UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO DEPARTEMENT HYDRAULIQUE
Mémoire de fin d’étude en vue d’obtention du diplôme d’Ingénieur
Présenté par : ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva
PROMOTION 2012
Date de soutenance : 05 décembre 2014 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO DEPARTEMENT HYDRAULIQUE
Mémoire de fin d’étude en vue d’obtention du diplôme d’Ingénieur
Président de jury : M. RAMANARIVO Solofomampionona Chef du Département Hydraulique et Enseignant Chercheur à l’ESPA
Encadreur : M. RANJATOSON Claude Enseignant Chercheur à l’ESPA
Rapporteur : Mme ANDRIAMADY Rondromalala Ingénieur à la Direction du Génie Rural, Ministère de l’Agriculture et du Développement Rural
Examinateurs : M. RANDRIAMAHERISOA Alain Enseignant Chercheur à l’ESPA
M. RANDRIANARIVONY Charles
Enseignant Chercheur à l’ESPA
DECLARATION SUR L’HONNEUR
Je soussigné, ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva, auteur de ce mémoire intitulé : « ETUDE DE LA REHABILITATION DU PERIMETRE IRRIGUE DE SAROBARATRA, DANS LA COMMUNE RURALE DE SAROBARATRA, DISTRICT DE TSARATANANA, REGION BETSIBOKA », déclare sur l’honneur que :
Ce document est le résultat de mes travaux de recherche personnelle, travaux qui n’ont pas été publiés. Dans cet écrit, je n’ai pas copié, ni reproduit des œuvres d’autrui. Toutefois, l’équipe de la Direction du Génie Rural a apporté ses lumières pour rendre exploitable le présent mémoire. Conformément à l’usage en matière de travaux destinés au public, j’ai précisé à partir de la bibliographie les sources exactes des extraits et documents exploités.
Fait à Antananarivo, le
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva
Ecole supérieure polytechnique d’Antananarivo
REMERCIEMENTS
Cet ouvrage a pu être réalisé grâce à la bénédiction, et à la bienveillance de notre SEIGNEUR DIEU, pour qui mes louanges ne cesseront. Il m’a offert de la vie, et la foi dotée d’une force et d’une intelligence.
Je ne saurais faire taire mes sentiments pour remercier les personnes suivantes, car ce travail n’aurait pas vu le jour sans leur aide :
Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA) ; Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona, Enseignant Chercheur, Chef du Département Hydraulique, d’avoir fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire, et pour les savoirs inestimables qu’il nous a légué. Monsieur RANJATOSON Claude, Enseignant Chercheur, en sein de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), d’avoir été mon guide pour la réalisation de cet ouvrage. Madame RAFALIMANANA Oliva, Directeur du Génie Rural, de m’avoir permis d’effectuer le stage se rapportant au présent mémoire ; Madame ANDRIAMADY Rondromalala, Ingénieur à la Direction du Génie Rural, Ministère de l’Agriculture et du Développement Rural, qui a encadré mon travail, et m’a partagé son savoir, et ses compétences. Messieurs RANDRIAMAHERISOA Alain et RANDRIANARIVONY Charles, Enseignants chercheurs à l’ESPA, qui ont bien voulu être les membres du jury, malgré qui lui sont présentés.
Je tiens également à remercier tous les enseignants du Département Hydraulique, qui n’ont pas hésité à partager leurs connaissances ; à toute l’équipe du Génie Rural, pour l’accueil chaleureuse qu’ils ont offert durant mon stage de mémoire, aussi bien sur terrain que sur bureau.
Enfin, j’adresse mes profonds remerciements à mes parents, et à ma famille, pour leur soutien, et pour leur encouragement tout au long de mes études, à mes collègues, mes amis, qui sont à la fois source d’inspiration et de motivation, ainsi que tous ceux qui, à titre divers, ont contribué à la réalisation de ce travail.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique i Ecole supérieure polytechnique d’Antananarivo
SOMMAIRE Remerciements Sommaire Liste des abréviations Liste des figures Liste des photos Liste des tableaux Avant-propos INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES SUR LA ZONE D’ETUDE Chapitre 1 : Situation physique de la région Chapitre 2 : Données socio-économique PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE Chapitre 1 : Etude pluviométrique Chapitre 2 : Etude hydrologique Chapitre 3 : Etude des besoins en eau Chapitre 4 : Etude topographique PARTIE III : DIAGNOSTIC DE LA SITUATION ACTUELLE ET PROPOSITION D’AMENAGEMENT Chapitre 1 : Diagnostic de la situation actuelle Chapitre 2 : Etude et conception des aménagements proposés PARTIE IV : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET FINANCIERE Chapitre 1 : Etude social Chapitre 2 : Estimation du cout du projet PARTIE V : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL CONCLUSION GENERALE Bibliographie Annexes
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LISTE DES ABREVIATIONS
AEP : Adduction d’eau Potable AUE : Association des usagers de l’eau BA : Béton armé BD 100 : Base des données cartographique à l’échelle 1/100 000 BV : Bassin versant CEG : Collège d’enseignement général CPRG : Canal principal dans la rive gauche CR : Commune rurale CSB II : Centre de santé de base niveau II CTGREF : Centre technique de génie rural et des eaux et des forêts dfc : Débit fictif continu EPP : Ecole primaire publique ESPA : Ecole supérieure polytechnique d’Antananarivo ETP : Evapotranspiration potentielle ETR : Evapotranspiration réelle FAO : Food and agriculture organisation FTM : Foiben’ny tao-tsarintan’i Madagasikara HT : Hors taxe NIHYCRI : Normes Malgaches de construction des Infrastructures Hydroagricoles Contre les Crues et Les inondations ORSTOM : Office de recherche scientifique et technique d’outre-mer RD : Rive droite SRI : Système de riziculture Intensif TRI : Taux de rentabilité interne TTC : Toutes taxes comprises TVA : Taxes sur les valeurs ajoutées VAN : Valeur actualisée nette
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LISTE DES FIGURES
Figure 1: Localisation de la zone d'étude Figure 2 : Caractéristique du bassin versant (BD 100 FTM) Figure 3 : Formation géologique du BV (BD 100 FTM) Figure 4 : Limite du périmètre (Image Satellite) Figure 5 : Proposition d'aménagement Figure 6 : Profil du barrage Figure 7 : Type de section du canal Figure 8 : Vue en plan (Bâche L = 7 [m]) Figure 9 : Vue en plan (bâche avec pile) Figure 10 : Vue en profil (bâche avec pile) Figure 11 : Détail culée Figure 12 : Détail du corps de la bâche Figure 13 : Détail pile Figure 14 : Vue en plan (Passage supérieur) Figure 15 : Coupe A - A (Passage supérieur) Figure 16 : Partiteur fixe Figure 17 : Forces appliquées au barrage Figure 18 : Moment de la stabilité Figure 19 : Vue en plan et en amont du barrage Figure 20 : Coupe A -A (Barrage)
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LISTE DES PHOTOS
Photo 1 : Barrage existant Photo 2 : Observation sur chaque ouvrage
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1:Température moyennes de la zone d'étude Tableau 2 : Précipitation moyenne mensuelle Tableau 3: Répartitions des effectifs Tableau 4: Valeur de la pluviométrie mensuelle Tableau 5 : Pluviométrie maximale Tableau 6 : Caractéristique du bassin versant Tableau 7 : Apports interannuels à la station d’Ambodiroka Tableau 8 : Apport annuel Tableau 9 : Coefficient de répartition de débit d'ALDEGHERI Tableau 10 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs au droit du barrage Tableau 11 : Apports annuels Tableau 12 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs au droit du barrage Tableau 13 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs synthétisés des (2) deux méthodes Tableau 14 : Résultat de l'application de la méthode de LOUIS DURET Tableau 15 : Résultat de l'application de la méthode OSTROM Tableau 16 : Résultat de calcul de l'ETo par le logiciel CROPWAT 8.0 Tableau 17 : Valeurs des pluies efficaces Tableau 18 : Calendrier cultural Tableau 19 : Besoins en eau du périmètre Tableau 20 : Adéquation ressource/besoin Tableau 21 : Résultat du levé topographique du CPRG Tableau 22 : Résultat du levé topographique de la 1ere rizière Tableau 23 : Résultat du levé topographique du barrage Tableau 24 : Valeur de la longueur des passes Tableau 25 : Valeur de K, m, r Tableau 26 : Caractéristiques de chaque tronçon du canal Tableau 27 : Liste des ouvrages à construire ou à réhabiliter Tableau 28 : Caractéristique de chaque bâche Tableau 29 : Caractéristiques des passages supérieurs Tableau 30 : Caractéristiques des canaux maçonnés Tableau 31 : Caractéristiques des canaux maçonnés avec murets Tableau 32 : Caractéristique d'un partiteur Tableau 33 : Situation avant et après projet Tableau 34 : Cout du projet en [Ariary] Tableau 35 : Dépenses en matériels agricoles en [Ariary] Tableau 36 : Dépenses en intrants en [Ariary] Tableau 37 : Dépenses en main d'œuvre en [Ariary] Tableau 38 : La charge totale d'exploitation en [Ariary] Tableau 39 : Revenu annuel prévisionnelle [x 100 000 Ariary]
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique vi Ecole supérieure polytechnique d’Antananarivo
Tableau 40 : CASH - FLOW en [Ariary] pour chaque année Tableau 41 : Cumul de CASH - FLOW en [Ariary] pour chaque année Tableau 42 : Les différentes étapes du projet Tableau 43 : Indentification des sources impacts par phase du projet Tableau 44 : Identifications des impacts probables du projet Tableau 45 : Atténuation des notes Tableau 46 : Impacts négatifs pendant la phase préparatoire Tableau 47: Impacts négatifs pendant la phase de réalisation Tableau 48 : Impacts positifs pendant la phase de réalisation Tableau 49 : Impacts négatifs pendant la phase d'exploitation Tableau 50 : Impacts positifs pendant la phase d'exploitation Tableau 51 : Mesure d'atténuation des impacts du projet Tableau 52 : Plan de gestion environnemental du projet Tableau 53 : Données pluviométries mensuelles de Majunga Tableau 54 : Données pluviométries maximales journalières Tableau 55 : Valeur du coefficient régional B dans la formule CTGREF Tableau 56 : Valeur du coefficient K Tableau 57 : Valeur de pente des talus Tableau 58 : Dimensionnement de la bâche Tableau 59 : Caractéristiques des deux canaux secondaires Tableau 60 : Valeurs du coefficient de ruissellement C Tableau 61 : Coefficient b dans la formule de MONTANA
Tableau 62 : Débit de crue Q10 (Méthode rationnelle) Tableau 63 : Dimensionnement du passage supérieur Tableau 64 : Valeur du coefficient C' Tableau 65 : Résultat des calculs concernant le moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l'extrémité aval du barrage Tableau 66 : Résultat de calculs concernant le moment des forces par rapport au point O qui tendent à renverser l’ouvrage Tableau 67 : Les valeurs de Tableau 68 : Résultat du calcul du moment fléchissant Tableau 69 : Résultat de calculs des différentes stabilités Tableau 70 : Les caractéristiques du nouveau barrage Tableau 71 : Bordereau estimatif et quantitatif du projet
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique vii Ecole supérieure polytechnique d’Antananarivo
AVANT PROPOS
I. Contexte d’étude
Le périmètre étudié se trouve dans la commune rurale de Sarobaratra, district de Tsaratanana, région de Betsiboka. Le projet de réhabilitation de ce périmètre est l’un des programmes du Ministère de l’Agriculture et Développement Rural, à travers de la Direction du Génie Rural. L’étude nécessaire à la réhabilitation ou à la création des infrastructures hydrauliques du périmètre a été confiée au bureau d’étude « NY ONINTSOA ». L’irrigation du périmètre est assurée par la rivière de Maroadabo, par sa rive gauche, où les infrastructures sont endommagés et vétustes nécessitant une réhabilitation complète. L’objet du projet consiste alors à la maîtrise de l’eau dans le périmètre irrigué d’une superficie de 90 Ha en vue d’augmenter la production et de renforcer les capacités de gestion et d’entretien du réseau par les groupements eux-mêmes.
A cet effet, les travaux suivants sont nécessaires :
- La démolition de l’ancien barrage, et la construction d’un nouveau barrage de dérivation en dur, sur la rivière de Maroadabo au site d’Antafofo ; y compris ses ouvrages annexes ; - La réhabilitation du canal principal sur la rive gauche, et les ouvrages existants sur ce canal ; - La réhabilitation des canaux secondaires et tertiaires, ainsi que la réhabilitation de l’assainissement, qui seront à la charge des bénéficiaires.
II. Objet du présent mémoire
L’objet du mémoire consiste en l’étude hydrologique et hydraulique, nécessaire aux dimensionnements du nouveau barrage, du canal principal, ainsi que les ouvrages sur ce canal principal, à partir des données topographiques présentés par « NY ONINTSOA ». Elle aboutira à une estimation des investissements, ainsi que du taux de rentabilité économique.
Il n’a pas été effectué des études géotechniques approfondies. Il en est pour les canaux secondaires et assainissement, à l’intérieur du périmètre.
La précision recherchée au niveau de ce mémoire, est celle d’un rapport d’orientation.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique viii Introduction
INTRODUCTION
L’agriculture contribue pour plus d’un tiers à l’alimentation de la population mondiale. Particulièrement, dans notre pays, ce secteur occupe la majorité de la population, avec un taux de 80 % environ. Le secteur de subsistance constitué particulièrement de la riziculture joue un rôle primordial, car le riz représente l’aliment de base de la population Malgache. Malgré les différents efforts établis, et la possession des potentialités nécessaires pour l’agriculture, le rendement de la production rizicole reste encore assez faible. L’aménagement et la réhabilitation des infrastructures des périmètres hydroagricoles conduiront à une meilleure production, ce qui contribuera à l’autosuffisance alimentaire.
Pour le cas du périmètre de Sarobaratra, dans la commune rurale de Sarobaratra, la non maîtrise de l’eau et le manque d’entretien des infrastructures existantes sont les causes du faible rendement agricole. Par la réhabilitation et l’aménagement physique des infrastructures hydroagricoles, l’objectif est de mettre à la disposition des usagers un réseau hydroagricole capable de livrer de l’eau en quantité suffisante, nécessaire à l’irrigation. La potentialité du périmètre est liée à sa disponibilité en eau. Cette production va impliquer une augmentation du revenu national par la création d’emploi, l’augmentation des salaires. La mise en valeur hydroagricole va développer le pays. La maîtrise de l’eau serait un facteur clé, pour le développement durable d’un pays en voie de développement.
Pour mieux saisir ce travail, nous avons divisé le contenu de ce travail en cinq (5) grandes parties:
- Généralités sur la zone d’étude ; - Etudes techniques de base ; - Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement ; - Etude socio-économique et financière; - Etude d’impact environnemental.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 1
PARTIE I : GENERALITES SUR LA ZONE DU PROJET
Partie I : Généralités sur la zone d’étude
Chapitre I : SITUATION PHYSIQUE DE LA REGION
I.1. Localisation de la zone du projet
Le périmètre irrigué appartient au Fokontany Sarobaratra, dans la Commune Rurale de Sarobaratra, District de Tsaratanana, Région Betsiboka.
La Commune Rurale de Sarobaratra se trouve dans la partie Nord de Madagascar, dont les coordonnées géographiques sont les suivantes :
- Longitude : 47°32’55,6’’ Est ; - Latitude : 16°46’52,8’’ Sud.
La Commune Rurale de Sarobaratra est limitée :
- Au Nord par la Commune Rurale de Manerinerina (Route vers Mampikomy) ; - A l’Est par la Commune Rurale de Bekapaika ; - Au Sud par la Commune Rurale de Marokoro ; - A l’Ouest par la Commune Rurale d’Ambondromamy.
L’accès au site se fait à partir de la route nationale N°4 (RN4), jusqu’au croisement vers Tsaratanana, au PK 392. Delà on emprunte la route nationale en N°33 A (RN33A) sur 14 [km], où se situe une bifurcation, qui mène vers la Commune Rurale de Sarobaratra, dans la direction Nord sur une piste en terre longue de 12[km], pour arriver au Chef-lieu de la commune.
Il est à noter, que l’accès au barrage se fait à partir d’une piste en terre, en traversant la plaine à irriguer ; à partir de la commune sur une longueur de4 [km], puis à pied jusqu’au site du barrage sur 1,5[km] environ. Notons aussi que la route RN 33 A, la route reliant cette dernière à la commune rurale de Sarobaratra et la piste d’accès au périmètre, présentent des points noirs sur certains endroits, en particulier aux droits des passages à gué (traversés de rivières et ruisseaux, bourbiers etc.…) , et sont difficiles à circuler.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 2 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
Figure 1: Localisation de la zone d'étude
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 3 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
I.2. Données climatologiques Toutes les données climatologiques ont été fournies, par la station climatologique de Majunga.
1.2.1 Température La température y est chaude, car la moyenne annuelle est de 25°C, avec un maximum pouvant atteindre les 27°C.
Tableau 1:Température moyennes de la zone d'étude
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept. Oct. Nov. Déc.
T moy (°C) 28,6 28,7 28,6 29,2 26,5 26,8 26 27,3 28,1 29,6 30 29,1
1.2.2 Pluviométrie Les pluies sont réglées par les centres d’actions atmosphériques, qui déterminent une saison humide de Décembre à Avril-Mai, avec en moyenne de 200 à 450 [mm] d’eau par an ; et une saison sèche de 6 mois, avec moins de 10% du total pluviométriques. La saison pluvieuse plus marquée se situe entre les mois de Janvier et Mars.
Tableau 2 : Précipitation moyenne mensuelle
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Nov. Déc.
P moy [mm] 448,2 366,0 217,4 59,0 7,3 1,5 1,3 2,8 2,3 23,4 100,8 236,9
I.3. Hydrographie La zone du projet est caractérisée par deux réseaux hydrographiques, orientés vers le canal de Mozambique, dont les plus importants sont :
- La rivière Maroadabo, affluent de Mahajamba qui se déverse dans le canal de Mozambique ; - Et la rivière Kamoro, affluent du fleuve Betsiboka qui se déverse aussi à son tour dans le canal de Mozambique.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 4 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
I.4. Relief Le relief est généralement formé par des basses, et moyennes collines, et des vastes plaines de baiboho.
I.5. Climat La Commune Rurale de Sarobaratra se situe dans la Région de Betsiboka, à quelques dizaines de kilomètres de la côte Nord-Ouest de l’île. La Commune Rurale de Sarobaratra, qui fait l’objet de cette étude, jouit d’un climat tropical à contrastées, où la chaleur reste constante.
I.6. Végétation La zone du projet est la zone de baiboho, occupant des espaces plus ou moins étendues le long des rivières et fleuves ; qui constituent des milieux naturellement fertiles ; grâce à l’apport saisonnier de terre fine, et des matières organiques, arrachées sur les reliefs. La végétation qui couvre les Tanety, ainsi que le baiboho est dominée par les arbres fruitiers, comme les manguiers.
I.7. Sols La majorité des sols dans la zone d’étude sont des sols ferralitiques, et ferrugineux d’aptitude agronomique moyenne à faible ; riches en divers minerais extractibles un peu partout, mais très fragiles à l’érosion. Ils se rencontrent sur les hautes, et les moyennes collines. En dehors des sols ferralitiques, on peut aussi trouver des sols alluvionnaires au baiboho, surtout dans les parties basses. Enfin, dans les zones marécageuses, on rencontre des sols hydromorphes contenant beaucoup de matières organiques (pH acide), pouvant être aménagés en rizicultures, à condition de les protéger contre les risques permanents d’inondation.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 5 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
Chapitre II : DONNEES AGRO SOCIO-ECONOMIQUES
II.1. Population D’après le dernier recensement en 2011, l’effectif total des habitants dans la Commune Rurale de Sarobaratra est de 16 952 [hab], avec la superficie totale de 1342 [km²] ; la densité moyenne de la population est moins de 13 [hab/km²]. Ils sont tous des paysans, des éleveurs, bûcherons.
La population est en majorité, autochtone Tsimihety. Néanmoins, des autres ethnies telles que : Merina, Betsileo minoritaires ; y vivent aussi.
Cela suppose, que le flux migratoire est moins important, par rapport aux autres régions de l’île.
Ces habitants sont répartis sur dix-sept (17) Fokontany, qui sont formés par des hameaux ; reliés par des pistes.
II.2. Activités économiques Les activités principales de la population concernent la riziculture, sur la plaine irriguée ; avec d’autres cultures diversifiées comme : légumes, patates, manioc, maïs,…mais juste pour l’autoconsommation ; quant aux activités secondaires, elles consistent à travailler en minerai (Or, pierres précieuses…).
Enfin, les activités accessoires se rapportent à la culture sèche : légumes, manioc, patate douce.
Les rendements issus de ces différentes activités, sont faibles à l’échelle familiale.
II.3. Education Dans la Commune Rurale de Sarobaratra, seul (01) EPP, et (01) CEG existent. Pour les études secondaires, les élèves de cette commune vont au Lycée Tsaramandroso, annexe Ambato- Boeny (à 38 km).
En plus, les écoles, les enseignants, l’équipement et les matériels sont encore insuffisants. L’éducation est alors en régression. Les taux de réussite, et de scolarisation sont très faibles.
Voici l’effet :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 6 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
- Délinquance juvénile, - Manque d’incitation.
Tableau 3: Répartitions des effectifs
Nombres des Nombres des élèves enseignants
EPP 400 6
CEG 150 7
TOTAL 550 13
II.4. Agricultures Les principales cultures pratiquées, dans la Commune rurale de Sarobaratra, sont des céréales telles que le riz, le maïs, les racines, et tubercules comme la patate et le manioc…
II.5. Elevage L’élevage de bovin est aussi un facteur de développement pour la commune. En 2013, on a pu recenser 17 000 têtes bovines, dans la Commune ; soit une moyenne de 1 000 têtes par Fokontany. Le cheptel local est utilisé, comme source de revenue ; mais garantie la consommation locale, et est utilisé comme moyen de production.
II.6. Infrastructures et équipements socio-collectif, santé La Commune Rurale de Sarobaratra dispose d’un Centre de Santé de Base niveau II (CSB II), où travaillent un médecin chef et un aide-soignant.
Les maladies les plus fréquentes sont le paludisme, la diarrhée,…
II.7. Adduction d’eau potable Seul le Fokontany de Sarobaratra dispose d’une borne fontaine (pompe manuelle), d’un branchement d’adduction d’eau potable. Le reste de la commune se contente de l’eau des sources, des étangs, et des rivières ; pour leurs alimentations et d’autres besoins quotidiennes.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 7 Partie I : Généralités sur la zone d’étude
II.8. Énergie, télécommunication, religion et loisirs Concernant l’énergie, la commune n’a pas accès à l’électrification. En 2013, la plupart des habitats utilisent de plaque solaire ; pour se procurer l’électricité.
Pour la télécommunication, on parvient à capter le seul réseau d’AIRTEL, à partir de certains endroits en altitude.
Les édifices religieuses recensés, dans la commune sont : une (01) église catholique, une (01) FJKM (Fiangonan’i Jesosy Kristy eto Madagascar), une (01) église protestante (METM).
La commune rurale de Sarobaratra possède un (01) seul terrain de football, comme terrain de sport.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 8
PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE
Partie II : Etudes techniques de base
Chapitre I : ETUDE PLUVIOMETRIQUE
Dans le présent mémoire, on a essayé de maîtriser et d’approfondir les études hydrologiques ; par l’ajustement des données de cette zone avec les lois, telles que la loi de GAUSS, GUMBEL.
I.1. But Le but de cette étude vise à déterminer la hauteur, et l’intensité de la pluie reçue par la zone d’étude, ainsi que la répartition spatio-temporelle. La station pluviométrique de Majunga sera considérée comme base d’étude.
I.2. Pluviométries mensuelles interannuelles Cette statistique est établie, en calculant la moyenne de chaque mois. La somme des pluies moyennes mensuelles donne la moyenne annuelle. En générale, la pluviométrie moyenne annuelle est nécessaire, pour déterminer les pluviométries interannuelles de différentes fréquences, par leur ajustement, suivant les lois de distribution classiques telles que les lois de GAUSS, enregistrées dans le tableau ci-dessous.
Tableau 4: Valeur de la pluviométrie mensuelle
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Nov. Déc. Annuelle
Pm 448,21 366,04 217,35 59,00 7,27 1,50 1,32 2,78 2,32 23,42 100,77 236,88 1466,85 % 30,56 24,95 14,82 4,02 0,50 0,10 0,09 0,19 0,16 1,60 6,87 16,15 100,00
P0,2 358,56 292,82 173,88 47,20 5,81 1,20 1,06 2,22 1,85 18,74 80,61 189,49 1173,44
P0,8 537,87 439,25 260,83 70,80 8,72 1,80 1,58 3,34 2,78 28,11 120,92 284,26 1760,26
Où :
- Pm: Pluviométrie moyenne mensuelle en [mm] ;
- P0,2 :Pluviométrie quinquennale sèche en [mm] ;
- P0,8: Pluviométrie quinquennale humide en [mm].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 9 Partie II : Etudes techniques de base
I.3. Pluviométries maximales de différentes fréquences La pluviométrie maximale de différentes fréquences est obtenue, par la loi de GUMBEL :
Avec :
- PF : pluies maximales journalières de fréquence F ;
- PO : variable réduite de GUMBEL, elle est donnée par la formule suivante :
Où :
- Pm : pluies moyennes maximales journalières ; - : écart-type.
- UF : variable réduite de GUMBEL, elle est donnée par la formule suivante :
( ( ))
Où - F : fréquence donnée ;
- aG : gradient exponentiel.
Les valeurs à calculer, sont données dans le tableau suivant :
Tableau 5 : Pluviométrie maximale
Paramètres Moyenne 131,6 Ecart-type 57,5
Po 105,7 aG 44,9 Pluviométries maximales en [mm]
P5h 173,1 P10h 206,8 P25h 249,4
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 10 Partie II : Etudes techniques de base
Chapitre II : ETUDE HYDROLOGIQUE
L’hydrologie est la science, qui étudie les eaux, leurs sources, leurs quantités et leurs qualités.
Elle se divise en cinq principales subdivisions :
- La cryologie qui traite la neige et la glace ; - Limnologie qui traite les lacs ; - L’hydrogéologie qui étudie les eaux souterraines ; - La potamologie qui étude les rivières ; - Et l’hydrométéorologie qui étudie les problèmes entre les météorologies et l’hydrologie (précipitation, évapotranspiration,…)
En générale, la réalisation de cette étude est effectuée, suivant la démarche suivante :
- Collecte les données climatiques de la région ; - Calcul des caractéristiques principales du bassin versant ; - Calcul des apports provenant des différentes sources ; - Estimation des débits de crue.
II.1. Caractéristique du bassin versant
2.1.1 Notion du bassin versant Le bassin versant en une section d’un cours d’eau, est défini comme la surface drainée par ce cours d’eau, et ses influents en amont de la section. Tout écoulement prenant naissance à l’intérieur de cette surface, doit donc traverser la section considérée, appelée exutoire, pour poursuivre son trajet vers l’aval. Un bassin est à la fois, limité par les lignes de crête et la ligne de grande pente.
2.1.2 Caractéristiques du bassin versant Dans notre projet, les caractéristiques de bassin versant sont obtenues, à partir d’une carte FTM (Feuille O40, P40), à l’échelle de 1/100 000ème ; et en manipulant le logiciel MAPINFO PROFESSIONAL 8.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 11 Partie II : Etudes techniques de base
Les caractéristiques du bassin versant sont :
- Superficie du bassin versant S : c’est la surface de réception, et d’alimentation des cours d’eau. La superficie du bassin versant est déterminée, à partir d’une carte topographique de la FTM. - Périmètre du bassin versant P : c’est la longueur totale du contour du bassin versant. Le périmètre du bassin versant est déterminé, à partir du MAPINFO PROFESSIONAL 8. - Plus long cheminement hydraulique L : c’est la longueur maximale, que le cours d’eau jusqu’à l’exutoire du bassin versant, elle est déterminée de la même manière, que la superficie S et le périmètre P du bassin versant. - La pente du bassin versant I est obtenue, par la formule suivante :
Où :
Zmax : l’altitude maximale en [m] ;
Zmin : l’altitude minimale en [m] ; L : le plus long cheminement hydraulique en [Km].
- Forme du bassin versant :
La forme du bassin versant est très importante pour les crues, et la répartition de débit au cours de l’année. Plus le bassin est petit, plus les débits de crue par unité de surface sont importants.
La forme du bassin versant dépend de l’indice de GRAVELUIS K :
Si K ≈ 1, le bassin versant est ramassé ; Si K >>>>> 1, il a une forme allongée et ramifiée.
L’indice de GRAVELUIS K est défini, par la formule suivante :
√
- P : étant le périmètre du bassin versant en [Km] ; - S : la superficie du bassin versant en [Km²]. Dans notre cas, K = 1,65. Alors le bassin versant du projet a une forme allongée.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 12 Partie II : Etudes techniques de base
Ainsi, sont déterminés ces paramètres, concernant le bassin versant :
Tableau 6 : Caractéristique du bassin versant
Paramètres du bassin versant Valeurs
Superficie S [Km²] 101,2
Périmètre P [Km] 59,22
Plus long cheminement hydraulique L [Km] 30,2
Altitude maximale Zmax [m] 366
Altitude minimale Zmin [m] 99,53
Altitude moyenne Zmoyenne [m] 232,76
Pente I [m/Km] 8,38
Indice de compacité de GRAVELUIS K 1,65
2.1.3 Formation géologique du BV
Le bassin versant est dans une formation de migmatite, gneiss.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 13 Partie II : Etudes techniques de base
Figure 2 : Caractéristique du bassin versant (BD 100 FTM)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 14 Partie II : Etudes techniques de base
Figure 3 : Formation géologique du BV (BD 100 FTM)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 15 Partie II : Etudes techniques de base
II.2. 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.
L’estimation des apports en amont du barrage sont estimés par deux méthodes différentes, qui sont :
- La méthode de CTGREF ; - Et la méthode de la station de référence.
Les résultats obtenus par ces deux méthodes seront comparés entre eux ; pour obtenir une estimation finale des apports.
2.2.1 Méthode de station de référence
Cette méthode est basée sur l’exploitation des données recueillies sur la station hydrométrique existante, plus proche de la zone d’étude. Ces données sont tirées de l’ouvrage : « Fleuves et Rivières de Madagascar ».
La station la plus proche, étant la station d’Ambodiroka, (Fleuves et Rivières de Madagascar), page 690, tableau 7.192 :
Tableau 7 : Apports interannuels à la station d’Ambodiroka
Débit spécifique Valeurs en [l/s/km²]
Moyen annuel 23,8
Quinquennal sec 19,8 (Source : Fleuves et rivières de Madagascar)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 16 Partie II : Etudes techniques de base
2.2.1.1 Apport annuel
L’apport annuel QF de fréquence donnée est obtenu, par la formule suivante :
Où :
- qF : le débit spécifique du bassin de référence en [l/s/km²] ; - S : la surface du bassin versant étudiée ; S= 101,2 [Km²].
Les débits spécifiques sont donnés, dans le tableau suivant :
Tableau 8 : Apport annuel
Apport moyen annuel Apport quinquennal sec Superficie du BV en [Km²] en [l/s/km²] en [l/s/km²] 101,2 2408,56 2003,76
2.2.1.2 Apports moyens mensuels
L’apport moyen mensuel est calculé, à l’aide de la formule suivante :
Où :
- Qm: Apport mensuel de fréquence donnée en [l/s] ;
- Qf : Apport moyen annuel du bassin versant en [l/s] ;
- Rm: Coefficient de répartition de débit d’ALDEGHERI.
Tableau 9 : Coefficient de répartition de débit d'ALDEGHERI
R Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept. Oct. Nov. Déc. Année
R1 16,9 16,7 17,1 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,9 100
R2 17,9 18,2 20,5 8,8 4,8 3,7 3,1 2,8 2,2 2,0 4,4 11,6 100
R3 13,4 14,8 15,8 9,9 6,9 5,7 5,8 6,0 4,4 3,6 4,5 9,2 100
R4 23,8 19,0 17,2 6,8 3,8 2,7 2,4 2,1 1,6 1,5 3,3 15,8 100
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 17 Partie II : Etudes techniques de base
- R1 : correspond aux bassins versants des hautes terres centrales ;
- R2 : correspond aux grands bassins versants du Nord-Ouest ;
- R3 : correspond aux bassins versants de la bordure orientale ;
- R4 : correspond aux bassins versants du centre Ouest du Sud-ouest, et petits bassins versants du Nord-Ouest.
Les apports annuels sont transformés en apports mensuels, en appliquant les coefficients de
répartition de débit Rm, ou le coefficient de répartition de débit d’ALDEGHERI.
Dans ce projet, la répartition mensuelle est définie par R2 ; car le bassin étudié correspond au grand bassin versant du Nord-Ouest.
Le résultat des apports moyens mensuels, et des apports quinquennaux secs mensuels du bassin versant, est alors :
Tableau 10 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs au droit du barrage
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Nov. Déc.
Qm [l/s] 5 173,6 5 260,3 5 925,1 2 543,4 1 387,3 1 069,4 896,0 809,3 635,9 578,1 1 271,7 3 352,7 Q 5S 4 304,1 4 376,2 4 929,2 2 116,0 1 154,2 889,7 745,4 673,3 529,0 480,9 1 058,0 2 789,2 [l/s]
2.2.2 Méthode de CTGREF
2.2.2.1 Apports annuels
Les apports des différentes sources, au droit des ouvrages de dérivation sont calculés, à partir de la formule empirique du CTGREF, adapté au cas de Madagascar :
⁄ ⁄ ( ) ( ) ( )
Avec :
- QT: Apport moyen annuel de fréquence T en [l/s] ;
- PT: Pluviomètre moyenne annuelle de fréquence T en [mm] ;
- Zm: Altitude moyenne du bassin versant considéré en [m] pris égal à 232,77 [m] ; - B : Coefficient régionale = 46 ; - S : Superficie du bassin versant ; S = 101,2 [Km²].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 18 Partie II : Etudes techniques de base
Les apports sont calculés sur la base d’une année quinquennale, et décennale sèche et humide.
Le tableau ci-dessous montre les résultats de ces apports :
Tableau 11 : Apports annuels
Apport moyen annuel Apport quinquennal sec Superficie du BV en [Km²] en [l/s/km²] en [l/s/km²] 101,2 1365,28 941,20
Tableau 12 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs au droit du barrage
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Nov. Déc.
Qm [l/s] 2 932,6 2 981,8 3 358,6 1 441,7 786,4 606,2 507,9 458,7 360,4 327,7 720,9 1 900,5 Q 5S 2 021,7 2 055,6 2 315,3 993,9 542,1 417,9 350,1 316,2 248,5 225,9 497,0 1 310,1 [l/s]
2.2.3 Confrontation de deux méthodes Les valeurs moyennes respectives des apports moyens mensuels, et quinquennaux secs mensuels, sont résumées dans le tableau ci-après :
Tableau 13 : Apports moyens mensuels et quinquennales secs synthétisés des (2) deux méthodes
Mois Jan Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Nov. Déc.
Qm [l/s] 4053,1 4121,0 4641,8 1992,6 1086,9 837,8 701,9 634,0 498,1 452,9 996,3 2626,6
Q5S [l/s] 3162,9 3215,9 3622,3 1554,9 848,1 653,8 547,8 494,8 388,7 353,4 777,5 2049,7
II.3. Estimation du débit de crue Le but de l’estimation du débit de crue, est de dimensionner les ouvrages hydrauliques. La superficie du bassin versant, étant supérieur à 10 [km²], on dispose donc deux méthodes :
La méthode de Louis DURET, dérivée de la méthode rationnelle. Elle est également établie, pour l’étude de crue ; mais pour des bassins versants de superficie supérieure à 10 [Km²]. La méthode d’ORSTOM.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 19 Partie II : Etudes techniques de base
2.3.1 Méthode de Louis Duret La formule simplifiée de Louis Duret est la suivantes, appliquée à la superficie du bassin versant comprise entre 10 et 150 [km²] :
Avec :
3 - QT : Débit de crue de période de retour T en [m /s] ; - S : Surface du bassin versant en [m²] ; - I : Pente du bassin versant en [m/Km] ; - PT : Pluie maximale tombée, en un point du bassin versant ; pour une période de retour T en [mm].
L’application de cette méthode au bassin versant concerné, donne les résultats suivants :
Tableau 14 : Résultat de l'application de la méthode de LOUIS DURET
T en [ans] 5 10
3 QT en [m /s] 230,9 295,7
2.3.2 Méthode d’ORSTOM La méthode d’ORSTOM est valable, pour des bassins versants de superficie supérieure à 10 [km²]. Elle fait intervenir (3) trois autres paramètres en plus des paramètres (pluie, superficie et pente du bassin versant), qui sont :
L’indice d’exondement E, qui prend les valeurs suivantes : 1 pour les bassins comportant un pourcentage des rizières négligeables ; 0,3 pour un exutoire situé en aval d’un lac et marais.
Le coefficient d’imperméabilité G : 1 pour les bassins versant situé sur socle fortement latérite ; 0,2 pour les bassins versant sur formation gréso-sableuse. L’indice de couverture végétale V : 0,9 pour les bassins versant forestiers ; 0,3 pour bush et désert pierreux du sud.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 20 Partie II : Etudes techniques de base
La formule est comme suit :
0, 72 0, 26 0, 03 2, 31 1, 25 -0, 27 QT = 4, 34.S .I .P .E .G .V
Avec:
3 - QT : Débit de crue de période de retour T de 10 ans en [m /s] ; - S : Surface du bassin versant en [km²] ; - 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 en [mm] ; - E : Indice d'exondement, pris égal à 0,9 ; - G : Coefficient d'imperméabilité, pris égal à 0,6 ; - V : Indice de couverture végétale, pris égal à 0,6.
L’application de cette méthode au bassin versant concerné, donne les résultats suivants :
Tableau 15 : Résultat de l'application de la méthode OSTROM
3 S (km2) I (m/km) P (mm) E G V Q10 (m /s) 101,2 8,4 206,8 0,9 0,6 0,6 116,9
On a donc, la valeur du débit de crue de période de retour de 10 ans de 116,90 [m3/s]
2.3.3 Synthèse des résultats
La valeur du débit de crue retenue est celle obtenue, par la méthode d’ORSTOM. Du fait que, cette méthode présente des paramètres en excès, et par comparaison à la méthode de Louis Duret, qui augmentera la précision sur le résultat de calcul.
D’après les informations recueillies, auprès des bénéficiaires et les levés topographiques des traces des crues. Le débit de crue décennal observé est de l’ordre de 117 m3/s
Donc, on a :
, ⁄ -
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 21 Partie II : Etudes techniques de base
Chapitre III : ETUDE DE BESOIN EN EAU
L’étude de besoin en eau permet de dimensionner les ouvrages d’irrigation, tels que les canaux d’irrigation, les prises, les partiteurs, etc.…. Différentes paramètres doivent être connus, d’aborder le calcul : de l’évapotranspiration, du coefficient cultural, de la pluie efficace, du calendrier et de la pratique culturale,…. Prendre comme hypothèse, la spéculation du riz, dont besoin en eau est plus important, que celui des autres cultures ; et les calculs seront faits par le logiciel CROPWAT 8.0.
III.1. Besoin en eau de la plante Les besoins en eau de la plante correspondent aux quantités nécessaires d’eau perdues par ces plantes, par le processus de l’évapotranspiration ; et qui ne sont pas comblées par la pluie.
Les besoins en eau de la plante sont donnés, par la formule :
BPL = KC.ETP – Pe
Avec
- KC : coefficient cultural ; - ETP : évapotranspiration potentielle en [mm] ;
- Pe : pluie efficace en [mm].
III.2. L’évapotranspiration L’évapotranspiration réelle est la somme des volumes d’eau utilisée, d’une part, par les plantes, et évaporée d’autre part, par la surface du sol. L’évapotranspiration potentielle ETP est obtenue, quand l’humidité est à son point de rétention, et quand la plante atteint son activité biologique maximum. Elle dépend alors de plusieurs facteurs, comme la température, l’humidité, la position géographique, la vitesse du vent, et l’ensoleillement.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 22 Partie II : Etudes techniques de base
Le logiciel CROPWAT 8.0 utilise la formule de Penman-Monteith, pour le calcul de l’ETP :
( ) ( )
( )
Avec :
- ETP : Évapotranspiration potentielle en [mm/j] ;
- Rn: Radiation nette à la surface du champ en [MJ/m²/j] ; - G : Densité du flux de chaleur du sol en [MJ/m²/j] ; - T : Température moyenne journalière, mesurée à 2 [m] du sol en [°C] ;
- u2: Vitesse de l’air, mesurée à 2 [m] de hauteur en [m/s] ;
- : Pression de vapeur saturante en [kPa] ;
- : Pression de vapeur actuelle en [kPa] ;
- : Déficit de pression de vapeur saturante en [kPa].
Les paramètres utilisées sont ceux enregistrés à la station pluviométrique du Majunga (altitude = 18 m ; latitude = 15°40 S ; longitude = 46°21 E). Les résultats obtenus sont :
Tableau 16 : Résultat de calcul de l'ETo par le logiciel CROPWAT 8.0
Température Humidité Vitesse du Insolation Rayonnement Eto Mois Moy °C de l'air % Vent m/s [h] MJ/m²/jour mm/jour Janvier 28,6 82 3,4 7 20,5 4,77 Février 28,7 84 3,4 6,6 17,9 4,13 Mars 28,6 81 3,1 7,9 15,9 3,74 Avril 29,2 76 2,8 9 12,6 3,20 Mai 26,5 70 3,1 9,5 9,3 2,47 Juin 26,8 66 3,6 9,4 7,5 2,51 Juillet 26 66 3,9 9,4 8,3 2,74 Août 27,3 64 4,2 9,8 11,7 3,85 Septembre 28,1 65 4,2 10,2 16,7 4,9 Octobre 29,6 68 4,5 10,3 21,3 5,99 Novembre 30 73 4,2 9,6 23,6 6,16 Décembre 29,1 80 3,4 7,3 21,6 5,18
III.3. Pluie efficace La pluie efficace est donnée par la formule suivante :
( )
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 23 Partie II : Etudes techniques de base
Dans laquelle P0,2 est la pluviométrie de fréquence quinquennale en année sèche, et exprimée en [mm].
Donc :
Si , - on a , -
Si , - on a
Grâce au logiciel CROPWAT 8.0, on trouve les résultats suivants :
Tableau 17 : Valeurs des pluies efficaces
Mois J F M A M J J A S O N D
P0,2 en [mm] 448,20 366,00 217,40 59,00 7,30 1,50 1,30 2,80 2,30 23,40 100,80 236,90 Pe en [mm] 100,00 100,00 100,00 47,20 5,80 1,20 1,00 2,20 1,80 18,70 80,60 100,00
III.4. Le coefficient cultural Kc Le coefficient cultural qu’on note Kc, dépend de la plante, du stade végétatif ; ainsi que le mode d’occupation du sol. Pour le riz, la valeur de ce paramètre varie entre 0,8 et 1,2.
III.5. Efficience C’est le rapport les besoins de la plante et le débit du réseau. Plus précisément, le volume d’eau réellement utilisé, par la plante et celui fourni en tête du réseau. Pour ce projet, on va prendre la valeur de l’efficience de réseau ; égal à 0,5.
III.6. Besoins en eau liés à la pratique culturale Pour la riziculture, les pratiques culturales exigent les opérations suivantes :
3.6.1 La mise en boue (MB)
La mise en boue s’effectue quelques jours, avant le repiquage. Elle consiste à saturer le profil, qui situe entre la surface du sol et la nappe. La quantité d’eau apportée, varie en fonction de la nature pédologique du sol, 100 [m] à 200 [mm] par [m²].
Dans notre cas, on prendra une valeur de 150 [mm].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 24 Partie II : Etudes techniques de base
3.6.2 Remplissage de clos (RS)
Le remplissage de clos s’effectue, après le repiquage. Cette opération consiste à rendre uniforme le plan d’eau dans la rizière. La quantité d’eau nécessaire, varie suivant le mode de la culture :
- 100 [mm], pour la culture traditionnelle ; - 20 à 50 [mm], pour le système de riziculture intensif ou SRI (plan de 8 à 15 jours maximum + utilisation intensive des engrais).
3.6.3 Mis à sec (ASSEC)
La mise à sec est effectuée, avant et après le sarclage. Le sarclage consiste à enlever les mauvaises herbes ; mais du point du vue agronomique, le fait de sarcler le riz donne une oxygénation de la plante.
Il s’agit ici, de vider le casier, pendant le sarclage. Puis on ramène la quantité d’eau équivalente à celle apportée, pendant le remplissage de clos.
3.6.4 Entretien (EN)
L’entretien s’effectue, après le sarclage jusqu’au récolte. L’opération consiste à renouveler 50 % de la quantité d’eau, jusqu’à la récolte ; pour avoir une oxygénation de l’eau dans les parcelles.
III.7. Besoin net Le besoin net n’est autre que le besoin réel des parcelles. Il est obtenu, en faisant la somme des valeurs calculées, à partir des besoins en eau de la plante et les besoins de la pratique culturale :
BN = 10. (BP + MB + RP +ASSEC + EN)
Où
- BN : Besoin net en [m3/ha] ; - BP : Besoin de la plante en [mm] ; - MB : Valeur correspondant à la mise en boue en [mm] ; - RP : Lame d’eau liée au remplissage des clos en [mm] ; - ASSEC : Hauteur nécessaire à l’asse en [mm] ; - EN : Valeur du besoin correspondant à l’entretien en [mm].
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Tableau 18 : Calendrier cultural
Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Aout Sept Oct. Préparation du sol/pépinière Repiquage Croissance Récolte
Première saison : riz Asara
Deuxième saison : riz Jeby
III.8. Les besoins brutes BB Il s’agit des besoins en eau nécessaires, à prélever dans la ressource disponible ; afin de satisfaire les besoins en eau, demandés par le périmètre. Ils sont donnés par la formule suivante :
Où :
- BN : Besoin net de la culture en [mm] ; é - e : Efficience du réseau ; é Dans notre cas, on prendra une efficience d’une valeur égale à 0,5.
III.9. Le débit fictif continu ou dfc La formule du débit fictif continu est comme suit :
é é
Avec :
- dfc : Débit fictif continu en [l/s/ha] ; - BB : Besoins brutes en [m3/ha] ;
Compte tenu de ces différents paramètres, le tableau suivant récapitule les besoins en eau du périmètre.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 26 Partie II : Etudes techniques de base
Tableau 19 : Besoins en eau du périmètre
Mois Nov. Déc. Jan Fév. Mar Avr. Mai Jui Jui Aoû Sep Oct. Pe [mm] 80,6 100,0 100,0 100,0 100,0 47,2 5,8 1,2 1,0 2,2 1,8 18,7 ETP [mm/j] 6,2 5,2 4,8 4,1 3,7 3,2 2,5 2,5 2,7 3,9 4,9 6,0 Nombre du jour 30 31 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 ETP [mm] 185 161 148 116 116 96 77 75 85 119 147 186 KC - 0,4 1,1 1 0,5 - 0,4 1,1 1 0,5 - - Kc*ETP [mm] - 64,23 162,66 115,64 57,97 - 30,63 82,83 84,94 59,68 - - BP [mm] - 60,58 47,87 15,64 15,94 - 70,77 74,10 83,94 117,15 - - MB [mm] - 150 - - - - 150 - - - - - RC [mm] - 34 66 - 34 66 - - - ASSEC [mm] - - 34 66 - - 34 66 - - - EN [mm] - - - 17 50 - - - 17 50 - - BN [mm/m²] - 245 148 99 66 - 255 174 167 167 - - BN [m3/ha] - 2446 1479 986 659 - 2548 1741 1669 1672 - - BB [m3/ha] - 4892 2957 1973 1319 - 5095 3482 3339 3343 - - dfc [l/s/Ha] - 1,83 1,10 0,82 0,49 - 1,90 1,34 1,25 1,25 - -
III.10. Adéquation ressource / besoin La confrontation des ressources en eau disponibles en fréquence quinquennale sèche, avec les besoins en eau, permet d’établir l’adéquation entre les ressources et les besoins en eau ; qui est représenté dans les tableaux suivants :
Tableau 20 : Adéquation ressource/besoin
Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avr. Mai Juin Juil. Aout Sept Oct.
Apport disponible 3163 3216 3622 1555 848 654 548 495 389 353 777 2050 [l/s] dfc [l/s/ha] - 1,83 1,1 0,82 0,49 - 1,9 1,34 1,25 1,25 - - Superficie à 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 irriguer [ha] Besoin du - 164,7 99 73,8 44,1 - 171 120,6 112,5 112,5 - - périmètre [l/s] Apport restant 3163 3051 3523 1481 804 654 377 374 276 241 777 2050 [l/s]
Où :
Apport restant [l/s] = Apport disponible [l/s] – Besoins du périmètre [l/s]
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 27 Partie II : Etudes techniques de base
Il en découle, que les ressources disponibles sont largement suffisantes pour irriguer le périmètre.
III.11. Calcul des débits
3.12.1 Débit de pointe En divisant le volume total d’eau nécessaire, pour irriguer un hectare d’une culture, pendant toute la durée de son cycle végétatif, par le nombre de seconde continue dans cette durée ; le débit fictif continu est obtenu. Le débit de pointe est la plus grande valeur du débit fictif continu, trouvée dans le calcul de besoin en eau. Pour ce projet, on a comme valeur dfcmax = 1,90 [l/s/ha]. (Voir tableau N°19)
3.12.2 Débit d’équipement Qe C’est le débit, avec lequel on dimensionne les ouvrages. Sa valeur dépend des ressources disponibles, c’est-à-dire :
* + lorsque les ressources disponibles sont limitées ;
* + lorsque les ressources disponibles sont largement suffisantes.
Pour ce projet, le débit d’équipement considéré sera pris égal à 2,00 [l/s/ha].
3.12.3 Débit nominal C’est le débit en tête du réseau, il est donné par la formule suivante :
Avec : Qn : Débit en tête du réseau en [l/s] ;
Qe : Débit d’équipement ; Qe= 2 [l/s/ha] ;
S : Surface à irriguer ; S = 90 [ha].
Ainsi, le débit en tête ou le débit nominal est évalué, comme suit :
, ⁄ - , ⁄ -
3.12.4 Main d’eau C’est le débit effectif, que l’usager utilise à l’unité parcellaire d’arrosage, pendant le temps nécessaire ; pour que la parcelle reçoive la dose dont elle a besoin. Sa limite supérieure est la main d’eau, c’est-à-dire le débit que l’homme peut manier sans être débordé.
La valeur de main d’eau sera prise égale à 5 [l/s].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 28 Partie II : Etudes techniques de base
Chapitre IV : ETUDE TOPOGRAPHIQUE Les levés topographiques consistent à représenter sur des plans la configuration réelle du terrain, accompagné des divers renseignements et des détails, trouvés à sa surface.
IV.1. Levé de la situation du terrain et les résultats topographiques du projet Lors de la reconnaissance sur terrain, on constate que les canaux ne sont plus fonctionnels, et ne peuvent plus transiter l’eau de la rivière vers le périmètre. Ils sont à sec, pendant le période d’étiage. Le plan d’eau au niveau du barrage, en période d’étiage, ne peut dominer topographiquement le périmètre.
Les résultats topographiques ci-dessous, montrent la côte du terrain naturel et la côte du projet, et donnent une idée sur les volumes de remblais et de déblais effectué durant les travaux. Le profil en long se trouve, dans l’annexe V, page A48.
Tableau 21 : Résultat du levé topographique du CPRG
Cote N° Cote N° Cote TN Cote N° Cote TN Cote Projet Profil TN (m) Profil (m) Projet (m) Profil (m) Projet (m) (m) 0 99,37 99,37 22 99,92 98,62 44 92,07 97,69 1 99,28 99,26 23 102,15 98,56 45 94,07 97,68 2 99,78 99,18 24 103,69 98,54 46 94,39 97,66 3 99,17 99,16 25 99,48 98,48 47 94,34 97,54 4 99,25 99,06 26 99,62 98,47 48 94,94 97,53 5 99,45 98,96 27 102,13 98,47 49 94,88 97,51 6 99,22 98,96 28 102,98 98,44 50 93,81 97,48 7 98,91 98,95 29 101,89 98,42 51 95,94 97,47 8 99,61 98,92 30 99,71 98,40 52 94,01 97,45 9 100,50 98,90 31 97,97 98,39 53 92,82 97,42 10 99,34 98,87 32 101,04 98,38 54 92,51 97,39 11 99,27 98,86 33 100,50 98,37 55 97,02 97,36 12 98,53 98,85 34 99,57 98,36 56 97,26 97,34 13 98,53 98,83 35 98,46 98,34 57 97,34 97,31 14 98,91 98,81 36 98,07 98,12 58 96,32 97,29 15 98,54 98,78 37 95,04 98,11 59 96,08 97,26 16 98,39 98,76 38 94,90 98,08 60 96,13 97,24 17 98,23 98,75 39 95,25 98,07 61 95,97 97,21 18 98,39 98,72 40 95,94 98,06 62 95,83 97,19 19 97,72 98,70 41 95,55 98,04 63 95,40 97,16 20 97,34 98,67 42 94,32 98,01 64 94,34 97,14 21 99,58 98,65 43 94,32 98,00 - - - (Source : Bureau d’étude « NY ONINTSOA)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 29 Partie II : Etudes techniques de base
Tableau 22 : Résultat du levé topographique de la 1ere rizière
Point Cote
A 94,34
B 94,30
C 94,16
D 93,91
(Source : Bureau d’étude « NY ONINTSOA)
Tableau 23 : Résultat du levé topographique du barrage
Point A (TN) 99,53 Point B (TN) 98,67 Point C (TN) 99,29 Cote du radier 98,34 Cote de la crête du barrage 100,00 Cote du mur d’ancrage (RG et RD) 100,80 Cote du fond de prise (rive gauche) 99,44 (Source : Bureau d’étude « NY ONINTSOA)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 30
PARTIE III : DIAGNOSTIC DE LA SITUATION ACTUELLE ET PROPOSITION D’AMENAGEMENT
Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Chapitre I : DIAGNOSTIC SUR LA SITUATION ACTUELLE DU PERIMETRE
I.1. Limite du périmètre Le périmètre irrigué de Sarobaratra est localisé, dans le Fokontany de Sarobaratra, Commune rurale de Sarobaratra, District de Tsaratanana, Région Betsiboka, Province de Majunga, et est limité :
- Au Sud, par la rivière de Maroadabo ; - A l’Est, aussi par la rivière de Maroadabo ; - Au Nord, par le Fokontany de Sarobaratra ; - A l’Ouest, par la rivière de Maroadabo.
Figure 4 : Limite du périmètre (Image Satellite)
P : Point situé dans le périmètre
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 31 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
I.2. Description de la situation actuelle du périmètre La plus grande partie du périmètre de Sarobaratra se situe, entre les deux bras de la rivière de Maroadabo, sur une longueur de 4 km environ. Il se trouve juste à l’Est de la Commune rurale de Sarobaratra.
Il dispose d’un réseau hydroagricole, non fonctionnel depuis son existence ; destiné à l’irrigation des parcelles de 90 Ha, constituées par des baiboho. Les agriculteurs pratiquent les cultures de riz pluvial, et la culture de décrue ; pour les parties basses ou des dépressions.
1.2.1 Ouvrage de tête (barrage) La reconnaissance effectuée a permis d’identifier le site d’Antafofo, lieu d’implantation du barrage. Ce site se situe à 1,5 km environ, au Sud Est de la tête du périmètre à irriguer (bout de la piste accessible en voiture). C’est un barrage de dérivation en béton ; implanté sur le sol rocailleux, avec un seuil déversant d’une longueur de 39 m environ, qui alimente deux prises situées sur la rive droite et la rive gauche de la rivière Maroadabo.
Il est constitué de :
Un seuil déversant en béton armé, dont les caractéristiques sont les suivantes : Longueur du seuil…………= 39 [m] Hauteur du seuil…………..= 1,66 [m] Côte crête du seuil………..= 100,00 Largeur en crête………….= 1,00 [m] Côte radier……………….= 98,34 Fruit de talus aval……….= ½ Forme du seuil………….= Trapézoïdale Un radier calé à la côte 98,34. Deux (02) murs d’ancrage en maçonnerie de moellons, situés en rive gauche et en rive droite, calés à la même côte 100,80. Deux (02) prises principales munies des vannes à glissière, dont l’une sur la rive droite, est abandonnée, et l’autre sur la rive gauche, de dimension 0,65 [m] x 0,80 [m]. Un (01) pertuis de chasse central, de section 0,90 [m] x 1,66 [m], dépourvu des poutrelles en bois.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 32 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Deux (02) murs en gabions de 5 [m] chacun, situés en amont des deux murs d’ancrage, sur les deux rives, calés à la même cote.
Prise (rive droite) Pertuis (0,90 m x 1,66 m) (0,65 m x 0,80 m)
Radier aval
Prise (rive gauche) (0,65 m x 0,80 m)
Photo 1 : Barrage existant
1.2.2 Canal principal rive gauche A l’issu des reconnaissances effectuées, l’avant-canal sur la rive droite est abandonné ; et il n’y a que le canal principal rive gauche, qui peut être envisagé pour l’irrigation des parcelles. Le tracé de ce canal traverse des terrains rocailleux, des affleurements rocheux, sur certains tronçons, à partir du PM 735, des ruisseaux et des sakasaka ( petit thalweg) , avant de joindre la tête de la plaine.
1.2.3 Ouvrages sur canal principal rive gauche Lors de la reconnaissance du réseau existant, il a été constaté, l’existence de :
- Deux (02) avant-canaux maçonnés, sur la rive droite et la rive gauche, longs respectivement de 14 m (abandonné), et de 203 [m]. Sur certains tronçons, des bajoyers de ces deux ouvrages sont dégradés (ruptures).
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 33 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
- Quatre (04) bâches en béton armé, longs de 11 [m], 14 [m], 15 [m] (le terrain naturel à la sortie de ces bâches est érodé ; et elles sont toutes coupées, à l’extrémité aval), et 28 [m] (les intermédiaires sont érodées ; et la bâche se trouve suspendue). - Un canal maçonné, long de 10 [m] (ensablé).
I.3. États et fonctionnements actuels des infrastructures existants Lors de la reconnaissance effectuée sur terrain, on a constaté les faits suivants :
1.3.1 Au niveau du barrage
Seuil déversoir
Il a été observé :
La présence des affouillements en aval du radier, sur toute sa longueur. Ceux-ci sont dus au mouvement torrentiel de l’eau, avec les blocs rochers situés en aval du seuil ; La dégradation du parement extérieur du corps de l’ouvrage, à cause de l’érosion.
Pertuis de chasse La partie inférieure de la passe sur les deux cotés ont subi des dégradations, à cause de l’écoulement de l’eau ; y compris les rainures pour les batardeaux ; Ce pertuis est dépourvu de bois pour poutrelles.
Murs d’ancrage Les débordements de l’eau sur les deux murs, qui créent des érosions entre les murs d’ancrage amont et aval.
Prise rive gauche
Il a été constaté que :
Cette prise est implantée dans le corps du seuil déversant, qui provoque la non maîtrise de débit entrant dans le canal principal rive gauche (CPRG). La vanne et sa mécanique sont rouillées, et coincées.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 34 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Avant canal rive gauche Le tronçon juste en aval de la prise principale, a subi des affouillements sur sa fondation, à cause de déversement de l’eau. Le bajoyer rive gauche situé en aval, immédiat du mur d’ancrage aval, a subi une dégradation (écroulé) sur 2 [m], ceci est dû au contournement du mur. Il est ensablé à ras bord, sur 94 [m] de longueur.
1.3.2 Au niveau du CPRG Pour le canal principal rive gauche (CPRG), il a été observé que : Plusieurs tronçons sont en contre pente, ou en pente forte ; à cause des dépôts solides provenant des bassins versants latéraux, et l’existence des blocs et/ou affleurements rocheux sur le tracé du CPRG. La majorité des fruits des talus des berges, des tronçons de canal en terre, ne sont pas respectées. De ce fait, ils ont subi aux éboulements des talus. Certains tronçons du CPRG sont trop près de la rivière de Maroadabo, à cause du relief. Les traversés des sakasaka et d’autres obstacles (ruisseaux, ravinements, rivières, etc.…), nécessitent des ouvrages adéquats, afin d’assurer la transition de l’eau jusqu’au bout du canal CPRG. Le tracé à la fin canal actuel jusqu’au site de la bâche N°4, ne peut pas dominer les parcelles à irriguer.
1.3.3 Au niveau des ouvrages sur CPRG Après l’avant canal, le CPRG de Sarobaratra est équipé de quatre (04) bâches en béton armé, et un canal maçonné.
On a été constaté que :
Bâche N°1 de 11 [m] au PM 217 Le corps de l’ouvrage est encore en bon état. Mais, les fondations des piles et culées sont menacées, par les affouillements. Les ouvrages de raccordement avec le canal en terre, à l’entrée et à la sortie de l’ouvrage, sont courts. Le dépôt solide existe, à l’intérieur de la bâche.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 35 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Canal maçonné de 10 [m] au PM 314 Le canal maçonné est ensablé par les dépôts solides, qui proviennent des bassins versants latéraux, par l’intermédiaire du sakasaka. L’ouvrage permettant la traversée des eaux, provenant du sakasaka, sur ce canal maçonné n’est pas prévu.
Bâche N°2 de 14 [m] au PM 417 Le corps de l’ouvrage est encore en bon état. Mais, les fondations des piles et culées sont menacées, par des affouillements. Les ouvrages de raccordement avec le canal en terre, à l’entrée et à la sortie de l’ouvrage, sont courts. Le dépôt solide existe, à l’intérieur de la bâche.
Bâche N°3 de 16,50 [m] au PM 570 Le corps de l’ouvrage est encore en bon état. Mais, les fondations des deux premières piles sont affouillées, et la partie aval est érodée sur 15 m. L’ouvrage est contourné, à la sortie de la bâche.
Bâche N°4 de 28 [m] au PM 1634 Le corps de l’ouvrage est encore en bon état. Mais, les fondations des piles intermédiaires sont affouillées et érodées. Après vérification des côtes, le calage de cet ouvrage ne peut pas dominer les parcelles à irriguer. La côte fond radier (canal) de la bâche est en dessous des cotes des parcelles. Cet ouvrage pose un problème majeur, pour la maîtrise de l’eau d’irrigation pour le dit périmètre.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 36 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Chapitre II : ETUDE ET CONCEPTION DES AMENAGEMENTS
En fonction des besoins du périmètre, il faudra redimensionner et proposer de nouveaux aménagements pour résoudre les problèmes liés à la maîtrise de l’eau.
Le schéma ci-après montre l’emplacement du nouveau barrage, de longueur L = 39 [m], et du CPRG (L = 2281 [m]) ; ainsi que les ouvrages à construire ou à réhabiliter sur ce CPRG.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 37 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Figure 5 : Proposition d'aménagement
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 38 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
II.1. Conception de l’ouvrage d’alimentation
2.1.1 Type du barrage adéquat au projet : Le type d’ouvrage d’alimentation adopté, est un barrage de dérivation mobile et submersible ; par souci d’inondation des habitants avoisinants, en période de crue, et pour respecter les critères techniques et économiques. Le barrage sera à poutrelles en bois, disposées horizontalement, pour permettre une ouverture plus rapide.
2.1.2 Caractéristiques du barrage
2.1.2.1 Site d’implantation du barrage
Le barrage de dérivation est implanté sur un sol rocailleux. C’est le site de l’ancien barrage ; qui est choisi comme meilleur emplacement.
2.1.2.2 Longueur 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 39 [m].
2.1.2.3 Côte de la crête du barrage
Elle est calculée, à partir de la côte 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 toutes pertes de charges le long du canal, et de celles créées par la prise. Les calculs ont donné une côte de la crête du barrage ; égale à , -
Les détails de calcul sont repris en annexe III, page A10.
2.1.2.4 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 de la crête du barrage ZB = 100,00 [m] et celle du fond du radier ZF = 98,34 [m].
Soit donc :
HB = ZB - ZF
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 39 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Après le calcul, la hauteur du barrage est égale à HB = 1,66 [m].
2.1.2.5 Profil du barrage
Le barrage de dérivation, en dur de 39,00 [m] de long, avec une passerelle de service de 6,00 [m] de long, a été dimensionné de manière à :
Pouvoir dévier les eaux de la rivière de Maroadabo, d’un débit Q = 0,180 [m3/s], vers la prise principale ; Permette le passage des eaux d’une crue de fréquence décennale, à un débit estimé à environ 116,90 [m3/s].
L’étude de la stabilité a été réalisée, en supposant le cas le plus défavorable, quand les batardeaux sont fermés. Après le calcul de la stabilité, les différentes caractéristiques adoptées du barrage trapézoïdal sont les suivantes :
Longueur du seuil du barrage = 39,00 [m] ; Largeur de la crête = 1,00 [m] ; Hauteur du barrage = 1,66 [m] ; Talus de la paroi aval = ½ Radier en amont = 0,75[m] ; Radier en aval = 1,60[m] ; Epaisseur du radier = 0,35 [m] ; Epaisseur de la parafouille = 0,35 [m] ; Longueur de la parafouille amont = 1,50 [m] ; Longueur de la parafouille aval = 1,00 [m] ; Largeur de la fondation = 4,18 [m] ; Epaisseur d’un poteau en BA = 0,40 [m] ; Nombre du poteau = 2 ; Ouverture de chaque passe = 1,50 [m] ; Nombre de passes = 3 ; Seuil terminal = 0,15 [m].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 40 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Figure 6 : Profil du barrage
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 41 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
2.1.2.6 Charge Ho sur le seuil
La charge sur le seuil est déterminée, à partir de la formule de déversoir à crête mince, donnée par REHBOCK:
⁄ √
Avec : et
L’équation devient :
⁄ ( ) √
Dans lesquelles,
- Q : Débit de crue de période de retour T = 10 ans ; Q = 116,9 [m3/s] ; - L : Longueur du seuil déversant ; L =39,00 [m] ; - µ : coefficient de débit ; µ = 0,45 - g : Accélération de la pesanteur ; g = 9,81 [m/s²].
- HB : hauteur du barrage ; HB = 1,66 [m].
Après le calcul, on trouve He = 1,31 [m] ; Ho = 1,31 [m].
2.1.2.7 Stabilité du barrage
Les différents calculs de stabilité du barrage figurent dans l’annexe IV, page A33.
2.1.3 Ouvrages annexes Les ouvrages annexes sont ceux solidaires au corps du barrage, tels que l’ouvrage de prise, les passes batardables.
2.1.3.1 Ouvrage de prise (rive gauche)
La prise principale est un ouvrage qui, à partir du barrage, permet de prélever un débit nominal connu, d’une façon plus ou moins constante, pour alimenter le périmètre.
Elle est située dans la rive gauche, avec une cote au fond de 99,52 [m]. Et elle se comporte comme un orifice, que la formule de débit permet de dimensionner :
√
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 42 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Ce qui donne :
√
Où
- Q : Débit en tête du canal principal en [m3/s] ; - C : coefficient de contraction ; - S : surface de l’ouverture de la prise exprimée en [m²] ;
- ∆h3 : perte de charge induite par la prise, qui est égale à la différence de niveau d’eau en amont et en aval de cette dernière, pour un orifice noyé exprimée en [m] ; - g : accélération de la pesanteur en [m/s²].
Dans notre cas, l’orifice doit être dimensionné de façon à limiter la vitesse dans la fourchette comprise entre 0,6 et 1 [m/s]. (Source : NIHYCRI)
Après le calcul, nous adoptons une prise à section rectangulaire de 0,21 [m²], soit, une base égale à 0,70 [m] et une hauteur égale à 0,30 [m].
Les détails de calcul sont repris en annexe III, page A10.
2.1.3.2 Mur 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 assurer 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 barrage, en période de crue, correspondant à la valeur du débit de crue décennal calculé auparavant.
Les calculs ont donnés HMur = 3,47 [m], la revanche a été prise égale à R = 0,50 [m].
Ces murs d’encaissement seront ancrés latéralement, au niveau des talus des berges de la rivière.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 43 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
2.1.3.3 Passes batardables
Les caractéristiques des passes batardables sont les suivants :
Largeur de la vanne de chasse = 1,50 [m] ; Nombre de passes = 3.
Les passes contiennent des accessoires, tels que les poutrelles, disposées horizontalement, et tenues en place par des fers U, ainsi que d’une passerelle de manœuvre.
En effet, la longueur de passes est donnée par la formule suivante :
⁄ ⁄ √ √ ( )
⁄ ⁄ √ , ( ) -
Et
Avec :
3 3 - Q10 : débit du projet en [m /s] ; Q10 = 116,90 [m /s] ; - L : longueur totale du barrage en [m] ; L = 39,00 [m] ; - h : charge sur le seuil, quand les passes sont ouvertes, exprimée en [m]; h = 1,10 [m] ;
- L1 : longueur total des poteaux en [m] ; - L2 : longueur totale des passes en [m] ; - µ : coefficient du débit, donné par la formule de REHBOCK, µ = 0,45
- HB : hauteur du barrage ; HB = 1,66 [m].
Après le calcul, on trouve :
Tableau 24 : Valeur de la longueur des passes
3 Q10 [m /s] L [m] L1 [m] L2 [m] h [m] 116,9 39,0 35,0 4,0 1,10
Nous adopterons 3 passes de 1,50 [m], et 2 poteaux de 0,40 [m].
2.1.3.4 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 l’enrochement aval.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 44 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Puissance à dissiper
Soit :
Avec
- P : puissance exprimée en [CV] ; P = 1 873 [CV] ; - : La masse volumique de l’eau exprimée en [kg/m3] ; , ⁄ - ; - : Dénivelée entre le plan d’eau amont et aval en [m] ; , - - Q : le débit de crue du projet en [m3/s] ; Q = 116,90 [m3/s]
Volume du bassin
En considérant, qu’il faut 5 [m3] de bassin par cheval de puissance à dissiper. Le volume du bassin de dissipation est donné par :
, - , - , -
Longueur du bassin
Il est donné par :
, -
Avec
- : Hauteur d’eau en aval du barrage en [m] ; , - ;
- LS : longueur du seuil en [m] ; LS = 39,00 [m]. 3 - V bassin : Volume du bassin de dissipation en [m ].
Dimensionnement du radier aval
La longueur du radier aval est en fonction de la longueur du ressaut hydraulique. Il faut que la longueur du radier aval soit supérieure ou égale à la longueur du ressaut ; pour éviter l’affouillement de la fondation.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 45 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Le ressaut hydraulique est obtenu par la formule de SAFRANEZ :
Avec :
- h1 : profondeur d’eau au pied du seuil, exprimée en [m] ; h1 = 0,41 [m]
- LR : longueur du ressaut hydraulique, en [m] ; - Fr : nombre de Froude ; Fr = 0,638
D’après le calcul, on trouve LR = 1,55 [m]
Dans notre projet, la longueur du radier aval est égale à 1,60 [m] supérieure à LR.
Les détails de calcul sont repris en annexe III, page A19.
Dimensionnement de l’enrochement aval
La longueur de l’enrochement aval est obtenue par la formule suivante:
, - , - , -
D’après le calcul, on a le résultat suivant :
, -
Dans notre cas l’enrochement aval est naturellement le sol de la fondation du barrage. Hauteur du seuil terminal
Elle est donnée par la relation :
. /
Avec :
- a : hauteur du seuil terminal, exprimée en [m] ;
- H0 : Profondeur d’eau en amont du seuil par rapport au radier aval du bassin, HO = 2,97 [m] - Q : Débit du projet, Q = 116,90 [m3] ; - L : longueur du seuil, L = 39 [m] ;
D’après le calcul, on trouve a = 0,15 [m].
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II.2. Le canal principal rive gauche du périmètre En fait, la réhabilitation consiste au recalage du canal principal rive gauche, long de 2281 m. Le canal principal sera réhabilité, afin d’irriguer le périmètre de Sarobaratra d’une superficie de 90 [Ha]. En principe, le débit en tête de ce CPRG est de l’ordre de 0,180 [m3/s], avec un débit fictif continu de 2 [l/s/ha].
2.2.1 Caractéristiques du CPRG
Dimensionner un canal, revient à déterminer ses caractéristiques hydrauliques, selon la formule de MANNING-STRICKLER, pour un régime d’écoulement uniforme :
⁄ ⁄
Avec :
Où :
3 3 - Qn : Débit nominal en [m /s] ; Qn = 0,180 [m /s] ; - K : Coefficient de rugosité ; - S : Section mouillée en [m²] ; S = bh + mh²
- Rh : Rayon hydraulique en [m] ; ⁄ - I : Pente du canal en [m/m] ; - P : Périmètre mouillé en [m] ; √ - m : fruit de talus ; - r : revanche en [m].
Tableau 25 : Valeur de K, m, r
K m r Canal en terre 30 1/1 30 Canal en maçonnerie 45 0 20 Canal en béton 60 0 20
Le canal CPRG est subdivisé en 30 biefs dont les caractéristiques des tronçons sont données dans le tableau suivant :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 47 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Tableau 26 : Caractéristiques de chaque tronçon du canal
N° N° DP b h H I V Nature du PM Observation BIEF Profil [m] [m] [m] [m] [m/m] [m/s] canal P0 0 53 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 1 P1 53 41 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 en 2 P2 94 13 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 Avant-canal maçonnerie P3 107 50 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 3 P4 157 46 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 4 P5 203 14 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - 5 P6 217 11 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°1 P7 228 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 6 P8 278 46 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - 7 P9 324 57 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 8 P10 381 10 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Passage Supérieur N° 1 (L = 10 m) 9 P11 391 26 0,48 0,58 0,78 0,0005 0,30 en terre - 10 P12 417 14 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°2 P13 431 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 11 P14 481 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - P15 531 39 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 12 P16 570 15 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°3 P17 585 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - P18 635 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 13 en Un risque de fuite après le déroctage P19 685 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 maçonnerie (L = 2 m) P20 735 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - Passage Supérieur N°2 (L = 5 m) et canal 14 P21 785 28 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton maçonné (L = 20 m) en 15 P22 813 30 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 Risque d'éboulement maçonnerie P23 843 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - en P24 893 21 0,74 0,37 0,57 0,002 0,65 Canal maçonné avec dalette maçonnerie P25 914 27 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - P26 941 0 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en 16 P27 941 58 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 Murets maçonnerie en P28 999 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 Murets maçonnerie en P29 1049 36 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 Murets maçonnerie P30 1085 14 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - 17 P31 1099 7 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°4 P32 1106 23 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - 18 en Un risque de fuite après le déroctage P33 1129 18 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 maçonnerie (L = 10 m) 19 P34 1147 20 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°5
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 48 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
20 P35 1167 45 0,31 0,38 0,58 0,005 0,63 en terre - 21 P36 1212 11 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Passage Supérieur N°3 (L = 5 m) P37 1223 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - Passage Supérieur N°4 (L = 5 m) et canal P38 1273 10 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton maçonné (L = 2 m) 22 P39 1283 21 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - en Un risque de fuite après le déroctage P40 1304 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 maçonnerie (L = 2 m) P41 1354 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre -
23 P42 1404 14 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°6
24 P43 1418 62 0,60 0,55 0,75 0,005 0,30 en terre - 25 P44 1480 6 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Passage Supérieur N°5 (L = 5 m) P45 1486 4 0,48 0,58 0,88 0,005 0,30 26 en terre - P46 1490 25 0,48 0,58 0,88 0,005 0,30
27 P47 1515 7 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°7
P48 1522 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - P49 1572 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en Un risque de fuite après le déroctage P50 1622 12 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 28 maçonnerie (L = 2 m) P51 1634 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P52 1684 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - P53 1734 69 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30
29 P54 1803 60 0,76 0,38 0,58 0,001 0,63 en béton Bâche N°8
P55 1863 18 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P56 1881 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P57 1931 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P58 1981 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P59 2031 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 en terre - 30 P60 2081 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P61 2131 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P62 2181 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P63 2231 50 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 P64 2281 0,48 0,58 0,88 0,0005 0,30 Fin CPRG Partiteur fixe
Avec PM : Point métrique I : Vitesse de l'eau dans le canal DP : Distance partielle V : Vitesse de l'eau dans le canal b : Largeur au plafond H : Hauteur du canal h : Hauteur d'eau Le détail de calcul se trouve dans l’annexe III, page A12.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 49 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
Figure 7 : Type de section du canal
II.3. Ouvrages sur le CPRG Les ouvrages à construire ou à réhabiliter sur le CPRG sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 27 : Liste des ouvrages à construire ou à réhabiliter
Longueur P.M. Ouvrages Observations en [m]
0.0 Avant-canal 203 Avant-canal maçonné Existante, construction des ouvrages de raccordement en béton armé à l’entrée et à la 217 Réhabilitation bâche N°1 11 sortie de l’ouvrage et protection des semelles contre les affouillements par des parafouilles en béton ou protection en gabion. Passage supérieur N°1 sur canal Ouvrage de protection du canal traversant un 217 10 maçonné existant sakasaka (thalwegs de petite taille). Existante, construction des ouvrages de 417 Réhabilitation bâche N°2 14 raccordement en béton armé. La bâche existante est contournée à son sorite et 570 Construction bâche N°3 15 les semelles des piles intermédiaires et la culée à
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 50 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
l’entrée de l’ouvrage sont affouillées. Donc, il s’agit d’une nouvelle construction sur un autre endroit. 785 Passage supérieur N°2 Ouvrage de protection du canal traversant un 5 sakasaka (thalwegs de petite taille).
1099 Construction bâche N°4 7 Franchissement du Thalweg
Ouvrage de protection du canal traversant un 1212 Passage supérieur N°3 5 sakasaka (thalwegs de petite taille). Ouvrage de protection du canal traversant un 1283 Passage supérieur N°4 5 sakasaka (thalwegs de petite taille). 1147 Construction bâche N°5 20 Franchissement du ruisseau
1404 Construction bâche N°6 14 Franchissement du ruisseau
Ouvrage de protection du canal traversant un 1480 Passage supérieur N°5 5 sakasaka (thalwegs de petite taille).
1515 Construction bâche N°7 7 Franchissement de thalweg
1803 Construction bâche N°8 60 Franchissement de rivière
2281 Partiteur fixe - Début de (02) canaux secondaires
2.3.1 Caractéristiques des ouvrages sur le CPRG
2.3.1.1 Bâches
Les bâches ou pont-canaux sont utilisées pour le franchissement des thalwegs naturels ou artificiels. Elles sont construites en béton armé de profil rectangulaire. L’écoulement dans ces ouvrages est un écoulement à surface libre.
Pour la liaison de ces bâches avec les canaux, il est prévu des raccordements de ces bâches.
Les dimensionnements des sections du passage de l’eau et les caractéristiques de cet ouvrage, tiennent compte :
- Du débit à transiter pour l’aval ; ce débit est déjà fixé par la conception des canaux d’irrigation ; - De la pente du canal existant ;
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 51 Partie III : Diagnostic de la situation actuelle et proposition d’aménagement
- Des règles de béton armé pour que cet ouvrage résiste aux aléas climatiques.
Pour ce projet, une bâche est composé de :
Un corps conçu en béton armé, appuyé sur deux (02) culées et muni des entretoises tous le 1 [m], avec des ouvrages d’entrée et sortie ; Deux culées en maçonnerie de moellons reposant sur semelle en béton armé ; Des piles intermédiaires en maçonnerie de moellons, si la longueur de l’ouvrage est important (portée) ; Des pieux en bois de diamètre 20 [cm], posés en quiconque, qui constitue la fondation pour les culées et les piles, si le sol de fondation est un terrain meuble ; Les piles et les culées seront munies des sommiers en béton armé, d’épaisseur 0,20 [m]. Pour raison de sécurité, on plante des cannes d’ancrage en fer rond de diamètre 12 [mm], qui relient le béton et la maçonnerie.
Les caractéristiques de chacune des bâches sont données dans le tableau suivant :
Tableau 28 : Caractéristique de chaque bâche
N°BACHE PM L [m] l [m] h [m] H [m] Eb [m] i [m/m] V [m/s] 1 217 11 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 2 417 14 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 3 570 15 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 4 1099 7 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 5 1147 20 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 6 1404 14 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 7 1515 7 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 8 1803 28 0,76 0,38 0,58 0,15 0,001 0,63 Avec :
L : longueur de la bâche ; l : largeur du plafond ; h : hauteur d’eau ; H : hauteur du bajoyer ;
Eb : épaisseur du bajoyer ; i : pente du fond Les dimensionnements de chaque bâche sont repris en annexe III, page A15.
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2.3.1.2 Passages supérieurs
Ce sont des ouvrages permettant aux eaux de ruissellement provenant des bassins versants latéraux, de franchir les canaux sans les détériorer. Ils sont constitués d’un radier, et d’une dalle en béton de 0,15 [m] d’épaisseur, des piédroits en maçonnerie de moellons d’épaisseur 0,40 [m]. Le plafond du canal au droit de ces ouvrages est revêtu d’un béton ordinaire dosé à 250 [Kg/m3], d’épaisseur 0,10 [m].
Tableau 29 : Caractéristiques des passages supérieurs
Largeur au Hauteur de Cote fond N° PS PM Longueur [m] plafond en [m] bajoyer [m] canal 1 381 10,00 1,00 1,00 98,87 2 785 5,00 1,00 1,00 98,65 3 1212 5,00 1,00 1,00 98,12 4 1273 5,00 1,00 1,00 98,08 5 1480 5,00 1,00 1,00 97,69 Le détail des calculs de dimensionnement sont portés en annexe III, page A20.
2.3.1.3. Canaux maçonnés et murets
Ces ouvrages permettent, d’éviter l’érosion et l’éboulement des talus naturels au niveau du canal du fait de la vitesse de l’eau élevée ( , ⁄ -), et d’éliminer les fuites pour les terrains perméables (sableux). Ils sont soit rectangulaire, soit trapézoïdale, et conçu en maçonnerie de moellons.
Tableau 30 : Caractéristiques des canaux maçonnés
Largeur Longueur Hauteur Hauteur Vitesse de Fruit du au Revanche Pente du P.M. du canal d’eau du canal l’eau talus [m] plafond [m] canal [%o] [m] réelle [m] [m] [m/s] [m] 685 2 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30 785 2 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30 813 30 0 0,74 0,37 0,2 0,78 2 0,65 893 27 0 0,74 0,37 0,2 0,78 2 0,65 1129 10 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30 1273 2 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30 1304 2 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30 1622 2 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,30
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Tableau 31 : Caractéristiques des canaux maçonnés avec murets
Fruit Largeur Pente Longueur Hauteur Hauteur Epaisseur Vitesse du au Revanche du P.M. du canal d’eau du canal du talus de l’eau talus plafond [m] canal [m] réelle [m] [m] [m] [m/s] [m] [m] [%o] 941 58 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,40 0,30 999 50 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,40 0,30 1049 36 1 0,48 0,58 0,2 0,68 0,5 0,40 0,30
2.3.1.4. Partiteur fixe
Cet ouvrage sert à partager le débit du canal principal vers deux (02) canaux secondaire à l’intérieur du périmètre, et cela, d’une manière proportionnelle, quel que soit, le débit qui arrive.
Un des 02 canaux secondaires irriguera : 50 [Ha], et le deuxième canal secondaire irriguera : 40 [Ha].
On utilisera un partiteur fixe, qui partagera en fraction constante le débit à distribuer. Il est constitué de deux seuils, dont la crête est toujours la même cote.
Les seuils fonctionnement comme un déversoir, dont les formules sont :
√ ⁄
Pour le canal secondaire 1 :
⁄ √
Pour le canal secondaire 2 :
⁄ √
Or
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L’équation de proportionnalité donne :
Avec:
Q1 et Q2 les débits respectivement dans les 2 canaux secondaires ;
L1 et L2 : Largeur de chaque seuil ; h : charge sur le seuil en [m]
Tableau 32 : Caractéristique d'un partiteur
Largeur seuil [m]
PARTITEUR L1 L2
0,78 0.97
Ces dimensions sont obtenues pour une charge fixée h à 0,15 [m]. (Source : Dimensionnement des ouvrages du réseau d’irrigation – M. OURAHOU).
Les détails de calcul sont pris en annexe III, page A16.
II.4. Conclusion partielle
La partie étude de la réhabilitation se résume en la mise en place d’un nouveau barrage de dérivation sur un lit de 39 [m] irriguant 90 [Ha] sur la rive gauche de la rivière Maroadabo.
Les dimensionnements du barrage, du canal principal, ainsi que les ouvrages sur ce canal principal, a été effectués, grâce à des levés topographiques sur terrain ainsi que des données hydrologiques et climatiques.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 55
PARTIE IV : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET FINANCIERE
Partie IV : Etude socio-économique et financière
Chapitre I : ETUDE SOCIALE
La commune rurale de Sarobaratra n’a pas eu encore de l’association des usagers de l’eau.
Cette étude a pour but de créer et de renforcer les capacités de gestion de l’association des usagers de l’eau, qui va gérer le réseau hydroagricole de Sarobaratra.
Cette association doit bien s’organiser, préserver l’environnement dans ses actions, et veiller au bon fonctionnement et à la durabilité des réalisations.
I.1. Rôles de l’association des usagers de l’eau
L’association des usagers de l’eau (AUE) doit veiller sur les points suivants :
Protection des Tanety : pratique de l’engazonnement, culture des plantes antiérosives comme le vétiver,… Utilisation des engrais biologiques comme le fumier, compost,… Curage des canaux et ses ouvrages : enlèvement des sables ou des débris végétaux,… Maîtrise de la manipulation de la vanne de prise selon le cas qui présente.
I.2. Gestion et entretien du réseau
L’établissement d’un règlement interne définissant les rôles de chaque membre au niveau du réseau est nécessaire. Il faudra bien définir les rôles, et s’il le faut, organiser des formations pour la gestion du réseau, organiser des calendriers de participation, et même si possible, faire des comptes rendus pour faciliter les prises de décisions.
Les bénéficiaires doivent assurer l’entretien du périmètre, après les travaux de réhabilitation. 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, pendant le passage d’une crue, du curage des canaux et ses ouvrages, avant chaque mise en eau.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 56 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Chapitre II : ESTIMATION DU COUT DU PROJET Cette étude est basée sur l’analyse de l’intérêt du projet sur l’économie de la zone d’étude. La rentabilité du projet sera exprimée par le « TRI » ou Taux de Rentabilité Interne, dont la valeur devra être supérieure au taux d’actualisation du projet, égal à 12%.
II.1. Hypothèses de base Les hypothèses suivantes sont à prendre en compte, pour mieux réaliser l’étude :
- Les recettes obtenues par l’élevage et les autres activités sources des revenues, dans la région, sont négligeables ; - Seules les activités de la production rizicole sont prises en compte. La superficie cultivée en riz varie de 15% la 1ère Année, de 30 % la 2ème Année, de 50% la 3ème Année et de 100% pour les années ultérieures. - Quand on pratique le système de riziculture intensif (SRI), le rendement est estimé au minimum égal à : 4,85 [T/ha] pour la grande saison (riz Asara); Et 2,00 [T/ha] pour la contre saison (riz Jeby). (Source : Projet Rizicole Betsiboka)
Ces hypothèses ont été retenues, en supposant une durée de 10 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 33 : Situation avant et après projet
AVANT- DESIGNATION APRES-PROJET PROJET Année 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Superficie en [ha] 45,0 51,8 58,5 67,5 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 Rendement en [T/ha] pour la 1,6 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 4,85 saison Asara Rendement en [T/ha] pour la 0,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 saison Jeby Récoltes-en [T] pour la saison 69,8 251,0 283,7 327,4 436,5 436,5 436,5 436,5 436,5 436,5 436,5 Asara
Récoltes-en [T] 0,0 103,5 117,0 135,0 180,0 180,0 180,0 180,0 180,0 180,0 180,0 pour la saison Jeby
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 57 Partie IV : Etude socio-économique et financière
II.2. Cout du projet L’estimation du coût du projet a été effectuée, sur la base des quantités mesurées sur l’ensemble des ouvrages projetés. Le coût du projet comprend le coût des travaux ; c’est-à-dire la construction du nouveau barrage de dérivation en dur, sur la rivière Maroadabo au site d’Antafofo ; y compris ses ouvrages annexes, la réhabilitation du canal principal sur la rive gauche, et les ouvrages existants sur ce canal. Les résultats estimatifs sont repris dans le tableau suivant :
Tableau 34 : Cout du projet en [Ariary]
Coût total de l'investissement TTC 664 300 861,11
Coût des aménagements TTC 658 540 771,11
Part des bénéficiaires 5 760 090,00
II.3. Charge d’exploitation
2.3.1 Les matériels Les matériels employés pour l’exploitation agricole sont : les charrues, les herses, les pompes manuelles, les sarcleuses, les batteuses, les charrettes et les pulvérisateurs ; mais les plus utilisés sont les pelles. Ces matériels sont énumérés, dans le tableau suivant, les prix affichés sont Ariary.
Tableau 35 : Dépenses en matériels agricoles en [Ariary]
QT/demi PU/demi Désignation Couts/Ha jour/Ha jour/Ha Charrues 5 22 000,00 110 000,00 Pompe manuelle 1 60 000,00 60 000,00 Herses 5 18 000,00 90 000,00 Sarcleuses 5 18 000,00 90 000,00 Batteuses 5 15 000,00 75 000,00 Charrettes 5 20 000,00 100 000,00 Pulvérisateurs 1 13 000,00 13 000,00 Pelles 30 15 000,00 450 000,00 TOTAL 988 000,00
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 58 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Avec :
QT/DJ/ha : Quantité par Demi-jour par Hectare ; PU/DJ/ha : Prix unitaire par Demi-jour par Hectare.
2.3.2 Cout des intrants Seuls les semences, les traitements et les engrais, dont l’utilisation reste encore limitée, constituent les coûts des intrants. Les prix sont en Ariary ; ils figurent dans le tableau ci-après :
Tableau 36 : Dépenses en intrants en [Ariary]
Désignation QT/Ha PU Couts/Ha Semences riz 30 2 000,00 60 000,00 Traitement par DC6 10 2 000,00 20 000,00 NPK 300 2 000,00 600 000,00 Fumier 12 20 000,00 240 000,00 TOTAL 920 000,00
Avec :
QT/ha : Quantité en [kg] par Hectare ; PU : Prix Unitaire.
2.3.3 Les mains d’œuvres Il s’agit des sommes dépensées pour la main d’œuvre nécessaire, pendant toutes les étapes de la production. Le prix journalier reste constant, pendant les activités. Seul varie le nombre des hommes nécessaires, à chaque phase de travail, par hectare. Les dépenses en main d’œuvre sont résumées, dans le tableau suivant :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 59 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Tableau 37 : Dépenses en main d'œuvre en [Ariary]
Désignation Rendement [HJ/ha] PU Couts/Ha Pépinières 5 10 000,00 50 000,00 Curage 5 7 500,00 37 500,00 Mise en eau 5 10 000,00 50 000,00 Labour 5 2 500,00 12 500,00 Semi 5 2 000,00 10 000,00 Nivellement 5 6 000,00 30 000,00 Repiquage 5 10 000,00 50 000,00 Entretien 5 10 000,00 50 000,00 Désherbage 5 6 000,00 30 000,00 Traitement 5 5 000,00 25 000,00 Récolte 5 10 000,00 50 000,00 Transport 5 10 000,00 50 000,00 Séchage 5 8 000,00 40 000,00 TOTAL 485 000,00
La charge totale d’exploitation est affichée, dans le tableau ci-après, elle est exprimée en Ariary :
Tableau 38 : La charge totale d'exploitation en [Ariary]
Matériels agricoles 988 000,00
Intrants 920 000,00
Main d'œuvre 485 000,00
TOTAL 2 393 000,00
II.4. Calcul de revenues annuelles prévisionnelles 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 donnent le prix d’une (1) Tonne de paddy, qui s’évalue à 1 000 000 Ariary. Le tableau suivant donne la recette, pour chaque de production :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 60 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Tableau 39 : Revenu annuel prévisionnelle [x 100 000 Ariary]
AVANT- Désignation APRES-PROJET PROJET Année 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Récoltes en 69,75 354,49 400,73 462,38 616,50 616,50 616,50 616,50 616,50 616,50 616,50 [Tonnes]
Recettes en 697,5 3544,9 4007,3 4623,8 6165,00 6165,00 6165,00 6165,00 6165,00 6165,00 6165,00 [Ariary]
II.5. Flux net de trésorerie Le flux net de trésorerie est le solde de 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.
’
La charge étant en 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 augmentée à 10% de la charge de l’année, qui la précède. Ceci par souci, et prévision des inflations économiques possibles, durant ces dix (10) ans.
Le tableau ci-après, nous donne le Cash-flow annuel, pour chaque année :
Tableau 40 : CASH - FLOW en [Ariary] pour chaque année
Année 1 2 3 4 5 Chiffre 354 487 500,00 400 725 000,00 462 375 000,00 616 500 000,00 616 500 000,00 d'affaire/an Charge 247 675 500,00 304 748 550,00 353 529 855,00 466 092 985,50 477 349 298,55 annuelle Cash-flow 106 812 000,00 95 976 450,00 108 845 145,00 150 407 014,50 139 150 701,45 Année 6 7 8 9 10 Chiffre 616 500 000,00 616 500 000,00 616 500 000,00 616 500 000,00 616 500 000,00 d'affaire/an Charge 478 474 929,86 478 587 492,99 478 598 749,30 478 599 874,93 478 599 987,49 annuelle Cash-flow 138 025 070,15 137 912 507,01 137 901 250,70 137 900 125,07 137 900 012,51
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 61 Partie IV : Etude socio-économique et financière
II.6. Calcul de rentabilité du projet L’étude de la rentabilité est obligatoire, avant la réalisation de tous projets. Il permet de connaître le délai de récupération de l’investissement, les gains possibles, durant les dix (10) ans.
II.7. Délai de récupération de l’investissement Le délai de récupération actualisé est obtenu, à partir des cash-flows actualisés.
Les facteurs d’actualisation sont obtenus, par la formule suivante :
( )
Dans lesquelles :
r est le taux d’actualisation i est le nombre d’année ;
Dans ce projet, on considère un taux d’actualisation « r » de 12%.
Le tableau suivant donne le résultat du calcul :
Tableau 41 : Cumul de CASH - FLOW en [Ariary] pour chaque année
Année 1 2 3 4 5 Cash-flow 106 812 000,00 95 976 450,00 108 845 145,00 150 407 014,50 139 150 701,45 Facteur d'actualisation 0,893 0,797 0,712 0,636 0,567 Cash-flow actualisé 95 367 857,14 76 511 838,33 77 473 824,28 95 586 376,83 78 957 844,99 Cumul de Cash-flow 95 367 857,14 171 879 695,47 249 353 519,75 344 939 896,59 423 897 741,58 Année 6 7 8 9 10 Cash-flow 138 025 070,15 137 912 507,01 137 901 250,70 137 900 125,07 137 900 012,51 Facteur d'actualisation 0,507 0,452 0,404 0,361 0,322 Cash-flow actualisé 69 927 796,04 62 384 614,33 55 696 002,28 49 728 167,55 44 400 113,35 Cumul de Cash-flow 493 825 537,62 556 210 151,95 611 906 154,23 661 634 321,78 706 034 435,13
On remarque que, la valeur de l’investissement initiale TTC de 664 300 861,11 [Ariary] est comprise entre les cumules de cash-flow de l’année 9 et 10. On constate une variation de 49 66728 167,55 [Ariary], et une différence de 2 666 539,34 [Ariary] entre le cumul de cash-flow de l’année 9, et la valeur de l’investissement initiale. En interpolant, on trouve une durée de 0,02 an, pour atteindre la valeur de l’investissement initiale, partant de la valeur du cumul de cash-flow de l’année 9.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 62 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Donc le délai de récupération de l’investissement est de 9,02 ans. En réalité, il est de 10 ans, car les récoltes ne sont pas vendues qu’enfin de saison.
II.8. Taux de rentabilité interne « TRI » Pour pouvoir évaluer cet indicateur, il nous fait déterminer le « VAN » ou valeur actualisée nette, et le « GR VAN » ou « gain relatif à la valeur actualisée nette ».
Valeur actualisée nette «VAN »
Elle est donnée, par la formule suivante :
∑ ( )
Où :
- : Le cash-flow de l’année p - I : la valeur de l’investissement initiale TTC - r : le taux d’actualisation du projet, r = 12%.
- ∑ ( ) : La somme des cash-flows actualisés de dix (10) ans.
Après le calcul, la valeur de VAN est égale à : , -
Ainsi, le projet permet, de récupérer l’investissement initial, de le rémunérer le taux d’actualisation de 12%, pendant 10 ans, et dégager un excédent de liquidité, la création de valeur de , -
Indice de profitabilité du projet IP L’indice de profitabilité du projet « IP » est égal à la somme de flux actualisée, rapportée au coût d’aménagement « I » :
On trouve , -
C'est-à-dire l’investissement génère 1,00 [Ariary], par 1,00 [Ariary] investi, et 0,06 [Ariary], par 1,00 [Ariary] investi en 10 ans.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 63 Partie IV : Etude socio-économique et financière
Taux de rentabilité interne « TRI »
Par définition, le TRI est égal au taux d’actualisation, qui s’annule le VAN. On a la relation suivante :
∑ ( )
Grâce au logiciel Microsoft office Excel 2007, on obtient la solution exacte.
Selon le critère de TRI, le projet est acceptable. En effet, le TRI est supérieur au taux d’actualisation du projet ; ainsi le projet reste acceptable, tant que le taux d’actualisation retenu est inférieur ou égal à 13,42%.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 64
PARTIE V : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Partie V : Etude d’impact environnemental
L’environnement est défini comme l’ensemble des milieux naturels et artificiels ; y compris le milieu humain, et les facteurs sociaux et culturels, qui intéressent le développement (selon la charte de l’environnement malgache : loi 90 – 033 du 21 décembre 1990).
Pour qu’il contribue au développement durable, un projet de développement doit satisfaire en même temps, les conditions suivantes :
- Rentable pour l’économie ; - Equitable au niveau social ; - Viable pour l’environnement.
I. MISE EN CONTEXTE DU PROJET
1.1 Cadre juridique 1.1.1 Charte de l’environnement
La charte de l’environnement stipule (Article 10 – Loi n°90 – 033 du 21/12/90, modifié par la loi n°97 012 du 06/06/97) que : « les projets d’investissements publics ou privés, susceptibles de porter atteinte à l’environnement, doivent faire l’objet d’une étude d’impact ; compte tenue de la nature technique, de l’ampleur des dits projets ; ainsi que de la sensibilité du milieu d’implantation. »
1.1.2 Décret de MECIE
Le décret de MECIE (décret n°99 – 954 du décembre 1999, relatif à la mise en compatibilité des investissements de l’environnement), dans son article 5, relatifs au réseau hydroagricole précise que le présent projet est soumis à une analyse environnementale.
Ce chapitre ne sera pas une étude exhaustive des impacts probables ; mais essayera uniquement de dresser une directive sur les grandes lignes à suivre, lors de la réalisation de l’étude impact environnemental du projet. Cette dernière sera menée conjointement avec l’élaboration des documents de détail de réalisation du projet, après l’approbation du présent document.
II. CONTEXTE ET JUSTIFICATION DU PROJET L’intitulé du projet est : « ETUDE DE LA REHABILITATION D’UN PERIMETRE IRRIGUE DE SAROBARATRA ». Le projet vise à augmenter la production rizicole, dans la zone, par la remise en fonction du réseau d’irrigation du périmètre de Sarobaratra, avec d’éventuels changements, par rapport au premier aménagement, lors de la conception du projet.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 65 Partie V : Etude d’impact environnemental
2.1 Description technique du projet Les travaux à réaliser dans ce projet, sont résumés dans le tableau suivant :
Tableau 42 : Les différentes étapes du projet
Phase du Etapes de travail Activités prévues projet - Implantation du périmètre ; Installation du - Fourniture des matériels et des matériaux ; Préparatoire chantier - Construction d’habitat pour les mains d’œuvres recrutés ; - Construction d’un magasin de stockage. - Placement de batardeau provisoire, pour dévier la rivière, Démolition de pour rendre accessible le site, pour la démolition l’ancien barrage - Destruction du barrage entier ; - Transport des débris du barrage. - Fouille sur la rivière, pour l’ancrage du barrage ; - Coulage du béton ; Construction Construction du - Enduit et chape du barrage ; nouveau barrage - Construction des murs d’encaissement ; - Construction de la passerelle de service. - Réajustement des pentes ; Construction des - Travaux de maçonnerie ; avant-canaux - Remblai et déblai. - Transport des matériels ; Exploitation Replis du chantier - Exploitation de la pépinière ; - Entretien des ouvrages.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 66 Partie V : Etude d’impact environnemental
2.2 Ressources utilisées Les ressources utilisées, peuvent être comme suit :
2.2.1 Ressources naturelles locales
Les ressources naturels à exploiter, pendant l’exécution des travaux, sont essentiellement les matériaux nécessaires, à la réalisation des ouvrages, tels que :
- Remblais ; - Graviers et blocs rocheux ; - Eau ; - Sable ; - Bois.
Ces matériaux seront prélèves dans les propriétés domaniales, se trouvant au village de Sarobaratra.
2.2.2 Ressources importées
- Armatures ; - Ciment.
2.2.3 Ressources humaines
Les ressources humaines intéressant le projet se portent sur deux formes, dont :
- Main d’œuvre recrutée par l’entreprise, pour l’exécution de ses travaux, et - Contribution des bénéficiaires, qui consiste en l’apport de matériaux ou en l’exécution des certains travaux prédéfinis, par les investisseurs.
III. DESCRIPTION DU MILIEU RECEPTEUR
3.1 Délimitation de la zone d’étude Le périmètre irrigué de Sarobaratra se trouve, dans la Commune Rurale de Sarobaratra, District de Tsaratanana, Région Betsiboka, Province Majunga.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 67 Partie V : Etude d’impact environnemental
3.2 Description des composantes du milieu récepteur plus pertinentes 3.2.1 Milieu Biophysique
3.2.1.1 Climat
La Commune Rurale de Sarobaratra se situe dans la Région de Betsiboka, à quelques dizaines de kilomètres de la côte Nord de l’île, et a l’altitude de 116 m. La Commune Rurale de Sarobaratra, qui fait l’objet de cette étude, jouit d’un climat tropical à contrastées, où la chaleur reste constante.
3.2.1.2 Relief
Le relief est généralement formé par des basses et moyennes collines, et des vastes plaines de baiboho.
3.2.1.3 Hydrographie
La zone du projet est caractérisée par deux réseaux hydrographiques orientés vers le canal de Mozambique, dont les plus importants sont :
- La rivière Maroadabo, affluent de Mahajamba, qui se déverse dans le canal de Mozambique ; - Et la rivière Kamoro, affluent le fleuve Betsiboka, qui se déverse aussi à son tour dans le canal de Mozambique.
3.2.2 Milieu Humain
3.2.2.1 Population
Les bénéficiaires directes du projet sont les populations de la commune rurale de Sarobaratra.
3.2.2.2 Sécurité
La population de la commune rurale de Sarobaratra, est livrée aux actes de « Dahalo » ; malgré la présence de la poste de gendarmerie, dans la commune. En effet, les gendarmes ne sont guère motivés leurs tâches, et aucune structure de sécurité interne n’existent, dans la commune, comme le « Andrimasompokonolona ».
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 68 Partie V : Etude d’impact environnemental
IV. ANALYSE DES IMPACTS Ces impacts pourraient être positifs ou négatifs. Le procédé de détermination de ces impacts sera effectué, en se référant aux différentes phases d’activité du projet, et une note sera attribuée à chaque impact identifié, en fonction de son importance, toute en tenant compte de la sensibilité du milieu récepteur.
Soit les étapes à suivre dans l’analyse des impacts sont définies, par les grandes lignes suivantes :
- Identifier les impacts probables, pour chaque phase d’activité ; - Evaluer les impacts potentiels ; - Dresser les mesures d’atténuation ou des compensations correspondantes.
4.1 Identifications des impacts potentiels Tableau 43 : Indentification des sources impacts par phase du projet
IMPACT SUR LE MILIEU
Biophysique Humain
ETAPE DU TRAVAIL
Sol Air
SEPROJET DU
Eau
Flore
Santé
Faune
Social Social
Economie
HA P
Installation du chantier x x x x x x
Transport des matériaux et des x x x x x x x matériels Construction d'un magasin de x x x
stockage Préparatoire Construction d'habitat pour les x x x x x x mains d'œuvres
Construction des ouvrages x x x x x
Construction des canaux x x x x
Construction Gestion du personnel x x
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 69 Partie V : Etude d’impact environnemental
Gestion des matériaux et des x matériels
Repli du chantier x x x x x x x
Maintenance et entretien des x x x x x ouvrages
Exploitation des ouvrages x x x x x x x Exploitation
Tableau 44 : Identifications des impacts probables du projet
Phase du Sources d'impacts Impacts positifs Impacts négatifs projet - Dénudation du sol ; Préparatoire Terrassement - - Perturbation des couvertures végétales. - Procuration des - Accentuation des Creuser et fouiller remblais. risques d'érosion. - Dénudation du sol ; Défrichements des - Obtention des bois de - Perturbation des végétations chauffe. couvertures végétales. - Apparition des Recruter de la - Création d'emploi, conflits internes entre main d'œuvre pour la population les ouvriers locaux et Construction locale locale. le personnel de l'entreprise. - Augmentation de la Approche de la - Expansion des petits propagation des population locale commerces maladies sexuellement transmissibles (MST). Rejets des déchets - Accumulation des - personnels ordures. Reprofilage, - Renforcement du - Erosion des berges des Exploitation curage, savoir-faire canaux.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 70 Partie V : Etude d’impact environnemental
désherbage techniques, des - Dommage des responsables du réseau ouvrages. - Augmentation des rendements, Exploiter le - Amélioration de la - périmètre pratique culturale, - Favorisation de la maitrise d'eau. - Augmentation des surfaces irriguées, - Augmentation de la production, - Consolidation des usagers, Etendre le - Réglementation des - périmètre irrigué parcelles à exploiter, - Adoption des règlements internes de l'association, - renforcements des capacités des bénéficiaires.
4.2 Évaluation de l’importance des impacts Ces impacts varient aussi bien, dans l’espace que, dans le temps. Toutefois, l’importance d’un impact est caractérisée, par les trois (03) paramètres suivants :
- Son étendue : locale, régionale, générale; - Sa durée : occasionnelle, temporaire, permanente ; - Son intensité : faible, moyenne, forte.
Pour mieux juger l’importance des impacts, on attribuera des notes de 1 à 3, à chacun des paramètres d’évaluation de l’importance de l’impact, soit la durée, l’intensité et l’étendue. Les notes sont définies, selon le tableau suivant :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 71 Partie V : Etude d’impact environnemental
Tableau 45 : Atténuation des notes
Note Durée Intensité Etendue 1 Courte Faible Locale 2 Temporaire Moyenne Régionale 3 Permanente Forte Générale
La somme des notes attribuées, à chaque impact respectif, donnera une notation finale de l’impact. L’importance est classée, selon les trois (3) catégories suivantes :
- Impact mineur : les conséquences sur le milieu sont significatives ; mais réduites et exigent ou non l’application de mesure d’atténuation ; pour une note comprise dans l’intervalle [3,4] ; - Impact moyenne : les conséquences sur le milieu sont appréciables ; mais peuvent être atténués par des mesures spécifiques ; pour une note comprise dans l’intervalle [5,6] ; - Impact majeur : les conséquences sur le milieu sont très fortes, et peuvent difficilement être atténuées ; pour une note comprise dans l’intervalle [7,9].
4.2.1 Les impacts probables pendant chaque phase
Tableau 46 : Impacts négatifs pendant la phase préparatoire
Impacts négatifs Etendue Durée Intensité Note Importance Dénudation du sol et changement du profil du terrain 1 1 1 3 Mineure naturel
Perturbation de la couverture 1 2 1 4 Mineure végétale
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 72 Partie V : Etude d’impact environnemental
Tableau 47: Impacts négatifs pendant la phase de réalisation
Impacts négatifs Etendue Durée Intensité Note Importance
Perturbation de la faune 1 2 1 4 Mineure aquatique
Risque de conflit social entre le personnel de l'entreprise et les 1 1 1 3 Mineure autochtones
Risque d'érosion du sol dû aux actions de dénudation de la 1 2 1 4 Moyenne couverture et d'excavation
Risque d'accident de travail 1 2 1 4 Mineure
Destructions des berges des 1 2 2 5 Moyenne canaux Risque de propagation des maladies sexuellement 2 2 1 5 Moyenne transmissibles (MST)
Tableau 48 : Impacts positifs pendant la phase de réalisation
Impacts positifs Etendue Durée Intensité Note Importance
Création d'emploi pour les autochtones 1 2 1 4 Mineure
Développement des petits commerces, constituants 1 2 1 4 Mineure une autre source de revenues
Obtention des bois de chauffe 1 2 1 4 Mineure
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 73 Partie V : Etude d’impact environnemental
Tableau 49 : Impacts négatifs pendant la phase d'exploitation
Impacts négatifs Etendue Durée Intensité Note Importance Modification du régime 1 1 1 3 Mineure hydrologique Conflits sociaux entre les 1 2 2 5 Moyenne usagers Pollution de l'eau, en aval du 1 1 1 3 Mineure périmètre
Augmentation des cas de 1 1 1 3 Mineure paludisme
Tableau 50 : Impacts positifs pendant la phase d'exploitation
Impacts positifs Etendue Durée Intensité Note Importance Renforcement du savoir-faire 1 3 2 6 Moyenne technique Augmentation du rendement 1 3 3 7 Majeur
Augmentations des surfaces 2 3 3 8 Majeur irriguées
Amélioration de la pratique 1 3 3 7 Majeur culturale Consolidations des usagers et 1 3 2 6 Moyenne réglementation du statut Renforcements des capacités 1 2 2 5 Moyenne des bénéficiaires
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 74 Partie V : Etude d’impact environnemental
4.3 Mesures d’atténuation des impacts du projet Cette étape consiste à présenter les actions ou les mesures appropriées ; pour prévenir ou supprimer les impacts négatifs sur l’environnement.
Le tableau suivant montre les différentes mesures d’atténuation retenues, pour les impacts négatifs moyens.
Tableau 51 : Mesure d'atténuation des impacts du projet
Impacts Mesure d'atténuation Indicateur Responsable
Construire des déviations, Destructions des Volume de terre érodé, sur pour les passages des berges des canaux les berges ou largeurs de Entreprise zébus, pendant les travaux par les bétails berges. d'exécution.
Réglementer le statut de Nombre de plaintes, et Conflits entre les l'association, adopter un enregistrement des textes AUE usagers "DINA", pour la vie de réglementaires, au interne niveau administratif.
Exécuter les travaux pendant la saison sèche, Risque d'érosion du remettre en état le site Volume érodé en fin de sol dû aux actions de d'emprunt des matériaux saison de pluie, évolution Entreprise dénudation et locaux ; mettre en place les des dispositifs posés. excavation dispositifs antiérosifs, sur les parcelles sensibles
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 75 Partie V : Etude d’impact environnemental
4.4 Plan de gestion environnemental du projet (PGEP) Le PGEP essaye de synthétiser les mesures d’atténuation, avec d’autres paramètres : coût, timing et les responsables. Le plan de gestion donne les moyens, de compenser les impacts potentiels.
Tableau 52 : Plan de gestion environnemental du projet
Impacts Mesure d'atténuation Travaux Responsable Débroussaillage, Perturbation de Construire une terrassement, la voie de la déviation, pendant les remblayage et Entreprise circulation travaux. protection des remblais. Adopter le "DINA", Réunion et Bénéficiaire et Conflits entre pour la réglementation renforcement de entité les usagers interne de l'association capacité. administrative des usagers. Exécuter les travaux, pendant la saison Terrassement et Risque sèche ; remettre en état, cultures des Entreprise d'érosion du le site d'emprunt des vétivers. sol, dû aux matériaux locaux. actions de Mettre en place les dénudation et Engazonnements, dispositifs antiérosifs, excavation. protection des Entreprise sur les parcelles gabions. sensibles.
V. CONCLUSION PARTIELLE
Vu l’importance des impacts positifs, par rapport aux impacts néfastes à l’environnement. La mise en place du projet de réhabilitation du périmètre irrigué de Sarobaratra, présente un avantage non seulement, pour l’environnement ; mais aussi, pour le pays tout entier, tant au niveau social qu’au niveau économique, par la création d’emploi, la création d’infrastructures agricoles.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 76 Conclusion générale
CONCLUSION GENERALE
Etant donné la situation socio-économique de la commune rurale de Sarobaratra, la réalisation de ce projet s’avère nécessaire et indispensable pour améliorer le niveau de vie des paysans dans cette commune rurale,
Si les travaux de réhabilitation de ce périmètre sont effectués et si les paysans exploitants ce périmètre suivent minutieusement la gestion, l’entretien et la méthodologie proposée, ils pourraient assurer leurs besoins en riz, et même commercialiser les surplus.
Enfin, il est constaté que le projet est viable pour l’environnement et rentable économiquement.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 77 Bibliographies
BIBLIOGRAPHIES
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Université de Nice Sophia Antipolis « Eléments d’hydrologie de surface » Cours / 2006 /197 pages.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 78
ANNEXES
Annexes
LISTE DES ANNEXES
Annexe I : Planchers
Annexe II : Etude pluviométrie
Annexe III : Etude d’aménagement
Annexe IV : Stabilité du barrage
Annexe V : Etude topographique
Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique 79 Annexe I : Planchers
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-1 Annexe I : Planchers
Photo 2 : Observation sur chaque ouvrage
Prise principale rive droite et son avant canal en Erosion au droit du mur d’ancrage rd amont mauvais état due au contournement
Erosion et éboulement des talus en aval du mur Affouillement de l’eau au-dessous de l’avant d’ancrage rive droite et sur l’avant canal canal rive droite
Eboulement sur l’avant canal maçonné rive Avant canal rive gauche – Affouillement se la droite semelle de l’ouvrage
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-2 Annexe I : Planchers
Le contournement du mur d’ancrage rive La partie amont de l’avant canal rive gauche gauche et le bajoyer de l’avant canal rive située en aval du seuil du barrage (à démolir) gauche endommagé
Affouillement de la fondation de l’avant canal Rupture de l’avant canal rive gauche au PM 94 rive gauche
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-3 Annexe II : Etude pluviométrique
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-4 Annexe II : Etude pluviométrique
Tableau 53 : Données pluviométries mensuelles de Majunga
Année Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre Année 1922 514,1 136,2 78,1 1,0 8,9 0,0 0,5 0,5 0,0 15,3 51,9 116,9 923,4 1923 132,0 401,8 352,3 73,1 0,0 0,0 1,5 10,2 0,0 54,3 56,5 151,8 1 233,5 1924 263,0 222,5 378,4 135,5 3,8 0,0 2,3 31,3 4,2 20,9 14,7 332,8 1 409,4 1926 299,7 305,3 154,5 7,0 0,0 0,0 0,0 41,2 4,5 1,3 7,5 307,5 1 128,5 1928 241,8 290,1 179,8 26,1 9,0 0,0 0,0 0,0 14,8 64,0 51,3 204,0 1 080,9 1929 220,5 565,4 160,0 28,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 34,8 122,3 479,3 1 610,8 1930 329,2 311,0 17,0 24,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 12,5 13,5 139,0 846,2 1932 643,3 504,3 141,9 65,0 34,0 0,0 0,0 0,5 2,5 0,0 17,8 290,2 1 699,5 1933 388,0 752,3 58,0 133,4 24,6 5,3 0,9 0,0 0,0 0,3 71,9 208,5 1 643,2 1934 301,5 334,7 191,3 22,5 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 13,3 84,5 248,2 1 196,4 1935 326,2 425,9 143,2 236,9 6,0 12,3 0,0 1,1 0,0 33,8 274,5 221,0 1 680,9 1936 705,7 219,6 353,9 29,5 0,0 1,7 0,4 1,7 0,0 11,6 69,7 436,5 1 830,3 1937 716,2 607,7 1033,9 39,2 0,0 0,8 0,0 2,7 6,3 0,8 10,6 274,1 2 692,3 1938 435,1 213,2 36,1 85,5 0,0 0,0 3,4 0,0 0,1 25,0 187,2 352,9 1 338,5 1939 466,4 172,0 563,3 158,1 0,0 0,0 6,7 8,1 0,5 21,1 132,6 341,2 1 870,0 1940 438,8 781,1 611,3 8,9 0,4 0,6 0,0 2,2 0,0 117,7 43,8 257,8 2 262,6 1941 903,7 30,4 129,5 27,2 0,0 0,7 4,3 1,8 0,3 66,7 113,4 111,8 1 389,8 1942 352,1 195,8 177,5 41,6 1,7 0,0 0,0 0,0 0,8 58,8 157,2 240,9 1 226,4 1943 1125,0 373,0 183,3 26,3 1,8 0,0 5,2 0,0 0,0 0,1 60,0 60,6 1 835,3 1944 198,9 580,8 291,5 64,6 21,8 0,0 0,0 0,0 0,0 2,9 86,4 231,2 1 478,1 1945 306,0 212,4 134,7 0,8 64,2 0,0 0,0 0,9 0,0 10,3 66,0 264,8 1 060,1 1946 338,0 245,7 192,7 108,5 11,8 2,1 4,3 0,3 0,0 11,2 245,4 164,8 1 324,8 1947 147,8 322,6 407,3 68,8 0,5 1,6 6,2 0,0 4,2 69,9 94,3 272,1 1 395,3 1948 322,5 38,4 246,5 10,1 25,2 0,0 0,6 7,6 15,9 76,2 45,3 307,7 1 096,0 1949 164,1 530,3 165,1 9,2 58,2 0,0 0,0 0,0 0,0 45,3 179,4 179,9 1 331,5 1950 509,6 374,8 247,1 15,3 10,3 41,7 0,0 2,1 0,0 0,5 165,7 259,6 1 626,7 1951 630,1 261,2 172,1 8,2 11,2 0,0 0,0 5,5 0,2 20,2 141,0 231,6 1 481,3 1952 600,9 347,8 492,7 149,9 20,4 0,0 0,0 0,0 0,5 36,6 47,4 102,6 1 798,8 1953 584,2 245,6 55,2 106,8 0,0 0,0 0,0 7,4 5,9 11,5 121,3 305,8 1 443,7 1954 579,0 454,0 165,0 35,4 0,3 0,0 0,0 0,0 7,7 17,9 40,5 96,1 1 395,9 1955 209,9 323,2 337,4 24,8 1,2 0,5 1,8 5,6 0,0 2,6 130,6 202,7 1 240,3 1956 533,7 459,9 209,3 59,8 0,3 0,5 3,6 0,5 4,4 0,3 121,6 143,9 1 537,8 1973 498,3 273,9 229,1 46,0 0,0 0,0 9,2 3,0 0,0 42,6 253,8 243,5 1 599,4 1974 193,6 154,2 101,8 186,7 39,5 1,4 0,0 0,7 0,3 16,7 148,1 286,2 1 129,2 1975 307,8 132,3 147,1 63,5 0,4 0,0 0,8 0,0 0,0 13,6 70,3 157,6 893,4 1976 534,4 224,9 182,4 7,3 18,0 0,0 0,0 1,5 17,3 2,2 164,3 184,4 1 336,7 1977 318,7 1053,2 120,8 20,1 4,6 0,0 1,4 1,8 0,0 14,0 63,0 209,6 1 807,2 1978 509,4 240,2 203,4 4,4 0,0 0,1 1,1 0,0 0,0 18,7 116,2 443,3 1 536,8 1979 248,5 702,5 79,6 36,4 0,6 0,0 1,7 0,2 0,0 110,6 213,5 181,6 1 575,2 1980 294,6 164,3 624,3 254,2 11,5 6,0 1,4 0,0 13,8 11,1 60,8 263,4 1 705,4 1981 322,9 639,1 180,3 1,1 0,1 0,0 0,0 5,4 0,0 12,4 216,5 86,1 1 463,9 1982 474,7 223,3 446,6 59,4 0,0 0,0 10,7 0,4 1,3 27,2 302,8 331,2 1 877,6 1983 406,0 311,4 253,8 40,6 0,0 1,8 0,0 0,3 0,0 0,2 180,0 526,2 1 720,3 1984 589,1 720,0 221,0 307,3 0,0 0,0 0,0 3,2 0,0 4,8 18,2 357,0 2 220,6 1985 136,5 469,1 136,6 38,4 0,0 3,4 0,6 0,4 0,0 67,2 154,8 139,0 1 146,0
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-5 Annexe II : Etude pluviométrique
1986 534,9 416,1 78,0 35,4 1,3 0,0 0,0 0,0 4,8 18,3 116,0 202,0 1 406,8 1987 583,1 247,3 62,9 28,6 2,8 0,0 0,3 0,0 0,0 0,5 35,5 302,0 1 263,0 1988 530,5 229,3 134,6 27,2 0,2 0,0 6,2 1,3 0,0 4,9 0,0 368,8 1 303,0 1989 715,8 370,8 143,6 27,3 0,0 0,6 0,1 0,1 20,9 1,1 44,4 420,1 1 744,8 1992 789,5 392,6 166,7 10,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 16,8 154,0 100,2 1 630,4 1997 840,5 294,1 153,4 9,9 0,3 2,3 0,0 1,0 0,0 34,6 125,4 232,8 1 694,3 1998 218,5 825,1 24,3 33,8 7,0 0,0 0,0 7,1 0,8 5,7 169,4 369,1 1 660,8 2008 373,8 540,5 70,7 49,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,8 15,9 83,9 1 144,9 2009 297,8 341,5 180,7 43,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,9 10,6 186,1 1 063,1 2010 670,0 123,2 127,8 4,1 0,0 0,0 0,0 0,9 0,0 0,0 30,0 86,4 1 042,4 2011 671,0 360,3 205,4 31,6 5,3 0,8 0,0 0,0 0,0 1,7 12,1 145,0 1 433,2 2012 561,2 175,8 54,4 164,9 6,4 1,4 0,0 0,0 0,0 38,8 42,3 58,7 1 103,9 (Source : Station pluviométrique de Majunga)
Tableau 54 : Données pluviométries maximales journalières
Pmax24 Année (mm) 1968 113,2 1969 245,2 1970 101,1 1971 103,8 1972 154 1973 132,9 1974 77,7 1975 44,3 1976 106 1977 253,9 1978 114,7 1979 156,7 1980 128,7 1981 109,6 (Source : Station pluviométrique de Majunga)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-6 Annexe II : Etude pluviométrique
Tableau 55 : Valeur du coefficient régional B dans la formule CTGREF
Rivière B
Ikopa à Bevomanga 49
Ikopa au Bac de Fiadanana 51
Andromba à Tsinjony 50
Tafaina 47
Ikopa à Antsatrana 47
Betsiboka à Ambodiroka 46
Mangoro à Mangoro 47
Mania à Fasimena 45
Vohitra à Rogez 42
Namorona à Vohiparara 63
Mananantanana 50
Zomanadao à Ankaramena 49
Ihosy à Ihosy 47
Mahatsiatra à Malakialina 46
Mangoky à Banian 49
Mandrare à Amboasary 47
Mananara à Bevia 54
Sambirano à Ambanja 36
Petits bassins ANKABOKA 35 (Source : Jean Donné RASOLOFONIAINA – Formation dans le domaine technique en matière de MPI)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-7 Annexe III : Etude des aménagements
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-8 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.1 CÔTE DE LA CRETE DU BARRAGE ZB
La côte de la crête du barrage est obtenue, par la relation suivante :
Dans lesquelles
- Zr : Côte la plus haute de la rizière ; Zr = 94,84 [m] ;
- hr : Hauteur d'eau voulue dans la rizière en [m] qui dépend des besoins en eau de la culture ; hr = 0,10 [m] ;
- ∆h1 : Perte de charge dans le canal en [m] ;
- ∆h2 : Perte de charge dans la prise d'eau dans la rizière = 0,10 [m] ;
- ∆h3 : Perte de charge induite par la prise principale = 0,10 [m].
Avec
, -
Ou
I : Pente moyenne du canal = 0,0023 [m/m] L : Longueur totale du canal = 2281 [m].
Ce qui donne la côte de la crête du barrage : , -
A-4.2 OUVRAGES ANNEXES
A-4.2.1 Ouvrage de prise
On choisit une prise noyée dont la formule de débit est la suivante :
√
Où
- C : coefficient de contraction ; C = 0,6; - S : surface de l’ouverture de la prise exprimée en [m²] ;
- ∆h3 : perte de charge induite par le prise, qui est égale à la différence de niveau d’eau en
amont et en aval de cette dernière ; ∆h3 = 0,10 [m] ; - g : accélération de la pesanteur ; g = 9,81 [m/s²].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-9 Annexe III : Etude des aménagements
Le débit, pour le dimensionnement de la prise principale, est le débit nominal, que doit porter l’avant canal. On choisit une prise à section rectangulaire, dont le coefficient de contraction sera pris égal à 0,6 (Orifice rectangulaire, noyé - Mémento des micro-hydrauliques). L’orifice est noyé. Les calculs nous donnent la section de l’orifice égale à 0,22 [m²], ce qui correspond à une base égale à 0,70 [m], et une hauteur égale à 0,30 [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 de la base est calculée, à l’aide de la formule suivante :
( )
Dans lesquelles :
Zprise : la côte de la base de la prise en [m] ;
Zb : la côte de la crête du barrage ; Zb= 100,00 [m] ;
∆H3 : la perte de charge induite par la prise ; ∆H3 = 0,10 [m] ;
h1 : hauteur d’eau dans l’avant canal ; h1= 0,38 [m].
D’où
, -
A-4.2.2 Cannes d’ancrage
Le corps du barrage est ancré physiquement au radier ou à la fondation, par l’intermédiaire de cannes d’ancrage, généralement, constitués de fer à béton.
A-4.3 DIMENSIONNEMENT DU CPRG
A-4.3.1 Formule du débit
Pour le régime d’écoulement permanent uniforme, la formule de MANNING STRICKLER est le plus utilisée, et son expression est la suivante :
⁄ ⁄
Avec :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-10 Annexe III : Etude des aménagements
Où :
3 - Qn : Débit nominal en [m /s] ; - K : Coefficient de rugosité ; - S : Section mouillée en [m²] ; - Rh : Rayon hydraulique en [m] ; - I : Pente moyenne du canal en [m/m]. - P : Périmètre mouillé en [m].
A-4.3.2 Rugosité
La rugosité des canaux est définie, par le coefficient K, qui dépend de la nature des parois du canal.
Tableau 56 : Valeur du coefficient K
Nature du canal Valeur du coefficient K
En béton 60 à 70
En maçonnerie 45 à 50
En terre 30 à 40
(Source : Jean Donné RASOLOFONIAINA – Formation dans le domaine technique en matière de MPI)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-11 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.3.3 Pente du talus
La pente du talus peut varier, en fonction de la nature du sol. Le tableau suivant indique les valeurs du fruit correspondant.
Tableau 57 : Valeur de pente des talus
Nature du sol Fruit [m/m]
Sol ferralitique ½
Sol argileux ½
Sol limon sableux 1/1
Sol gravier 3/2
Sable fin 2/1
(Source : Jean Donné RASOLOFONIAINA – Formation dans le domaine technique en matière de MPI)
Dans ce projet, on prend la valeur du fruit est égale à 1/1.
A-4.3.4 Vitesse de l’eau dans le CPRG
La vitesse V de l’eau dans ce canal doit respecter des valeurs limites, pour éviter le risque d’érosion au fond et sur les parois (si sa valeur est trop grande), ou bien pour éviter le dépôt solide (si elle est trop petite).
Dans la pratique, les valeurs suivantes sont retenues :
Canal en terre : , ⁄ - , ⁄ - Canal revêtu : , ⁄ - , ⁄ -
A-4.3.5 Revanche
Le canal ne peut transporter une charge qu’à la limite de sa revanche. Dans notre projet, on va prendre une revanche :
r = 0,15 [m] pour le canal revêtu ; r = 0,30 [m] pour le canal en terre.
A-4.3.6 Principe de calcul
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-12 Annexe III : Etude des aménagements
Les conditions suivantes sont à respecter, pour les dimensionnements des canaux :
L’écart entre le débit nominal et le débit calculé (ou le débit réel transité dans le canal), ne doit pas dépasser 5 %.
Avec :
- Qcalc : le débit calculé, à partir de la formule de Manning Strickler, c’est aussi le débit réel transité en [m3/s] ; - Qn : le débit nominal du canal en [m3/s].
Le rayon hydraulique Rh doit être à peu près égal à la moitié de la hauteur d’eau h ;
(√ ) (section la plus économique)
Où b est la largeur du plafond ; h : hauteur d’eau dans le canal ; m : fruit de talus.
Le résultat des calculs sont les suivants, pour de valeur de K = 30 et fruit de talus m =1 :
I (m/m) b (m) h (m) S (m²) P (m) Rh (m) Qc (m3/s) ∆Q/Q (%) h/2 (m) V (m/s) 0,0005 0,48 0,58 0,61 2,12 0,29 0,180 0,200 0,29 0,30
Le résultat des calculs sont les suivants, pour de valeur de K = 45 et fruit de talus m = 0 :
I (m/m) b (m) h (m) S (m²) P (m) Rh (m) Qc (m3/s) ∆Q/Q (%) h/2 (m) V (m/s) 0,002 0,74 0,37 0,28 1,48 0,19 0,180 0,015 0,19 0,65
Le résultat des calculs sont les suivants, pour de valeur de K = 60 et fruit de talus m = 0 :
I (m/m) b (m) h (m) S (m²) P (m) Rh (m) Qc (m3/s) ∆Q/Q (%) h/2 (m) V (m/s) 0,001 0,76 0,38 0,29 1,52 0,19 0,180 0,059 0,19 0,63
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-13 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.4 OUVRAGES SUR CANAL
A-4.4.1 Bâches
Nous appliquons la formule de Manning-Strickler, pour le calcul de la section, et en même temps, adoptons le profil économique ; c’est-à-dire que la hauteur d’eau dans le canal est la moitié de la base.
La formule de Manning-Strickler est la suivante :
⁄ ⁄
Où :
- K : le coefficient de Manning-Strickler (K=60 ; pour le béton) ; - S : section mouillée en [m²] ; S = 2 h² ; - P : périmètre mouillé en [m] ; P = 4 h ;
- Rh : rayon hydraulique en [m]
- I : pente du canal en [m/m] ; - h : hauteur d’eau dans le canal en [m].
Tableau 58 : Dimensionnement de la bâche
Longueur Nombre Cote Cote de Cote Hauteur Nombre de de la PM de la d'entrée sortie intermédiaire Moyenne de la pile bâche (m) travée (m) (m) (m) la pile (m) 15 570 2 98,78 98,76 94,49 1 4,28 7 1099 - 98,40 98,39 - - - 20 1147 3 98,37 98,36 95,06 2 3,31 14 1410 2 98,04 98,03 93,50 1 4,54 7 1515 - 97,66 97,65 - - - 60 1803 10 97,42 97,41 90,00 9 7,41
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-14 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.4.2 Dimensionnement du partiteur fixe
Les seuils fonctionnent, comme un déversoir, dont les formules sont :
√ ⁄
Avec m : coefficient du débit ; h : charge au-dessus du seuil de contrôle en [m] L : largeur du seuil de contrôle en [m].
Pour le canal secondaire 1 :
⁄ √
Avec m : coefficient du débit ; h1 : charge au-dessus du seuil de contrôle en [m]
L1 : largeur du seuil de contrôle en [m].
Pour le canal secondaire 2 :
⁄ √
Avec m : coefficient du débit ; h2 : charge au-dessus du seuil de contrôle en [m]
L2 : largeur du seuil de contrôle en [m].
Où h = h1 = h2 ainsi que Q = Q1 = Q2
Avec : - Q, le débit nominal en amont à partager est égal à 0,180 [m3/s].
- Q1 et Q2 les débits respectivement dans les 2 canaux secondaires.
3 3 Q1= 0,100 [m /s] et Q2= 0,080 [m /s]
èr - Q1 : pour le 1 canal secondaire, devrait irriguer 50 [Ha] ;
- Q2 : pour le deuxième canal secondaire, devrait irriguer 40 [Ha] ;
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-15 Annexe III : Etude des aménagements
Pour une charge fixe h = 0,15 [m], on a :
√ ⁄
, - √ ( ) ⁄
Or L = L1 + L2 et l’équation de proportionnalité donne :
Avec:
Q1 et Q2 les débits respectivement dans les 2 canaux dérivés.
L1 et L2 : Largeur de chaque seul.
Alors, on a 2 équations à 2 inconnues :
{
Après la résolution de ce système d’équation, on trouve : , - , -
Hauteur du seuil du contrôle
La hauteur du seuil est donnée par la relation :
Où
HA est la hauteur du canal en amont du partiteur ; HA = 0,88 [m] ; R : revanche du canal en amont ; r = 0,30 [m] ; h : charge au-dessus du seuil du contrôle ; h = 0,15 [m] ;
La hauteur du seuil HS est égale à 0,33 [m]
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-16 Annexe III : Etude des aménagements
Epaisseur du seuil
L’épaisseur du seuil est obtenue par la formule suivante :
Avec
Où
hC : hauteur d’eau critique au-dessus du seuil, exprimée en [m] ; h : charge au-dessus du seuil en [m] ; D’après le calcul, on trouve e = 0,36 [m]
Longueur du partiteur fixe à l’aval du seuil de contrôle
La longueur de l’ouvrage à l’aval du seuil de contrôle est calculée par la formule du ressaut.
Elle est obtenue, à partir de la formule de SARFANEZ :
√
Où
Y1 est la profondeur d’eau au pied du seuil de contrôle, Y1 = 0,04 [m] L : longueur du ressaut en [m] ; Q : débit par unité de largeur, qui est égal à
, ⁄ -
D’après le calcul, on trouve L = 0,92 [m] ;
Dans notre cas, on prendra LA = 1,00 [m]
Caractéristiques des deux canaux secondaires
Les caractéristiques des deux canaux secondaires sont résumées dans le tableau suivant :
Tableau 59 : Caractéristiques des deux canaux secondaires
K I [m/m] m Q (m3/s) b (m) h (m)
1èr canal secondaire 30 0,001 1 0,080 0,31 0,58 2ème canal secondaire 30 0,001 1 0,100 0,34 0,61 Ces résultats ci-dessus sont obtenus, à partir de la formule de MANNING – STRICKLER. (Avec une revanche de 20 [cm].)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-17 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.4.3 Dimensionnement du radier aval
Nombre de Froude
Le nombre de Froude est donné par la relation suivante :
√ ⁄
Avec q : débit par unité de la largeur en [m2/s], qui est égal à
, ⁄ - , ⁄ - , - h: charge au-dessus du seuil, h = 1,31 [m]
D’après le calcul, on trouve Fr = 0,64
Profondeur critique hC Elle est obtenue par la formule suivante :
( ) √ √ , -
La profondeur de la ligne de charge en aval K3
Elle est donnée par les expressions suivantes :
( ) , - ( ) Avec
H3 : profondeur d’eau en aval du bassin, H3 = 1,77 [m] ;
Lorsque q, hC, HO, K3 sont connus, h1/hC est égal 0,425 (Source : OUVRAGES HYDRAULIQUES – Khlifa MAALEL et Zouheir HASFIA – Version Mai 2012)
La profondeur d’eau au pied du seuil est donc h1 = 0,425.hC = 0,41 [m]
La profondeur en aval du ressaut est donnée par la formule :
[√ ( ) ]
D’après le calcul, on obtient h2 = 1,91 [m].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-18 Annexe III : Etude des aménagements
A-4.4.4 Passage supérieur
La méthode rationnelle est établie, pour l’étude de crue des petits bassins versants, dont la superficie ne dépasse pas 4 [Km²].
L’expression des débits s’écrit :
Q = 0,278 C i S
Avec :
- Q : débit de crue en [m3/s] ; - C : coefficient de ruissellement ;
Tableau 60 : Valeurs du coefficient de ruissellement C
Valeur de C
Petits BV de 0 à 10 Ha avec une BV moyens de 100 à 400 Ha Nature de la couverture végétale pente de avec une pente de plus plus Moins de 5 à de 10 Moins de 5 à de 10 de de de 5 % 10% à 30% de 5 % 10% à 30% 30% 30% Plates-formes et chaussées de route, 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 cours,… Terrains dénudés, ou végétation non couverture, terrain déjà attaqués par 0,8 0,85 0,9 0,95 0,7 0,75 0,85 0,85 érosion, labour frais Cultures couvrantes, céréales hautes, terrains de parcours, chiendent ras, petite 0,75 0,8 0,85 0,9 0,52 0,6 0,72 0,8 brousse, clairsemée Prairies, brousse dense, savane à sous obis 0,7 0,75 0,8 0,85 0,3 0,36 0,42 0,5 Forêt ordinaire en futaie, sous-bois touffus 0,3 0,5 0,6 0,7 0,13 0,2 0,25 0,3 Grande forêt primaire 0,2 0,25 0,3 0,4 0,15 0,18 0,22 0,25
- S : superficie du bassin versant en [Km²] ; - i : intensité maximale de l’averse [mm/h] ; se calcule par la formule de MONTANA :
( ) ( ) ( ⁄ )
Où - b = 0,35 (paramètre régional) ;
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-19 Annexe III : Etude des aménagements
Tableau 61 : Coefficient b dans la formule de MONTANA
Ville b
Tananarive 0,14
Arivonimamo 0,28
Ivato 0,26
Fianarantsoa 0,26
Tuléar 0,24
Majunga 0,35
Tamatave 0,40
Diégo 0,39
Andapa 0,27
Morondava 0,29
Reste 0,288
- P (24, F) : pluie maximale journalière de fréquence F = 230 [mm] (T = 10 ans). (Estimations des crues à Madagascar – Louis Duret)
La crue maximale, pour une fréquence donnée, est obtenue, en prenant un temps t égal au temps de concentration TC évalué, ici par la formule de PASSINI :
( ) ⁄
⁄ Avec :
- TC : temps de concentration en [heures] ; - S : surface du bassin versant en [Km²] ; - L : longueur du plus cheminement hydraulique en [Km] ; - I : pente du bassin versant en [m/m].
L’application de ces formules, nous donne les valeurs suivantes, pour une fréquence décennale (T = 10 ans).
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-20 Annexe III : Etude des aménagements
Tableau 62 : Débit de crue Q10 (Méthode rationnelle)
Longueur du plus Coefficient Surface Pente long Temps de Intensité de Débit de N°Passage de du BV en du BV cheminement concentration pluie i(t) en crue Q supérieur ruissellement 10 [Km²] [m/m] hydraulique en Tc [heures] [mm/heure] [m3/s] C [km] 1 16,5.10-3 0,175 1,26 0,071 435,1 0,9 4,50 2 7,03.10-3 0,083 0,52 0,058 497,4 0,85 2,05 3 5,5.10-3 0,119 0,46 0,043 606,6 0,9 2,05 4 7,7.10-3 0,095 0,89 0,066 453,9 0,85 2,05 5 6,5.10-3 0,13 1,02 0,056 505,8 0,9 2,05
Pour dimensionner le passage supérieur, on utilise la formule de MANNING-STRICKLER :
⁄ ⁄
Où :
- K : le coefficient de Manning-Strickler (K=60 ; pour le béton) ; - S : section mouillée en [m²] ; S = bh ; - P : périmètre mouillé en [m] ; P = b + 2h ;
- Rh : rayon hydraulique en [m] ; Rh = S/P ; - I : pente du canal en [m/m] ;
L’application de la formule de Manning-Strickler, nous donne les résultats suivants :
Tableau 63 : Dimensionnement du passage supérieur
Débit de Pente du Surface N°Passage Largeur au Hauteur Hauteur de Périmètre crue Q canal I en mouillée supérieur 10 plafond [m] d'eau [m] bajoyer [m] mouillé [m] [m3/s] [m/m] [m²]
1 4,50 0,0001 10 0,90 1 9,0 11,8
2 2,05 0,0001 5 0,90 1 4,5 6,8
3 2,05 0,0001 5 0,90 1 4,5 6,8
4 2,05 0,0001 5 0,90 1 4,5 6,8
5 2,05 0,0001 5 0,90 1 4,5 6,8
(On prend une revanche r = 10 [cm].)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-21 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 8 : Vue en plan (Bâche L = 7 [m])
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-22 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 9 : Vue en plan (bâche avec pile)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-23 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 10 : Vue en profil (bâche avec pile)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-24 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 11 : Détail culée
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-25 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 12 : Détail du corps de la bâche
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-26 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 13 : Détail pile
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-27 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 14 : Vue en plan (Passage supérieur)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-28 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 15 : Coupe A - A (Passage supérieur)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-29 Annexe III : Etude des aménagements
Figure 16 : Partiteur fixe
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-30 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-31 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
L’étude de stabilité a été réalisée, en supposant le cas le plus défavorable, quand les batardeaux sont fermés.
A-5.1 INVENTAIRE DES CHARGES QUI S’APPLIQUE AU BARRAGE
Figure 17 : Forces appliquées au barrage
A-5.1.1 Poussée de l’eau
C’est l’ensemble de la force de pression hydrostatique, exercée par l’eau sur le parement en amont du barrage. Elle est donnée, par la formule suivante :
Avec :
Dans lesquelles :
3 - : Masse volumique de l’eau ; = 1000 [Kg/m ] ;
- : Charge en amont du déversoir ; = 1,31 [m] ;
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-32 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
- : Hauteur du barrage ; = 1,66 [m] ; - : Poussée de l’eau ; P = 3 556 [Kg].
A-5.1.2 Poussée du dépôt solide
La poussée du dépôt solide est donnée, par la relation suivante :
( )
Où :
3 - : Poids volumique immergé ; = 1 600 [T/m ] ;
- : Epaisseur du dépôt en amont du barrage ; = 0,25 [m] ; - : Angle de frottement interne ; = 25 °.
- PS: La poussée du dépôt solide ; PS = 20 [Kg] ;
A-5.1.3 Sous pression
C’est l’action de l’eau au niveau de la fondation. Elle varie linéairement sous la fondation. Sa valeur est exprimée par :
Avec :
La sous pression U1 est égale à:
Où :
3 - : Poids volumique de l’eau = 1 000 [Kg/m ] ;
- Lb: Longueur du radier sous barrage ; Lb = 4,18 [m] ;
- Haval: Charge en aval du barrage ; Haval = 1,77 [m] ;
- CSP : Coefficient de majoration, tenant compte du degré plus ou moins grand de la
perméabilité du terrain de fondation, avec CSP = 0,50.
- Sous pression U1 = 3 702 [Kg].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-33 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Et la sous pression U2 est égale à :
( )
Où :
- Hamont : Charge en amont du barrage ; Hamont = 2,97 [m] ;
- Sous pression U2 = 1 255 [Kg].
La sous pression totale U est alors égal à 4 957 [Kg].
A-5.1.4 Poids de l’ouvrage
C’est l’action généralement stabilisatrice. Le poids du barrage est la somme des poids de toutes ces parties : corps, parafouille, radier…). Il est donné, par la formule suivante :
∑ é ∑
Où :
- : poids de la partie i du barrage exprimé en [Kg] ;
é
Dans laquelle :
3 - Poids du béton prise égale à 2 500 [Kg/m ] ;
- ∑ : Somme de la surface de la partie i du barrage ;∑ = 4,49 [m²] ;
Le poids du barrage est alors égal à 11 236 [Kg].
A-5.2 REGLE DE LANE
Elle a donnée par la formule suivante :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-34 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Avec :
- LV: Longueur des cheminements verticaux en [m] ;
LV = 2 x (Parafouille amont + Parafouille aval – Epaisseur du radier)
LV = 2 x (1,50+ 1,00 – 0,35) = 4,30 [m].
- Lh: Longueur des cheminements horizontaux ; Lh= 4,18[m] ;
- : La différence de charge de l’amont et de l’aval en [m] = Hamont – Haval= 1,20 [m].
Nous estimons le coefficient de Lane C’ = 3,5 ; car le sol de fondation est constitué de graviers moyens.
La valeur du coefficient C’ dépend de la nature du sol de fondation.
Tableau 64 : Valeur du coefficient C'
Nature sol Valeurs C' Limons et sables très fins 8,5 Sables fins 7 Sables moyens 6 Sables gros 5 Petits graviers 4 Graviers moyens 3,5 Gros graviers 3 Graviers et galets 2,5 Argiles plastiques 3 Argiles moyennes 2 Argiles dures 1,8 Argiles très dures 1,6 (Source : Jean Donné RASOLOFONIAINA – Formation dans le domaine technique en matière de MPI)
D’après le calcul, on trouve :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-35 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
La règle de Lane est vérifiée. L’affouillement n’est pas à craindre au niveau de la fondation, pour ce débit décennal.
A-5.3 STABILITE AU GLISSEMENT
Les forces horizontales, plus précisément 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 :
∑( )
∑
Avec :
- : Le poids de l’ouvrage ; W = 11 236 [Kg] ; - : La sous pression ; U = 4 957 [Kg] ; - : La poussée de l’eau + la poussée de sédiments ; P = 3 576 [Kg] ; - : Le coefficient du frottement du béton sur le terrain de fondation, pris égal à 0,60.
D’après le calcul, on trouve :
A-5.4 STABILITE AU RENVERSEMENT
L’ouvrage sous l’effet de la poussée de l’eau et la sous pression, à tendance à se basculer vers l’aval ; et seul son poids agit, pour le stabiliser.
La stabilité au renversement est assurée si :
Où :
- Ms : le moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l’extrémité aval (au
point O) du barrage ; Ms= 27 665 [Kg.m];
- Mr : le moment des forces par rapport à ce même point ; qui tendent à renverser l’ouvrage ;
Mr= 17 383 [Kg.m].
D’après le calcul, on trouve :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-36 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
En effet,
Ms : le moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l’extrémité aval (au point O) du barrage en [Kg.m] est égal à :
∑ ∑( )
Avec :
- : le moment du poids de la partie i du barrage par rapport au point O, exprimé en [Kg.m] ;
- : le poids de la partie i du barrage exprimé en [Kg] ;
- : le bras du levier de chaque force i par rapport au point O, exprimé en [m] ;
Figure 18 : Moment de la stabilité
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-37 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Le résultat des calculs sont résumés dans le tableau suivant :
Tableau 65 : Résultat des calculs concernant le moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l'extrémité aval du barrage
Moments par Bras de levier par Charges [kg] rapport à O rapport à O [m] [Kg.m]
W1 (massif) 4 150 d1 2,93 M1 12 160
W2 (massif) 1 722 d2 2,15 M2 3 709
W3 (radier) 3 658 d3 2,09 M3 7 644
W4 (parafouille amont) 1 006 d4 4,01 M4 4 030
W5 (parafouille aval) 569 d5 0,18 M5 100
W6 (seuil aval) 131 d6 0,18 23
Mr 27 665
Mr : le moment des forces par rapport à ce même point qui tendent à renverser l’ouvrage en [Kg.m] est égal à :
∑ ∑ ∑( ) ∑( )
Avec :
- : le moment de la poussée i par rapport au point O en [Kg.m] ;
- : le moment de la sous pression i par rapport au point O en [Kg.m] ;
- : la poussée i en [Kg] ;
- : la sous pression i en [Kg] ;
- : le bras du levier de la poussée i par rapport au point O en [m] ;
- : le bras du levier de la sous pression i par rapport au point O en [m].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-38 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Les résultats de calculs sont donnés dans le tableau suivant :
Tableau 66 : Résultat de calculs concernant le moment des forces par rapport au point O qui tendent à renverser l’ouvrage
Bras de levier par Moments par Charges [kg] rapport à O [m] rapport à O [Kg.m]
P 2 178 X 1,83 M(P ) 3 986 Poussée de l'eau 1 1 1 P2 1 378 X2 1,55 M(P2) 2 140
Poussée de sédiments PS 20 X3 1,08 M(PS) 22
6 149 ∑
U 3 702 Y 2,09 M(U ) 7 738 Sous-pression 1 1 1 U2 1 255 Y2 2,79 M(U2) 3 497
11 235 ∑
17 383 ∑ ∑
A-5.5 STABILITE A LA FLOTTAISON
Elle est vérifiée, si le rapport de la somme « poids – barrage – surcharge », par la sous pression est supérieur à 1,1.
∑
∑
Dans laquelle :
- Wi: Forces verticales dues au poids du barrage ; ∑ = 11 236[Kg];
- : Sous pression ;∑ = 4 957 [Kg].
D’après le calcul, on trouve :
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-39 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
STABILITE ELASTIQUE :
Vérification de la règle du tiers central
Cette règle est vérifiée si la résultante des forces agissantes sur le corps du barrage passe dans le tiers central de sa base, autrement dit, il faut que :
Avec
- e : est l’excentricité de la direction de la résultante des forces appliquées par rapport au centre de gravité de l’ouvrage.
- Lf est la longueur totale du radier, exprimée en [m] L’excentricité « e » est obtenue par la formule suivante :
| |
Où
- N : la valeur résultante des forces verticales appliqués au barrage ;
- Ms : le moment de la stabilité de toutes les forces par rapport au point à l’extrémité aval (au point O) du barrage en [Kg.m] ;
- Mr : le moment des forces par rapport à ce même point qui tendent à renverser l’ouvrage en [Kg.m].
D’après le calcul on trouve ;
e = 0,42 [m] et , -
Ce qui signifie que le règle du tiers central est vérifié.
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-40 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Vérification des contraintes du sol de fondation
Le but est de vérifier, si les contraintes exercées au sol de fondation ne dépassent pas sa capacité portante admissible, c’est-à-dire qu’il faut que, la valeur de la contrainte maximale doit être inférieure à la contrainte au sol de fondation . Les valeurs de sont données, dans le tableau ci-après :
Tableau 67 : Les valeurs de
Nature du sol en [T/m²] Argile compacte bien sèche 80 Argile compacte humide 30 Sable humide mêlé 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 tassé et pilonnée 10 Vase et argile molle 5 (Source : Jean Donné RASOLOFONIAINA – Formation dans le domaine technique en matière de MPI)
= 40 [T/m²] ; car nous avons un sol de fondation, formé par des cailloux et des graviers.
La contrainte sur le sol de fondation est obtenue, par la formule suivante :
Et
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-41 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Avec :
Soit :
Où :
- N : somme des efforts normaux à la section ; N = W – U = 6 279 [Kg] ; - S : aire de la section ; S = largeur de fondation x 1 [m] = 4,18 [m²] ; - M : moment fléchissant dans la section par rapport à l’axe passant par le centre de gravité G de la base ; M = 2 790 [Kg.m].
Tableau 68 : Résultat du calcul du moment fléchissant
Bras de levier Moment par Somme du Forces [Kg] par rapport à rapport à G moment M en G [m] [Kg.m] [Kg.m]
W1 (massif) 4 150 0,84 3 486
W2 (massif) 1 722 0,06 109 W (radier) 3 658 0,00 0 3 6 863 W4 (parafouille amont) 1 006 1,92 1 927
W5 (parafouille aval) 569 -1,92 1 059
W6 (seuil aval) 131 -1,92 251
P1 (lame d'eau) 2 178 -1,01 -2 189
P2 (réservoir d'eau) 1 378 -0,73 -1 003 -3 198 Ps 20 -0,26 -5 U 3 702 0,00 0 1 -874 U2 1 255 -0,70 -874 Moment fléchissant dans la section par rapport à l’axe passant par le 2 790 centre de gravité G de la base M
- I : moment d’inertie par rapport à l’axe passant par le centre de gravité de la section du radier ; I = 6,09 [m4] ; - : Distance maximale de l’axe neutre ; = 2,09 [m] ; - B : base de fondation x 1 [m] ; B = 4,18 [m²].
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-42 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
D’après le calcul, on trouve les résultats suivants :
, ⁄ -
, ⁄ -
, ⁄ - , ⁄ -
Le résultat de calculs des différentes stabilités sont résumes dans le tableau suivant :
Tableau 69 : Résultat de calculs des différentes stabilités
Coefficient Kg Kr Kf Valeur calculée 1,05 1,59 2,27 1,54 Valeur limite 1,00 1,50 1,10 40
Conclusion : D’après le résultat, on conclut que le barrage est stable.
Les caractéristiques du barrage sont donc les suivantes :
Tableau 70 : Les caractéristiques du nouveau barrage
Débit (m3/s) 116,90 Masse volumique du béton (Kg/m3) 2 500
Longueur seuil (m) 39,0 Masse volumique immergé des dépôts (Kg/m3) 1 600
Lame d'eau (m) 1,31 Hauteur de sédiments (m) 0,25
Hauteur seuil (m) 1,66 Longueur du passe 1,50
Largeur crête (m) 1,00 Base (m) 1,83
Talus paroi aval 1/2 H amont (m) 2,97
Radier amont (m) 0,75 H aval (m) 1,77
Radier aval (m) 1,60 Pesanteur (m/s²) 9,81
Epaisseur radier (m) 0,35 Angle de frottement interne (°) 25
Parafouille amont (m) 1,50 Largeur fondation (m) 4,18
Parafouille aval (m) 1,00 Epaisseur parafouille (m) 0,35
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-43 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Figure 19 : Vue en plan et en amont du barrage
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-44 Annexe IV : Etude de stabilité du barrage
Figure 20 : Coupe A -A (Barrage)
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-45 Annexe V : Etude topographique
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-46
Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-47 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
A-6.1 Bordereau détail quantitatif et estimatif : établi ensemble avec le bureau d’étude « NY ONINTSOA »
Tableau 71 : Bordereau estimatif et quantitatif du projet
N° Désignations Unité Quantité Prix unitaire Montant 0- PRIX GENERAUX 001 Installation de chantier Fft 1 10 000 000,00 10 000 000,00 002 Repli de chantier Fft 1 6 000 000,00 6 000 000,00 SOUS TOTAL 0 16 000 000,00 1- REHABILITATION DU BARRAGE (L=39,00m)
101.1 Démolition de l'ancien barrage ftf 1 520 000,00 520 000,00
103 Remblai d'emprunt m3 659,8 12 000,00 7 917 312,00 120.2 Fouille d'ouvrage m3 32,76 5 000,00 163 800,00 201 Coffrage m2 148,2 11 000,00 1 630 200,00
202.1 Acier pour armature de béton kg 169 4 500,00 757 490,00
202.2 Fer U60 ml 103,8 6 500,00 674 310,00 Béton pour béton armé 203.4 m3 83,67 400 000,00 33 698 000,00 dosé à 350 Kg/ m3 Béton cyclopéen 203.5 m3 175,3 350 000,00 61 485 560,00 dosé à 300 Kg/ m3 de CPA 208 Batardeau provisoire ftf 1 500 000,00 500 000,00
Fourniture et pose vanne à volant 400.1 ftf 1 2 000 000,00 2 000 000,00 dimension 700 mm x 300 mm
SOUS TOTAL 1 107 624 272,00 2- AVANT CANAL MACONNE (L=203,00m), P.M: 0.00 102.1 Fouille sur terrain ferme m3 16 8 000,00 128 000,00 201 Coffrage m² 78,75 9 000,00 708 750,00
202.1 Acier pour armature de béton kg 735 4 500,00 3 307 500,00
Béton de propreté 203,1 m3 1,5 200 000,00 300 000,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 10,5 400 000,00 4 200 000,00 dosé à 350 Kg/ m3 204 Maçonnerie de moellons m3 31 115 000,00 3 565 000,00
205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/ m3 m² 367,5 6 000,00 2 205 000,00
SOUS TOTAL 2 14 414 250,00 3- TERRASSEMENT CPRG (L=2280,00m) 102 Débroussaillage m² 3600 800,00 2 880 000,00 103 Remblai d'emprunt m3 1957 10 000,00 19 570 000,00 103,1 Déblais ordinaire m3 3950 4 000,00 15 800 000,00 103,2 Déroctage m3 2598 30 000,00 77 940 000,00
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-48 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
104 Décapage m² 1308 3 000,00 3 924 000,00 105 Engazonnements m² 1056 1 500,00 1 584 000,00 SOUS TOTAL 3 121 698 000,00 4 - OUVRAGES SUR CANAUX CPRG 4.1- CANAL MACONNE AU NIVEAU DEROCTAGE (L=180m) Béton de propreté 203,1 m3 13 200 000,00 2 600 000,00 dosé à 150 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 228 115 000,00 26 220 000,00 205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/m3 m² 662 6 000,00 3 972 000,00 SOUS TOTAL 4-1 32 792 000,00 4.2- REHABILITATION BACHE B1 AU PM 217 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 3,3887 8 000,00 27 109,60 102,2 Fouille dans l'eau m3 2,03322 9 000,00 18 298,98 103,1 Déblais ordinaire m3 4,786925 4 000,00 19 147,70 201 Coffrage m² 29,1696 10 000,00 291 696,00
202,1 Acier pour armature de béton kg 328,158 4 500,00 1 476 711,00
Béton de propreté 203,1 m3 0,0824 200 000,00 16 480,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 3,6462 400 000,00 1 458 480,00 dosé à 350 Kg/ m3 SOUS TOTAL 4.2 3 307 923,28 4.3- PASSAGE SUPERIEUR L=10m AU PM 217 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 4,12 8 000,00 32 960,00 201 Coffrage m² 38,81 9 000,00 349 293,60
202,1 Acier pour armature de béton kg 436,62 4 500,00 1 964 776,50
Béton de propreté 203,1 m3 0,41 200 000,00 82 400,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 4,85 400 000,00 1 940 520,00 dosé à 350 Kg/ m3 204 Maçonnerie de moellons m3 11,33 115 000,00 1 302 950,00 204,1 Perré maçonné m² 41,20 50 000,00 2 060 000,00 206,1 Enrochement m3 5,00 30 000,00 150 000,00 SOUS TOTAL 4.3 7 882 900,10 4.4- REHABILITATION BACHE B2 AU PM 417 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 3,39 8 000,00 27 109,60 102,2 Fouille dans l'eau m3 2,03 9 000,00 18 298,98 103,1 Déblais ordinaire m3 6,09 4 000,00 24 369,80 201 Coffrage m² 29,17 9 000,00 262 526,40
202,1 Acier pour armature de béton kg 328,16 4 500,00 1 476 711,00
Béton de propreté 203,1 m3 0,08 200 000,00 16 480,00 dosé à 150 Kg/m3
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-49 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
Béton pour béton armé 203,4 m3 3,65 400 000,00 1 458 480,00 dosé à 350 Kg/m3 SOUS TOTAL 4.4 3 283 975,78 4.5- CONSTRUCTION D'UNE BACHE B3 L=15m AU PM 570 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 8,32 8 000,00 66 579,20 102,2 Fouille dans l'eau m3 4,99 9 000,00 44 940,96 201 Coffrage m² 93,68 9 000,00 843 087,96
202,1 Acier pour armature de béton kg 1053,86 4 500,00 4 742 369,78
Béton de propreté 203,1 m3 0,54 200 000,00 107 944,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 11,71 400 000,00 4 683 822,00 dosé à 350 Kg/ m3 204 Maçonnerie de moellons m3 8,32 115 000,00 956 602,20 206 Blocage m3 1,77 35 000,00 62 006,00
207 Pieux en bois de diamètre 250 mm ml 41,72 3 000,00 125 145,00
SOUS TOTAL 4.5 11 632 497,10 4.6- PASSAGES SUPERIEURS L=5m AU PM 785; 1212; 1283; 1480 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 8,24 8 000,00 65 920,00 201 Coffrage m² 115,69 9 000,00 1 041 206,40
202,1 Acier pour armature de béton kg 1301,51 4 500,00 5 856 786,00
Béton de propreté 203,1 m3 1,24 200 000,00 247 200,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 14,46 400 000,00 5 784 480,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 56,86 115 000,00 6 538 440,00 204,1 Perré maçonné m² 82,40 50 000,00 4 120 000,00 206,1 Enrochement m3 10,00 30 000,00 300 000,00 SOUS TOTAL 4.6 23 954 032,40 4.7- CANAL MACONNE L=30 m AU PM 813 201 Coffrage m² 50,06 9 000,00 450 522,00
202,1 Acier pour armature de béton kg 563,15 4 500,00 2 534 186,25
Béton de propreté 203,1 m3 2,09 200 000,00 417 150,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 6,26 400 000,00 2 502 900,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 17,30 115 000,00 1 989 960,00
205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/m3 m² 105,06 6 000,00 630 360,00
SOUS TOTAL 4.7 8 525 078,25 4.8- CANAL MACONNE AVEC DALETTE L=27 m AU PM 893 201 Coffrage m² 81,76 9 000,00 735 852,60
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-50 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
202,1 Acier pour armature de béton kg 919,82 4 500,00 4 139 170,88
Béton de propreté 203,1 m3 1,46 200 000,00 292 005,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 10,22 400 000,00 4 088 070,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 12,11 115 000,00 1 392 972,00
205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/m3 m² 73,54 6 000,00 441 252,00
SOUS TOTAL 4.8 11 089 322,48 4.9- CONSTRUCTION DEUX BACHES B4 et B7 (L=7m) AU PM 1099; 1515 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 9,79 8 000,00 78 280,00 201 Coffrage m² 106,67 9 000,00 960 001,20
202,1 Acier pour armature de béton kg 1200,00 4 500,00 5 400 006,75
Béton de propreté 203,1 m3 0,64 200 000,00 127 308,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 13,33 400 000,00 5 333 340,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 4,20 115 000,00 483 276,00 206 Blocage m3 2,31 35 000,00 80 752,00
207 Pieux en bois de diamètre 250 mm ml 74,16 3 000,00 222 480,00
SOUS TOTAL 4.9 12 685 443,95 4.10- CONSTRUCTION D'UNE BACHE B5 L=20m AU PM 1147 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 11,75 8 000,00 94 018,40 102,2 Fouille dans l'eau m3 7,05 9 000,00 63 462,42 201 Coffrage m² 124,14 9 000,00 1 117 220,40
202,1 Acier pour armature de béton kg 1396,53 4 500,00 6 284 364,75
Béton de propreté 203,1 m3 0,54 200 000,00 108 974,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 15,52 400 000,00 6 206 780,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 14,75 115 000,00 1 695 730,20 206 Blocage m3 2,39 35 000,00 83 636,00
207 Pieux en bois de diamètre 250 mm ml 46,35 3 000,00 139 050,00
SOUS TOTAL 4.10 15 793 236,17 4.11- CONSTRUCTION D'UNE BACHE B6 L=14m AU PM 1404 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 8,32 8 000,00 66 579,20 102,2 Fouille dans l'eau m3 4,99 9 000,00 44 940,96 201 Coffrage m² 90,15 9 000,00 811 384,56
202,1 Acier pour armature de béton kg 1014,23 4 500,00 4 564 038,15
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-51 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
Béton de propreté 203,1 m3 0,54 200 000,00 107 944,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 11,27 400 000,00 4 507 692,00 dosé à 350 Kg/ m3 204 Maçonnerie de moellons m3 9,12 115 000,00 1 048 993,20 206 Blocage m3 1,77 35 000,00 62 006,00
207 Pieux en bois de diamètre 250 mm ml 41,72 3 000,00 125 145,00
SOUS TOTAL 4.11 11 338 723,07 4.12- CONSTRUCTION D'UNE BACHE B8 L=60m AU PM 1803 102,1 Fouille sur terrain ferme m3 35,76 8 000,00 286 092,80 102,2 Fouille dans l'eau m3 21,46 9 000,00 193 112,64 201 Coffrage m² 354,92 9 000,00 3 194 293,68
202,1 Acier pour armature de béton kg 3992,87 4 500,00 17 967 901,95
Béton de propreté 203,1 m3 0,54 200 000,00 108 974,00 dosé à 150 Kg/ m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 44,37 400 000,00 17 746 076,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 98,30 115 000,00 11 304 500,00 206 Blocage m3 6,72 35 000,00 235 046,00
207 Pieux en bois de diamètre 250 mm ml 78,80 3 000,00 236 385,00
SOUS TOTAL 4.12 51 272 382,07 4.13- PARTITEUR AU PM 2281 201 Coffrage m² 5,84 9 000,00 52 560,90
202,1 Acier pour armature de béton kg 65,70 4 500,00 295 650,00
Béton de propreté 203,1 m3 0,24 200 000,00 48 000,00 dosé à 150 Kg/m3 Béton pour béton armé 203,4 m3 0,45 400 000,00 180 000,00 dosé à 350 Kg/m3 204 Maçonnerie de moellons m3 2,02 115 000,00 232 162,00
205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/m3 m² 12,26 6 000,00 73 542,00
Fourniture et pose bois pour 208 m3 0,06 200 000,00 11 103,40 batardeau SOUS TOTAL 4.13 893 018,30 4.14- MURETTE au P.M: 941, 999, 1049 Béton de propreté dosé à 150 203,1 m3 4,1 200 000,00 820 000,00 Kg/m3
Béton pour béton ordinaire 203,2 m3 8,2 300 000,00 2 460 000,00 dosé à 250 Kg/m3
204 Maçonnerie de moellons m3 33 115 000,00 3 795 000,00
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-52 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
205 Enduit d'étanchéité D400 Kg/m3 m² 143 6 000,00 858 000,00
SOUS TOTAL 4.14 7 933 000,00
A-6.2 Tableau de la récapitulation de couts
Récapitulation de couts 0- PRIX GENERAUX 16 000 000,00 1-REHABILITATION DU BARRAGE (L=39,00m) 107 624 272,00 2- AVANT CANAL MACONNE (L=203,00m), P.M: 0.00 14 414 250,00 3- TERRASSEMENT CPRG (L=2280,00m) 121 698 000,00 4 - OUVRAGES SUR CANAUX CPRG 4.1- Canal maçonné au niveau déroctage (L=180m) 32 792 000,00 4.2- Réhabilitation de la bâche N°1 au PM 217 3 307 923,28 4.3- Passage supérieur (L=10m) au PM 217 7 882 900,10 4.4- Réhabilitation de la bâche N°2 au PM 417 3 283 975,78 4.5- Construction d'une bâche N°3 (L=15m) au PM 570 11 632 497,10 4.6- Passages supérieurs (L=5m) au PM 785; 1212; 1283; 1480 23 954 032,40 4.7- Canal maçonné (L=30m) au PM 813 8 525 078,25 4.8- Canal maçonné avec dalette (L=27m) au PM 893 11 089 322,48 4.9- Construction de deux bâches N°4, N°7 (L=7m) au PM 1099; 1515 12 685 443,95 4.10- Construction d'une bâche N°5 (L=20m) au PM 1147 15 793 236,17 4.11- Construction d'une bâche N°6 (L=14m) au PM 1404 11 338 723,07 4.12- Construction d'une bâche N°8 (L=60m) au PM 1803 51 272 382,07 4.13- Partiteur au PM 2281 893 018,30 4.14- Murette au PM: 941, 999, 1049 7 933 000,00 TOTAL GENERAL (HT) 462 120 054,94 T.V.A. (20%) 92 424 010,99 TOTAL GENERAL (TTC) 554 544 065,93
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-53 Annexe VI : Calcul concernant la rentabilité du projet
A-6.3 Tableau indiquant les apports bénéficiaires
Prix N° Désignation U Qté Montant unitaire Apport en numéraire Apport bénéficiaire en numéraire (TTC) Fft 1,00 0,00 0,00 Total apport en numéraire 0,00 Apport en nature 102 Débroussaillage m3 3600 800,00 2 880 000,00 102.1 Fouille sur terrain ferme m3 109,08 8000,00 872 640,00 102.2 Fouille dans l'eau m3 47,05 9000,00 423 450,00 105 engazonnements m3 1056 1500,00 1 584 000,00 Total apport en nature 5 760 090,00 Total de l'apport bénéficiaire 5 760 090,00
A-6.4 Tableau indiquant le montant total du projet
N° Désignation Montant
1 Couts des travaux de l'entreprise (a) 548 783 975,93
2 Couts des travaux exécutés par les bénéficiaires (b) 5 760 090,00
Montant total hors taxe e = (a) + (b) 554 544 065,93 TVA 20% (f) = (a) x 20% 109 756 795,79
MONTANT TTC DU PROJET (en Ariary) 664 300 861,11
MONTANT TTC DU PROJET (en FMG) 3 321 504 305,57
ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva – Mémoire de fin d’étude - Hydraulique Annexe A-54 Table de matière
TABLE DE MATIERE
Remerciements ...... I
Sommaire ...... II
Liste des abréviations ...... III
Liste des figures ...... IV
Liste des photos ...... V
Liste des tableaux ...... VI
Avant propos ...... VIII
I. Contexte d’etude ...... VIII
II. Objet du present memoire ...... VIII
INTRODUCTION ...... 1
PARTIE I : GENERALITES SUR LA ZONE DU PROJET ...... 1 Chapitre I : SITUATION PHYSIQUE DE LA REGION ...... 2 I.1. Localisation de la zone du projet ...... 2 I.2. Données climatologiques ...... 4 1.2.1 Température ...... 4 1.2.2 Pluviométrie ...... 4 I.3. Hydrographie ...... 4 I.4. Relief ...... 5 I.5. Climat ...... 5 I.6. Végétation ...... 5 I.7. Sols ...... 5 Chapitre II : DONNEES AGRO SOCIO-ECONOMIQUES ...... 6 II.1. Population ...... 6 II.2. Activités économiques ...... 6 II.3. Education ...... 6 II.4. Agricultures ...... 7 II.5. Elevage ...... 7 II.6. Infrastructures et équipements socio-collectif, santé ...... 7 II.7. Adduction d’eau potable ...... 7 II.8. Énergie, télécommunication, religion et loisirs ...... 8
PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES DE BASE ...... 8 Chapitre I : ETUDE PLUVIOMETRIQUE ...... 9 I.1. But ...... 9
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I.2. Pluviométries mensuelles interannuelles ...... 9 I.3. Pluviométries maximales de différentes fréquences ...... 10 Chapitre II : ETUDE HYDROLOGIQUE ...... 11 II.1. Caractéristique du bassin versant...... 11 2.1.1 Notion du bassin versant ...... 11 2.1.2 Caractéristiques du bassin versant ...... 11 2.1.3 Formation géologique du BV ...... 13 II.2. Estimation des apports ...... 16 2.2.3 Confrontation de deux méthodes ...... 19 II.3. Estimation du débit de crue ...... 19 2.3.1 Méthode de Louis Duret ...... 20 2.3.2 Méthode d’ORSTOM ...... 20 2.3.3 Synthèse des résultats...... 21 Chapitre III : ETUDE DE BESOIN EN EAU ...... 22 III.1. Besoin en eau de la plante ...... 22 III.2. L’évapotranspiration ...... 22 III.3. Pluie efficace ...... 23
III.4. Le coefficient cultural Kc ...... 24 III.5. Efficience ...... 24 III.6. Besoins en eau liés à la pratique culturale ...... 24 III.7. Besoin net ...... 25 III.8. Les besoins brutes BB ...... 26 III.9. Le débit fictif continu ou dfc ...... 26 III.10. Adéquation ressource / besoin ...... 27 III.11. Calcul des débits...... 28 3.12.1 Débit de pointe ...... 28
3.12.2 Débit d’équipement QE...... 28 3.12.3 Débit nominal ...... 28 3.12.4 Main d’eau ...... 28 Chapitre IV : ETUDE TOPOGRAPHIQUE ...... 29 IV.1. Levé de la situation du terrain et les résultats topographiques du projet ...... 29
PARTIE III : DIAGNOSTIC DE LA SITUATION ACTUELLE ET PROPOSITION D’AMENAGEMENT ...... 30 Chapitre I : DIAGNOSTIC SUR LA SITUATION ACTUELLE DU PERIMETRE ...... 31 I.1. Limite du périmètre ...... 31 I.2. Description de la situation actuelle du périmètre ...... 32 1.2.1 Ouvrage de tête (barrage) ...... 32 1.2.2 Canal principal ...... 33 1.2.3 Ouvrages sur canal principal ...... 33 I.3. États et fonctionnements actuels des infrastructures existants ...... 34 1.3.1 Au niveau du barrage...... 34 1.3.2 Au niveau du CPRG...... 35 1.3.3 Au niveau des ouvrages sur canal ...... 35 Chapitre II : ETUDE ET CONCEPTION DES AMENAGEMENTS ...... 37 II.1. Conception de l’ouvrage d’alimentation ...... 39 2.1.1 Type du barrage adéquat au projet : ...... 39 2.1.2 Caractéristiques du barrage ...... 39 2.1.3 Ouvrages annexes ...... 42 II.2. Le canal principal du périmètre ...... 47 II.3. Ouvrages sur le CPRG ...... 50
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2.3.1 Caractéristiques des ouvrages sur le CPRG ...... 51 II.4. Conclusion partielle ...... 55
PARTIE IV : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE ET FINANCIERE ...... 55 Chapitre I : ETUDE SOCIALE ...... 56 I.1. Rôles de l’association des usagers de l’eau ...... 56 I.2. Gestion et entretien du réseau ...... 56 Chapitre II : ESTIMATION DU COUT DU PROJET ...... 57 II.1. Hypothèses de base ...... 57 II.2. Cout du projet ...... 58 II.3. Charge d’exploitation ...... 58 2.3.1 Les matériels ...... 58 2.3.2 Cout des intrants ...... 59 2.3.3 Les mains d’œuvres ...... 59 II.4. Calcul de revenues annuelles prévisionnelles ...... 60 II.5. Flux net de trésorerie ...... 61 II.6. Calcul de rentabilité du projet ...... 62 II.7. Délai de récupération de l’investissement ...... 62 II.8. Taux de rentabilité interne « TRI »...... 63 Indice de profitabilité du projet IP ...... 63
PARTIE V : ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ...... 64 I. MISE EN CONTEXTE DU PROJET ...... 65 1.1 Cadre juridique ...... 65 II. CONTEXTE ET JUSTIFICATION DU PROJET ...... 65 2.1 Description technique du projet ...... 66 2.2 Ressources utilisées ...... 67 III. DESCRIPTION DU MILIEU RECEPTEUR ...... 67 3.1 Délimitation de la zone d’étude ...... 67 3.2 Description des composantes du milieu récepteur plus pertinentes ...... 68 IV. ANALYSE DES IMPACTS ...... 69 4.1 Identifications des impacts potentiels ...... 69 4.2 Évaluation de l’importance des impacts ...... 71 4.2.1 Les impacts probables pendant chaque phase ...... 72 4.3 Mesures d’atténuation des impacts du projet ...... 75 4.4 Plan de gestion environnemental du projet (PGEP) ...... 76 V. CONCLUSION PARTIELLE ...... 76
CONCLUSION GENERALE ...... 77
BIBLIOGRAPHIES ...... 78
ANNEXES ...... 78
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Titre du mémoire :
« ETUDE DE LA REHABILITATION DU PERIMETRE IRRIGUE DE SAROBARATRA, DANS LA COMMUNE RURALE DE SAROBARATRA, DISTRICT DE TSARATANANA, REGION BETSIBOKA » Nombre des pages : 145 Nombre de photo : 02 Nombre de tableaux : 71 Nombre de figures : 20
RESUME
Résoudre le problème d’approvisionnement en eau du périmètre de Sarobaratra, d’une superficie de 90 [Ha] situé dans le district de Tsaratanana, Région Betsiboka, est l’un des programmes du Ministère de l’Agriculture, à travers de la Direction du Génie Rural.
Pour cela, il faudrait prévoir :
- La construction d’un nouveau barrage,
- La réhabilitation du canal principal rive gauche, avec les ouvrages sur ce canal principal, - La réhabilitation des canaux et drains à l’intérieur du périmètre.
Ce mémoire constitue les études concernant le barrage, et le canal principal, ainsi que les ouvrages s’y rapportant ; y compris les mesures d’accompagnements environnementales.
Le projet prévoit également une augmentation de rendement agricole, et propose des plans de culture. Le coût de la construction du barrage, et de réhabilitation du canal principal, avec ses ouvrages s’élève à 664 300 861,11 Ariary, avec un apport des bénéficiaires égal à 5 760 090,00
Ariary. Le taux de rentabilité du projet est de 13,42 %, c’est-à-dire supérieur aux taux d’intérêt bancaire.
Mots clés : réhabilitation, bassin versant, barrage de dérivation, besoin en eau, Maroadabo.
Auteur : ANDRIAMALALA Tsilavohery Oliva Adresse de l’auteur : III U 82 BIS DB Ankazotoho Anosimahavelona – Antananarivo 101 Contact : 033 75 377 86 e-mail : [email protected] Directeur du mémoire : Monsieur RANJATOSON Claude Enseignant chercheur { l’ESPA