ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE LA POPULATION

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Caractéristiques du bassin versant

Levé topographique

Elle a pour but de délimiter le bassin versant et déterminer les autres caractéristiques morphologiques. Les mesures ont été faites par uneéquipe de trois personnes dont un manipulateur d’appareil, un secrétaire et un porteu de mire.
L’appareil topographique employé est un appareil Total Nikon ; ayant une capacité de donner trois coordonnées : l’abscisse X, l’ordonnéeY et le côte Z d’un point levé. Elle fonctionne électroniquement, en émettant une onde nfraI Rouge vers la mire. Cette dernière porte sur lui un prisme réflecteur qui, a son tour remet l’onde émise vers l’appareil. La distance maximale que l’onde peut parcourir avec un seul prisme est de 300m.
Dans le bassin versant, on a mesuré cinquante et unpoints pour pouvoir dresser une carte exploitable car dans la carte disposée par la FTM, le bassin est trop petit et donc difficile à délimiter.

Principe et méthode

Afin de pouvoir mener à bien ce levé, on était parti d’un point situé dans la partie haute du bassin versant. La station était choisie de façon qu’il puisse lever le maximum de points possibles sur la superficie du bassin.
Introduction des paramètres dans l’appareil
Mise en station de l’appareil en un point Sl ; Mesure de la hauteur d’appareil hA
Réglage de la hauteur du prisme réflecteur à une hauteur égale à la hauteur d’appareil hA

AMENAGEMENT HYDRO-AGRICOLE

L’étude d’aménagement hydro-agricole d’un périmètreest essentiellement composée de trois éléments :
. l’irrigation le drainage l’exploitation

L’IRRIGATION

Généralités

L’irrigation a pour but de satisfaire les besoins en eau d’un périmètre si l’eau de pluie ne suffit pas. Elle permet :
1. d’obtenir des rendements beaucoup plus élevés.
2. d’entreprendre des cultures plus variées.
3. de palier l’irrégularité des ressources météorologiques en effectuant un report des eaux pluviales sur la période plus sèche de l’année.
Le périmètre d’Antsipahofaho est irrigué en été parune source souterraine permanente (Source n 02, cf. figure 3, p21) et par les eaux de ruissellement venant du bassin versant en période pluvieuse.

Besoin en eau du périmètr e

Les besoins en eau d’un périmètre sont variables avec :
1. les conditions pédologiques du périmètre
2. les pratiques et calendriers culturaux
3. les conditions climatiques en cours de végétation

Description et méthode culturale

Pour les tomates, les racines peuvent atteindre 90 cm de long mais les principales racines nourricières se rencontrent entre 25 cm à 30 cm de profondeur. Le plus souvent elles sont attachées sur des tuteurs car, en moyenne, sa hauteur atteint 1 m et parfois plus. Le cycle végétatif de la tomate dure 4 à 5 mois et sedivise en 4 parties :
phase de germination phase de croissance
phase de fructification phase de maturation
Le moment de repiquage a lieu un mois après le semis, correspondant à 25 à 30 cm du jeune plant (phase de croissances). Le calendrier cultural se présente comme suit
1 – Semis : mi-Mars à fin Avril
2 – Repiquage : mi- Avril à fin Mai
3 – Entretien : mi- Mai à mi- Août
4 – Récolte : fin Juillet à mi-Octobre

LE DRAINAGE

Le drainage consiste à évacuer les eaux superficielles et souterraines en excèdent. Pour notre cas, il y a une importante ressource souterraine qui, à la longue, risque de transformer une partie du périmètre en marécage encas de mauvais drainage. Le système de drainage par fossé ouvert est le système le plus adapté à notre périmètre. Il consiste à ouvrir sur les parcelles à assainir des fossés drains superficiels se déversant dans un fossé collecteur. L’eau s’achemine par ce dernier vers unémissaire.

L’EXPLOITATION

Principe

Pour assurer la pérennité de l’exploitation du périmètre, il faut prévoir un principe de conservation du sol. Ceci consiste à protéger le sol, soit contre l’érosion due à la pluie, aux cours d’eau ou aux vents, soit contre la dégradation causée par l’exploitation. Pour cela, il faut pratiquer :
Un technique pour la conservation matérielle, capable de s’opposer à l’entraînement des éléments du sol par le vent et arp l’eau.
Un technique pour la conservation biologique, capable de maintenir l’équilibre; minéralisation synthèse organique.

Gestion du périmètr e

La bonne gestion d’un périmètre est indispensable ourp avoir un meilleur rendement. Elle devient plus complexe lorsque les propriétaires sont nombreux. Pour notre cas, elle consiste à :
Choisir les cultures à appliquer et leurs calendrie rs Entretenir le périmètre

Choix des cultures et leurs calendriers

Il consiste à adopter les mêmes cultures ayant les mêmes calendriers pour tous les usagers du périmètre. Des cultures différentes entraînent des besoins en eau différents et en cas de pertes par percolation et/ou par drainage latéral, il est impossible d’assécher une parcelle alors qu’une autre est encore irriguée. Pour une même culture, des calendriers différents entraînent aussi des besoins en eau différents et c’est le même cas que précédemment.

Entretient du périmètre

Sur l’ensemble des infrastructures : le réseau d’irrigation et de drainage, les systèmes de protection du périmètre et du captage .
Sur les machines, s’il y a lieu Sur les parcelles.

METHODE DE CALCUL DU DEBIT DE CRUE

Il existe plusieurs méthodes pour calculer le débit decrue relatif à un bassin versant donné, en fonction de ses caractéristiques et suivant le régime hydrologique de la région concernée.

Méthode rationnelle

Elle est applicable à des petits bassins versants a yant une superficie inférieure à 4 km2. Le débit de crue correspondant à une fréquenceF donnée est obtenu par la formule suivante : Q (T) = 0,278 .C.I.S

Où ; i = i (t,T): intensité d’une averse de durée correspondant à une période de retour T

C : coefficient de ruissellement du bassin versant

S : superficie du bassin versant (Source : Louis DURET, Estimation des débits de crues à Madagascar, p81)

Coefficient de ruissellement C

Le coefficient de ruissellement d’un bassin versant; c’est le rapport du volume d’eau ruisselé et du volume de la précipitation tombant urs ce bassin. Il est dépendant de plusieurs paramètres : de la hauteur et de la durée de préciptation; du taux d’infiltration, de la pente et de la couverture végétale du bassin. Dans la pratique on adopte les valeurs des coefficients de ruissellement dictées par le tableau de BONNENFANT – PELTIER (Cf Annexe p123), qui est en fonction de la couverture végétale et dela pente du bassin versant. Pour un bassin versant, ayant une superficie S donnée, le coefficient de ruissellement global est obtenu par la formule ci après : C ∑ S i C i S

Avec; Si : superficie correspondant à la couverture végétale i

Ci: coefficient de ruissellement correspondant à la couverture végétale i

S : superficie totale du bassin versant

URBANISME ET HABITAT

D’après le recensement au près du village; les 92%de la population sont propriétaires de leurs habitations et les 8 % sont des logés gratuitement. Les maisons d’habitation sont faites en terre battue et les toits de chacune sont généralement en bouzaka. Elles sont à un étage ou sans étage et composées de deux pièces. esquePr tous les ménages possèdent une fosse perdue comme type d’aisance.

MODE D’APPROVISIONNEMENT EN EAU

Le captage d’une source d’eau souterraine est le seul mode d’approvisionnement en eau dont bénéficie la population. L’eau est généralement pure et potable. Le système d’éclairage pratiqué par la population est par lampe à pétrole. Et pour la cuisson de leurs nourritures, le charbon de bois et le bois de chauffe sont les plus pratiqués.

ESTIMATION DU FUTUR BESOIN EN EAU

Nombre de la population

L’estimation du nombre de population dans les années à venir se base sur trois paramètres comme décrit la formule suivante : N = No x (1 + η)X
Avec ;N : le nombre de population de l’année, à venir, considérée
No : le nombre de population de l’année de base considérée
η : le taux d’accroissement moyen annuel
X: le nombre d’année s’écoulant entre l’année desebaet l’année à venir, considérée (Source : Cours d’adduction en eau potable; David RANDRIANASOLO.2002)

La consommation totale de pointe

En considérant les heures de pointes, la consommation moyenne doit être multiplié par un coefficient K, appelé coefficient de pointe, pour avoir la consommation totale de pointe. En adoptant un coefficient de pointe journalier égale à 2, on a : Cp = K.C
Où ; Cp : consommation de pointe journalière
C : consommation moyenne journalière
K : coefficient de pointe, égal à 2
D’où : Cp = 12,9 m3/jour; soit Cp = 0,15l/s

EVALUATION DE LA RESSOURCE EN EAU

Mesure de débi t

Le débit de la source alimentant l’agglomération est sensiblement régulier.
L’écoulement est transité par un tuyau de section irculaire de 40 mm de diamètre. En effet, la source peut être puisé par une bouteille ou un eaus. Les meures de débit sont faites à l’aide d’une bouteille de un litre et demi ; un chronomètre par méthode volumétrique. Pour chaque résultat on a fait au minimum trois mesures afin d’avoir la moyenne. Pendant la période d’étiage on fait huit mesures de débit eteuxd fois en période pluvieuse. Le but de ces mesures est de déterminer les

caractéristiquesde l’aquifère.

Estimation de la réserve aquifère exploitabl e

En l’absence de précipitation, en régime non influencé, un cours d’eau, ou une source, est alimenté par les eaux souterraines correspondant aux réserves régulatrices. Cette dernière est emmagasinée dans les aquifères durantles périodes de recharge (saison de pluie). La décroissance du débit au cours du tempsest donc due à l’abaissement du niveau des nappes.
Il est d’habitude de représenter analytiquement cette décroissance, appelée également tarissement, par des lois dont la justification théorique s’appuie sur des hypothèses beaucoup trop simplistes, compte tenu de la non homogénéitédes milieux physiques et chimiques et de la variabilité des réparations spatiales et temporelles des précipitations. Il s’avère, cependant, qu’il n’est pas rare de rencontrer des arissements de forme assez stable, surtout dans les régions caractérisées par une saison sèchebien marquée et une abondance de pluie, pendant la période pluvieuse, relativement homogènesur l’ensemble du bassin versant. La loi du tarissement est décrite par les formules suivantes : Formule de Maillet (1905) : Q  Q O e -× ×d.

ETUDE D’AMENAGEMENT DE LA SOURCE

RAPPEL D’HYDROGEOLOGIE

Les aquifères

Un aquifère est une couche de roches perméable du ous-sol qui contient une nappe d’eau. On distingue deux types d’aquifères aquifères homogènes aquifères hétérogènes

Les aquifères homogène s

Ce sont des aquifères à perméabilité d’interstices,constitués de graviers, de sables, de grès… ; c’est le cas des nappes alluviales qui occupent les fonds de vallée et d’une partie des nappes des grands bassins sédimentaires. Les vitesses d’écoulement y sont, en général, lentes de l’ordre de m/an. L’aquifère de ce type aune bonne capacité de filtration.

Les aquifères hétérogènes

Ce sont des aquifères à perméabilité de fissure, qui sont constitués de calcaire mais également de roches volcaniques, granitiques ou gréseuses. Dans les massifs calcaires, les fissures sont souvent ouvertes, (aquifère de type karstique), et constituent de véritables conduits souterrains dans lesquels la vitesse de circulation des eaux est très rapide de l’ordre de Km/jours, soit 0,01 m/s. Mais du point de vue qualité de l’eau, la filtration y est très nulle.

Les nappes aquifères

Nappe libre

Ce sont des aquifères comportant une surface libre et une zone non saturée au-dessus. La nappe est directement alimentée par les pluies ombant sur le bassin local et affleure en bordure du bas fond. Sa profondeur, à partir du som met moyenne des collines, varie de 8 àl5 m. L’eau de ce type de nappe est totalement déminéralisée (conductivité inférieure à 40 µs/cm). Les débits des sources provenant de ce type de nappe sont faibles, en moyenne 0,6 m3/h (valeur tirée par C. R Sci Paris). On distingue trois types d’aquifère à nappe libre

Nappes alluviales

Elles se trouvent dans les alluvions que déposent esl cours d’eau, et sont caractérisées par des formations extrêmement perméables comme lesables, les graviers et les alluvions.
Elles sont toujours en liaison avec des cours d’eau permanents. Si ces derniers alimentent la nappe, ils sont infiltrant (période de pluie) ; si c’est le contraire ils sont drainant (période d’étiage).

Nappes de vallées

Elles ne sont pas alimentées par des cours d’eau qui sont généralement drainant par rapport à elles mais par les eaux d’infiltration des zones de bassin sédimentaire situées dans la partie haute de la topographie et qui sont infiltrant et assez étendues

Nappes perchées

Les aquifères à nappe de ce type ne sont pas en liaison avec aucun cours d’eau. Ils sont uniquement drainés par des sources qui se sontsituées généralement sur le flanc d’une colline, à la base de l’aquifère. Ces sources sont déterminées par l’affleurement du substratum.

Nappe captive

C’est une nappe d’eau souterraine dont la limite supérieure est constituée par une couche de terrain moins perméable ou imperméable, ppeléea toit de l’aquifère. En tout point, la nappe d’eau est soumise à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Elle est généralement profonde, et parfois surmontée par unenappe libre. L’eau de ce type de nappe est nettement plus minéralisée (conductivité comprise entre 200 et 300µs/cm). Les débits moyens captés varient de 0,3 à 1,9 m3/h.

Les sources

Les sources sont les lieux et les phénomènes d’apparition à la surface du sol l’écoulement naturel d’eau souterraine pour avoir nu cours continuel. Elles sont caractérisées par son mode d’apparition (localisée ou diffuse) et par le lieu topographique de son émergence (haut, milieu, bas d’une rupture de pente, …On distingue quatre principaux types de source

Les sources artésiennes

Ce sont des sources jaillissantes issues d’une nappe captive. L’eau circule à sous pression depuis l’aquifère jusqu’à la surface du sol. Elles jaillissent souvent dans les pentes ou parfois au bas des pentes. Le système de captage employé pour ce type de sources est en général le système de captage par galerie. Lors ducaptage deux précautions essentielles doivent être prises : ne jamais relever le niveau de jaillissement de l’eau éviter les travaux qui risquent de boucher les fissures existantes ou d’en ouvrir d’autres.

Les sources par débordement

Ce sont des sources situées au contact du toit imperméable d’un aquifère, à la limite d’une nappe libre et d’une nappe captive (cf. figure 6, p51). On les trouve souvent sur des hauteurs, sur des zones de recharge des aquifères à nappe captive. Elles sont caractérisées par son mode d’apparition diffus et elles sont captées par puits.

Les sources par émergence

Ce sont des sources provoquées par l’intersection de la surface du sol avec la surface d’une nappe libre, sans incidence de la limite imperméable de l’aquifère (cf. figure 6, p51).
On les rencontre souvent en amont des zones marécageuses étendues, dans les bas fonds. Le captage de ce type de source ne peut se faire que par puits et l’implantation de l’ouvrage doit être faite dans la nappe en amont ducours d’eau.

Les sources par déversement

Ce sont des sources situées au contact du mur imperméable d’une aquifère issue d’une nappe libre de déversement non soutenue (cf. figure6, p51).
On les trouve souvent à mi pente dans les régions ou le relief est plutôt marqué. Dans tous les cas, les arrivées d’eau de ces sources sont diffuses. On les capte généralement par puits ou par drain.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU MILIEU PHYSIQUE DU BASSIN :
1.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE
1.2. SITUATION ADMINISTRATIVE
1.3. ACCESSIBILITE
1.4. Condition écologique
1.4.1. Climat
1.4.1.1. Humidité :
1.4.1.2. Température :
1.4.1.3. Vitesse du vent
1.4.1.4. Insolation
1.4.2. Relief
1.4.3. Hydrographie
1.4.4. Agro pédologie
1.4.5. Caractéristiques du bassin versant
1.4.5.1. Levé topographique
1.4.5.2. Caractéristiques de forme
1.4.5.3. Rectangle équivalent
1.4.5.4. Hypsométrie
1.4.5.5. La pente moyenne.
CHAPITRE 2 : AMENAGEMENT HYDRO-AGRICOLE
2.1. L’IRRIGATION
2.1.1. Généralités
2.1.2. Besoin en eau du périmètre
2.1.2.1. Les calendriers culturaux
2.1.2.2. Les besoins en eau de la culture
2.1.2.3. Conclusion
2.1.3. Besoin en eau de la pratique culturale
2.1.3.1. La riziculture
2.1.3.2. Les cultures de contre saison
2.1.3.3. Résumé
2.1.4. Le débit fictif continu
2.1.4.1. Le débit fictif continu de la riziculture
2.1.4.2. Les débits pour les cultures de contre saison
2.1.5. Les besoins totaux du périmètre
2.2. ADEQUATION RESSOURCES BESOINS
2.2.1. Estimation des apports
2.2.1.1. Volume annuel des apports
2.2.1.2. Estimation des débits mensuels moyen
2.2.2. Adéquation ressources- besoins
2.3. PROPOSITION DE CULTURE
2.3.1. Utilité de la culture
2.3.2. Description et méthode culturale
2.4. LE DRAINAGE
2.5. L’EXPLOITATION
2.5.1. Principe
2.5.2. Gestion du périmètre
CHAPITRE 3 : LE RESEAU DE DISTRIBUTION
3.1. PRINCIPE
3.2. DIMENSIONNEMENT DES CANAUX
3.2.1. Vitesse admissible
3.2.2. Forme du profil en travers
3.2.3. Dimension du profil en travers
CHAPITRE 4 : ETUDE DE CRUE
4.1. CONSISTANCE DE L’ETUDE
4.2. AJUSTEMENT STATISTIQUE DE LA PLUVIOMETRIE
4.3. METHODE DE CALCUL DU DEBIT DE CRUE
4.3.1. Méthode rationnelle
4.3.2. Coefficient de ruissellement C
4.3.3. Intensité de pluie
4.3.4. Temps de concentration (tc)
4.3.5. L’ouvrage d’évacuation des crues
CHAPITRE 5 : ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE LA POPULATION
5.1. DONNEES DE BASE
5.1.1. Démographie
5.1.2. Activités économiques
5.2. URBANISME ET HABITAT
5.3. MODE D’APPROVISIONNEMENT EN EAU
5.4. ESTIMATION DU FUTUR BESOIN EN EAU
5.4.1. Nombre de la population
5.4.2. Les dotations en eau :
5.4.3. La consommation journalière
5.4.4. La consommation totale de pointe
5.5. EVALUATION DE LA RESSOURCE EN EAU
5.5.1. Mesure de débit
5.5.2. Estimation de la réserve aquifère exploitable
5.5.3. Débit d’étiage de la source
5.5.4. Adéquation ressource besoin
CHAPITRE 6 : ETUDE D’AMENAGEMENT DE LA SOURCE
6.1. RAPPEL D’HYDROGEOLOGIE
6.1.1. Les aquifères
6.1.1.1. Les aquifères homogènes
6.1.1.2. Les aquifères hétérogènes
6.1.2. Les nappes aquifères
6.1.2.1. Nappe libre
6.1.2.2. Nappe captive
6.1.3. Les sources
6.1.3.1. Les sources artésiennes
6.1.3.2. Les sources par débordement
6.1.3.3. Les sources par émergence
6.1.3.4. Les sources par déversement
6.2. LE CAPTAGE DE SOURCE
6.2.1. Etude de la qualité de l’eau de source
6.2.1.1. Etude des conditions géologiques
6.2.1.2. Etude des conditions géographiques
6.2.1.3. Analyse bactériologique
6.2.1.4. Analyse des caractéristiques physiques et chimiques
6.2.1.5. Commentaires des résultats des analyses
6.2.2. Etude de traitement
6.2.2.1. Les analyses de contrôle
6.2.2.2. La désinfection
6.2.2.3. La désinfection par l’hypochlorite
6.2.2.4. Comparaison du pouvoir désinfectant des différents
6.3. ETUDE TECHNIQUE DU CAPTAGE
6.3.1. Choix du site
6.3.2. Choix du type de captage
6.3.3. Le captage par drain
6.3.3.1. Le captage ponctuel
6.3.3.2. Le captage par puits
6.3.4. Dimensionnement
6.3.4.1. Le chambre de captage
6.3.4.2. Les tuyaux
6.3.5. Protection du captage
6.3.5.1. Le périmètre de protection rapprochée
6.3.5.2. Le périmètre de protection éloignée
6.4. AMENAGEMENTS PROPOSES
6.4.1. La source d’Antsipahofaho
6.4.1.1. Localisation
6.4.1.2. Reconnaissance hydrogéologique
6.4.2. Diagnostic du système de captage existant
6.4.2.1. Sur les ouvrages de captage
6.4.2.2. Sur le périmètre de protection
6.4.3. Les ouvrages proposées
6.5. IMPACT SUR LE MILIEU
6.5.1. Impact immédiat
6.5.2. Impact à long terme
6.5.2.1. Sur le milieu humain
6.5.2.2. Sur le plan écologique
6.5.2.3. Sur le plan agriculture et élevage
CHAPITRE 7 : ETUDE ENVIRONNEMENTALE
7.1. L’EROSION SUR LES BASSINS VERSANT
7.1.1. Définitions
7.1.2. Evaluation de l’érosion
7.1.3. Etude des cas : l’érosion en lavaka
7.1.3.1. Les facteurs d’origines des lavaka
7.1.3.2. Contraintes et difficultés
7.1.3.3. Relation pluviométrie et érosion
7.1.4. Lutte contre l’érosion en lavaka
7.1.4.1. La lutte contre le ruissellement et l’érosion linéaire
7.1.4.2. Stabilisation des lavaka par le vétiver
7.1.5. Les impacts de l’érosion
7.2. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL DE L’EXCAVATION
7.2.1. Généralité sur le projet d’excavation
7.2.2. Le but de l’Etude
7.2.3. Les principes de base
7.2.4. Description de l’environnement initial
7.2.4.1. Milieu physique
7.2.4.2. Milieu biotique :
7.2.4.3. Milieu humain
7.2.5. Analyse d’impacts
7.2.5.1. Milieu physique
7.2.5.2. Milieu biologique
7.2.6. Commentaires sur les impacts
7.2.6.1. Sur le périmètre rizicole
7.2.6.2. Sur le plan érosion
7.2.6.3. Sur la ressource souterraine
7.2.7. Mesures d’atténuation
CHAPITRE 8 : VOLET ECONOMIQUE
8.1. INTRODUCTION
8.2. L’ANALYSE COUTS AVANTAGES
8.2.1. L’analyse Coûts-Avantages comme méthode et concept
8.2.1.1. Les différences à tenir compte par rapport à l’étude de la rentabilité financière
8.2.1.2. Définitions
8.2.1.3. Notion de subsituabilité
8.2.2. Les démarches à entreprendre dans le cadre de l’analyse Coûts-Avantages
8.2.3. CALCUL DE LA RENTABILITE ECONOMIQUE
8.2.3.1. Calcul de la VAN
8.2.3.2. Calcul de la TRIE
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE