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RESSOURCE MENACEE
Les écosystèmes, milieux producteurs et régénérateurs de l’eau sont sujets à des pollutions, et des détériorations. La croissance démographique, l’urbanisation et les progrès réalisés en termes d’industrialisation se combinent pour créer une demande en eau toujours plus importante et croissante. Juste à titre d’exemple, à Madagascar 70% des eaux usées sont déversées sans aucun traitement dans les cours d’eaux.
Lorsque les ressources en eau sont restreintes et que différents groupes d’intérêts manifestent en même temps des besoins par rapport à ces ressources (Agriculture, Accès à l’eau potable, Hydroélectricité), des réactions concurrentielles et conflictuelles apparaissent en termes de droits de propriété, litiges fonciers, concurrence entre milieux naturels et ruraux, et qui conservent et renouvellent l’eau d’une part et le milieu urbain qui l’utilise et la rejette polluée d’autre part.
De plus, il y a aussi la négligence sur des écosystèmes qui fournissent et renouvellent l’eau. La pollution des lacs et des rivières, l’agriculture intensive et le déboisement des forêts aggravent le problème de disponibilité et d’insuffisance de l’eau.
La lutte des intérêts et le manque de coordination apparaissent à tous les niveaux, tant dans la mise en œuvre institutionnelle, que dans l’utilisation au niveau communautaire. Cette situation complexe ne facilite pas la mise en place de mesures de gestion appropriées.
MENACE ET DEGAT OCCASIONNEE
L’eau est à la fois source de vie et source de destruction, quand il y a des pluies violentes et irrégulières, crues, inondations, glissements de terrain et sécheresses prolongées.
Le changement climatique se manifeste déjà par des changements drastiques du cycle de l’eau. Les coûts engendrés par les catastrophes naturelles liées à l’eau ont plus que doublé ces dix dernières années et ceci à l’échelle planétaire.
Les cyclones tropicaux ont causé des pertes considérables en vie humaine et en ressources naturelles. Sous l’effet du changement climatique, la fréquence et l’intensité des cyclones risquent d’augmenter ces prochaines décennies.
SOLUTION ADOPTE
L’eau ne manque pas, elle est simplement mal gérée. L’eau est source de destruction mais elle peut être contrôlée.
Le barrage est l’un des ouvrages les plus utilisés et le plus ancien dans le monde pour la gestion de l’eau. Cet ouvrage permet non seulement de contrôler le débit des eaux mais aussi de les répartir équitablement dans le temps et dans l’espace.
Il est avant tout un ouvrage de régulation de débits, mais doit être associé à la GIRE pour exploiter et protéger au mieux cette ressource qui est à la fois source de vie et d’énergie. De plus, la durée de vie d’un barrage va au-delà de la durée de vie humaine. Toutefois la conception de cet ouvrage nécessite une étude approfondie et méticuleuse.
GESTION INTEGREE DES RESSOURCES EN EAU
L’approche de la GIRE, formulée pour la première fois lors de la Conférence Internationale sur l’Eau et le Développement à Dublin en 1992 (cf. Principes de Dublin) exige, sur le plan de la politique de l’action et de la gouvernance, de nouvelles coopérations et des adaptations institutionnelles.
La gestion intégrée des ressources en eau est un programme adopté dans le monde entier comme solution aux problèmes liés à cette ressource. La GIRE tient compte des intérêts de protection et d’exploitation, de toutes les contraintes existantes, ainsi que des principaux aspects politiques, juridiques, administratifs, économiques, environnementaux, sociaux et culturels.
GESTION DES RESSOURCES EN EAU
La gestion des ressources en eau a les mêmes objectifs que la GIRE, mais sur une dimension plus restreinte. Elle se résume à mettre en place des projets pour exploiter au mieux cette ressource, ceci à travers la réalisation d’infrastructures de gestion de l’eau.
CREATION D’UN BARRAGE
La conception d’un barrage nécessite une étude bien définie, elle prend en compte différents aspects. Elle débute par l’évaluation des besoins et la mise en place d’un système de gestion juridique stable, et s’achève par la construction et en passant par l’évaluation de la ressource en eau.
ASPECT JURIDIQUE D’UN BARRAGE
L’eau est un élément essentiel à la préservation de l’environnement naturel, elle est un moteur du développement économique et social, n’étant cependant qu’une ressource naturelle vitale parmi bien d’autres, il est important d‘envisager les questions relatives aux ressources en eau. Les dirigeants, publics ou privés, ont des décisions cruciales à prendre en matière de répartition de l’eau.
ORGANISME DE GESTION DE L’EAU
Le secteur de l’eau et de l’assainissement se révèle difficile à cerner. L’eau et son usage constituent en effet l’affaire de tous. Afin de gérer la ressource en eau l’Etat a déjà promulgué le code de l’eau, mais plus de dix ans après, la mise en place du nouveau cadre institutionnel s’avère loin d’être achevée.
Les deux principaux organismes au rôle prépondérant dans le développement du secteur ne sont pas encore opérationnels ; il s’agit, d’une part, de l’ANDEA et d’autre part de l’organisme de régulation (SOREA).
L’ANDEA a pour rôle de :
• Gérer de façon intégrée les ressources en eau.
• Gérer les conflits d’utilisation des ressources en eau, approbation des demandes d’exploitation, fixation des redevances.
• Mettre en place les schémas et plan directeurs de l’eau.
• Gérer le Fonds National des Ressources en Eau, plan hydraulique national.
• Réaliser l’hydraulique Nationale.
La SOREA se charge de la régulation du secteur, la qualité du service des opérateurs privés, principes de tarification, approbation du tarif avec le maître d’ouvrage en matière d’alimentation en eau potable.
Mise en place en 2004, l’ANDEA (Autorité Nationale de l’Eau et de l’Assainissement) avait pour objectif la gestion intégrée des ressources en eau. Mais cependant la politique de structure de gestion intégrée des ressources en eau n’a pas été mise en œuvre.
A cause de cette quasi-absence, il existe un flou en ce qui concerne la gestion des conflits d’usage des eaux, la police des eaux, l’approbation de toute demande d’exploitation des ressources en eau et la fixation des redevances à payer.
Le Ministère chargé de l’eau programme et finance, à travers ses ressources propres internes et externes, la réhabilitation ou la construction des infrastructures d’eau reconnue prioritaires et non-financées par d’autres programmes et ce pour l’alimentation en eau potable.
Les Communes constituent les Maîtres d’ouvrage des infrastructures d’eau dans leur circonscription administrative, mais elles ne peuvent assurer pleinement cette mission qu’après leur habilitation par la SOREA. Elles contribuent à l’élaboration du Budget-Programme du Ministère chargé de l’eau à travers l’identification des besoins et priorités dans chaque circonscription. Les communes contribuent également au suivi et évaluation du secteur en transmettant de façon périodique au Ministère les données sur l’état de fonctionnement des ouvrages.
Mais pour le cas de la ressource en eau aucune action concrète n’a été mise en œuvre jusqu’à présent, ce qui démontre les appréciations déjà énoncées ci-dessus.
L’HYDROELECTRICITE
Depuis la nuit des temps, l’eau a toujours été la source d’énergie la plus utilisée dans le monde, comme l’énergie hydroélectrique avec une production de 3100 TWh. A Madagascar l’eau est la seule ressource disponible localement, mais elle est sous-exploitée pour la production d’électricité.
La production d’électricité exige un débit qui ne doit pas être variable comme ceux des fleuves et qui doit être disponible au moment voulu. La création des barrages constitue une solution pour résoudre ces problèmes. L’eau accumulée dans le réservoir est dérivée dans des conduites qui l’amènent à l’usine. Elle actionne une turbine qui entraîne un alternateur pour produire de l’énergie électrique.
L’IRRIGATION ET L’AGRICULTURE
L’agriculture est une des activités la plus rentable à Madagascar, mais le climat du pays ne permet pas une culture au fil de l’année. Les surfaces irriguées sont réduites pendant la saison sèche; l’installation d’un barrage permettra de gérer au mieux l’irrigation des surfaces de culture pour un meilleur rendement.
L’APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE
L’accroissement démographique étant des plus forts à Madagascar, le problème essentiel est de produire, même en années sèches, des quantités croissantes d’eau potable. Un barrage de rétention d’eau peut assurer l’approvisionnement en eau potable, pendant la saison sèche, avec de l’eau stockée en saison humide.
L’USAGE MULTIPLE
De nombreux barrages sont construits pour usage multiple comme nous avons mentionné précédemment. Mais, très souvent, ils peuvent remplir plusieurs rôles et parfois simultanément. Un barrage destiné à la production d’électricité constitue aussi un lieu d’activité touristique mais aussi, grâce à la grande quantité d’eau stockée, participe au soutien des débits d’étiage. Un tiers des barrages de plus de 15 mètres de hauteur cumule plusieurs usages.
L’AQUACULTURE ET ENVIRONNEMENT
Un lac de barrage peut être un lieu d’accueil d’oiseaux migrateurs, un lieu de reproduction de certaines espèces aquatiques. Il contribue donc aussi à l’instauration d’un milieu de vie pour la faune et les flores locales.
IMPACT DE LA MISE EN PLACE DE L’OUVRAGE
Un barrage contribue non seulement au développement de l’agriculture, source de revenu de 80% de la population, mais aussi le manque d’infrastructures pour gérer l’irrigation des zones sèches et arides pendant l’étiage constitue encore un problème majeur pour la production des agriculteurs. Pour certains chefs-lieux des districts, de Madagascar notamment dans la zone interconnectée, l’électricité est également produite par des centrales hydroélectriques exploitées par la JIRAMA. Qui dit électricité dit civilisation. La mise en place d’un barrage a une incidence directe sur la vie quotidienne de la population et influe sur leur niveau de vie sur le plan économique. De ce fait un barrage contribue effectivement à un développement socio-économique palpable.
Mais cependant, il n’y a que des impacts positifs. Un barrage peut entrainer un changement de régime des crues de l’eau, en bouleversant le débit naturel et saisonnier. Il affecte aussi le niveau piézométrique des nappes ainsi que le transfert des matières en suspension et sédiments.
Il a des effets différés sur les écosystèmes d’une vaste zone en raison de l’inondation de la zone amont, et de la forte modification du régime d’écoulement des eaux de la zone aval, ainsi que la modification de la qualité des eaux provoquée par la retenue.
ASPECT TECHNIQUE D’UN BARRAGE
L’aspect technique de la gestion des ressources en eau est un défi, mais sa mise en place en est une condition nécessaire. La conception d’un barrage requiert la connaissance de plusieurs aspects techniques que nous allons développer par la suite.
GENERALITE SUR LES BARRAGES
Un barrage est soumis à plusieurs forces. Les plus significatives sont :
• la pression hydrostatique exercée par l’eau sur son parement exposé à la retenue d’eau .
• les sous-pressions (poussée d’Archimède), exercées par l’eau percolant dans le corps du barrage ou la fondation .
• les éventuelles forces causées par l’accélération sismique.
Pour résister à ces forces, deux stratégies sont utilisées :
• construire un ouvrage suffisamment massif pour résister par son propre poids, qu’il soit rigide (barrage-poids en béton) ou souple (barrage en remblai) .
• construire un barrage capable de reporter ces efforts vers des rives ou une fondation massive résistante (barrage-voûte, barrage à voûtes multiples…).
MOTIVATION DES CHOIX TECHNIQUES
Le choix du lieu d’implantation du barrage ainsi que le type de barrage à construire dépendent de plusieurs facteurs, principalement de la nature du sol et sous-sol.
L’ENVIRONNEMENT
Un barrage fait partie intégrante de l’environnement, il influence et transforme de façon variable l’écosystème. Souvent considérés aujourd’hui comme contradictoires, sans être nécessairement incompatibles, barrage et environnement sont liés par un mécanisme très complexe. Il faut trouver le juste milieu, en harmonisant les besoins sans pour autant détériorer l’environnement déjà en place.
Les barrages permettent de maîtriser les crues dévastatrices et les sécheresses catastrophiques, et assurent la régulation des débits naturels, variables selon les saisons et les aléas climatiques, Ils peuvent parfois améliorer les conditions environnementales.
Si un barrage a une influence sur son environnement, sa conception est complètement dépendante de celui-ci, et en particulier en dehors des conditions climatiques, de l’hydrologie du cours d’eau qui sera barré, de la topographie de son bassin versant et de la géologie du site retenu pour construire l’ouvrage.
LA TOPOGRAPHIE
Dans le cas d’une étude d’implantation d’un barrage, il faut impérativement tenir compte de plusieurs facteurs topographiques :
Morphologie ou Relief de la zone :
La dénivellation contribue à la mise en charge et l’écoulement des eaux de surface et souterraine, et nous renseigne donc sur la pente.
Caractéristique du bassin versant.
Connaitre la forme et la dimension des sections de la vallée dans laquelle s’accumule l’eau, nous permet d’étudier les conditions d’écoulement des ondes de crues et leurs incidences sur l’environnement et la sécurité publique.
Une carte du bassin versant est alors nécessaire pour que l’on puisse en définir les différentes caractéristiques d’un bassin versant telles que :
La pente du bassin versant, noté i qui est obtenue par le rapport entre la dénivellation topographiqueH, et la longueur L du rectangle équivalent du bassin versant.
PROBLEME RENCONTREE
La consommation en eau de la ville d’Antananarivo est en constante augmentation, eau potable, assainissement, hydroélectricité et irrigation. La variation de la quantité d’eau disponible au fil d’une année hydrologique, surtout en étiage, a une incidence directe sur la vie quotidienne de la population, car on assiste à une insuffisance des débits de l’Ikopa depuis ces dernières années. D’ici une vingtaine d’année le lac Mandroseza et l’Ikopa ne pourront plus assurer complètement la demande en eau de la ville d’Antananarivo. Il faudra donc prévoir de nouvelles ressources en eau. Ajouter à cela, la plaine d’Antananarivo est sujet à des problèmes d’inondation et de submersion pendant les fortes crues, l’évacuation des eaux dans les zones basses sont plus ou moins longues, exposant ainsi les habitants à des maladies tels que le choléra.
OBJECTIF
Notre intervention a pour objectif de pouvoir gérer au mieux la variation saisonnière du régime de la rivière Sisaony. La mise en place d’un barrage en amont de cette rivière permettra de contrôler au mieux les crues, en jouant le rôle de régulateur de crues.
L’objectif est donc de pouvoir, au cours d’une année hydrologique, à travers un barrage :
Constituer un réservoir d’eau dans le BV en amont.
Contrôler le niveau de l’eau dans le cours d’eau.
Assurer un débit constant surtout durant l’étiage.
Contribuer à l’approvisionnement en eau potable de la ville d’Antananarivo.
Contribuer à la protection des plaines d’Antananarivo contre l’inondation et la submersion.
CONTEXTE GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
La zone d’étude est localisée au Sud Est de la région Analamanga. Dans le district d’Andramasina suivant 19°10’ de la latitude Sud et au 47°35’ de la longitude Est.
Suivant la RN 7 elle se situe à 40 km de la ville d’Antananarivo, au niveau du PK 22 à Ambatofotsy, il faut prendre le RIP N 20 sur 18 km pour atteindre la ville d’Andramasina.
LES PROBLEMATIQUES DU DIMENSSIONNEMENT
Le dimensionnement d’un barrage est une opération complexe, dans laquelle il faut tenir compte de plusieurs paramètres:
Informations sur le fonctionnement des ouvrages déjà existants dans la Région: relation entre volume maximum de la capacité des ouvrages et la surface du bassin versant, quelles sont les cas de phénomène ayant un lien? Y-a- t-il eu des cas de rupture? Si oui, quelles en furent les causes.
Quantité d’eau disponible: (variation saisonnière et interannuelle des écoulements, des précipitations et autres caractéristiques climatiques), évaluation des débits de crue et étiage.
Caractéristiques du site du barrage: volume maximal raisonnablement possible pour le barrage, en fonction de la cote de la surface; relation entre le volume stockable et le coût de l’ouvrage.
Finalité et utilisation potentielle de l’ouvrage: par exemple: protection d’une région contre les crues, régularisation de débits, alimentation en eau potable d’une ville, irrigation, etc… Dans le cas de l’irrigation, on devra évaluer: la surface maximale irrigable; la main d’œuvre disponible; le volume qui devra être réservé pour l’alimentation humaine et animale; le niveau de risque de défaillance que l’on peut admettre.
Autres aspects, tels que les impacts sociaux, politiques et écologiques provoqués par l’ouvrage:
Comment l’ouvrage s’insère-t-il dans le contexte socio-économique régional?
Quelles sont les modifications apportées aux régimes hydrologiques ?
Aspects techniques et économiques: type et coût de la construction du barrage (en terre ou en maçonnerie) et de l’irrigation (aspersion, goutte-à-goutte ou système gravitaire), capital disponible, etc…
Chacun de ces éléments doit être considéré comme étant un éventuel facteur déterminant. Ainsi, la taille de l’ouvrage sera automatiquement connue à partir du volume maximum permis par la topographie du site du barrage.
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Table des matières
CHAPITRE – I ASPECT D’UN OUVRAGE DE GESTION DES RESSOURCES EN EAU
I-1 GENERALITE SUR LA GESTION DE RESSOURCES EN EAU
I-1-1 RESSOURCES EN EAU
I-1-1-1 CYCLE DE L’EAU
I-1-1-2 CLASSIFICATION DES RESSOURCES EN EAUX
I-1-2 PROBLEMES RELATIFS A L’EAU
I-1-2-1 RESSOURCE MENACEE
I-1-2-2 MENACE ET DEGAT OCCASIONNEE
I-1-3 SOLUTION ADOPTE
I-1-3-1 GESTION INTEGREE DES RESSOURCES EN EAU
I-1-3-2 GESTION DES RESSOURCES EN EAU
I-1-3-3 CREATION D’UN BARRAGE
I-2 ASPECT JURIDIQUE D’UN BARRAGE
I-2-1 DEFI A RELEVER
I-2-2 ORGANISME DE GESTION DE L’EAU
I-2-3 POLITIQUE DE GESTION DE L’EAU
I-3 ASPECT SOCIO-ECONOMIQUE D’UN BARRAGE
I-3-1 SECTEURS D’ACTIVITE RATTACHES A UN BARRAGE.
I-3-2 IMPACT DE LA MISE EN PLACE DE L’OUVRAGE
I-4 ASPECT TECHNIQUE D’UN BARRAGE
I-4-1 GENERALITE SUR LES BARRAGES
I-4-1-1 UTILITE ET ROLE D’UN BARRAGE
I-4-1-2 ELEMENT DE CALCUL
I-4-1-3 DIFFERENTS TYPES DE BARRAGE
I-4-1-4 MOTIVATION DES CHOIX TECHNIQUES
CHAPITRE – II PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II-1 CONTEXTE GENERAL DU PROJET
II-1-1 PROBLEME RENCONTREE
II-1-2 OBJECTIF
II-2 CONTEXTE GENERALE DE LA ZONE D’ETUDE
II-2-1 LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
II-2-2 GEOLOGIE GENERALE
II-2-3 CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
II-2-4 CONTEXTE HYDROLOGIQUE
II-2-4-1 LA PLUVIOMETRIE
II-2-4-2 L’EVALUATION DES DEBITS DE CRUE ET D’ETIAGE
II-2-4-3 L’INFILTRATION ET RUISSELLEMENT
II-2-5 CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL
II-3 CONTEXTE SOCIO-ECONOMIQUE
II-3-1 POPULATION ET DEMOGRAPHIE
II-3-2 ACTIVITES ECONOMIQUES
CHAPITRE – III DIMENSIONNEMENT DU BARRAGE
III-1 LES PROBLEMATIQUES DU DIMENSSIONNEMENT
III-2 SCHEMAS DIRECTEUR DU DIMENSIONNEMENT DES BARRAGES
III-3 ETAPES DU DIMENSIONNEMENT
CHAPITRE – IV BARRAGE POIDS
IV-1 BARRAGE POIDS EN BETON
IV-2-1 CARACTERISTIQUES
IV-2-2 DIMENSIONNEMENT DU TRAPEZE
IV-2-3 CONTRAINTE ET STABILITE DU BARRAGE
IV-2 COUT DU BARRAGE
IV-3 IMPACT DE LAMISE EN PLACE DU BARRAGE
IV-2-1 IMPACT SUR LA VILLE D’ANDRAMASINA
IV-2-2 IMPACT SUR LA VILLE D’ANTANANARIVO
IV-4 RECOMMANDATIONS ET INTERETS
CONCLUSION
ANNEXES
TABLES DES MATIERES
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