 [m/m]. Les détails de calcul seront communiqués en annexe IV, aux pages A. 15 à A.20.

CONCLUSION PARTIELLE

Cette partie permettra la maitrise de l’eau qui assurera son économie et la satisfaction des demandes en eau du périmètre d’étude, l’augmentation du rendement rizicole dans la zone d’étude qui assurera l’autosuffisance alimentaire et l’amélioration de la situation social et des conditions de vie des villageois. Elle assurera aussi la pérennisation des réalisations.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 86

Partie III : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET ENVIRONNEMENT

Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Chapitre 1 : ETUDE SOCIALE

Cette étude concerne à renforcer les capacités de l’association qui va gérer le réseau hydroagricole d’Ampoza Est à Alatsinainy Bakaro. L’association doit bien s’organiser, préserver l’environnement dans ses actions et veiller au bon fonctionnement et à la durabilité des réalisations.

1.1. SOCIO-ORGANISATIONNELLE

L’établissement d’un règlement intérieur qui définit les rôles de chaque membre au niveau du réseau est nécessaire. Il faudra bien définir les rôles, s’il le faut, organiser des formations pour la gestion du réseau. Organiser des calendriers de participation et même si possible des comptes rendus pour faciliter les prises de décisions.

1.2. ENVIRONNEMENT

L’AUE doit se fonder sur les points suivants :

Protection des tanety

- Pratique de l’engazonnement : faire des mottes de gazon carré de 40 [cm] de côté. Puis fixer celle-ci au tanety érodés par des tiges en bois et entamer l’arrosage.

- Cultures des plantes antiérosives comme le vétiver en les cultivant avec des espacements de 25 [cm] entre les pieds et en lignes en quinconce.

- Construire des batardeaux avec des empilements de sacs remplis de terres et qui seront soutenus par des bois locaux.

Utilisation des engrais biologiques (fumier, composts) : il faut éviter le plus possible l’emploi d’intrants chimiques. Pour le compostage, il s’agit d’enfouir des débris de cultures, des déchets organiques, du liquide de cannes à sucre, du liquide intestinal de bœuf, de l’eau dans des fosses de façon à les fermenter, puis les utiliser comme de l’engrais après 7 jours

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 88 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Maitrise de l’emploi des insecticides : il faut toujours

- protéger les mains avec de gangs

- ne pas semer en contre vent

- ne jamais fumer en travaillant,

- employer en quantité minime si possible les insecticides.

Curage des canaux :

- Il faut enlever le sable ou les vases bouchant les canaux, puis déposer dans des endroits loin du site puis les damer ou les déverser dans la rivière.

Création des fosses d’aisance : cela évitera les maladies de se propager partout.

Maitrise de la manipulation de la vanne de la prise selon le cas qui se présente.

1.3. GESTION ET ENTRETIEN DES RESEAUX

Les bénéficiaires doivent s’assurer l’entretien du périmètre après les travaux. C’est l’objectif du renforcement des capacités des usagers de l’eau afin qu’ils puissent gérer et entretenir le périmètre pour assurer la pérennisation des ouvrages. Ils seront responsables de l’ouverture des passes du barrage avant le passage d’une crue, le curage des canaux et du dalot avant chaque mise en eau.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 89 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Chapitre 2 : ETUDE ECONOMIQUE ET FINANCIERE

Cette étude est basée sur l’analyse de l’intérêt du projet sur l’économie de zone d’étude. La rentabilité du projet sera exprimée par le « taux de rentabilité interne » connu par « TIR » dont la valeur devra être supérieure au taux d’actualisation du projet qui est obtenu en faisant une projection du taux d’inflation mais il est d’usage de prendre 12 %.

2.1. CARACTERISTIQUE DU PROJET

Les caractéristiques du projet comprennent :

la consistance des travaux

l’investissement initial

la charge annuelle prévisionnelle

la recette annuelle prévisionnelle

les flux nets de trésorerie

Pour en savoir plus, nous les voire un à un :

2.1.1. CONSISTANCE DES TRAVAUX

La consistance des travaux comprendra :

la démolition de l’ancien barrage de dérivation

la construction d’un nouveau barrage de dérivation

la mise en place de gabion sur une longueur de 48 [m] pour la protection des talus en rive gauche de l’avant canal.

la construction d’un avant canal en maçonnerie de moellon de longueur 1,00 [m].

la construction d’un dalot ordinaire

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 90 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

regabaritage des canaux d’irrigation sur une longueur de 887,50 [m].

2.1.2. INVESTISSEMENT INITIAL

L’investissement initial comprendra tous les dépenses occasionnées initialement pour la réalisation du projet, c’est-à-dire le coût du projet.

L’estimation du coût des travaux a été effectuée sur la base des quantités mesurées sur l’ensemble des ouvrages projetés et du bordereau des prix unitaires résultant d’une analyse des prix pratiqués pour ces types de travaux par des petites et moyennes entreprises locales en tenant compte de l’importance de la mise en œuvre du projet. Nous obtenons la valeur de l’investissement initial à partir du bordereau de devis estimatif (BDE) du projet donné en annexe VI aux pages A. 41 à A.43.

Ainsi, l’investissement initial s’évalue à 67 807 056,85 [Ariary] TTC.

2.1.3. CHARGE ANNUELLE PREVISIONNELLE

Les valeurs présentées dans cette partie sont les résultats des enquêtes menées auprès des bénéficiaires. Les charges d’exploitation par hectare de culture, dans le périmètre, se répartissent en matériels, intrants et main d’œuvre.

2.1.3.1. MATERIELS AGRICOLES

Les matériels employés pour l’exploitation agricole sont les charrues, les charrettes, les sarcleuses, les herses, les pompes manuelles, les batteuses, les pulvérisateurs et les pelles qui sont les plus utilisées. Les dépenses en matériels agricoles sont données dans le tableau suivant :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 91 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Tableau 33: Dépenses en matériels agricoles en [Ariary]

Désignation QT/demi jour/ha PU/demi jour/ha Coûts/ha Charrues 6 22000 132000 pompe manuelle 2 60000 120000 Herses 2 18000 36000 Batteuses 2 18000 36000 Sarcleuses 2 15000 30000 Charrettes 5 20000 100000 Pulvérisateurs 2 13000 26000 Pelles 22 15000 330000 Total 810000

2.1.3.2. DEPENSE EN INTRANTS

Le coût des intrants est constitué par la somme des coûts des semences, traitements et des engrais. Les dépenses en intrants en Ariary par hectare sont présentées dans le tableau ci- après :

Tableau 34: Dépenses en intrants en [Ariary/ha]

Désignation QT/ha PU Coûts/ha Semence riz 30 2000 60000 Traitement par DC6 10 2000 20000 NPK 300 2000 600000 Fumier 12 20000 240000 Total 920000

2.1.3.3. MAIN-D’ŒUVRE

C’est la somme des dépenses pour la main d’œuvre nécessaire, pendant toutes les étapes de la production. Le prix journalier reste constante pendant toutes les activités, seul le nombre des hommes nécessaires à chaque phase de travail, par hectare qui varie. Les dépenses en main d’œuvre sont résumées dans le tableau suivant en Ariary :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 92 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Tableau 35 : Dépenses en main d’œuvre en [Ariary/ha]

Désignation Rendement [HJ/ha] PU Coûts/ha Pépinières 3 10000 30000 Curage 5 75000 375000 Mise en eau 2 10000 20000 Labour 10 2500 25000 Semi 5 2000 10000 Nivellement 10 6000 60000 Repiquage 25 10000 250000 Entretien 5 10000 50000 Désherbage 10 6000 60000 Traitement 3 5000 15000 Récolte 15 10000 150000 Transport 5 10000 50000 Séchage 3 8000 24000 Total 1119000

2.1.4. RECETTE ANNUELLE PREVISIONNELLE

La recette annuelle sera essentiellement constituée par les prix de vente des récoltes en paddy. Les récoltes étant fonction de la superficie cultivée.

2.1.4.1. HYPOTHESE DE CALCUL

Les hypothèses suivantes sont à prendre en compte pour bien entreprendre l’étude :

Les recettes obtenues par l’élevage et les autres activités sources de revenus dans la région sont négligées.

Seules les activités de la production rizicole sont prises en compte. La superficie cultivée en riz varie de 15% la 1 ére année, de 30% la 2 ème année, de 50% la 3 ème année et de 100% pour les années ultérieures.

Quand on pratique le système de riziculture amélioré (SRA), le rendement est estimé au minimum égal à 3,70 [T/ha] pour la grande saison et 3,20 [T/ha] pour la contre saison (source : Rice Action Plan(RAP) 2007-2009).

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Ces hypothèses ont été retenues en supposant une durée de 5 ans pour garantir la rentabilité du projet.

Le tableau suivant résume la situation de l’avant et l’après projet avec leur rendement respectif de chaque année.

Tableau 36: Situation avant et après projet

Avant-projet Après projet Désignation Année 0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Superficie en [ha] 23,5 27,0 30,6 35,25 47 47 Rendement en [T/ha] pour la grande saison 1,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 Rendement en [T/ha] pour la contre saison 1,50 3,20 3,20 3,20 3,20 3,20 Récolte pour la grande saison en [T] 39,95 99,9925 113,035 130,425 173,9 173,9 Récolte pour la contre saison en [T] 35,25 86,48 97,76 112,8 150,4 150,4 Auteur : RAKOTOMANGA Tsiory

2.1.4.2. CALCUL DES REVENUS ANNUELS PREVISIONNELS

Les recettes sont obtenues en se basant sur le prix du kilo de paddy. Le prix de 1 [kg] de paddy étant de 1 000 [Ariary] qui nous donne le prix d’une tonne de paddy qui s’évalue à 1000000 [Ariary]. Le tableau ci-après donne la recette pour chaque année de production.

Tableau 37: Revenu annuel prévisionnel

Avant-projet Après projet Désignation Année 0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Récoltes-en [T] 75,20 186,47 210,80 243,23 324,30 324,30 Recettes 75 200 000 186 472 500 210 795 000 243 225 000 324 300 000 324 300 000 Auteur : RAKOTOMANGA Tsiory

2.1.5. FLUX NETS DE TRESORERIE

Le flux net de trésorerie est le solde des flux de caisse engendré par un investissement à la clôture d’une période. Le flux net de trésorerie annuel ou cash-flow annuel est obtenue en faisant la différence du chiffre d’affaire annuel avec la charge annuelle.

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Cash-flow annuel = chiffre d’affaire annuelle – charge annuelle

La charge étant fonction de la superficie cultivée. On obtient la charge pour chaque année en multipliant la charge annuelle prévisionnelle par hectare par la superficie cultivée de l’année concernée. La charge obtenue à partir de la 2ème année sera augmenté de 10% de la charge de l’année qui la précède. Ceci par souci et prévision des inflations économiques possible durant ces cinq ans.

Le tableau ci-dessous nous donne le cash-flow pour chaque année.

Tableau 38: Cash-flow en [Ariary] pour chaque année

Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Chiffres d'affaire/an 186 472 500 210 795 000 243 225 000 324 300 000 324 300 000 Charge annuelle 153 988 450 189 472 745 219 801 774,5 289 786 177,5 296 784 617,7 Cash-flow 32 484 050 21 322 255 23 423 225,5 34 513 822,55 27 515 382,26 Auteur : RAKOTOMANGA Tsiory

2.2. CALCUL DE RENTABILITE DU PROJET

L’étude de rentabilité est obligatoire avant la réalisation de tous projets. Il permet de connaitre le délai de récupération de l’investissement, les gains possibles durant les cinq ans. Pour mener à bien l’étude, un récapitulatif sur les caractéristiques du projet serait un avantage pour rester dans le sujet.

2.2.1. Récapitulatif sur les caractéristiques du projet

Notre projet a les caractéristiques suivantes :

Investissement initial : 67 807 056,85 [Ariary] TTC

Flux nets de trésorerie

Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Chiffres d'affaire/an 186 472 500 210 795 000 243 225 000 324 300 000 324 300 000 Charge annuelle 153 988 450 189 472 745 219 801 774,5 289 786 177,5 296 784 617,7 Cash-flow 32 484 050 21 322 255 23 423 225,5 34 513 822,55 27 515 382,26

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Considérons un taux d’actualisation « r » de 12 % pour le projet.

2.2.2. Délai de récupération de l’investissement

Le délai de récupération actualisé est obtenu à partir des cash-flows actualisés.

Il est obtenu par interpolation. Les facteurs d’actualisation f i sont obtenus par la -i formule suivante : fi= (1+ r)

Le tableau suivant nous permettra de le calculer :

Tableau 39: Cumul de Cash-flow en [Ariary] pour chaque année

Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Cash-flow 32 484 050 21 322 255 23 423 225,50 34 513 822,55 27 515 382,26 Facteur d'actualisation 0,893 0,797 0,712 0,636 0,567 Cash-flow actualisé 29 003 616,07 16 997 971,14 16 672 189,25 21 934 158,19 15 612 966,84 Cumul de cash-flow 29 003 616,07 46 001 587,21 62 673 776,46 84 607 934,65 100 220 901,49 Auteur : RAKOTOMANGA Tsiory

Nous remarquons que la valeur de l’investissement initial est comprise entre les cumules de cash-flow de l’année 3 et 4. On constate une variation de 21 934 158,19 [Ariary] et une différence de 5 133 280,39 [Ariary] entre le cumul de cash-flow dans l’année 3 et l’investissement initial. En interpolant, on trouve, une durée de 0,23 an pour atteindre la valeur de l’investissement initial partant de la valeur du cumul de cash-flow de l’année 3. Donc, le délai de récupération de l’investissement est de 3,23 ans. En réalité, il est de 4 ans puisque les récoltes ne sont vendues qu’en fin de saison.

2.2.3. Détermination de la Valeur Actuelle Nette (VAN)

La VAN est calculée par la manière suivante:

VAN = ∑

Où C P représente le cash-flow de l’année p.

I représente l’investissement initial et « r » le taux d’actualisation du projet.

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: La somme des cash-flows actualisés des cinq années. ∑

Après calcul, on trouve

VAN = 32 413 844, 64 [Ariary]

Ainsi le projet permet de récupérer l’investissement initial, de le rémunérer aux taux de 12 % pendant 5 ans et de dégager un excédent de liquidité, la création de valeur de 32 413 844, 64[Ar].

2.2.4. Indice de profitabilité du projet

L’indice de profitabilité « IP » est égal à la somme de flux actualisé rapportée à l’investissement initial « I »:

IP = 1 +

On obtient,

IP= 1,48 [Ariary]

C’est-à-dire que l’investissement génère 1,48 [Ariary] par 1 [Ariary] investi et crée 0,48 [Ariary] par 1 [Ariary] investi en 5 ans.

2.2.5. Taux interne de rentabilité(TIR)

Par définition, le TIR est égal au taux d’actualisation qui annule la VAN. On a ainsi l’équation suivante :

= 0 ∑

Grace à Excel, on obtient la solution exacte.

TIR = 21,38 % > taux d’actualisation du projet

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Selon le critère du TIR, le projet est acceptable. En effet, le TIR est supérieur au taux d’actualisation du projet, ainsi le projet reste acceptable tant que le taux d’actualisation retenu est inférieur ou égale à 21,38 %.

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Chapitre 3 : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTALE

Quand le projet peut avoir une grande influence sur les décisions d’investissement, la réalisation d’une évaluation environnementale est une étape importante et obligatoire dans son processus.

Dans cette partie, on essayera d’évaluer les impacts environnementaux qui pourraient exister par suite de la réalisation des infrastructures d’aménagement du périmètre irrigué d’Ampoza Est. Les objectifs de cette analyse sont de mettre en évidence les impacts probables du projet et de proposer les mesures d’atténuation ou de compensation.

1. MISE EN CONTEXTE DU PROJET

Ce projet de développement rural a été développé dans le but de lutter contre l’insuffisance alimentaire, la malnutrition, la pauvreté qui sont les résultats de l’accroissement du nombre de la population de la zone et l’insuffisance d’espace irrigué. Il faudrait cependant, prendre des mesures pour arrêter toute dégradation environnementale de la région. Pour y arriver, une analyse scientifique des impacts potentiels prévisibles d’une activité donnée sur l’environnement sera nécessaire.

2. DESCRIPTION DU PROJET

Le projet consiste à résoudre le problème lié à l’alimentation en eau du périmètre, en réhabilitant toutes les infrastructures hydroagricoles se trouvant en amont du périmètre.

Les infrastructures hydroagricoles du périmètre irrigué d’Ampoza Est sont dans un état défectueux. On constate que le corps du barrage est endommagé, l’avant canal n’est plus fonctionnel à cause de sa bouchure par glissement des talus dû aux dégâts causés par les chercheur d’or, les canaux d’irrigation sont étroits nécessitant du regabaritage, les surfaces irrigables son restreintes. D’où l’initiative des riverains producteurs à chercher des financements pour la réhabilitation du réseau hydroagricole.

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Le projet est de dériver vers rive gauche de Sisaony un débit de 94 l/s et, pour cela, un barrage de 10 m de long sera construit sur le site de l’ancien barrage. Cet emplacement répond aux critères techniques, économiques et environnementaux. Il faut aussi stabiliser les talus par des gabions et s’assurer que le projet ne cause de graves inondations pour les rizières en rive droite du barrage. Ci-dessous, les différentes étapes du projet :

Tableau 40 : Les différentes étapes du projet

Phases Etapes de travail Activités prévues Préparatoire Installation de chantier - Construction d’un magasin de stockage des matériaux et matériels - Fourniture en matériels et matériaux - Achat de matériaux et matériels - Recrutement d’agents locaux et arrivée de la main d’œuvre étrangère Restructuration de l’AUE - Organisation d’ateliers de réflexion pour un renforcement de - Définition et modalité d’organisation des AUE capacité. - Révisions des textes : statu, règlement intérieur, Dina et liste des membres - Appuis à la mise en place des structures - Construction de bureau - Renforcement de capacité organisationnelle et managériale : maitrise des rôles et fonction par la formation - Mise en place d’un système de gestion financière : élaboration d’outils et de procédures de gestion financière, formation à leur utilisation par l’AUE, mise en place d’un système de contrôle interne. - Formation paysanne, sensibilisation et encadrement technique en matière d’intensification de la culture mais de manière durable : formation sur la culture, sur la pratique, sur l’entretien des travaux de génie civil entrepris,

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sur l’entretien des dispositifs, sur l’utilisation des engrais (quantité et qualité) pour chaque type de plantation, sur la méthode de rotation culturale. Réalisation Démolition de l’ancien - Placement de batardeau provisoire pour dévier la barrage de dérivation rivière pour rendre accessible le site pour la démolition - Destruction du barrage en entier - Transport des débris du barrage Construction du nouveau - Fouille sur rivière pour l’ancrage du barrage par barrage de dérivation les bénéficières - Coulage du béton - Enduit et chape du barrage - Construction du mur d’encaissement - Construction de la passerelle de service Construction de l’avant - Fouille par les bénéficiaires canal - Déblai et remblai - Réajustement de la pente - Travaux de maçonnerie Protection des berges en - Mise en place des pieux en bois et sac de sable rive gauche du barrage juste -remblais en aval - engazonnement Construction d’un dalot - Fouille par les bénéficiaires ordinaire - Déblai - Maçonnerie - Remblai. Protection des talus par - Talutage gabions - mise en place des gabions Repli de chantier Repli de chantier Exploitation Exploitation du périmètre - Exploitation du périmètre par les bénéficiaires - Intensification durable de la culture - Gestion du périmètre par l’AUE

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3. DESCRIPTION DU MILIEU RECEPTEUR

Le milieu récepteur est constitué de l’environnement naturel qui existait et les transformations apportées par le projet. Les zones d’influence du projet sont composées de :

Milieu physique

Milieu biologique (faunes et flores)

Milieu humain (social, culturel, économique et santé)

Nous allons les décrire un à un :

3.1.DESCRIPTION DU MILIEU PHYSIQUE

La zone d’étude est localisée dans la partie Sud-est d’Antananarivo. Sur le plan administratif, la commune rurale d’Alatsinainy Bakaro fait partie des Communes du District d’Andramasina, dans la Région d’Analamanga. Elle se trouve à environ 60km d’Antananarivo ville. Son relief appartient au régime des Hautes Terres Centrales et est soumise à un climat tropical d’altitude.

La température moyenne annuelle varie de 14,5 °c à 25,6 °c. La pluviométrie moyenne annuelle est de 1298 [mm].

Pour la pédologie, on peut voir un sol latéritique rouge et parfois sablonneux.

La majeure partie des plaines et des vallées sont formées en surface par des formations alluviales récente.

La rivière Sisaony constitue la ressource à exploiter par le projet. La surface de son bassin versant est égale à 32,47 [km2].

3.2.DESCRIPTION DU MILIEU BIOLOGIQUE

Pour la faune, on voit la présence des grenouilles, des serpents et de têtard dans les rizières. En ce qui concerne la végétation, des parties non bâties couvertes par une végétation de type savane herbeuse dit « bozaka »

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3.3.DESCRIPTION DU MILIEU HUMAIN

Le fokontany Ambohidavenona compte 1915 habitants. La densité est estimée à 202 habitants par kilomètre carré.

La majorité de la population est composée de paysan. Les principales activités sont l’agriculture, notamment, la riziculture, les cultures de type racines et tubercules dont pomme de terre, manioc, patate douce…

L’élevage est de types bovidés, de porc et de volailles

Pour le coté éducation, le fokontany Ambohidavenona ne dispose que d’une école primaire publique. Les études secondaires peuvent s’effectuer au collège d’enseignement général du chef-lieu de la commune.

Pour la santé, la commune dispose d’un CSB I et de deux CSB II.

4. IDENTIFICATION DES IMPACTS

Pour pouvoir effectuer des analyses et évaluer les impacts, il faut d’abord identifier tous les impacts probables dus à la réalisation du projet.

Les impacts sont donnés dans le tableau suivant :

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Tableau 41: Les impacts du projet identifiés

Phases Etapes des Sources d’impact Impacts positifs en Impacts négatifs en travaux Milieu Milieu humain Milieu biophysique Milieu humain biophysique

Construction d’un Création - Disparition de certaines magasin de stockage des d’emplois variétés de faunes

matériaux et matériels. - Défrichement de

quelques plantes

Fourniture en matériaux - Emanation de poussières dans l’atmosphère et matériels causée par le passage des engins de transport

- Nuisances sonores dues au passage fréquent de camion

Achats de matériaux Source de revenus locaux pour les habitants locaux Installation de chantier Recrutement d’agents - Création Risque de pollution de - Difficulté de

locaux et arrivée de d’emplois l’eau cohabitation main d’œuvre étrangère - Amélioration, - Augmentation des voire création de risques de nouvelles transmission de transactions maladies d’une communauté à

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 104 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

commerciales l’autre à cause des échanges

Organisation d’un Consultation des

atelier de réflexion paysans par

approche

participative,

Information des

paysans sur les avantages de

l’aménagement Structuration

de l’AUE Proposition des Phase pour un communautés préparatoire renforcement Confirmation et de capacité institutionnel information des considérations techniques.

Responsabilisation Définition et modalité des usagers de d’organisation de l’eau l’AUE

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Révision des textes : Associations statuts, règlements rendues formelles intérieur, dina et révision de la liste des Création d’un réel membres engagement et d’une approbation Appui à la mise en place des propositions des structures

Construction de bureau

Renforcement de leur Pérennisation Acquisition de capacité pour la gestion des ouvrages nouvelles de l’association et du connaissances périmètre, sur les Bon pour les usagers mesures agroforestières fonctionnement de l’eau proposées, ainsi que du périmètre l’entretien des ouvrages.

Démolition du barrage Risque de noyade

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Edification d’un mur de Protection des soutènement pour talus pour Démolition de stabiliser les talus contre minimiser les l’ancien l’érosion. dégâts causés barrage par l’érosion

Phase de réalisation

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Construction Construction d’un - Perturbation d’habitat Risque de noyade du nouveau batardeau provisoire faunistique barrage - Défrichement de quelques plantes aquatiques

- Perturbation de l’écoulement

Fouille sur les rives Défrichement des plantes pour l’ancrage du barrage

Coulage de béton Occasion pour les Pollution de l’eau maladie pour les marchands de utilisateurs d’eau vendre les sables en aval locaux de vendre leurs produits

Enduit et chape du barrage

Construction du mur Débroussaillage de maladie pour les d’encrage quelques végétations utilisateurs d’eau en aval, pour ceux respirent l’air

Protection des Placement des pieux en Pollution de l’air et de berges bois et sacs de sable l’eau

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Construction Débroussaillage perturbation de l’avant canal Déblai et remblai Réajustement de la pente

Travaux de maçonnerie

Construction -Fouille Occasion pour les du dalot marchands de ordinaire -remblayage sable locaux de -Coulage de béton vendre leurs produits -Travaux de maçonnerie

Construction -Remblais Participation des des canaux usagers d’irrigation -déblais

Protection des -Mise en œuvre des Occasion pour les talus gabions marchands de moellons locaux de vendre leurs produits

Repli de -Replis de chantier Nuisance sonores chantier Emanation de poussière

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Perte de travail

Exploitation Exploitation du Accroissement des du barrage périmètre par les économies bénéficiaires Réduction de l’insuffisance alimentaire

Intensification durable -Amélioration du Accroissement de de la culture rendement la population par immigration -Augmentation du revenu annuel par ménage

Gestion du périmètre Pérennisation par l’AUE des ouvrages

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5. ANALYSE ET EVALUATION DES IMPACTS

L’évaluation des impacts du projet est réalisée en prenant en compte trois critères qui sont l’étendue, la durée et l’intensité. La méthode consiste à une évaluation objective, en attribuant un coefficient à chacun de ces trois critères. Il s’agit donc de donner des notes aux paramètres d’évaluation des impacts selon le tableau suivant :

Tableau 42 : Notes aux paramètres d’évaluation des impacts

Impact Etendue spatiale Durée Intensité Importance de l’impact Locale : 1 Occasionnelle : 1 Faible : 1 Mineur : (3-4) Zonale : 2 Temporaire : 2 Moyen : 2 Moyenne : (5-6) Régionale : 3 Permanente : 3 Forte : 3 Majeur : (7-9)

Explication :

L’étendue spatiale : exprime l’emprise ou la portée spatiale des effets de l’impact considéré. Elle est :

- Régionale, quand l’impact est ressenti par l’ensemble de la population de la région, ou par une proportion importante de la population

- Zonale, quand l’impact est ressenti par l’ensemble de la population de la zone, ou par une proportion importante de la population ;

- Locale, quand l’impact est ressenti par la population dans l’environnement immédiat de l’activité ;

La durée : se réfère à la période pendant laquelle l’impact se fait sentir. Elle est :

- Permanente, quand l’impact est ressenti de façon continue pendant une longue durée supérieure ou équivalente à la durée de vie du projet

- Temporaire, quand l’impact est ressenti de façon continue, mais pour une période de temps inférieure à la durée du projet ;

- Occasionnelle, quand l’impact est ressenti pour une période courte

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L’intensité : traduit le degré de perturbation de l’élément environnementale considéré, relatif à son intégrité, à sa qualité, à sa fonction ou à son dynamisme interne. Elle est :

- Forte, quand l’impact met en cause l’intégrité de l’élément environnementale touché, altère fortement sa qualité ;

- Moyenne, quand l’impact réduit quelque peu l’utilisation, la qualité ou l’intégrité de l’élément sans pour autant modifier ses fonctions ;

- Faible, quand l’impact n’entraine pas de modification perceptible de l’intégrité de l’élément environnemental.

Importance de l’impact : La somme des notes attribuées à chaque impact respectif donnera une notation finale de l’impact. L’appréciation globale est classée selon les trois catégories suivantes :

- Impact mineur, quand les conséquences sur le milieu sont significatives mais réduites et exigent ou non l’application de mesures d’atténuation ; pour une note comprise dans l’intervalle [3 ; 4]

- Impact moyen, quand les conséquences sur le milieu sont appréciables mais peuvent être atténuées par des mesures spécifiques ; pour une note comprise dans l’intervalle [5 ; 6]

- Impact majeur, quand les conséquences sur le milieu sont très fortes et peuvent difficilement être atténuées ; pour une note comprise dans l’intervalle [7 ; 9]

Les tableaux suivants résument l’évaluation des impacts positifs et négatifs :

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Tableau 43 : Evaluation des impacts positifs

I Sources d’impact Impacts engendrés Etendue Durée Intensité Importance m spatiale p Construction d’un Création d’emplois 1 1 2 4 a magasin de c stockage des t matériaux et s matériels Achat de matériaux Source de revenus 2 2 2 6 p locaux pour les habitats o locaux s Recrutement des Création d’emplois et 3 2 3 8 i agents locaux et amélioration, voire t arrivée de main création de nouvelles i d’œuvre étrangère transactions f commerciales s Organisation d’un Information des 2 1 2 5 atelier de réflexion paysans sur les avantages de l’aménagement

Définition et Association rendues 2 3 2 7 modalité formelle I d’organisation de m l’AUE p a Révision des c textes : statuts, t règlements s intérieur, dina et révision de la liste p des membres o Appui à la mise en s place des structures i Construction de t bureau i Renforcement de Pérennisation des 2 3 3 8 f leur capacité pour ouvrages s la gestion de Bon fonctionnement l’association et du du périmètre périmètre, sur les mesures agroforestières proposées, ainsi que l’entretien des ouvrages.

Edification des Protection des talus 1 3 2 6 débris en murs de pour minimiser les

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soutènement pour dégâts causés par stabiliser les talus l’érosion contre l’érosion.

Coulage de béton Occasion pour les 1 1 1 3 marchands de sable locaux de vendre leurs produits Travaux de Occasion pour les 1 1 1 3 maçonnerie marchands de sable locaux de vendre leurs produits Creusement Apport bénéficiaire en 1 1 1 3 I regabaritage nature m Mise en œuvre des Occasion pour les 1 1 1 3 p gabions marchands de a moellons locaux de c vendre leurs produits t Mise en place des Occasion pour les 1 1 1 3 s sacs de sable marchands de sable locaux de vendre leurs p produits. o Exploitation du Accroissement des 2 3 3 8 s périmètre par les économies i bénéficiaires Réduction de t l’insuffisance i alimentaire f s Intensification - Amélioration du 1 3 3 7 durable de la rendement culture - Augmentation du revenu annuel par ménage Protection des - Diminution des 1 1 2 4 berges en rive risques gauche d’affouillement Gestion du Pérennisation des 2 2 3 5 périmètre par ouvrages l’AUE TOTAL DES IMPACTS POSITIFS 83

Tableau 44 : Evaluation des impacts négatifs

I Sources d’impact Impacts Etendue Durée Intensité Importance m engendrés spatiale p Construction d’un - Disparition de 1 3 3 7 a magasin de certaines c stockage des variétés de

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t matériaux et faunes s matériels. - Défrichement de quelques n plantes é Fourniture en - Emanation de 2 2 2 6 g matériaux et poussières dans a matériels l’atmosphère t causée par le i passage des f engins de s transport - Nuisances sonores dues au passage fréquent de camion Recrutement Risque de 3 2 3 8 d’agents locaux et pollution de arrivée de main l’eau d’œuvre étrangère - Difficulté de cohabitation - Augmentation des risques de transmission de maladies d’une communauté à l’autre à cause des échanges Démolition de Risque de 1 1 1 3 l’ancien barrage noyade Construction de - Perturbation 1 3 3 7 batardeau d’habitat provisoire faunistique - Défrichement de quelques plantes aquatiques Perturbation de l’écoulement - Risque de noyade Fouille sur les rives Défrichement de 1 3 1 5 pour l’ancrage du quelques plantes barrage Coulage du béton Pollution d’eau 2 3 3 8 Construction du Débroussaillage 1 3 3 7 mur d’encrage de quelques végétations Déblai et remblai perturbation 1 2 2 5 Repli de chantier - Nuisance 2 2 2 6 sonores

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- Emanation de poussière Intensification de la Accroissement 2 3 3 8 culture de la population par immigration TOTAL DES IMPACTS NEGATIFS 70

Nous pouvons constater une différence entre l’importance des deux catégories d’impacts. Le total de l’importance des impacts positifs est de 83 et celui des impacts négatifs est de 70. Malgré ces impacts négatifs qui constituent un problème, ce projet offre plus d’avantages à l’ensemble de la population locale, voire régionale. Pour accroitre l’importance du projet, il serait donc nécessaire de prendre des mesures pour limiter et résoudre les problèmes posés par ces impacts négatifs.

6. MESURES D’ATTENUATION ET DE COMPENSATION

Les différentes mesures d’atténuation et de compensation ci-après seraient à considérer :

Tableau 45 : Mesures d’atténuation

Sources d’impact Impacts engendrés Mesures d’atténuation Responsables de l’exécution Construction d’un -Disparition de Bien choisir le lieu L’entreprise magasin de certaines variétés de d’emplacement stockage des faunes Limiter la zone matériaux et -Défrichement de d’installation matériels. quelques plantes Fourniture en -Emanation de Bien définir le temps de L’entreprise matériaux et poussières dans passage des engins et matériels l’atmosphère causée arroser le trajet avec de par le passage des l’eau engins de transport -Nuisances sonores dues au passage fréquent de camion Recrutement -Risque de pollution -Sensibiliser les gens à La commune d’agents locaux et de l’eau utiliser des bacs à ordures arrivée de main -Difficulté de et des latrines d’œuvre étrangère cohabitation -Créer des fosses d’aisance -Augmentation des -Sensibiliser pour le risques de respect d’autrui et pour le

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 116 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

transmission de professionnalisme maladies d’une -Distribution gratuit des communauté à l’autre préservatifs à cause des échanges Démolition de -Risque de noyade -Porter des dispositifs de L’entreprise l’ancien barrage sécurité -Travailler en période sèche Construction de -Perturbation d’habitat -Porter des dispositifs de L’entreprise batardeau faunistique sécurité provisoire -Défrichement -Travailler en période de quelques sèche plantes aquatiques -Limiter le plus possible -Perturbation de les défrichements l’écoulement -Risque de noyade Fouille sur les rives Défrichement de Porter des dispositifs de L’entreprise pour l’ancrage du quelques plantes sécurité barrage Travailler en période sèche Coulage du béton Pollution d’eau Travailler en période sèche L’entreprise Construction du Débroussaillage de Limiter les découpages L’entreprise mur d’encrage quelques végétations autant que possible Déblai et remblai perturbation Finir les travaux dans les L’entreprise délais fixés Repli de chantier -Nuisance sonores -Arroser le chantier avec L’entreprise -Emanation de de l’eau avant de replier poussière -Replier le plus vite possible Intensification de la -Accroissement de la Sensibiliser sur la propreté La commune culture population par et l’éducation civique immigration

7. PLAN DE GESTION ENVIRONNEMENTALE

Après avoir essayé de proposer des mesures d’atténuation face aux impacts négatifs, il serait maintenant obligatoire d’établir un plan de gestion environnementale. L’élaboration de ce dernier nécessite des suivis de l’évolution et du changement de certains paramètres, pour apporter à la zone un équilibre, du point de vue environnemental. Le tableau suivant récapitule ce plan de gestion environnementale :

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 117 Partie III : Etude socio-économique et environnementale

Tableau 46: Plan de gestion environnemental

Impact choisi Indicateur Méthode Outils de Fréquence Acteurs Résultat de suivi de suivi suivi de suivi impliqués attendu -Difficulté de -Nombre -Enquête - Enquête Toutes les La commune -Zéro conflit cohabitation de plaintes au niveau - yeux semaines et zéro plainte et conflits des (harmonie) -Nombre autorités et Pas de -Augmentation de malades auprès des malades des risques de Propreté de centres de transmission de la zone santé maladies d’une -Constat communauté à visuel l’autre à cause des échanges -Accroissement -Nombre Enquête au statistique Une fois La commune Contrôle des de la population de niveau des par an immigrants par immigration population fokontany

CONCLUSION PARTIELLE

Cette partie permettra le renforcement de la capacité de l’AUE à bien gérer le périmètre et préserver les réalisations. Elle permettra aussi d’évaluer l’importance du projet pour les bénéficiaires et de préserver l’environnement. L’étude d’impact environnemental nous a permis d’analyser les conséquences directes et indirectes du projet et d’évaluer l’importance de la réhabilitation de ce périmètre sur différents plans. On a pu démontrer que les notes d’importances des impacts positifs sont nettement supérieures à celles des impacts négatifs. Avec des mesures d’atténuation de ces dernières, nous pourrions dire que ce projet est bénéfique pour la population locale, non seulement économique mais aussi sur le plan social et environnemental.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 118

CONCLUSION GENERALE

La commune rurale d’Alatsinainy Bakaro possède les potentiels nécessaires et a un avenir prometteur, pour une agriculture très productive. Après aménagements et réhabilitations, le périmètre d’étude situé dans cette commune, pourra donner une meilleure production. Il permettra une autosuffisance alimentaire dans la région et améliorera le niveau de vie des paysans en apportant un excédent de production. La prospérité du périmètre d’étude revêt de l’importance pour la valorisation de la commune d’Alatsinainy Bakaro, et pour la survie économique même de la région Analamanga.

D’après les données avancés, la commune possède un potentiel humain considérable pour ses actions de développement, ses ressources en eau sont largement suffisantes pour irriguer tout le périmètre, et même plus, les sols dans le périmètre conviennent bien à la pratique de la riziculture ; si toutes les conditions d’amélioration des cultures sont réunies, en particulier, si les carences minérales des sols sont corrigées par des fumures, ces types de sol donnent la possibilité de pratiquer des techniques de culture plus modernes.

Malheureusement, le rendement rizicole y est encore très faible à cause du fait que le périmètre est mal exploité. L’AUE n’est pas encore légale et n’est que symbolique; pourtant cette association est censée assurer la gestion et l’entretien du périmètre. Il y existe, par ailleurs, de nombreuses contraintes liées à la non maîtrise de l’eau pour l’irrigation car les infrastructures existantes sont endommagées. Il est constaté un déficit en eau en saison sèche, l’eau retenue n’arrive même pas dans les canaux. Le facteur hydraulique permet la mise en application de système de cultures nouvelles, tels le SRA et la double culture du riz. Et il ne faut pas oublier que les paysans y pratiquent encore des techniques très traditionnelles.

Cependant, une bonne conception des infrastructures et une pratique des techniques culturales performantes, avec une bonne maîtrise de l’eau, pourraient augmenter la production rizicole. En disposant d’apports largement suffisants pour irriguer tout le périmètre, il faudrait en faire le meilleur usage possible, pour produire avec efficacité et pour obtenir des rendements élevés. A cet effet, il faudrait bien comprendre quels sont les effets de l’eau, la précipitation ou l’irrigation sur le développement des cultures dans différentes conditions de croissance. La maîtrise totale de l’eau offre les possibilités agronomiques. Les rendements maximums sont ceux obtenus dans des conditions agronomiques réelles, avec un bon niveau d’aménagement des cultures et une gestion adéquate de l’eau. Il faut donc rendre légale

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 119

l’association des usagers de l’eau. Ces groupes sociaux devraient être au courant des aménagements à réaliser, il ne faut jamais les négliger. Les aménagements proposés ne pourraient être efficaces si ces entités ne s’en sentent bénéficiaires. Des sensibilisations et formations auprès des paysans seraient alors indispensables avant d’entamer les procédures d’aménagement. Un investissement n’est valable que par l’objectif auquel il répond. Il devrait répondre aux attentes de la communauté bénéficiaire. La mise en valeur optimale des aménagements conduira à une bonne réorganisation de l’AUE. Les producteurs bénéficiaires conscientisés et responsabilisés devraient après s’organiser et prendre en charge un nombre croissant de tâches participatives et de responsabilités dans la gestion du périmètre et l’entretien des réseaux.

Bref, la réhabilitation du périmètre se traduirait, donc, par l’amélioration de la maitrise de l’eau, pour pouvoir augmenter les rendements rizicoles, vers une amélioration du revenu des producteurs. Une maîtrise de l’irrigation et du drainage serait certainement indispensable.

Après étude, il est constaté que la réalisation de ce projet conduirait, surtout, à des impacts positifs pour l’amélioration de la vie sociale et économique de la zone, et autant sur le plan environnement. Compte tenu du TRI de 21,34 %, le projet est rentable.

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 120

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Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA 122

ANNEXES

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA

ANNEXES

ANNEXE I : ETUDE PLUVIOMETRIQUE

A. 1

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 47: Pluviométries mensuelles d’Antananarivo

Antananarivo Rr Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre Annuelle 1961 239,4 53,9 390,7 109,6 2,6 3,4 21,0 5,9 5,5 24,8 198,8 408,2 1463,8 1962 77,1 169,9 255,5 49,9 19,3 0,9 0,9 7,2 3,8 67,8 361,5 403,6 1417,4 1963 272,3 151,5 101,9 81,7 16,6 39,3 3,3 8,4 0,6 152,3 149,7 467,7 1445,3 1964 134,4 330,6 167,6 4,2 1,4 16,2 37,4 4,8 3,6 31,0 129,4 410,5 1271,1 1965 422,3 190,7 139,8 82,0 2,6 1,1 31,9 64,1 6,7 36,6 220,3 428,3 1626,4 1966 113,1 174,0 141,3 9,7 89,7 10,9 5,3 61,2 11,8 23,6 61,7 392,3 1094,6 1967 292,2 186,9 323,0 44,8 7,2 6,3 4,1 9,3 27,9 62,6 272,7 278,1 1515,1 1968 155,2 159,2 88,5 39,3 5,4 8,6 17,1 0,3 5,0 0,1 194,4 239,5 912,6 1969 195,4 201,3 62,1 27,0 1,9 8,4 6,5 28,5 3,9 34,2 81,2 457,2 1107,6 1970 157,6 233,5 150,0 19,3 3,4 9,6 1,9 8,5 1,1 2,0 210,5 125,4 922,8 1971 381,6 397,8 52,4 1,6 13,2 1,1 6,0 5,3 38,6 3,8 206,5 425,7 1533,6 1972 329,9 379,4 250,1 32,8 43,3 6,0 13,8 22,8 2,7 74,9 174,0 260,7 1590,4 1973 319,7 331,5 232,2 0,0 0,6 9,0 5,7 10,4 23,7 58,4 105,5 248,8 1345,5 1974 178,2 250,0 91,4 130,7 57,2 35,6 5,4 3,9 6,1 90,9 88,7 454,1 1392,2 1975 232,9 402,9 310,2 33,1 25,9 2,2 5,1 5,4 3,4 54,2 358,7 278,8 1712,8 1976 76,1 188,5 49,6 15,2 23,6 4,9 7,3 37,7 1,3 150,4 79,5 477,7 1111,8 1977 207,6 403,5 207,2 15,1 39,6 2,1 3,6 16,1 2,1 127,2 53,9 139,5 1217,5 1978 203,3 112,0 99,0 112,8 63,5 7,8 44,2 12,2 90,6 18,1 180,0 147,2 1090,7 1979 188,5 219,2 228,4 77,6 43,1 13,5 13,8 21,0 5,3 53,0 407,2 281,8 1552,4 1980 293,1 149,2 358,6 41,9 7,7 0,9 18,8 1,6 4,0 156,3 62,3 195,0 1289,4 1981 299,4 289,2 286,8 85,8 67,4 0,6 1,6 30,8 12,4 128,2 75,7 358,1 1636,0 1982 808,7 398,1 322,8 23,2 9,1 4,7 28,1 4,2 62,8 75,2 161,5 118,8 2017,2 1983 257,8 288,2 152,6 22,5 2,9 9,5 4,7 3,6 12,3 28,2 251,3 276,5 1310,1 1984 442,7 441,2 153,7 60,3 1,1 5,9 7,1 20,4 2,7 71,4 304,8 136,6 1647,9 1985 165,1 330,1 274,2 78,0 3,4 5,2 1,4 10,6 5,0 29,2 122,1 254,0 1278,3 1986 85,5 303,5 125,1 103,8 52,7 1,8 2,1 11,3 3,8 197,3 156,4 193,6 1236,9 1987 650,0 250,5 164,0 67,3 0,4 0,6 11,1 13,8 0,9 47,4 84,1 124,1 1414,2 1988 358,0 169,7 69,4 21,3 10,4 2,0 23,6 1,2 1,1 28,0 103,3 302,3 1090,3 1989 146,1 340,1 32,5 15,6 42,6 0,3 4,7 11,8 3,2 49,2 105,8 337,5 1089,4 1990 141,8 180,8 69,6 29,8 9,2 2,7 2,5 0,9 27,2 53,7 86,1 172,3 776,6 1991 116,1 178,7 154,3 41,7 10,6 14,8 0,3 0,0 0,1 22,7 160,0 207,4 906,7 1992 435,1 202,8 154,2 40,4 2,0 0,7 1,5 14,0 0,7 10,5 222,6 81,9 1166,4 1993 167,4 388,9 163,8 44,0 17,0 12,9 9,9 0,6 7,9 121,5 175,4 200,3 1309,6 1994 738,8 238,1 267,8 50,2 3,4 21,8 11,2 11,5 8,1 43,8 12,8 185,5 1593,0 1996 599,8 200,0 276,8 0,6 1,8 0,4 2,5 10,0 7,5 5,4 9,7 319,2 1433,7 1997 372,6 338,1 70,1 50,7 20,3 4,5 10,3 7,9 34,3 52,3 157,5 154,3 1272,9 1998 135,7 454,6 128,8 42,9 11,4 1,7 4,2 13,7 34,5 9,5 16,6 320,3 1173,9 2000 114,6 254,0 157,6 1,4 4,4 4,4 16,0 0,5 0,5 27,9 192,2 201,2 974,7 2001 525,5 152,3 45,5 14,4 1,2 1,6 2,1 35,9 0,0 47,3 31,4 328,0 1185,2 2002 149,5 346,1 75,8 88,8 109,7 1,9 0,8 2,5 13,1 49,2 162,1 267,4 1266,9 2003 618,2 122,7 331,4 15,4 18,4 1,3 6,5 0,7 21,8 15,7 112,8 157,8 1422,7 A. 2

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

2004 245,4 248,4 100,3 39,5 2,8 5,5 2,3 23,7 6,6 7,2 145,2 306,2 1133,1 2005 269,6 213,9 195,5 87,2 13,0 1,6 28,1 6,9 3,9 0,6 143,1 374,9 1338,3 2006 222,6 69,0 197,9 44,4 6,6 5,1 2,5 4,4 4,7 47,0 129,8 203,4 937,4 2007 441,6 397,8 75,5 55,9 41,6 4,8 8,6 0,2 5,6 86,0 111,8 270,7 1500,1 2008 192,0 337,6 52,7 98,6 19,1 6,8 5,5 0,2 51,3 8,6 257,9 92,8 1123,1 2009 258,3 212,4 148,7 102,9 0,6 1,1 1,5 4,4 0,7 98,7 95,1 236,3 1160,7 Moyenne 285,7 256,0 169,1 48,0 20,2 6,6 9,7 12,3 12,3 55,0 152,8 270,2 1298,0 Ecart-type 249,5 % 22,0 19,7 13,0 3,7 1,6 0,5 0,7 1,0 1,0 4,2 11,8 20,8 100 P0,2 239,6 214,7 141,8 40,2 17,0 5,6 8,1 10,4 10,4 46,1 128,2 226,6 1088,4 P0,8 331,8 297,3 196,4 55,7 23,5 7,7 11,2 14,3 14,3 63,9 177,5 313,9 1507,7 Source : Service de la météorologie à Ampandrinomby.

Tableau 48: Pluviométries maximales journalières d’Antananarivo

Pmax24 Année (mm) 1933 106,5 1934 81,2 1935 10,6 1936 94,7 1937 66,7 1938 133,3 1941 132,5 1961 67 1962 85 1963 73 1964 75 1965 70 1966 105 1967 65 1968 63 1969 73 1970 69 1971 84 1972 89 1973 82 1974 67 1975 128 1976 52 1977 78 1978 115 1979 89 1980 78 1981 132 A. 3

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

1982 147 1983 67 1984 99 1985 77 1986 73 1987 140 1988 82 1989 98 1990 42 1991 62 1992 57 2000 128 2001 76,5 2002 67,3 2003 93 2004 78,2 2005 57,7 2006 54,8 2007 81 2008 87,2 2009 57,1 Pm 83,5 σ 27,2 P0 71,2

aG= 21,3 (Source : Service de la météorologie à Ampandrinomby)

A. 4

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

ANNEXE II : ETUDE DES BESOINS EN EAU

A. 5

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Les résultats obtenus en utilisant et en suivant les différentes instructions du logiciel CROPWAT figurent dans les tableaux suivants :

Tableau 49 : Calcul de l’évapotranspiration de référence ET 0

Tableau 50 : Calcul de la pluie efficace

Pluie Pluie efficace Mois (mm) (mm) Janvier 239,6 147,7 Février 214,7 140,9 Mars 141,8 109,6 Avril 40,2 37,6 Mai 17 16,5 Juin 5,6 5,5 Juillet 8,1 8 Août 10,4 10,2 Septembre 10,4 10,2 Octobre 46,1 42,7 Novembre 128,2 101,9 Décembre 226,6 144,4 Total 1088,7 775,5

A. 6

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 51: Durée de phase de croissance et coefficient culturale du riz de 2ème saison

Tableau 52 : Durée de phase de croissance et coefficient culturale du riz de 1 ère saison

A. 7

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 53 : Taux d’infiltration maximum de l’eau dans le sol de culture de riz dans la zone d’étude

Tableau 54 : Besoins en eau pour un début de repiquage au 1 er février

Besoins en DFC Besoin du périmètre Mois Décade Phase irrigation (l/s/ha) en (l/s) Jan 1 Pépi Jan 2 Pépi/Pré 0,86 1,43 67,21 Jan 3 Pépi/Pré Fév. 1 Init Fév. 2 Init 0 0,00 0,00 Fév. 3 Crois Mar 1 Crois Mar 2 Crois 0,15 0,25 11,75 Mar 3 Mi-sais Avr. 1 Mi-sais Avr. 2 Mi-sais 0,39 0,65 30,55 Avr. 3 Mi-sais Mai 1 Arr-sais Mai 2 Arr-sais 0,37 0,62 29,14 Mai 3 Arr-sais

A. 8

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 55 : Besoins en eau pour un début de repiquage au 15 Août

DFC Besoin du périmètre Mois Décade Phase Besoins en irrigation (l/s/ha) en (l/s)

Jui N 2 Pépi 0,4 0,67 31,49 oJui 3 Pépi/Pré uAoût 1 Pépi/Pré s Août 2 Init 0,92 1,53 71,91

Août 3 Init

Sep 1 Crois

Sep 2 Crois 0,56 0,93 43,71

Sep 3 Crois T aOct. 1 Mi-sais bOct. 2 Mi-sais 0,59 0,98 46,06 lOct. 3 Mi-sais e Nov. 1 Mi-sais a Nov. 2 Arr-sais 0,31 0,52 24,44 u Nov. 3 Arr-sais 5Déc. 1 Arr-sais 0,07 0,12 5,64 6Déc. 2 Arr-sais

A. 9

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 56 : Calendrier culturale du riz pour la double culture

Campagne Travaux J. F. M. A. M. J. J. A. S. O. N. D.

Préparation du sol Riz de 2 ème

Semis Saison

Repiquage (vary

vakiambiaty) Entretien

Récolte

Préparation du sol Riz de 1 ère

Semis Saison

Repiquage (vary aloha)

Entretient

Récolte

Ce calendrier a été choisi de manière à satisfaire les cultivateurs qui souhaiteraient appliquer une double culture en admettant les hypothèses suivantes pour le calcul :

Pratiquer la culture sans étalement de repiquage

Date de début de repiquage : le 1 er février pour ceux qui cultive le riz de 2 ème saison et le 15 août pour ceux qui cultivent le riz de 1 ère saison.

A. 10

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

ANNEXE III : ETUDE TOPOGRAPHIQUE

A. 11

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA

ANNEXES

Dessin 3 : Profils en travers au niveau du site de l’ancien barrage

A. 13

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

ANNEXE IV : ETUDE DES AMENAGEMENTS

A. 14

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

1. COTE DE LA CRETE DU BARRAGE

La côte de la crête Zb du barrage est obtenue par :

Zb = Z r + h r + h1 + h2 + h3 Avec :

Zr : Côte la plus haute de la rizière qui est égale à 97,992 d’après les résultats des levés topographiques effectués sur terrain.

hr : hauteur d’eau voulue dans la rizière exprimée en [m] et qui dépend des besoins en eau de la culture. Pour le riz, elle serait égale à 0,10 [m]

h1 : perte de charge dans le canal exprimée en [m] et qui est donnée par la relation

h I L 1 = Où I la pente moyenne du canal et L la longueur du canal

Ce qui donne après calcul, une perte de charge égale à 0,30 [m]

h2 : perte de charge dans la prise d’eau des rizières qui est égale à 0,10 [m]

h3 : perte de charge induite par la prise principale qui est prise égale à 0,10 [m]

Ce qui donne la côte de la crête du barrage :

Zb = 98,59 m

2. AVANT CANAL

a. Formule de débit

La formule de Manning Strickler est la plus utilisée pour un régime uniforme, son expression est la suivante :

A. 15

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Q = KS Avec :

K : coefficient de Strickler.

S : section mouillée en [m 2]

R : rayon hydraulique en [m]

I : pente des canaux en [m/m]

b. Rugosité

La rugosité des canaux dépend de la nature de leurs parois. Sa valeur varie de 30 à 40 pour les canaux en terre, de 45 à 50 pour les canaux maçonnés et de 60 à 70 pour les canaux en béton.

c. Fruit des talus et vitesse admissible

Pour éviter le phénomène d’érosion et la déposition des matières solides, le tableau ci- après donne les valeurs admissibles de la vitesse dans les canaux et du fruit des talus de ces derniers.

Tableau 57 : Valeurs admissibles de la vitesse et fruits des talus pour les canaux d’irrigation

Nature du sol Vitesse en [m/s] Fruit « m » des talus Sable fin, terre meuble 0,4 – 0,5 2/1 à 3/1 Gravier fin 0,5 – 0,7 3/2 Limon sableux 0,5 – 1,15 1/1 Sol latéritique 0,8 1/2 Argile compacté 0,6 - 0,8 1/2 Roche dur, béton 1,5 - 2 0 Extrait des cours d’aménagement hydroagricole de Mr RANDRIANASOLO David (Enseignant chercheur à l’ESPA)

Mais dans la pratique, les valeurs de vitesse suivantes sont retenues :

Canal revêtu : 1 [m/s] < V < 2 [m/s] A. 16

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Canal en terre : 0,30 [m/s] < V < 1 [m/s]

C’est la raison pour laquelle le canal ne peut être conçu tout en terre.

d. Pente du canal

Après le calage de la prise, le but est que l’eau s’écoule et atteigne la rizière la plus haute. Pour y parvenir, l’avant canal devra avoir une pente égale à 0,002 [m/m]. Il faut finalement que le fond du canal, arrivé au niveau de la rizière la plus haute, sera à la même côte que celle de la rizière.

e. Revanche

Le canal ne peut transporter une charge qu’à la limite de sa revanche. On prend une revanche de 20 cm pour notre projet.

f. Principe de Calcul

Les conditions suivantes sont à respecter pour le dimensionnement des canaux :

 l’écart entre le débit nominal et le débit calculé ne doit pas dépasser 5 % du

débit nominal : < 5 %

 Le rayon hydraulique R doit être à peu près égal à la moitié de la hauteur

d’eau dans le canal, R car c’est le rayon hydraulique qui donne un débit 2 maximal.

 La vitesse d’écoulement dans les canaux doit être comprise entre les valeurs limites de vitesse d’écoulement dans les canaux selon leur type de revêtement.

 h < b < 2h où b est largeur du fond du canal

Les résultats de calcul sont donnés dans le tableau suivant :

 Pour la partie maçonnée :

La rugosité K = 45 pour canal maçonné (source : mémento micro hydraulique), avec un fruit de talus m = 0 et une revanche R1 = 20 [cm] A. 17

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R si et seulement si b = 2h 2 Tableau 58 : Caractéristiques de l’avant canal en maçonnerie

b [m] h [m] S [m2] P [m] R [m] I [m/m] Qc [m3/s] ∆Q/Q [%] V (m/s) 0,58 0,29 0,169 1,162 0,15 0,002 0,094 0,04 0,56

 Pour la partie en terre :

La rugosité K = 30 pour canal en terre (source : mémento micro hydraulique), avec un fruit de talus m = 1 et une revanche R2 = 20 [cm].

R si et seulement si b = 2 ( – 1) h 2 √2 Tableau 59 : Caractéristiques du canal en terre

b [m] h [m] S [m2] P [m] R [m] I [m/m] Qc [m3/s] Q/Q [%] V (m/s) 0,27 0,32 0,192 1,186 0,162 0,003 0,094 0,06 0,49

Où :

b : plafond des canaux en [m]

h : hauteur d’eau dans les canaux en [m]

m : fruit de talus pour les canaux

P : périmètre mouillé en [m]

R : rayon hydraulique en [m]

V : vitesse d’écoulement dans les canaux en [m/s]

Qn : débit nominal dans les canaux en [m 3/s]

Qc : débit calculé dans les canaux en [m 3/s]

A. 18

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g. Calcul de la longueur de la partie maçonnée de l’avant canal

Le canal ne sera maçonné que sur une certaine longueur, correspondant à l’écoulement torrentiel, au passage de l’eau d’un courant incident vers une profondeur légèrement inférieur à la profondeur critique qui se manifeste par une agitation de surface (ressaut), quand l’écoulement reviendra fluvial, pour limiter les dépenses le canal sera en terre. La longueur

« LC » de la partie maçonnée de l’avant canal sera supérieur à la longueur « LR » du ressaut. h2 est le tirant d’eau aval et L est la longueur du ressaut

Il faut d’abord, calculer le nombre de Froude pour connaitre le type d’écoulement et, également, le type de ressaut.

La formule donnant le nombre de Froude est la suivante :

F =

La vitesse V à la sortie de la prise est obtenue en utilisant la formule de l’orifice noyée donnée par Torricelli:

V = 2

H est la différence de niveau entre le plan d’eau en amont de la prise et le centre de gravité de l’ouverture de cette dernière. Elle est donnée par :

∆H = Z b – Zprise + h –

Zb : côte de la crête du barrage

Zprise : côte de la prise

h : charge maximale sur le seuil en période d’étiage

hprise : hauteur de l’ouverture de la prise

Ce qui nous donne une vitesse V égale à 2,92 [m/s]

Après calcul, on trouve F = 2,14

A. 19

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Il y a donc apparition de ressaut. Il nous faut déterminer les valeurs des hauteurs conjuguées h 1 et h 2.

Pour pouvoir déterminer ces profondeurs, on applique le théorème de la quantité de mouvement à la masse de fluide comprise entre les sections immédiatement en aval et en amont de la prise.

Le débit est obtenu par la formule Q = q b

+ = +

Soit :

+ - = 0

Dont la racine positive donnant la formule des hauteurs conjuguées d’un ressaut hydraulique.

= [ – 1] 1 8

En faisant intervenir la hauteur critique h c, l’équation précédente devient

[ ] = :(1)

Car = qui donne une valeur = 0,0027

On trouve h 1 = 0,07 [m] et h 2 = 0,18 [m]

LR (la longueur du ressaut) est calculée à partir de la formule de Sinniger et Hager :

35 8

On trouve L R = 0,91 [m]

Lc = 1 m

A. 20

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3. OUVRAGE DE PRISE

On choisit une prise noyée dont la formule de débit est la suivante :

Q = CS

Où :

C : coefficient de contraction

S : aire de l’ouverture de la prise exprimée en [m 2]

h3 : perte de charge induite par la prise, qui est égal à la différence de niveau d’eau en amont et en aval de cette dernière, exprimée en [m].

g : accélération de la pesanteur exprimée en [m/s 2]

Le débit pour le dimensionnement de la prise principale est le débit nominal qui doit transiter à travers l’avant canal. On choisit une prise à section rectangulaire, dont le coefficient de contraction est égal à 0,6 (source : mémento des micro-hydrauliques page 26). L’orifice est noyé. Les calculs ont donné une section d’orifice égal à 0,11 [m 2] correspondant à une base égale à 0,58 |m] et une hauteur égale à 0,19 [m].

Le calage de la prise consiste à déterminer la côte à la base de l’ouvrage de prise. Cette base est de préférence située au niveau du plafond de l’avant canal et au-dessus du fond de la rivière pour éviter les bouchures à l’entrée de la prise qui risque de perturber le bon écoulement d’eau d’irrigation. La côte à la base est calculée à l’aide de la relation suivante :

Zprise = Z b – (H1 + h 1)

Avec :

Zprise : La côte à la base de la prise exprimée en [m]

Zb : la côte de la crête du barrage exprimée en [m]

H1 : la perte de charge induite par la prise exprimée en [m]

h1 : la hauteur d’eau dans l’avant canal exprimée en [m]

D’où

A. 21

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Zprise = 98,19 m

4. DALOT ORDINAIRE

C’est un ouvrage à section rectangulaire dont les piédroits sont en maçonnerie, fondés sur une semelle en béton. Une dalle en béton armé sera mise en place au-dessus de ces piédroits qui servira de passerelle pour les trafics. La formule de perte de charge pour les dalots à sortie noyée sera utilisée pour son dimensionnement :

∆H = 0,051 (Ke + 2 + 1) 4 1 2 3 Avec :

Q : débit à transiter vers le périmètre, exprimé en [m 3/s]

A : section d’ouverture du dalot ordinaire, exprimée en [m 2]

L : la largeur de la voie égale 3,50 [m] pour le projet

g: accélération de la pesanteur, exprimée en [m/s 2]

Ke : Coefficient dépendant de la forme d’entrée, prise égale à 0,2 pour des murs de tête et murs en aile.

K : coefficient de Strickler, prise égale à 45 car les parois des piédroits du dalot sont en maçonnerie.

H : hauteur de l’entrée de l’ouverture du dalot, exprimée en [m]

B : largeur à la base de l’entrée de l’ouverture du dalot, exprimée en [m]

Connaissant la valeur du débit Q et en imposant la valeur de perte de charge H, on peut attribuer des valeurs à H et B pour atteindre la valeur de H, Q étant fixe. Ce qui nous donne les résultats suivants :

A. 22

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Tableau 60 : Caractéristiques de l’ouverture du dalot ordinaire

3 B [m] H [m] Q [m /S] H3 [m] 0,30 0,30 0,094 0,004

A. 23

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Dessin 4 : Vue en plan du barrage

A. 24

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Dessin 5 : Coupe A-A du barrage

A. 25

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Dessin 6: Vue de dessus du dalot

A. 26

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Dessin 7 : Coupe B-B du dalot

A. 27

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Dessin 8 : Protection de la berge en rive gauche juste en aval du barrage

A. 28

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ANNEXE V : ETUDE DE STABILITE DU BARRAGE

A. 29

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L’étude de stabilité a été réalisée en supposant le cas le plus défavorable, quand les batardeaux sont fermés.

1. Inventaire des charges qui s’applique sur le barrage

Poids de l’ouvrage

Le poids du barrage est donné par la somme des poids de toutes ses parties, qui sont le corps du barrage, le radier, les parafouilles et le seuil terminal. Il est donné par l’expression :

W = ∑ Où :

- Wi : poids de la partie i du barrage exprimé en [daN]

- W = γ S i béton i Dans laquelle

3 - γbéton est le poids volumique du béton prise égale 2500 [daN/m ]

- Si : Surface de la partie i du barrage

Sous pression

Par définition, c’est l’action de l’eau au niveau de la fondation. Elle est donnée par l’expression :

Ui = C x γ L H s eau r i Où :

3 - γeau : poids volumique de l’eau exprimée en [daN/m ].

3 [γeau = 1000 daN/m ]

- Lr : longueur du radier sous barrage en [m]

- Hi : charges amont ou aval du barrage exprimées en [m]

- Cs : coefficient de majoration tenant compte du degré plus ou moins grand de

la perméabilité du terrain de fondation, avec C S = 0,50.

A. 30

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Poussée de l’eau

Par définition, c’est l’ensemble de la force de pression hydrostatique exercée par l’eau sur le parement amont du barrage. Elle est donnée par :

Pe = Pe 1 + Pe 2

Avec :

Pe = γ H 2 1 eau b

Pe = γ h H 2 eau b Dans lesquelles :

3 - γeau : poids volumique de l’eau exprimée en [daN/m ].

3 [γeau = 1000 daN/m ]

- Hb : hauteur du barrage exprimée en [m]

- h : charge en amont du déversoir en [m].

Poussée des dépôts solides

La valeur de la poussée des dépôts solides est donnée par l’expression :

2 2 Ps = γi L hs tg ( Ф

Où :

3 - γi : poids volumique immergé. [ γi =1600daN/m ]

- hs : épaisseur des dépôts solides en amont du barrage en [m]

- L : longueur du barrage en [m]

- Ф : angle de frottement interne.

Les résultats de calcul des charges sont présentés dans le tableau suivant :

A. 31

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Tableau 61: Résultats de calcul des charges appliquées au barrage

Charges Valeur en [kg] Poids de l'ouvrage

W1 1743,12 W2 871,56 W3 4500 W4 1500 W5 500 W6 337,50 W (barrage) 9452,19 Poussée de l'eau

Pe1 2811,49 Pe2 972,32 Pe 3783,80 Poussée des dépôts solides Ps 12,97 Sous pression U1 5251,88 U2 1211,01 U 6462,89 Poids de l'eau sur l'ouvrage

W7 5115,94 W8 1519 W (eau) 6634,94

2. Vérification des conditions de stabilité :

a) Vérification de la règle de Bligh et Lane

Pour lutter contre la sous pression et le phénomène de Renard, il faut augmenter la longueur de fuite Lf.

D’après Bligh, la ligne de fuite est la ligne de contact de terrain-maçonnerie et terrain- parafouille : CB

Où C B est le coefficient de Bligh et H est la différence de charge d’eau entre l’amont et l’aval.

A. 32

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Voici les valeurs du coefficient de Bligh suivant différent types de terrain.

Tableau 62: Valeurs du coefficient de Bligh suivant différent types de terrain

Terrain CB Limon et sable fin 18 Sable fin 15 Sable gros 12 Mélange sable gravier 09 Gravier et galet 06 (Source : Extrait du Cours d’hydraulique agricole de Mr Randrianasolo David)

D’après Lane, la ligne de fuite est égale à la somme des cheminements horizontaux L h et des cheminements verticaux L v. Sa règle dit :

CL

Où C L est le coefficient de Lane, (Ses valeurs figurent dans l’étude de fondation)

H : la différence de charge d’eau entre l’amont et l’aval.

Lv : somme des cheminements verticaux

Lh : somme des cheminements horizontaux

La valeur de la ligne de fuite Lf pour Bligh est égale à ABCDEFGH avec la condition CD < DE tel que :

Lh = BC+DI+JE+FG et L v = AB+CD+EF+GH

Nous estimons le coefficient de Lane C L = 6 car le lit de la rivière est constitué sable moyen.

Les résultats des calculs nous donnent les valeurs suivantes :

AB = 1,90 [m], CD = 1,50 [m], EF = 0,50 [m], GH = 1,20 [m],

BC = FG = 0,40 [m] et l’épaisseur du radier e R = 0,40 [m] A. 33

Mémoire de fin d’étude/ Département HYDRAULIQUE / ESPA ANNEXES

Lv = 5,10 [m] , L h = 4,50 [m] et = 8,05 Une longueur de parafouille amont de 1,90 [m] et une longueur de parafouille aval de 0,90 [m].

La règle de Lane est vérifiée. L’affouillement n’est jamais à craindre au niveau de la fondation pour ce débit décennal.

b) Stabilité au glissement

Les poussées de l’eau et la poussée des sédiments ont tendance à déplacer l’ouvrage vers l’aval. La stabilité au glissement est assurée, si l’expression suivante est vérifiée :

Kg = Où :

 W : poids du barrage et de l’eau sur ce dernier exprimé en [kg]

 U : sous pression totale en [kg]

 Pe : Poussée totale de l’eau en [kg]

 PS : poussée des sédiments en [kg]

 tg φ : Coefficient de frottement semelle- sol de fondation

Le résultat des calculs sont résumés dans le tableau suivant :

Tableau 63 : Résultats des calculs concernant la stabilité au glissement

tg φ W U Pe Ps Kg 0,40 16087,12 6462,89 3783,80 12,97 1,01

La stabilité au glissement est confirmée.

A. 34

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c) Stabilité au renversement

Sous l’effet de la poussée de l’eau et de la sous pression, l’ouvrage a tendance à se basculer vers l’aval et seul son poids agit pour le stabiliser. La stabilité au renversement est assuré, si le coefficient Kr est supérieur ou égale à 1,5.

Kr = 1,5

Dans laquelle :

- Ms : moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l’extrémité aval du barrage.

- Mr : moment des forces par rapport à ce même point qui tendent à renverser l’ouvrage.

Le résultat des calculs sont résumés dans le tableau suivant :

Tableau 64 : Résultats des calculs concernant la stabilité au renversement

Bras de levier par Bras de levier par Charges rapport à G rapport à O

Pe1 1,60 1,10

Pe2 1,36 0,86

Ps 0,97 0,47

U1 2,25 0

U2 3,00 0,75

W1 2,75 0,50

W2 2,17 0,08

W3 2,25 0

W4 4,30 2,05

W5 0,20 2,05

W6 0,23 2,03

W7 3,75 1,50

W8 1,23 1,03

A. 35

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Ms [kg.m] Mr [kg.m] Kr 44478,45 21279,99 2,09

Kr > 1,5 ; alors le risque que le barrage soit renverser n’est jamais à craindre pour ce débit décennal.

d) Stabilité à la flottaison

La stabilité à la flottaison est vérifiée, si le rapport « poids du barrage-surcharge » par la sous pression est supérieur à 1,1.

Kf = > 1,1 Dans laquelle :

W : forces verticale due au poids du barrage et de l’eau sur ce dernier exprimé en [kg]

U : sous pression en [kg]

Le résultat des calculs sont résumés dans le tableau suivant :

Tableau 65 : Résultats des calculs concernant la stabilité à la flottaison

W U Kf 16087,12 6462,89 2,49

Kf > 1,1, alors le risque que le barrage flotte n’est jamais à craindre pour ce débit décennal.

A. 36

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e) Stabilité élastique

La stabilité élastique est vérifiée, si la règle du tiers centrale et la règle des contraintes au sol de fondation sont à la fois vérifiées.

Vérification de la règle du tiers central

La règle du tiers central est vérifiée à condition que la résultante des forces agissant dans le corps du barrage passe dans le tiers centrale de la sa base. Autrement dit, il faut que l’excentricité « e » soit inférieur ou égal à la longueur totale du radier sur 6.

e « e » est l’excentricité de la direction de la résultante des forces appliquées par rapport au centre de gravité de l’ouvrage et « lf » est la longueur totale du radier.

L’excentricité « e » s’obtient par

e =

Avec d = « N » est la valeur de la résultante des forces verticales appliquées au barrage.

Tableau 66 : Résultats des calculs concernant la vérification de la règle du tiers centrale

lf [m] [m] [m] d [m] e [m] 4,50 0,75 2,25 2,41 0,16

Ce qui signifie que la règle du tiers central est vérifiée pour le cas de notre barrage. Cela confirme sa stabilité et en plus le risque de traction n’est jamais à craindre dans le corps du barrage.

A. 37

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Contraintes au sol de fondation

Les contraintes exercées au sol de fondation ne doivent pas dépasser la capacité portante admissible de ce dernier, c'est-à-dire que la valeur de la contrainte maximale « σmax » doit être inférieure à la contrainte au sol de fondation « σsol ».

2 σsol = 60 à 80 [T/m ] car nous avons un sol de fondation formé par de sable humide mêlé à des cailloux.

Pour le calcul des contraintes σG et σB aux points G et B, on a les formules suivantes :

σB = - Ӎ et σG = + Ӎ Où :

S : aire de la section qui est égale à l 1 f
N est la somme des efforts normaux à la section S

est le moment fléchissant par rapport à l’axe passant par le Ӎ centre de gravité de la section du radier.

i : moment d’inertie par rapport à l’axe passant par le centre de gravité de la section du radier

V : distance maximale de l’axe neutre

Le résultat des calculs sont résumés dans le tableau suivant :

Tableau 67: Résultats des calculs concernant la stabilité élastique

N [T] S [m 2] V [m] [kg.m] I [m 4] σ [T/m 2] σ [T/m 2] Ӎ B G 9,624 4,50 2,25 3,44 7,59 1,12 3,16

En comparant σG et σsol , on peut affirmer que la contrainte maximale exercée sur le sol de fondation est largement inférieur à sa capacité portante admissible. Ce qui permet de confirmer qu’aucun risque de tassement ni de poinçonnement n’est jamais à craindre au niveau de la fondation de l’ouvrage .

A. 38

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Nous avons les résultats de calcul des différentes stabilités dans le tableau suivant :

Tableau 68: Résultats de calcul des différentes stabilités.

2 Coefficient Kg Kr Kf σmax [T/m ] Valeur limite 1,00 1,50 1,10 60 Valeur calculée 1,01 2,09 2,49 3,16

Les caractéristiques du barrage sont donc les suivants :

Tableau 69: Caractéristiques du barrage

Débit [m 3/s] 61 Longueur parafouille avale [m] 0,90 Longueur du seuil [m] 10 Hauteur seuil terminal [m] 0,30 Lame d’eau [m] 2,02 Base du seuil terminal [m] 0,45

Hauteur du seuil [m] 1,40 H (NPHE) ou H amont [m] 3,42

Largeur de la crête [m] 0,50 H aval [m] 2,33 Talus du parement aval 0,71 Epaisseur des parafouilles [m] 0,40 Longueur radier amont [m] 1,50 Masse volumique béton [kg/m 3] 2500 Longueur radier aval [m] 2 Masse volumique immergé des dépôts 1600 [kg/m 3] Epaisseur radier [m] 0,40 Hauteur de dépôt solide [m] 0,20 Longueur parafouille amont [m] 1,90 Angle de frottement interne [°] 25

A. 39

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ANNEXE VI : CALCUL CONCERNANT LA RENTABILITE DU PROJET

A. 40

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Tableau 70 : Bordereau des devis estimatifs des travaux

Prix Montant Désignation Unité Quantité Unitaire [AR] [AR] INSTALLATION ET REPLI DE CHANTIER 001. Installation de chantier fft 1,00 2 000 000 2 000 000 002. Repli de chantier fft 1,00 1 000 000 1 000 000 Total installation et repli de chantier 3 000 000 TRAVAUX PREPARATOIRES 101. Construction d'un magasin de stockage des matériaux et matériels fft 1,00 1 000 000 1000000 102. Formation paysanne en matière de culture, de gestion et d'entretien fft 1,00 2 000 000 2000000 Sous total installation 3000000 BARRAGE DE DERIVATION 201. Batardeaux provisoires fft 1 200 000 200 000 202. Fouille d'ouvrage m3 64,72 5 000 323 600 203. Remblai m3 121,0 12 000 1 452 000 204. Démolition du barrage fft 1,0 200 000 200 000 205. Enrochement m3 80 42 000 3 360 000 206. Pieux en bois ml 80 4 000 320 000 207. Béton de propreté dosé à 150 kg/m3 m3 5,58 160 000 893 120 208. Béton armé dosé à 350 kg/m3 m3 44,82 350 000 15 688 400 209. Armature kg 75 7 000 525 000 210. Béton cyclopéen dosée à 300 kg/m3 de CPA m3 4,50 230 000 1 035 000 211. Coffrage m2 38 11 000 418 000 212. Chape m2 50 10 500 525 000 213. Madrier U 32 15 000 480 000 214. Fer U60 ml 26,6 6 500 172 900 215. Vanne métallique volant fft 1 1 500 000 1 500 000 Sous total BARRAGE 27 093 020 AVANT CANAL 301. Remblai m3 1,61 12 000 19 320 302. Béton de propreté dosé à 150 kg/m3 m3 0,30 160 000 48 000 303. Maçonnerie de moellon m3 0,65 145 000 93960 304. Chape m2 0,60 10 500 6 300 Sous total AVANT CANAL 167 580 DALOT ORDINAIRE 401. Fouille d'ouvrage m3 0,3375 5 000 1 687,5 402. Remblais m3 0,41 12 000 4 920 403. Béton de propreté dosé à 150 kg/m3 m3 0,40 160 000 64 000 404. Béton armé dosé à 350 kg/m3 m3 1,08 350 000 378 000 405. Coffrage m2 3,00 4 000 12 000 406. Maçonnerie de moellon m3 0,82 145 000 118 900 Sous total DALOT ORDINAIRE 579 507,5 PROTECTION DE TALUS sur une longueur de 48 [m] A. 41

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501. Talutage m3 6,00 3 000 18 000 502. Fourniture et mise en œuvre de gabion m3 120,00 165 000 19 800 000 Sous total PROTECTION DE TALUS 19 818 000 PROTECTION DES BERGE en rive gauche 601. Pieux en bois φ250 ml 120,00 2 000 240 000 602. Remblais m3 50,00 12 000 600 000 603. Sac de sable U 400,00 3 000 1 200 000 604. Engazonnement m2 23,00 2 500 57 500 Sous total REHAUSSEMENT DE LA DIGUE 2 097 500 CANAL EN TERRE DE 887,50 m 701. Remblais m3 32 12 000 384 000 702. Déblais m3 128 5 000 640 000 Sous total CANAL EN TERRE 1 024 000 PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT 801. Plantation d'oranger U 500,00 600 300 000 Sous total PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT 300 000 TOTAL GENERAL en [ARIARY] 57 463 607,5

Tableau 71 : Apport bénéficiaire

Désignation Unité Quantité Prix unitaire Montant [AR] 401. Fouille m3 0,34 5 000 1 687,5 604. Engazonnement m2 23,00 2 500 57 500 603. Sacs de sable U 400,0 3 000 1 200 000 702. Déblais m3 128 5 000 640 000 801. Fourniture de pépinière d'oranger U 500,00 600 300 000 Main d'œuvre HJ 70 6500 455 000 Apport bénéficiaire en nature 2 654 187,50 Apport bénéficiaire en numéraire 3 092 173,25 Apport bénéficiaire (10 %) 5 746 360,75

Tableau 72 : Montant du projet

N° DESIGNATION MONTANT 1 COUT DES TRAVAUX DE L'ENTREPRISE (a) 51 717 246,75 2 COUT DES TRAVAUX EXECUTE PAR LES BENEFICIAIRES (b) 5 746 360,75 MONTANT TOTAL HT (e) = (a) + (b) 57 463 607,50 TVA 20 % (f) = (a) x 20 % 10 343 449,35 MONTANT TTC DU PROJET EN ARIARY 67 807 056,85 MONTANT TTC DU PROJET EN FMG 339 035 284,30

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CHRONOGRAMME D’EXECUTION DU PROJET

Activités Intervenants Calendrier d’exécution M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 ...... M17 M18 1. Etudes : APS Bureau d’étude APD 2. Formation : - Socio-organisationnelle - Environnementale Bureau d’étude - Gestion et entretien des ouvrages 3. Mise en œuvre : - Barrage - Protection des berges - Avant canal Entreprise - Protection talus - Dalot ordinaire - Canaux en terre Bénéficiaires 4. Réception technique 5. Réception provisoire 6. Réception définitif

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TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ...... 1 SOMMAIRE ...... 2 LISTE DES ABREVIATIONS ...... 3 LISTE DES PHOTOS ...... 4 LISTE DES FIGURES ...... 5 LISTE DES DESSINS ...... 6 LISTE DES TABLEAUX ...... 7 AVANT-PROPOS ...... 10 INTRODUCTION ...... 11 Partie I : GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE ...... 13 Chapitre 1 : SITUATION PHYSIQUE DE LA REGION ...... 13 1.1. LOCALISATION ...... 13 1.2. DONNEES CLIMATOLOGIQUES ...... 15 1.3. HYDROGRAPHIE ET RESSOURCE EN EAU ...... 17 1.4. RELIEF ...... 18 1.5. CARACTERISTIQUES PEDOLOGIQUES DU SOL ...... 18 1.6. VEGETATION ...... 18 Chapitre 2 : DONNEES AGRO SOCIO-ECONOMIQUES ...... 21 2.1. POPULATION ET DEMOGRAPHIE ...... 21 2.2. ORGANISATION SOCIALE ...... 22 2.3. INFRASTRUCTURES ET EQUIPEMENTS SOCIO-COLLECTIFS ...... 23 2.4. EDUCATION ...... 24 2.5. SANTE ET SECURITE ...... 24 2.6. COMMUNICATION ...... 25 2.7. ADDUCTION D’EAU ET ASSAINISSEMENT ...... 25 2.8. ACTIVITE ECONOMIQUE, SOURCE DE REVENU...... 25 2.9. AGRICULTURE ...... 26 2.10. ELEVAGE ...... 28 2.11. AUTRES ...... 28 2.12. PROBLEMES ET CONTRAINTES ...... 29 Partie II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE ET PROPOSITIONS D’AMENAGEMENTS ...... 32

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Chapitre 1 : ETUDES TECHNIQUES DE BASE ...... 33 1.1. ETUDE HYDROLOGIQUE ...... 33 1.2. ETUDE DES BESOINS EN EAU DU PERIMETRE ...... 50 1.3. TECHNIQUE CULTURALE PROPOSEE ...... 60 1.4. ETUDE TOPOGRAPHIQUE ...... 65 1.5. ETUDE DE FONDATION ...... 66 Chapitre 2 : DIAGNOSTICS DE LA SITUATION ACTUELLE ...... 71 2.1. BARRAGE EXISTANT ...... 71 2.2. CANAL EXISTANT ...... 72 2.3. PASSAGE SOUS PISTE ...... 73 2.4. DIGUE EN RIVE DROITE EN AMONT DU BARRAGE...... 74 Chapitre 3 : ETUDE ET CONCEPTION DES AMENAGEMENTS ...... 75 3.1. PROPOSITION D’AMENAGEMENT...... 75 3.2. CONCEPTIONS DE L’OUVRAGE D’ALIMENTATION ...... 76 3.3. OUVRAGES ANNEXES ...... 83 Partie III : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET ENVIRONNEMENT ...... 87 Chapitre 1 : ETUDE SOCIALE ...... 88 1.1. SOCIO-ORGANISATIONNELLE ...... 88 1.2. ENVIRONNEMENT ...... 88 1.3. GESTION ET ENTRETIEN DES RESEAUX ...... 89 Chapitre 2 : ETUDE ECONOMIQUE ET FINANCIERE ...... 90 2.1. CARACTERISTIQUE DU PROJET ...... 90 2.2. CALCUL DE RENTABILITE DU PROJET ...... 95 Chapitre 3 : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTALE ...... 99 1. MISE EN CONTEXTE DU PROJET ...... 99 2. DESCRIPTION DU PROJET ...... 99 3. DESCRIPTION DU MILIEU RECEPTEUR ...... 102 4. IDENTIFICATION DES IMPACTS ...... 103 5. ANALYSE ET EVALUATION DES IMPACTS ...... 111 6. MESURES D’ATTENUATION ET DE COMPENSATION ...... 116 7. PLAN DE GESTION ENVIRONNEMENTALE ...... 117 CONCLUSION GENERALE ...... 119 BIBLIOGRAPHIE ...... 121 ANNEXES ...... 123

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CHRONOGRAMME D’EXECUTION DU PROJET ...... A.43

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Auteur : RAKOTOMANGA Tsiory Adresse : Lot ED 38 bis Antsahatsiresy Sabotsy Namehana Tana 103 Contact : 033 62 235 79/034 01 691 94 E-mail : [email protected]

Titre : « Etude de réhabilitation des infrastructures hydroagricoles du périmètre irrigué d’Ampoza Est dans la Commune Rurale d’Alatsinainy Bakaro, district d’Andramasina, région d’Analamanga. »

Nombre de pages: 120 Nombre de figures : 12

Nombre de photos: 5 Nombre de dessins : 8 Nombre de tableaux: 72 Nombre d’annexes : 6

Résumé : Le présent mémoire consiste à résoudre le problème d’approvisionnement en eau et à augmenter le rendement agricole du périmètre d’Ampoza Est, qui a une superficie de 47 [ha] situé dans le district d’Andramasina, région Analamanga. Ce projet est l’un des programmes de la Direction Régionale du Développement Rural (DRDR). Les aménagements à apporter se rapportent à la construction d’un nouveau barrage de dérivation, d’un avant canal et d’un dalot, avec des mesures d’accompagnement environnementales. Le projet prévoit également une intensification de la production agricole.

Le coût total du projet s’élève à 67 807 056, 85 [Ariary], avec un apport

bénéficiaire égal à 5 746 360,75 [Ariary]. Le taux de rentabilité du projet étant de 21,38 %, supérieur aux taux d’intérêt bancaire.

Mots clés: Irrigation, Sisaony, aménagements, augmentation du rendement agricole.

Directeur de mémoire : Mr RAFALIMANANA Mampitony, Enseignant chercheur à l’ESPA