contribution a l'etude de rehabilitation de la plaine …

UNIVERSITE D'ANTANANARIVO ------------------

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D'ANTANANARIVO ------------------

DEPARTEMENT HYDRAULIQUE ------------------

Mémoire de fin d'Etudes pour l'obtention du diplôme d'Ingéniorat

Spécialité : HYDRAULIQUE

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE REHABILITATION DE LA PLAINE

DE MASSE DANS LA COMMUNE RURALE D'AMPASIMPOTSY - GARE

MORAMANGA

Présenté par :

Monsieur Jean Zafy EDOUARD Soutenu le : 30 Avril 1997

Membres de Jury : - Président :Mr Jean Donne RASOLOFONIAINA

(Chef de Département Hydraulique à l’ESPA) - Rapporteur :Mme Vololondrahona Baholiravaka RATOVOARISON

(Chef Service Provincial du Génie Rural et Coordinateur Régional P.P.I. de TOAMASINA)

- Examinateur : Mr Johanesa RASOLOFONIRINA (Consultant International) Mr David RAKOTO (Enseignant à l’ESPA) Mr Raymond RAZAFINDRABE (Enseignant à l’IMATEP)

PROMOTION 1996

- DEDICACE -

Je dédie ce modeste mémoire de fin d'études à mes parents et notre patrie

en signe de fraternité et reconnaissance tout en nous souhaitant tout le bonheur

et la réussite.

"Ny hazo no vanon-ko lakana, ny tany naniriany no tsara".

- REMERCIEMENTS -

Ce mémoire a été réalisé sous la direction de Madame Vololondrahona Baholiravaka RATOVOARISON, Chef de Service provincial du Génie Rural de Toamasina et coordinateur régional P.P.I. de Toamasina, Patron de ce présent mémoire.

Qu'il me soit permis de lui exprimer ma respectueuse gratitude pour ses conseils judicieux et l'aide qu'elle m'a apportée pendant l'élaboration de ce modeste mémoire.

Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à :

- Monsieur José Denis RAKOTOVAO, Directeur de l'école Supérieure Polytechnique d'Antananarivo ;

- Monsieur Jean Donné RASOLOFONIAINA, Chef de Département Hydraulique de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo, Encadreur Principal de ce présent mémoire, qui a toujours montré sa volonté pour nous donner une formation digne d'un Ingénieur et nous diriger avec compétence pendant nos études dans le département hydraulique et jusqu'à la préparation de mon mémoire ;

- les enseignants permanents et vacataires qui ont donné des connaissances sur les différentes matières pendant mes études à l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo ;

- tous les techniciens et le personnel administratif du Génie Rural de Toamasina et Moramanga sans distinction, qui m'ont aidé pendant les travaux sur terrain et au bureau ;

- tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce mémoire.

RESUME

L'aménagement de la plaine de Masse faisait partie de l'opération rattrapage paddy en 1974. Actuellement, cette plaine est dégradée à presque 50 % à cause de la destruction de plusieurs ouvrages et du manque d'entretien. Une réhabilitation du réseau hydroagricole est donc nécessaire pour retrouver son état initial.

Le but de ce mémoire est d'étudier la réhabilitation du réseau et d'évaluer la rentabilité du projet.

Actuellement, 50 hectares environ de rizières sont cultivés dans cette plaine avec la méthode traditionnelle. Mais cette superficie peut augmenter jusqu'à 114,6 hectares après la réhabilitation.

Les travaux de réhabilitation consistent en :

- la construction de barrage, dalots, bâches, et ouvrage de réalimentation ;

- la réparation des autres ouvrages ;

- le récalibrage des canaux, etc....

Si le projet sera réalisé, on peut avoir une augmentation de superficies cultivées qui entraîneraient une augmentation de production. On introduira aussi dans ce projet, l'application de technique moderne et des intrants pour la mise en valeur de la plaine.

Le montant de ces travaux de réhabilitation est estimé à 241.253.745 Fmg. La rentabilité du projet a été estimée à partir de deux variantes :

Variante 1 - Simple culture : TRI = 28,02 % Variante 2 - Double culture : TRI = 33,51 %

On constate que ces deux variantes sont rentables mais la double culture est beaucoup plus intéressante.

----------------------------------------------------------------------------------------------------- MOTS CLES : Réseau hydroagricole - réhabilitation - Ouvrage de réalimentation -

terrain marécageux - gestion et entretien - inputs agricoles - autosuffisance alimentaire - taux de rentabilité interne - paddy.

ABREVIATIONS

BCEOM : Bureau Central d'Etudes pour les Equipements et d'Outre Mer

B.T.M. : Bankin'ny Tantsaha Mpamokatra

CC : Chef de Chantier

CE : Chef d'Equipe

CEG : Collège d'Enseignement Général

CFM : Chemin de Fer Malagasy

CH : Conseiller Hydraulique

CP : Canal Principal

CS : Canal Secondaire

CTGREF : Centre Technique de Génie Rural et des Eaux et Forêts

DR : Délai de Récupération

EPP : Ecole Primaire Publique

ETP : Evapotranspiration Potentielle

ETR : Evapotranspiration réelle

FAO : Organisation pour l'Alimentation et l'Agriculture

IGN : Institut de Géographie Nationale

MO : Manœuvre

MS : Manœuvre Spécialisé

OR : Ouvrage de Réalimentation

RFU : Réserve Facilement Utilisable

SOMEAH : Société Malagasy d'Etude et d'Applications Hydrauliques

TRI : Taux de Rentabilité Interne

VAN : Valeur Actualisée Nette

ZCIT : Zone de Convergence Intertropicale

Sommaire CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE ET DONNEES DE BASES DE LA PLAINE .......15

1.1- APERÇU GENERAL SUR LA ZONE : ...........................................................................15 1.2- SITUATION GEOGRAPHIQUE DE LA PLAINE : .........................................................15

1.2.1- LOCALISATION :..............................................................................................................15 1.2.2- TOPOGRAPHIE : ...............................................................................................................15 1.2.3. SUPERFICIE : ....................................................................................................................15

1.3. - QUELQUES DONNEES SOCIO-ECONOMIQUES : ............................................................16 1.3.1. LA POPULATION : ............................................................................................................16 1.3.2. ACTIVITES DE LA POPULATION :...............................................................................16 1.3.3. ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE CETTE ZONE : .........................................16 1.3.4. ENSEIGNEMENT - SANTE - COMMUNICATION : .....................................................16

1.4. - LES PROBLEMES SOCIO-ECONOMIQUES : .....................................................................17 1.5. - ORIENTATION POUR LE DEVELOPPEMENT DE CETTE ZONE : ..............................17 1.6. - ETUDES CLIMATIQUES : ....................................................................................................18

1.6.1 - LA PLUVIOMETRIE : .....................................................................................................18 1.6.2. TEMPERATURE : ..............................................................................................................19 1.6.3. HYGROMETRIE : ..............................................................................................................19 1.6.4. L'EVAPOTRANSPIRATION POTENTIELLE "ETP" : ....................................................19 1.6.5. LE DEFICIT PLUVIOMETRIQUE : .................................................................................20

1.7. - ETUDES HYDROLOGIQUES : .............................................................................................20 1.7.1. HYDROGRAPHIE : ............................................................................................................21 1.7.2. GEOMORPHOLOGIE DES BASSINS VERSANTS : ......................................................21 1.7.3. HYDROMETRIES : ............................................................................................................23

CHAPITRE 2 : DIAGNOSTIC DE LA SITUATION – ETUDE DE BASE - SITUATION ACTUELLE DE MISE EN VALEUR ......................................................................................................................26

2.1. - ETUDES GEOLOGIQUE ET PEDOLOGIQUE : ..................................................................26 2.1.1. LA TEXTURE DU SOL : .................................................................................................27 2.1.2. LA STRUCTURE DU SOL : ............................................................................................27 2.1.3. APTITUDES AGRONOMIQUES : ....................................................................................27

2.2. - ETUDE GEOTECHNIE : ........................................................................................................28 2.2.1. APTITUDE DU SOL A L’IRRIGATION :.......................................................................28 2.2.2. APTITUDES DU SOL AU DRAINAGE :........................................................................28 2.2.3. STABILITE DE TALUS : .................................................................................................29 2.2.4. CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU SOL DE FONDATION : ...........................29

2.3. - ETUDES HYDROGEOLOGIQUES : .....................................................................................29 2.4. - BESOIN EN EAU DE CULTURES : ...................................................................................31

2.4.1. CALENDRIERS CULTURAUX : ......................................................................................31 2.4.2. DETERMINATION DES BESOINS EN EAU : ...............................................................31 2.4.3. BILAN RESSOURCES - BESOINS : ...............................................................................32

2.5. - LES INFRASTRUCTURES HYDRAULIQUES EXISTANTES - LEURS ETATS ACTUELS - POINT FAIBLE DU RESEAU : ................................................................................................32

2.5.1. LES OUVRAGES DE CAPTAGE : ..................................................................................32 2.5.2. LES RESEAUX D’IRRIGATION :....................................................................................33 2.5.3. LES RESEAUX D'ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE : .......................................35 2.5.4. LES RESEAUX DE PISTES : ..........................................................................................36

2.6. - LA MISE EN VALEUR AGRICOLE : .................................................................................36 2.6.1. CULTURES DE SAISON :................................................................................................36 2.6.2. CULTURES DE CONTRE SAISON : ..............................................................................36 2.6.3. CULTURES SUR TANETY : ............................................................................................37 2.6.4. LES MATERIELS UTILISES : .........................................................................................37 2.6.5. TECHNIQUES CULTURALES : .......................................................................................37 2.6.6. MOYEN DE FINANCEMENT DES EXPLOITANTS : ...................................................37 2.6.7. APPROVISIONNEMENT EN INTRANTS : .....................................................................38

2.7. - ELEVAGES : ..........................................................................................................................38 2.8. - SITUATION ECONOMIQUE : ..............................................................................................38

2.8.1. UTILISATION DE LA PRODUCTION : ...........................................................................38 2.8.2. STOCKAGE DE LA PRODUCTION : .............................................................................39 2.8.3. COMMERCIALISATION DE LA PRODUCTION : .........................................................39

CHAPITRE 3 : PROJET SOMMAIRE DE REHABILITATION ET DE MISE EN VALEUR DU RESEAU HYDROAGRICOLE ............................................................................................................40

3.1. - REMISES EN ETAT ET RECALIBRAGE DU RESEAU : ................................................40 3.1.1. OUVRAGES DE DERIVATION : .....................................................................................40 3.1.2. RESEAUX D’IRRIGATION : ............................................................................................42 3.1.3. RESEAUX D'ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE :...............................................45 3.1.4. RESEAUX DE PISTE : .....................................................................................................45

3.2. - PETITS ASPECTS DES OUVRAGES NECESSAIRES A LA REHABILITATION DU RESEAU HYDROAGRICOLE DE MASSE : ................................................................................45

3.2.1. OUVRAGES DE REALIMENTATION (O.R.) .................................................................45 3.2.2. DALOT ou PASSAGE EN BUSES : ................................................................................47 3.2.3. BACHE : .............................................................................................................................47

3.3. - EXTENSION DE PERIMETRE RIZICOLE : ........................................................................48 3.4. - AMELIORATION DE LA GESTION ET ENTRETIEN DU PERIMETRE .........................48

3.4.1. GESTION DES RESEAUX : .............................................................................................48 3.4.2. GESTION DE L’EAU : .....................................................................................................49 3.4.3. ENTRETIEN DU RESEAU : .............................................................................................49

3.5. - PROTECTION DES BASSINS VERSANTS DOMINANT LA PLAINE.............................51 3.6. - AMELIORATION DE LA CULTURE DE SAISON : .........................................................52 3.7. - PROPOSITION DE DOUBLE CULTURE : ..........................................................................53 3.8. - CREATION DE CULTURES SECHES : ..............................................................................54 3.9. - APPLICATION DES INPUTS AGRICOLES (matériels de culture attelée, engrais, insecticide) .........................................................................................................................................................55

CHAPITRE 4 : APPRECIATION DU PROJET ..................................................................................56 4.1. - RESULTATS ECONOMIQUES ACTUELS : ........................................................................56

4.1.1. DEPENSES DE PRODUCTION : ......................................................................................56 4.1.2. RENDEMENT ANNUEL ACTUEL DE LA PRODUCTION ..........................................57 4.1.3. RENTABILITE ANNUELLE ACTUELLE : .....................................................................57

4.2. - PRODUCTION ENVISAGEE APRES REHABILITATION : ...............................................57 4.2.1. PRODUCTION ENVISAGEE : ..........................................................................................58 4.2.2. VALEUR DE LA PRODUCTION : ..................................................................................58 4.2.3. CHARGES DE LA PRODUCTION : ................................................................................58 4.2.4. RECETTES ANNUELLES DE PRODUCTION : .............................................................59

4.3. - DEPENSES GENERALES DU PROJET :.............................................................................59 4.3.1. CHARGES D’INVESTISSEMENT : ..................................................................................59 4.3.2. CHARGES DE FONCTIONNEMENT ET D'ENTRETIEN : ...............................................60 4.3.3. LES COUTS TOTAUX DE PRODUCTION : ..................................................................61

4.4. - RENTABILITE ECONOMIQUE OCCASIONNEE PAR CE PROJET: ..................................62 4.5. - INTERETS DU PROJET : .....................................................................................................63

CONCLUSION GENERALE ..............................................................................................................63 Annexes : .............................................................................................................................................64

BIBLIOGRAPHIE - BAUZIL, 1952 Traité d'irrigation – Eyrolles - DURET Louis, 1976 Estimation de débit de crues à Madagascar - Génie Rurale Toamasina, 1974 Aménagement de la plaine de MASSE (Pièces dessinées) Opération rattrapage de paddy - LARRAS J., 1972 Prévision et prédétermination des étiages et des crues – Eyrolles - LEROY E., 1962 L'hydraulique Agricole à Madagascar - Ministère de la coopération, 1980 Analyse économique d'une opération d'aménagement hydroagricole - Ministère de la coopération, 1979 Evaluation des quantités d'eau nécessaires aux irrigations Techniques rurales en Afrique - Opération Micro hydraulique, 1988 Mémento micro hydraulique - POIREE M., OLLIER C., 1971 Irrigation – Eyrolles - RABENANTOANDRO E., 1996 Cours des ouvrages hydrauliques - RASOLOFONIAINA J.D., 1996 Cours d'Aménagement hydroagricole - RATOVOARISON V.B., 1986 Contribution à la réhabilitation de la riziculture dans les basses plaines de la Betsiboka Mémoire de fin d'études - Société Générale des Techniques hydroagricole (SOGETHA), 1974 Les ouvrages d'un petit réseau d'irrigation Technique rurale en Afrique - SOGREAH, Manuel de l'adjoint technique du Génie rural - THONIER H., 1986 Le projet de béton armé (ANNALES) Institut Technique de Bâtiment et des Travaux Publics

LISTE DES TABLEAUX Pages

Tableau 1 - Répartition pluviométrique inter-mensuelle de la région de Moramanga ................................................................................... 18 Tableau 2 - Pluies maximales de 24 heures ........................................................... 18 Tableau 3 - Normales de température (°C) ........................................................... 19 Tableau 4 - Normales mensuelles d'humidité (%) ................................................. 19 Tableau 5 - Valeurs mensuelles de l'Evapotranspiration (en mm) ........................ 20 Tableau 5 Bis - Valeurs de déficit pluviométrique (en mm) ................................. 20 Tableau 6 - Caractéristiques géomorphologiques des bassins versants ................ 22 Tableau 7 - Valeurs de temps de concentration des bassins versants (en heures) .......................................................................... 22 Tableau 8 - Valeurs des précipitations en différentes fréquences (en mm) .......... 23 Tableau 9 - Hauteurs de pluies de 24 heures en différentes fréquences (en mm). 23 Tableau 10 - Valeurs de débits de crues pour chaque bassins versants (en m3/s) 24 Tableau 11 - Valeurs des apports de bassins versants (en l/s) ............................. 25 Tableau 12 - Calendrier culturel actuel ................................................................. 31 Tableau 13 - Valeurs de réserve facilement Utilisable (RFU) .............................. 31 Tableau 14 - Calcul de besoin en eau de culture actuelle ...................................... 32 Tableau 15 - Récapitulation des canaux ............................................................... 35 Tableaux 16 et 16 Bis - Avant métré de réhabilitation des ouvrages de dérivation ................................................................... 41 Tableau 17 - Avant métré de réhabilitation sur CP1 - I ....................................... 42 Tableau 18 - Avant métré de réhabilitation sur CP1 - II ...................................... 42 Tableau 19 - Avant métré de réhabilitation sur CP2 ............................................ 43 Tableau 20 - Avant métré de réhabilitation sur CP3 ............................................ 44 Tableau 21 - Avant métré de réhabilitation sur CP4 ............................................ 44 Tableau 22 - Aspects de calculs des caractéristiques des ouvrages de réalimentation .............................................................................. 46 Tableau 23 - Aspects de calculs des dalots ........................................................... 47 Tableau 24 - Travaux d'entretien ordinaire du réseau hydroagricole ..................... 51 Tableau 25 - Calendrier cultural de la culture de saison ........................................ 52 Tableau 26 - Calcul de besoin en eau pour la culture de saison ............................ 52 Tableau 27 - Calendrier cultural de la double culture ............................................ 53 Tableau 28 - Calcul de besoin en eau de la double culture .................................... 54 Tableau 29 - Valeur annuelle actuelle de dépenses de production ........................ 56 Tableau 30 - Utilisation de la production de riz paddy ........................................ 59 Tableau 31 - Valeurs annuelles de recettes de production pour chaque variante ....................................................................... 59 Tableau 32 - Valeurs annuelles des coûts totaux de production pour chaque variante ....................................................................... 61 Tableau 33 - Valeurs des indicateurs pour chaque variante .................................. 62

SOMMAIRE DES ANNEXES A.1. - Données climatiques A.1.1. - Précipitations moyennes mensuelles pour des périodes 1979 - 1995 observées à la station de Moramanga ...................................................................... A-1 A.1.2. - Normales de températures (°C) période 1961 - 1990 ................................. A-2 A.1.3. - Normales mensuelle d'humidité (en %) ....................................................... A-2 A.1.4. - Valeurs des pluies maximales de 24 heures période 1971 - 1994 ............... A-2 A.2. - Ajustement des pluies maximales de 24 heures ....................................................... A-3 A.2.1. - Par la loi Normale ........................................................................................ A-3 A.2.2. - Par la loi de Gumbel .................................................................................... A-4 A.2.3. - Par la loi de Galton ...................................................................................... A-6 A.3. - Ajustement des pluies interannuelles ..................................................................... A-8 A.3.1. - Par la loi Normale ........................................................................................ A-8 A.3.2. - Par la loi de Gumbel .................................................................................... A-9 A.4. - Calcul de l'ETP par la formule de THORNTWAITE ............................................. A-11 A.5. - Calcul des apports par la méthode de CTGREF ..................................................... A-12 A.5.1. - Pluies annuelles des différentes fréquences ................................................. A-12 A.5.2. - Modules annuelles sur les quatre bassins versants ..................................... A-12 A.5.3. - Apports en années sèches des bassins versants .......................................... A-13 A.6. - Calcul des dimensionnements et stabilités du barrage de dérivation ....................... A-14 A.6.1. - Stabilité au glissement ................................................................................ A-14 A.6.2. - Stabilité au renversement ........................................................................... A-14 A.6.3. - Stabilité élastique ........................................................................................ A-14 A.6.4. - Dimensionnement du dissipateur d'énergie ................................................ A-15 A.7. - Calcul des dimensionnements du dalot .................................................................... A-18 A.7.1. - Calcul de piédroit ....................................................................................... A-18 A.7.2. - Calcul de dalle ............................................................................................ A-19 A.7.3. - Dimensionnement du mûr de tête ............................................................... A-21 A.7.4. - Dimensionnement du radier ....................................................................... A-22 A.8. - Bâche en béton armé de 6 m ................................................................................... A-23 A.8.1. - Calcul de la section ..................................................................................... A-23 A.8.2. - Calcul des armatures ................................................................................... A-23 A.8.3. - Calcul des culées ........................................................................................ A-25 A.9. - Calcul de dimensionnements de bâche n° 0.II.11 (16 m) ........................................ A-26 A.10. - Détail de calculs de l’autoconsommation, semences, charges et produit commercialisé ...................................................................................... A-29 A.10.1. - Pour double culture ................................................................................... A-29 A.10.2. - Pour simple culture ................................................................................... A-30 A.11. - Calcul de prix de revient dans le devis quantitatif et estimatif ............................. A-31 A.11.1. - Pour maçonnerie de moellons à deux parements (numéro d'ordre 03.384) ........ A-31 A.11.2. - Pour béton armé (numéro d'ordre 03.680) ................................................ A-32 A.12. - Devis quantitatif et estimatif de la réhabilitation du réseau hydroagricole de Masse ............................................................................................................... A-33 A.13. - Calcul des VAN, DR et TRI ................................................................................. A-34 A.13.1 - Pour simple culture .................................................................................... A-34 A.13.2. - Pour double culture ................................................................................... A-35

INTRODUCTION

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INTRODUCTION La politique générale pour le développement du sous-secteur irrigué, approuvée en

conseil de Gouvernement en date du 31 Mars 1994, a placé l'étude de réhabilitation des réseaux hydroagricoles comme un sujet d'actualités car la mise en œuvre de cette politique demande : - la réhabilitation du réseau hydroagricole avec la participation effective des exploitants ; - la prise en charge de la mise en valeur, de la gestion et de l'entretien du réseau hydroagricole par les paysans exploitants après réhabilitation.

Pour la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare, la réalisation de ce projet est principalement l'un des facteurs de développement de cette commune. Auparavant, ce réseau hydroagricole assurait le revenu des paysans dans cette commune rurale. Actuellement, à cause de la dégradation, presque totale, du réseau hydroagricole de Masse, les paysans de cette région vivent de la vente de bois et de charbons prélevés irrégulièrement des forêts classées, zone protégée et interdite. Cette situation justifie le choix du sujet de mémoire de fin d'études en vue d'obtenir du diplôme d'Ingéniorat en filière hydraulique, la réhabilitation du réseau hydroagricole de Masse intitulé : "CONTRIBUTION A L'ETUDE DE REHABILITATION DE LA PLAINE DE MASSE DANS LA COMMUNE RURALE D'AMPASIMPOTSY - GARE MORAMANGA".

Plusieurs facteurs sont examinés dans cette étude : - le diagnostic physique et social du périmètre ; - les possibilités de développement de cette commune, plus précisément des zones

concernées ; - la dégradation des bassins versants dominant cette plaine, etc... Notre étude comprend quatre chapitres : Chapitre 1 - Présentation générale et données de base de la zone Ce chapitre présente la localisation, la situation socio-économique actuelle et les

données de bases nécessaires à l'analyse de la situation actuelle et à l'étude de la situation envisagée après le projet

Chapitre 2 - Diagnostics de la situation - Etude de base - Situation de mise

en valeur actuelle Ce chapitre est concentré sur la constatation de l'origine de dégradation du réseau, son

état actuel et la situation économique actuelle Chapitre 3 - Projet sommaire de réhabilitation et de mise en valeur du

réseau hydroagricole On étudiera dans ce chapitre la remise en état du réseau, la gestion, l'entretien et la

fertilisation de la plaine. Chapitre 4 - Appréciation du projet Ce chapitre traite les parties financières et économiques relatives à la réhabilitation du

réseau hydroagricole à l'issue desquelles sont évalués le taux de rentabilité interne du projet et l'intérêt du projet.

Le but de cette étude est de rassembler l'ensemble des données rencontrées afin d'établir une étude de faisabilité qui permettrait aux autorités de tutelle ou locales de prendre la décision sur la poursuite de l'étude.

14

HISTORIQUE DE LA PLAINE

L'aménagement de la plaine de MASSE dans la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare Moramanga datait du début des années 70, plus précisément entre 1973 - 74 dans l'opération rattrapage paddy. Au cours de ces années, des études et des travaux suivis d'une mise en valeur à l'échelle paysannale ont été effectués.

Au fil des années, dans un cadre décennal, en 1984, la bâche n° 0.III.07 de 16 m de longueur était endommagée. Celle-ci avait inondé une superficie d'environ 20 hectares, traversée dans sa partie sous-jacente par le ruisseau Semony.

Une année plus tard, en 1986, cette bâche a été réhabilitée avec le barrage n° II implanté sur la rivière Marotrandraka.

Cependant, malgré tout, lors du passage du cyclone Géralda en 1994, la bâche n° 0.III.07 et le barrage n° II ont subi une fois de plus des dégâts énormes. Ces dégâts ont été évalués à 100 % et ne sont pas encore réparés à l'heure actuelle.

En outre, les endommagements sont multiples sur le réseau hydroagricole de cette plaine mais de moindre importance : vannes, avant-canal en béton armé, bassins dissipateurs, enrochement antiérosif, etc....

15

CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE ET DONNEES DE BASES DE LA PLAINE

1.1- APERÇU GENERAL SUR LA ZONE : D'après l'historique sus-présentée, on se trouve sur un plan technique qui a toujours été

victime des changements des intempéries surtout le passage des cyclones éventuels. Les causes de cette situation sont multiples mais on peut mettre l'accent sur : - les quatre barrages qui alimentent une plaine de 120 hectares ; - les points de réalimentation provenant des bassins autres que ceux qui alimentent ces

barrages ; - les cours d'eau qui présentent des lits mineurs restreints entraînant pendant la période

des crues, le débordement de l'eau dans les lits majeurs occupés par la riziculture ; - les drains qui ne sont pas profonds et insuffisants ; et - la gestion et l'entretien du réseau hydroagricole. D'après nos enquêtes, depuis l'aménagement de ce périmètre et jusqu'à maintenant, son

rendement était d'environ 1,5 tonnes par hectare, et les paysans n'ont pas utilisé des intrants (engrais, pesticide).

1.2- SITUATION GEOGRAPHIQUE DE LA PLAINE :

1.2.1- LOCALISATION : Notre zone d'étude se trouve dans la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare, à 16 km

de Moramanga suivant la RN 2 reliant Antananarivo - Toamasina. On peut y accéder soit en route, soit en train, tout au long de l'année lors des aléas climatique sur les infrastructures d'accès.

Par ailleurs, la zone est constituée par des hameaux presque isolés reliés par des pistes tels qu’Antsahatsaka, Antaninandro, Tsiazompody, Ambohimarina, Ambolomborona, Ampasimpotsy.

1.2.2- TOPOGRAPHIE : Sur le plan topographique général, cette zone épouse une allure de vallée qui a une

direction Nord - Ouest, Sud - Est. Elle est bordée de part et d'autre par un espace collinaire qui est entrecoupé par des petites plaines alluviales dues à des ruisseaux et des bas-fonds sans cours d'eau.

A priori, au sud, elle est délimitée par la RN2 et la voie ferrée, au nord par des collines comme Ambohitrambobe et Ambatomizara, à l'Ouest, par la rivière Sahamarirana, et à l'Est, par le ruisseau Maharizao.

1.2.3. SUPERFICIE : Cette zone a une superficie de 120 ha traversée par un système d'irrigation à la fois

moderne (barrages, vannes) et traditionnel (canaux, prises). Par ailleurs, aucune tentative d'extension de la superficie à irriguer n'est entreprise à

cause de la morphologie collinaire qui borde cette plaine.

16

1.3. - QUELQUES DONNEES SOCIO-ECONOMIQUES :

1.3.1. LA POPULATION : D'après le recensement de 1996, avant l'élection présidentielle, l'effectif total des

habitants est de 5.338. Ils sont tous des paysans agriculteurs - éleveurs, bûcherons. La population est en majorité autochtone BEZANOZANO. Néanmoins, des autres

ethnies telles que : Betsimisaraka, Sihanaka, Betsileo, Antandroy et Merina minoritaires y vivent aussi.

Cela suppose que le flux migratoire est moins important par rapport aux autres régions rurales de l'île.

Ces habitants sont répartis sur cinq Fokontany : Tsiazompody, Ampasimpotsy - Gare, Amparafara, Ambatoharanana et Ambodiriana, qui sont formés par des hameaux reliés par des ruelles et pistes.

1.3.2. ACTIVITES DE LA POPULATION : Essentiellement, les activités principales de la population concernent la riziculture sur la

plaine irriguée, avec d'autres cultures diversifiées comme légumes, maïs, .... mais juste pour l'autoconsommation ; quant aux activités secondaires, elles consistent à travailler les bois aux alentours pour faire de charbon et bois.

Enfin, les activités accessoires se rapportent à la culture sèche : légumes, manioc, patate douce, maïs, élevages familiaux des volailles, bœufs.

Les rendements issus de ces différentes activités sont faibles à l'échelle familiale, sauf pour les bûcherons avec un rendement plus ou moins appréciable pour les grands exploitants.

1.3.3. ALIMENTATION EN EAU POTABLE DE CETTE ZONE : En 1979, le Service Provincial du Génie Rural de Toamasina avait effectué l'étude d'un

projet d'installation d'adduction d'eau potable de type gravitaire à partir du ruisseau Maharizao, situé à environ 2.300 mètres du village Ampasimpotsy mais l'exécution de travaux n'avait pas encore eu lieu jusqu'à maintenant.

Ainsi, dans cette commune, l'eau est puisée à la main, soit dans un ruisseau assez éloigné du village, soit dans des trous creusés au bord des marais et il s'ensuit des maladies d'origine hydrique.

1.3.4. ENSEIGNEMENT - SANTE - COMMUNICATION :

a) - ENSEIGNEMENT : Dans la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare, seule l’école primaire publique existe.

Elles sont reparties dans quatre Fokontany. ATsiazompody et à Amparafara, l'enseignement est assurée par un enseignant. Ces

enseignants s'occupent des classes de 12ème jusqu'en 7ème qui sont dans une même salle. A Ampasimpotsy et à Ambatoharanana existent respectivement trois et deux

enseignants. Après les études primaires, les élèves de cette commune vont continuer leurs études au

Collège d'Enseignement Général (C.E.G.) de Moramanga, soit à celui d'Andasibe.

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b) - SANTE : Cette commune n'a ni hôpital ni poste sanitaire. Seule la mission catholique, par des sœurs d'Andasibe, passe trois fois par mois, pour

faire des consultations et dirigée donner des médicaments aux paysans. Cette mission catholique est composée d'un médecin et deux sœurs aide-sanitaire. Les maladies les plus fréquentes sont le paludisme, la diarrhée, la gale, ....

c) - COMMUNICATION : Cette zone ne possède pas de bureau de Poste et Télécommunication. En cas de besoin, chaque paysan va rejoindre le bureau de Poste et Télécommunication

à Moramanga. Grâce aux Taxi-brousses qui relient cette zone avec Moramanga par la route nationale RN2 et l'existence de la voie ferrée.

La commune d'Ampasimpotsy - Gare assure la distribution du courrier rural ordinaire.

1.4. - LES PROBLEMES SOCIO-ECONOMIQUES : A l'heure actuelle, le réseau hydroagricole de MASSE ne fonctionne

qu'à 35 % créant des conséquences incalculables sur le niveau de vie de la population locale. L'inexistence de la culture de contre-saison entraîne le manque de nourriture, la

malnutrition et la sous-alimentation plus ou moins accusée. Par ailleurs, étant donné l'abattage démesuré des forêts, sans mesure d'accompagnement

(reboisement), l'environnement forestier se dégrade progressivement au fil des années. Les conséquences hydrologiques se situent à tel point que l'ensablement de la partie aval du relief est presque inévitable. Il entraînerait ipso-facto celui du réseau hydroagricole en l'occurrence au cours de la saison de pluies.

1.5. - ORIENTATION POUR LE DEVELOPPEMENT DE CETTE ZONE : En termes d'urbanisation, Moramanga est un point de relais entre Antananarivo, Pernet,

Ambatondrazaka et Toamasina, son développement en économie rurale s'avère ainsi arriéré par rapport à ces différentes zones suscitées. Les habitants se consacrent essentiellement aux gargotes et commerce de détail, etc...

Dans le cadre du présent projet, sont suggérées les idées suivantes : - l'introduction des cultures de contre-saisons, dont les espèces sont à déterminer un peu

plus tard dans cette recherche en fonction de la durée d'insolation, ressources pédologiques, allure topographique et l'enthousiasme de la population locale sans oublier le total pluviométrique annuel,

- le ralentissement des exploitations forestières au profit des cultures selon les courbes de niveau des collines qui sont importantes surtout sur l'adret ou le versant au vent.

Mais pour les cultures sèches, il vaudrait mieux mettre en valeur l'ubac ou le versant sous le vent qui a une humidité relative moins importante.

CONCLUSION : Notre zone d'étude a une vocation agricole mais la déforestation, le

manque d'entretien et de vulgarisation sur le réseau hydroagricole entraîne le retard de cette zone sur les techniques agricoles et la faiblesse du rendement.

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1.6. - ETUDES CLIMATIQUES : Dans le cadre de ce projet, les caractéristiques climatiques de la plaine de MASSE et les

caractéristiques hydrologiques des principales rivières et ruisseaux qui s'y trouvent ont été déterminées :

- les ressources en eau pluviométrique et le déficit pluviométrique de la région ont été estimées à partir des données climatiques existantes observées à la station d'Antsapazana - Moramanga ;

- les ressources en eau fluviale de la Sahamarirana et de ses principaux affluents ont été évaluées suivant la méthode C.T.G.R.E.F.

1.6.1 - LA PLUVIOMETRIE : La pluviométrie est la mesure de la quantité de précipitation qui tombe en un endroit

pendant une certaine période. On appelle précipitation toute les eaux météoriques qui tombent à la surface de la terre sous forme liquide (pluies, averses, ....) et sous forme solide (neige, grêle, ....).

Le tableau n° 1 ci-après donne la répartition pluviométrique interannuelle minimale, moyenne et maximale depuis 1979 jusqu'en 1985, et nous donne aussi une idée sur le total pluviométrique.

Mois J F M A M J J A S O N D Total

Pluviométrie [mm] min 92,0 5,7 0,0 6,8 1,9 8,6 9,9 4,8 3,4 6,0 10,9 50,5 686,4 moy 311,4 00,2 03,7 1,3 9,9 0,2 0,3 7,1 5,4 0,8 6,7 09,9 1.316,0 max 747,5 96,0 40,3 70,8 7,4 4,9 1,4 04,4 6,9 48,1 05,5 11,4 1.799,0

Tableau n° 1 : Répartition pluviométrique inter-mensuelle de la région de Moramanga

(Source METEO) La région est une zone climatique tampon entre le climat d'altitude du centre Malgache

et le climat subéquatorial de l'Est Malgache. Ainsi, - la saison de pluies se situe de Novembre à Mars - Avril où le maximum atteint en

moyenne 311,4 mm au mois de Janvier ; - la saison sèche se trouve d'Avril - Mai jusqu'au mois d'Octobre où le minimum atteint

en moyenne 15,4 mm au mois de Septembre. En plus, le tableau n° 2 fait état des pluies maximales de 24 heures sur

24 ans. Années Max 24 H Années Max 24 H Années Max 24 H Années Max 24 H 1971 107,2 1977 87,1 1983 68,3 1989 77,4 1972 131,0 1978 66,1 1984 61,0 1990 85,5 1973 72,1 1979 42,5 1985 183,3 1991 94,7 1974 63,4 1980 131,2 1986 93,3 1992 81,6 1975 267,3 1981 136,8 1987 65,0 1993 62,2 1976 58,8 1982 76,3 1988 172,6 1994 161,2

Tableau n° 2 : Pluies maximales de 24 heures (Source METEO) Le deuxième tableau est nécessaire pour la détermination des crues de différentes

fréquences. La pluie maximale de 24 heures moyenne est de 101,9 mm par an. La plus petite hauteur de la pluie maximale de 24 heures est de 42,5 mm.

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1.6.2. TEMPERATURE : Le tableau n° 3 suivant montre la température normale à l'échelle de 30 ans successifs

(1961 - 1990).

Mois J F M A M J J A S O N D Normales tmin 16,9 17,3 16,7 15,6 13,6 11,5 10,6 10,7 11,2 13,3 15,2 16,6 [°C] tmoy 22,5 22,8 22,0 21,0 19,0 16,8 15,9 16,1 17,5 19,7 21,3 22,2 tmax 28,0 28,4 27,3 26,5 24,5 22,2 20,9 21,6 23,9 26,1 27,5 27,9

Tableau n° 3 : Normales de température (en °C) (Source METEO) La température minimale est de 10,6 °C au cours du mois de Juillet tandis que la

température maximale est de 28,4 °C pendant le mois de Février.

1.6.3. HYGROMETRIE : L'hygrométrie détermine l'état d'humidité de l'atmosphère. Elle est donnée par le rapport

entre la quantité réelle de vapeur d'eau dans l'air et la quantité de vapeur d'eau que l'air devrait contenir à la même température s'il était saturé.

Le tableau n° 4 qui se rapporte à l'hygrométrie suivant indique : - les heures des prélèvements journaliers ; - la moyenne hygrométrique qui est supérieure à 50 % au total pendant 30 ans (1961 -

1990).

Mois J F M A M J J A S O N D Normales 07 h 91 94 94 95 96 96 97 96 94 90 89 89 de 12 h 64 64 67 66 67 68 70 68 60 57 57 62 [%] 17 h 76 77 79 77 78 78 78 77 72 71 73 78 moyenne 77 78 80 79 80 81 82 80 75 72 73 77

Tableau n° 4 : Normales mensuelles d'humidité (en %) pendant 30 ans successives

(Source METEO)

1.6.4. L'EVAPOTRANSPIRATION POTENTIELLE "ETP" : L'ETP est la combinaison de deux phénomènes qui sont l'évaporation de l'eau sur la

surface d'un sol nu (phénomène physique) et la transpiration de sa couverture végétale (phénomène physiologique) bien fournie en eau. C'est donc la limite maximum de l'évapotranspiration réelle (ETR), puisque le sol n'est pas en permanence à sa capacité de rétention.

ETR toujours < ETP

Pour le calcul de l'ETP, la F.A.O. a conseillé d'utiliser la formule de Penman modifiée

qui demande beaucoup de paramètres tels que la vitesse du vent, l’heure réelle d’insolation, etc.....

La station de Moramanga est une petite station qui ne donne que la température, la pluviométrie et l'humidité relative. Il est donc impossible d'utiliser cette formule à

20

Moramanga, on doit utiliser la formule de Thorntwaite et celle donnée par la Service Météorologique.

La perte en eau par évapotranspiration dans la plaine de MASSE est donc calculée suivant la formule de THORNTWAITE. Les données de températures moyennes mensuelles utilisées sont celles de Moramanga.

Les résultats donnés en millimètres de hauteurs d'eau sont présentés dans le tableau n° 5 de la page suivante :

Mois J F M A M J J A S O N D Total Météo 56,2 45,2 43,9 42,5 39,0 34,3 32,4 38,7 53,2 68,4 64,0 57,8 575,5 Thorntwaite 90,3 92,8 86,2 78,4 63,9 49,7 44,4 45,5 54,0 68,8 80,7 87,8 842,5

Tableau n° 5 : Valeurs de l'évapotranspiration (en mm)

1.6.5. LE DEFICIT PLUVIOMETRIQUE : Le déficit pluviométrique mensuel dans cette plaine est exprimé par la différence entre

la pluviométrie mensuelle et la perte en eau par évapotranspiration estimée par la formule de Thorntwaite. Il représente le besoin en eau disponible pour l'irrigation. Les résultats de calcul pour tous les mois de l'année et pour les périodes de retour T sont donnés dans le tableau ci-après :

T J F M A M J J A S O N D

SECHE 10 - 0,4 61,2 11,3 - 46,5 - 48,6 - 27,6 - 14 - 25,8 - 49,2 - 59,4 - 44,5 13,7 5 55,8 98,3 38,2 - 34 - 42,3 - 23 - 9 - 18,8 - 46,5 - 46,3 - 29,2 44,7

2 187,9 185,6 101,7 - 4,5 - 27,7 - 12,2 2,9 - 2,5 - 40,2 - 15,7 7 117,6

HUMIDE 5 366 303 187 35,2 - 7,9 2,3 18,9 19,5 - 31,7 25,6 55,6 215,6 10 483,7 380,7 243,5 61,4 5,1 11,9 29,5 34,1 - 26,1 52,9 87,8 280,5

Tableau n° 5 Bis : Valeur de déficit pluviométrique (en mm)

1.7. - ETUDES HYDROLOGIQUES : 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 étudie les laces ; - l'hydrogéologie qui étudie les eaux souterraines ; - la potamologie qui étudie les rivières ; - et l'hydrométéorologie qui étudie les problèmes intermédiaire entre la météorologie et

l’hydrologie (précipitation, évaporation, ...) L'hydrométéorologie est l'étude de la phase atmosphérique et terrestre du cycle

hydrologique, et particulièrement la relation entre les divers phénomènes. Dans le présent mémoire, on a essayé de maîtriser et d'approfondir les études

hydrologiques par l'ajustement des données réelles de cette zone avec les lois classiques telles que loi Normale, Gumbel et Galton.

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1.7.1. HYDROGRAPHIE : Cette zone d'étude est située entre les hautes terres centrales et le versant oriental de

Madagascar, sur les bordures orientales des hautes terres. Les bassins d'alimentation de la plaine de MASSE sont ceux drainé par la rivière

Sahamarirana et ses principaux affluents dont : - Sahamarirana où est édifié le barrage 1 ;

- le ruisseau Marotrandraka le barrage 2 ; - le ruisseau Semony le barrage 3 ; - le ruisseau Maharizao le barrage 4.

Les ruisseaux prennent leur source à une altitude variant de 1.089 à 928 mètres avec une pente relativement forte jusqu'à l'arrivée des barrages.

1.7.2. GEOMORPHOLOGIE DES BASSINS VERSANTS : Les bassins versants fonctionnent comme un collecteur chargé de rassembler les pluies

et les transiter à l'exutoire par écoulement (ruissellement). L'objectif de la géomorphologie est de comprendre les surfaces des bassins, périmètre,

formes, pentes, .... qui ont une influence essentielle sur leur comportement hydrologique. La forme et la dimension d'un bassin sont très importantes 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.

Les caractéristiques géomorphologiques des bassins versants seront déterminées sur deux cartes (feuille IGN S-47 Nord et R-47 Nord) d'échelle 1/50.000ème à l'aide de planimètre, de curvimètre, et des formules telles que :

- le coefficient de compacité de GRAVELIUS k = 0,28 PS

où {P : périmètre du bassin [km] {S : superficie de bassin [km2]

- la longueur du rectangle équivalent

L = k S112,

(1 + 1 112 2 ( , )k

)

- la largeur du rectangle équivalent

l = P2

- L = k S112,

(1 - 1 112 2 ( , )k

)

- la pente I = DHL

où DH : dénivelé [m]

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Les résultats des calculs seront donnés dans le tableau n° 6 ci-dessous :

Bassins Versants 1 2 3 4 Zimax [m] 1.089 1.030 1.030 1.000 Zio (exutoire) [m] 950 925 925 925 DHi moyenne [m] 139 105 105 75 Périmètre Pi [km] 30,5 27,5 16,0 9,0

Superficie Si [km2] 25,43 18,91 7,28 4,41 Ki 1,69 1,77 1,66 1,20 Formes allongée allongée allongée allongée Li [km] 13,31 12,19 6,95 3,06 li [km] 1,91 1,55 1,05 1,44 pente Ii [m/km] 10,4 8,6 15,1 24,5

Tableau n° 6 : Caractéristiques géomorphologiques des bassins versants dominant la

plaine de Masse Et concernant les temps de concentration, ils sont estimés à partir des formules

proposées par le B.C.E.O.M., applicables aux petits bassins versants, telles que : - formule CALIFORNIENNE : tc = 0,0663 (L/ I )0,77

- formule de VENTURA : tc = 0,1272 (S/I) 1/2

- formule de PASSINI : tc = 0,108 . S LI.3

où tc : temps de concentration en heures ; I : la pente du bassin, en m/m ; S : la superficie du bassin, en km2 ; L : la longueur du plus long filet d'eau, en km.

Les résultats calculés par ces formules sont consignés dans le tableau n° 7 suivant :

Bassins Versants 1 2 3 4 L [Km] 13,31 12,91 6,95 3,06 I [m/m] 10,443 8,614 15,108 24,510 S [km2] 25,43 18,91 7,28 4,41 Californienne 0,197 0,207 0,104 0,046 Ventura 0,198 0,189 0,088 0,054 Passini 0,233 0,230 0,103 0,052

Tableau n° 7 : Valeurs des temps de concentration des bassins à partir des formules des

Californienne, Ventura et Passini (en heures)

23

1.7.3. HYDROMETRIES : L'étude d'évaluation des ressources en eau d'un bassin versant est basée sur les

caractéristiques hydro climatiques de la région. Ainsi, pour l'étude des ressources en eau pluviométrique de la plaine de MASSE, les données de station d'observation d'Antsapazana sont choisies. La durée d'observation pour cette étude est de dix sept ans. Mais avant l'utilisation de ces données, on peut les vérifier par les lois statistiques classiques.

La vérification de : - l'ajustement de la répartition des pluies inter-mensuelles suivant les lois de Gumbel,

Galton et Gauss (Normale) est essentiel pour le calcul des apports nécessaires à la mise en valeur de la plaine ;

- l'ajustement de la répartition des pluies maximales de 24 heures suivant les lois susmentionnées est nécessaire pour la détermination des crues qui provoqueront les endommagements de ce réseau hydroagricole.

a) - PRECIPITATION : Pour l'ajustement des pluies interannuelles, la loi de Gumbel correspond à la région, au

seuil de 0,05. Pour la suite des calculs sur la détermination des apports de pluies en différentes

fréquences qui participent aux irrigations, la loi de GUMBEL est employée. En appliquant la formule, nous aurons le tableau n° 8 suivant : T J F M A M J J A S O N D Total SECHE 10 89,9 154,0 97,5 31,9 15,3 22,1 30,4 19,7 4,8 9,4 36,2 101,5 970,1 5 146,1 191,1 124,4 44,4 21,6 26,7 35,4 26,7 7,5 22,5 51,5 132,5 1.057,9 2 278,4 278,4 187,9 73,9 36,2 37,5 47,3 43,0 13,8 53,1 87,7 205,4 1.264,5 HUMIDE 5 456,3 395,8 273,2 113,6 56,0 52,0 63,3 65,0 22,3 94,4 136,3 303,4 1.542,3 10 574,0 473,5 329,7 139,8 69,0 61,6 73,9 79,6 27,9 121,7 168,5 368,3 1.726,2 Tableau n° 8 : Valeur des précipitations de la région de Moramanga en différentes

fréquences (mm)

b) - LES CRUES : Les crues sont essentiellement provoquées soit par des orages locaux, soit par des

perturbations cycloniques pouvant survenir généralement de Décembre à Mars, soit par le passage de la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT) au niveau de la région. Ainsi, pour l'évaluation des crues des rivières et ruisseaux de la région d'étude, les données pluviométriques utilisées sont les pluies maximales de 24 heures.

Les hauteurs des pluies qui provoquent les crues par la loi de Gumbel sont calculées, les valeurs sont données dans le tableau n° 9 ci-après :

Période de retour [année] 5 10 25 50 100 H (24, F) [mm] 139,4 169,8 208,3 236,8 265,2

Tableau n° 9 : Hauteurs des pluies de 24 heures et de fréquences F

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Pour calculer les débits de crue, on utilisera les formules de Louis DURET transformée par SOMEAH - SOGREAH, et la méthode d'AUVRAY - RODIER avec une période de retour 10 ans.

- formule de Louis Duret transformée par SOMEAH : Q = 0,009 . S0,5 . I0,32 . H(24, F)1,39 pour S < 150 km2 où S : superficie en km2

I : pente de B.V. en m/km H(24, F) : hauteur de pluies de 24 heures et de fréquence F Q : débit en m3/s

- la méthode AUVRAY - RODIER : La détermination des débits de crues par la méthode de l'AUVRAY-RODIER est

donnée par l'abaque de RODIER-AUVRAY, si la superficie des bassins versants est connue. Cet abaque donne les débits de crues spécifiques. Il est valable pour les bassins versants inférieurs à 100 km2.

B.V. Formules 1 2 3 4

DURET 121,0 98,1 72,8 66,2 AUVRAY - RODIER 96,6 85,1 58,2 39,7

Tableau n° 10 : Valeurs de débits de crues pour chaque bassins versants (en m3/s) de fréquence 10 ans

c) - ESTIMATION DES APPORTS : Les apports apportés par ces bassins versants sont estimés par la méthode de CTGREF

qui est applicable aux hautes altitudes. Cette méthode donne le module moyen annuel et le module moyen mensuel est déduit à

partir de la répartition moyenne régionalisée étudiée par Monsieur ALDEGHERI dans le cadre des projets de réhabilitation des petits périmètres irrigués en Novembre 1986.

Les bassins versants de la zone d'étude se situent sur les bordures orientales des hautes terres qui correspondent au coefficient de répartition R3 (voir Annexe A-13).

La formule donnant le module moyen annuel de période de retour (T) est donnée ci-dessous :

QAT = S PB

ZmT31 5

5 3

100

1 3

,.( )

/.( )

/

où QAT : module moyen annuel de période de retour T (l/s) S : superficie du bassin versant (km2) PT : pluie moyenne annuelle de période de retour T (mm) B : paramètre régional, ici égal à 47 Zm : altitude moyenne du bassin versant (m)

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Les résultats des calculs pour l'année quinquennale sèche sont donnés ci-après (voir Annexe A-12 et A-13) :

N D J F M A M J J A S O BV1 168 344 502 554 588 371 258 213 217 225 165 135 BV2 125 256 373 412 437 276 192 159 161 167 122 100 BV3 48 96 143 158 168 106 74 61 62 64 47 38 BV4 29 60 87 96 102 64 45 37 38 39 29 23

Tableau n° 11 : Valeurs des apports de chaque bassin versant (en l/s)

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CHAPITRE 2 : DIAGNOSTIC DE LA SITUATION – ETUDE DE BASE - SITUATION ACTUELLE DE MISE EN VALEUR

L'aménagement hydroagricole de la plaine de MASSE est un élément important pour le développement socio-économique de la région.

Cette plaine est actuellement peu utilisée à cause des inondations périodiques en saison des pluies par faute de drains, et des endommagements du barrage II et de la bâche sur le ruisseau Semony.

Le principe général des actions à entreprendre serait donc : - d'accélérer l'écoulement des eaux de ruissellement qui ont tendance à

transformer en saison pluvieuse la plaine en lac ; - de réhabiliter tous les ouvrages endommagés, voire même d'édifier de

constructions nouvelles pour le bon fonctionnement du réseau ; La géologie et pédologie apportent des informations sur la nature, structure,

texture et la vocation de la plaine. Celles-ci seront nécessaires pour la détermination des actions à entreprendre.

2.1. - ETUDES GEOLOGIQUE ET PEDOLOGIQUE : Des contraintes financières n'ont pas permis de faire une étude un peu plus

profonde sur la géologie et pédologie de cette zone. Ces études sont donc basées sur la carte géologique de cette région et

l'identification visuelle réalisées faite sur le terrain à partir des trous faits à l'angady. La plaine de MASSE est située dans la région géologique MORAMANGA -

LAKATO. Elle appartient à l'unité géographique des collines Bezanozano. Celles-ci sont caractérisées par la fréquence des directions Nord-Ouest, Sud-Est.

Les collines s'alignent suivant cette direction et les crêtes sont souvent continues. Entre-elles, existent des vallées et des plaines de mêmes directions.

La région dans laquelle est située la plaine de MASSE appartient au socle Migmatites et gneiss à sillimanite, biotite, graphite et khnodalites.

Les formations pétrographiques rencontrées en allant de Moramanga à Lakato sont constituées par :

- une très grande étendue de Migmatites et gneiss à sillimanite (la plaine de Masse se trouve sur cette zone) ;

- quelques filons des granites migmatites de l'Angavo, en intrusions dans la zone des Migmatites et gneiss, mais surtout à l'Ouest de la plaine de Masse ;

- des dépôts lacustres dans la partie au milieu de la plaine de Masse (plus précisément, aux alentours des hameaux d'Ambolomborona) ;

- des dépôts de sables siliceux sur la partie Est de la plaine ; - des bancs de graphite traversant la plaine juste dans les dépôts lacustres

Ambolomborona. Les collines environnant la plaine sont donc principalement constituées

d'altération de Migmatites, et de quelques filons de granites migmatite à l'Ouest et du sable siliceux à l'Est. Les éléments qui constituent les dépôts d'alluvions de la plaine proviennent de l'érosion des roches constituant ces collines environnantes.

Les roches-mères sont donc principalement les Migmatites. Ce sont des roches où existe un mélange d'une roche métamorphiques (gneiss, amphibolite) et d'un apport quartzo-feldispathique.

27

Les roches-mères secondaires sont les granites migmatites. Ces roches contiennent du quartz, des feldispaths et un silicate.

En résumé, ces roches ont donc du quartz, des feldispaths et un peu d'amphibole. Ces roches en s'altérant vont donner des particules minérales : sable, limon et

argile. Et, par les phénomènes d'érosion et de transport, elles constitueront les plaines alluvions récentes (un agglomérat des particules minérales et organiques).

2.1.1. LA TEXTURE DU SOL : Elle caractérise la nature, la taille et la distribution des particules solides qui le

constituent. D'après la logique d'altération des roches-mères dans cette zone, l'identification

visuelle des particules constituant la plaine à partir des trous faits sur la plaine à l'aide de l'angady, et, comparaison avec le triangle des textures de l'U.S. Conservation Soil Service, la plaine est constituée par :

- la surface de la terre de couleur grise foncé jusqu'à une profondeur de 22 cm environ ;

- après cette couche, apparaît une couche d'épaisseur 75 cm en moyenne de couleur orange foncé.

Par l'identification visuelle, ces deux premières couches sont de même en texture. Seules leurs couleurs les différents. La comparaison de celles-ci avec le triangle des textures de l'U.S., émmène à conclure que c'est de l'argile sableuse avec très peu de limon. Le sable est anguleux.

- La troisième et dernière couche, visible par les trous, se trouve à partir de mètre de profondeur. Elle est constituée par de l'argile de type kaolinites c'est-à-dire des argiles de couleur blanche plus ou moins pure issus de l'altération de feldispaths potassique. Ce sont des roches plastiques à l'état humide, solide à l'état sec. Elles forment des couches imperméables particulièrement importantes en retenant les nappes d'eau souterraine.

2.1.2. LA STRUCTURE DU SOL : Elle caractérise la façon dont sont associées les particules élémentaires solides et

leurs grossièretés. Dans la plaine de Masse, les minéraux sont de structure porphyroïde, visible à

l'œil nue car certains minéraux ont une taille beaucoup plus grande que les autres.

2.1.3. APTITUDES AGRONOMIQUES : La détermination des aptitudes agronomiques est liée à la connaissance : - des exigences des plantes ; - des caractéristiques des sols (structure, texture, .....) ; - du facteur climatique de cette zone (pluviométrie, température moyenne,

insolation, altitude, ....). Les facteurs déterminants, l'aptitude agronomique des sols à telle ou telle plante

sont donc nombreux et l'appréciation exacte de leur rôle est délicate. Pour le cas de la culture du riz, les critères sont assez différents. L'existence de

limon et de l'argile dans la couche supérieure, un mètre d'épaisseur, et d'argile de type kaolinites plus ou moins pure permettent au sol de retenir les éléments chimiques vitaux

28

pour la plante (K, Ca, Mg). Ils donnent au sol sa structure, sa porosité et son aération qui sont des facteurs très importants en agriculture.

La fertilité chimique joue aussi un rôle fondamental dans la détermination de la vocation des sols.

Du point de vue propriétés physiques et caractéristiques hydrodynamiques, le riz ne présente pas d'exigence particulière. Il pousse sur tous les sols depuis les terres légères jusqu'aux terres argileuses lorsqu'elles sont bien maîtrisées.

Sur la plaine de MASSE, la culture de riz ne posera plus de problème lorsque les drains seront suffisants et un peu plus profonds car l'eau est abondante.

La pluviométrie annuelle de cette plaine est de 1.500 mm en moyenne, sa température moyenne est de 16 °C, son altitude est de 800 m donc il sera possible de faire de culture de contre saison en blé lorsque les drains seront très profonds (1,50 m en moyenne).

Sur les versants, toutes les cultures sèches sont possibles.

2.2. - ETUDE GEOTECHNIE : L'étude géotechnie est l'étude du sous-sol où peut être édifié une digue ; des

ouvrages, ou construits des canaux et fossés. Seront étudiées dans cette partie : - l'adaptation de roches-mères pour une bonne stabilité mécanique ; - la nécessité d'ancrage pour les ouvrages et sa profondeur ; - la dissolution des matériaux sous-jacents en cas d'infiltrations accidentelles ; - l'aptitude du sol aux irrigations et drainage. L'approche adoptée comprend l'analyse de carte géologique Moramanga - Lakato

avec définition des caractéristiques structurelles. S'ajouteront, si nécessaire, des opérations de trous faits sur terrain à l'angady.

2.2.1. APTITUDE DU SOL A L’IRRIGATION : L'aptitude du sol à l'irrigation dépend de la perméabilité du sol. Les alluvions récentes, qui constituent la plaine de MASSE, sont composées de

sol lourd à texture fine, classé texturalement argile sableuse. Ce type de sol présente une bonne aptitude à l'irrigation car la texture argile

sableuse admet un pouvoir de rétention moyen. D'après le système de classification de BOGOMOLOV, sa perméabilité est

comprise entre 10-4 et 2.10-4 m/s. D'après le système de classification de GASTANY, elle est comprise entre 10-4 et

10-8 m/s.

2.2.2. APTITUDES DU SOL AU DRAINAGE : Le drainage est le point faible de la plaine de MASSE. Pour la réhabilitation de

cette plaine, le drainage sera indispensable. Ce périmètre est constitué par une couche d'argile sableuse posée sur une couche d'argile de type kaolinite plus ou moins pure.

L'aptitude de cette texture au drainage est considérée comme mauvaise car sa vitesse d'infiltration est très faible.

29

Pour que cette plaine soit donc bien drainée, il faut mettre plusieurs drains sont nécessaire pour diminuer l'écartement entre deux drains afin de favoriser l'infiltration de l'eau dans la zone de rétention.

2.2.3. STABILITE DE TALUS : Sont inclus dans le mot talus, les talus des canaux et drains (berges), et les talus

des collines. Concernant les canaux et drains, tous les talus (berges) sont effectués en pente de

45°. Tous les canaux et drains dans le réseau hydroagricole de MASSE sont donc de profil trapézoïdal.

L'argile est un sol cohérent et son angle à l'état naturel est aux environs de 33°. Ceux-ci montrent que les talus des canaux et drains sont stables et ceux-là sont vérifiés par la reconnaissance réalisée sur terrain.

Les talus des collines sont tous stables, sauf sur la partie déblayée pour l'emplacement des trajectoires des canaux d'irrigation où ces talus présentent d'éboulements au moment de crues à cause de non respect de l'angle de terrain naturel pour la reconstitution des talus après déblaiement.

2.2.4. CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU SOL DE FONDATION : Dans la présente étude, aucun essai au laboratoire par prélèvement des

échantillons ou sur terrain n'a été effectué. Elle sera alors baser sur la carte géologique de cette zone et le creusement des

trous dans ce périmètre. D'après la carte géologique, la plaine de MASSE, constituée par des alluvions

récentes, était posée sur de Migmatites et gneiss à sillimanite. Ces substratums sont des roches saines.

Après le creusement des trous dans ce périmètre, l'argile blanche de type kaolinite plus ou moins pure à partir d'un mètre de profondeur a été rencontrée.

Bref, les caractéristiques mécaniques du sol de fondation sont donc adéquates pour une bonne stabilité mécanique des ouvrages en utilisant des encrages, palplanches et de pieux bâtis dans le sol de fondation.

2.3. - ETUDES HYDROGEOLOGIQUES : A cause de la non disponibilité, plus précisément, l'inexistence de carte

hydrogéologie de la zone et des problèmes financiers et de temps qui ne permettent pas de faire de sondage, l'étude hydrogéologique de cette région a été réalisée à partir de l'hydrogéologie de Madagascar et la constatation sur terrain des variations de la nappe alluviale de la plaine de MASSE.

Dans la classification et la répartition des principaux aquifères malgaches, les aquifères des hauts-plateaux sont principalement les horizons d'altération sur socle magmatique et métamorphique.

Les deux seules nappes de la région de la plaine de MASSE sont donc : - la nappe d'altération des collines environnantes ; - la nappe alluviale de la plaine.

30

* La nappe d'altération se trouve dans les horizons d'altération divisés de bas en haut en :

- arènes grenus composés de débris à l'état sain des principaux minéraux des roches Migmatites à savoir, micaschiste, gneiss, amphibolite, et d'un apport quartzo-feldispathique ;

- argiles kaoliniques commencent à être oxydées et rencontrées avec les autres minéraux ;

- latérites où l'argile kaolinique très oxydée, n'est plus rencontrée les autres minéraux ayant été enlevés par érosion et lessivage.

L'eau souterraine se trouve surtout dans les arènes et parfois dans la couche d'argile latéritique.

Ainsi, pour la région de la plaine de MASSE, les horizons d'altération des collines environnantes constituent un réservoir d'eau approvisionnant d'une manière continue les eaux souterraines de la nappe alluviale de la plaine.

* La nappe d'alluvion : La nappe d'alluvion de la plaine de MASSE semble être manipulée par la rivière

Sahamarirana et par les dépôts des ruissellements issus des collines environnantes. Quelque fois le type du bassin, le phénomène à l'origine des alluvions sont

toujours identiques. Ce phénomène, appelé "phénomène sédimentaire", comprend les processus suivants : altération, érosion, transport et dépôts.

L'altération, l'érosion, le transport et le dépôt de sédiments dans la plaine continuent toujours actuellement avec le développement de dépôt d'alluvions le long de cours d'eau et de colluvions du fait des nombreux ruissellements directs le long des flancs des collines dans les autres parties de la plaine. Les matériaux déposés sont toujours des argiles et sables fins et moyens. Ce phénomène prend de plus en plus d'importance du fait de la déforestation sans aucune mesure d'accompagnement.

En définitif, les couches constituant la plaine de MASSE peuvent être de bas en

haut : 1°) Substratum : migmatites et gneiss à sillimanite. 2°) Horizons d'altération : composé de bas en haut par : - arènes grenus formées de quelques grains de quartz, de feldispaths et d'autre

roche métamorphique (micaschiste, gneiss, amphibole), mélangés dans un matériau à tendance argileuse ;

- latéritique argileuse : couche d'argile compacte généralement de couleur blanche (type kaolinite) ;

- latérite : couche d'argile compacte de couleur rouge ; 3°) Alluvions : couches formées d'argile grise, quelquefois tourbe, avec présence

de sables fins à moyens. Et, pour les caractéristiques hydrogéologiques théoriques de cette nappe, en

référence le système de classification de BOGOMOLOV et GASTANY sera pris.

31

2.4. - BESOIN EN EAU DE CULTURES :

2.4.1. CALENDRIERS CULTURAUX : Les paysans dans cette région ont cultivé le riz une fois par ans. Leurs méthodes

sont très traditionnelles. Ils ne font pas de pépinière ; ils appliquent le semis direct après une bonne préparation du périmètre.

Ces paysans ne font pas de désherbage ni sarclage pendant la période de culture. Les vérifient seulement la quantité d'eau dans leur parcelle pour attendre la période de récolte.

Leur calendrier cultural est présenté comme ci-dessous : Mois O N D J F M A M J J A S

Préparation terrain Semis direct

Récolte Tableau n° 12 : Calendrier culturel actuel

2.4.2. DETERMINATION DES BESOINS EN EAU : L'eau est nécessaire pour faire pousser les cultures. Elle joue un rôle primordial

dans la vie d'une plante. Les besoins en eau d'une culture dépendent de ses caractéristiques, du climat c'est-

à-dire de la capacité d'évaporation de l'air environnant, et de la texture du sol (capacité de rétention de réserve facilement utilisable de la culture).

Ces besoins en eau sont donc calculés à partir de : - la pluie efficace déduisée par la pluie de l'année sèche avec une période de retour

de cinq ans c'est-à-dire assurer quatre année sur cinq ; - l'évapotranspiration déterminée par la formule de Thorntwaite ; - la lame d'eau demandée de la culture (plante) ; et - l'efficience de la parcelle qui est égale à 0,8. La réserve facilement utilisable (RFU) est donnée par la formule :

RFU = 3 . da . P . H où H : humidité équivalente en %

da : densité apparente = 0,75 pour terre humide P : profondeur utile du sol (enracinement) en m.

Dans notre cas, on ne tient pas conte de ses valeurs. Pour un sol bien travaillé en matériel attelé, arrivant à une profondeur de plus de

40 cm, les racines de riz arrivent jusqu'à une profondeur de 40 cm. Or, les paysans n'utilisent que la pioche et l'angady, les racines n'arrivent donc qu'à 20 cm de profondeur seulement.

Mois J F M A M J J A S O N D H (%) 77 78 80 79 80 81 82 80 75 72 73 77

da 0,75 P (m) 0,20

RFU (mm) 35 35 36 36 36 36 37 36 34 32 33 35 Tableau 13 : Valeurs de la Réserve Facilement Utilisable (RFU)

32

Par la méthode et avec les données décrites précédemment, d'une chronique des besoins, tout au long d'un cycle végétatif donné, au pas de temps considéré (mensuel) est disponible. Cette chronique représente les besoins nets au niveau d'une parcelle.

Mois O N D J F M A M J J A S Total

Pluie "P" [mm] 23 52 133 146 191 124 44 22 27 35 27 08 Pluie efficace = 0,8 P 18 42 100 100 100 99 35 18 22 28 22 06

Kc 1,1 1,1 1,05 1,0 0,95 ETP 69 81 88 90 93 86 78 64 50 44 46 54

B = Kc.ETP - Pe 51 39 -3 -1 -2 -13 43 46 Mise en boue 150

Remplissage de clos 20 20 Entretien 50 50 50 50

Besoins totaux [mm] 221 59 47 49 48 37 43 46 Efficience 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Besoins nets [mm] 276 74 59 61 60 46 54 58 Besoins nets (m3) "Bn" 2.760 740 590 610 600 460 540 580

dfc = (Bn.103) / (jx 86.400) 1.0 0.29 0.22 0.23 0.25 0.17 0.21 0.22

Tableau 14 : Calcul de besoin en eau de culture actuelle (riz paddy) en l/s/ha Le débit de pointe situé au mois d'Octobre est donc de 1,00 l/s/ha.

2.4.3. BILAN RESSOURCES - BESOINS : L'objectif principal de la présence rubrique est de comparer les ressources

disponibles et les besoins en eau de la plaine (culture). Concernant les ressources (apports), elles sont minimales pendant le mois

d'Octobre où se situent les étiages, et maximales le mois de Mars (saison de crues). Le bilan ressources - besoins, est donc réalisé à partir des apports minimaux du

mois d'Octobre et le débit de pointe du réseau. La comparaison de ces deux éléments permet de conclure que les ressources sont abondantes pour irriguer la plaine de MASSE.

2.5. - LES INFRASTRUCTURES HYDRAULIQUES EXISTANTES - LEURS ETATS ACTUELS - POINT FAIBLE DU RESEAU :

Le périmètre de MASSE est irrigué par quatre barrages de dérivation réalisés en maçonnerie de moellons, bâtis sur un sol modérément léger. Ils sont alimentés par des rivières et des ruisseaux tels que : Sahamarirana, Marotrandraka, Ankakafotra, Semony et Maharizao.

Plusieurs ouvrages assuraient le bon fonctionnement de cette plaine comme barrage de dérivation, chutes - régulateurs, bâches, dalots, ..... Or certains ouvrages endommagés nécessitent une réhabilitation.

Or, à cause de la mauvaise gestion et entretien du réseau, ainsi que de l'insuffisance de drains pour évacuer le plus tôt possible le surplus d'eau, ce réseau hydroagricole ne fonctionne pas correctement actuellement.

2.5.1. LES OUVRAGES DE CAPTAGE : Les problèmes communs de ces barrages de dérivation, outre le barrage

n° 2 bâti sur la rivière Marotrandraka détruit totalement, sont :

33

- les radiers servant à assurer la protection contre l'érosion, la dissipation d'énergie et la stabilité de l'ouvrage sont érodés. L'origine des dégâts est l'insuffisance d'enrobage et la profondeur du bassin dissipateur qui n'était pas suffisant pour amortir la turbulence dans l'écoulement de l'eau en aval,

En outre, le seuil en aval était troué par les paysans ; - l'absence d'enrochement antiérosif protégeant la section du cours d'eau en aval

des ouvrages, risque de créer un phénomène de renard puis détruit la fondation. Or sur le plan d'aménagement, existaient des gabions antiérosifs. Mais à cause de

l'inexistence de rideau de pieux, ces gabions ont disparu : - les vannes sont rouillées et tordues ; - des filtrations sur les corps du barrage causées par des mortiers et enduits non

étanches apparaissent. Et pour le barrage II endommagé totalement, leur origine est constatée comme suit

: outre les problèmes susmentionnés, de la mauvaise gestion et entretien, la dégradation du sol d'assise qui risque de faire basculer le barrage et l'insuffisance des sections de vanne de chasse qui participent à l'évacuation des crues.

2.5.2. LES RESEAUX D’IRRIGATION : En ce qui concerne les canaux d'irrigations, la pente des berges est uniquement

1/1, la revanche des canaux est 20 m et toutes les prises qui servent à charrier l'eau dans le canal aux champs sont en buse de diamètre intérieur 20 cm. Les prises étaient munies de vanne mais à cause de la mauvaise gestion et entretien du réseau hydroagricole, elles ont tous disparu.

a) - CANAL PRINCIPAL CP1 -I : Le canal CP1 - I a 1.984 m de longueur et domine une superficie de

15 hectares, ayant en conséquence un débit maximal de 190 l/s. Ce canal débute par l'avant-canal en béton de profil trapézoïdal qui est brisé sur la partie de la rive droite. Cet avant-canal a 6 m de longueur.

Le canal CP1 - I a une largeur au plafond de 0,40 m avec une profondeur de 0,65 m. La pente du fond est unique de 0,6 %o. Ce canal est assez grand pour transporter le volume d'eau nécessaire en aval.

Il existe le long de ce canal trois prises dont les vannes ont disparu et trois dalots en bois qui fonctionnent encore.

Cependant, par suite du mauvais fonctionnement de l'avant-canal en béton armé, l'eau n'arrive plus tout au long du canal. Sur la berge à droite de l'avant-canal détruit, l'eau dévale directement vers l'enrochement antiérosif en avant du barrage 1. Outre la cassure de cet avant-canal, l'éboulement de talus dans le canal sur une longueur de 340 m empêche aussi l'eau vers l'aval.

b) - CANAL PRINCIPAL CP1 - II : Ce canal est alimenté par un ouvrage de réalimentation captant de l'eau sortant

d'un bassin à côté des hameaux d'Antaninandro. Ce bassin est environ de 1,17 km2.

Ce canal comporte deux prises, deux chutes, et a une longueur de 1.500 mètres. Il domine une superficie de 12,5 ha environ.

34

c) - CANAL PRINCIPAL CP2 : Ce canal P2 a une longueur de 3.720 m et domine une superficie de 38,5 ha

environ, avec un débit en tête d'environ 126 l/s. Il a une largeur au plafond de 0,40 m jusqu'à une longueur de 3.030 m. Le reste est de 0,30 m avec une profondeur respectivement 0,60 m et 0,50 m. La pente du fond est de 0,5 %o.

Auparavant existaient le long de ce canal dix prises vannées, trois chutes - régulateurs de 0,50 m, une bâche, un dalot en bois, et cinq ouvrages de réalimentation.

Pourtant, à cause des endommagements totaux du barrage 2 bâti sur la rivière Marotrandraka et un dalot construit sous ce canal, ce canal ne fonctionne plus.

Le canal P2 alimente aussi un canal secondaire CS21, de 340 m de longueur comportant une bâche en bois endommagée, par l'intermédiaire d'une prise à reconstruire.

Ce canal secondaire domine une superficie de 6,65 ha.

d) - CANAL PRINCIPAL CP3 : Le canal P3 est alimenté par le barrage 3 édifié sur le ruisseau Semony et a une

longueur de 3.617 m. Il domine une superficie de 21 hectares environ, et a un débit maximal en tête de 150 l/s. Ce canal a une longueur de fond nominale de 0,40 m jusqu'à une longueur de 3.018 m et 0,30 m pour le reste. Il a de pente unique 1 %o.

Ce canal principal CP3 comporte treize prises, un chute de 1 m, deux chutes de 0,50 m, une bâche en béton armé sous pont CFM - RN2, une bâche en béton armé de 16 m, un ouvrage de réalimentation et trois dalots.

Ces prises sont bouchées et ne peuvent plus fonctionner. De plus, une partie de 400 m de ce canal n'est pas totalement excavé. Une partie de 240 m ne fonctionne pas non plus à cause de l'éboulement de talus. Les parcelles à irriguer en avant manquent ainsi d'eau. Ce canal P3 alimente aussi deux canaux secondaires 31 et 32. Le canal secondaire 3.1 a une longueur de 372 m et domine une superficie de 3,5 hectares. Il est alimenté par une prise et comporte une bâche en bois.

Le deuxième canal secondaire 3.2 a une longueur de 380 m et domine une superficie de 2,5 ha.

e) - CANAL PRINCIPAL CP4 : Le canal principal CP4 a 2.455 m de longueur, domine une superficie de 22,5

hectares, et a en conséquence un débit maximal en tête de 100 l/s. Ce canal a une largeur au plafond de 0,40 m avec une profondeur de 0,55 m non comprise la revanche de 0,20 m. La pente du fond est de 1 %o. Il existe le long de ce canal cinq prises, deux chutes de 1 m et deux dalots.

Il alimente aussi un canal secondaire 4.1. de longueur 360 m, dominant une superficie de 3,5 hectares environ. Sur ce canal secondaire existe une bâche qui fonctionné mal et qui demande une réhabilitation.

35

PROFIL EN TRAVERS TYPE

f) - RECAPITULATION DES CANAUX :

CANAUX h b Fruit Pente L DEBIT nominal OUVRAGES Surfaces

irriguées (m) (m) %o (m) (l/s) SUR CANAUX (Ha)

CP1 -I 0,60 0,40 1/1 0,60 1.984 190 3 prises, 3 dalots 15 CP1 - II 0,50 0,40 1/1 1 1.500 168 2 prises, 2 chutes 12.5

CP2

0,60 0,50

0,40 0,40

1/1 1/1

0,5 0,5

3.030 690

120 50

11 prises, 3 chutes, 1 bâche, 1 dalot,

5 OR 38.5

CP3

0,60 0,35

0,40 0,30

1/1 1/1

1 1

3.018 599

150 50

13 prises, 3 chutes, 3 dalots, 2 bâches, 1

OR 21

CP4 0,55 0,40 1/1 1 2.455 100 5 prises, 2 chutes, 2 dalots 22.5

CS 21 0,35 0,30 1/1 1 340 50 1 bâche 6.65 CS 31 0,35 0,30 1/1 1 372 50 1 bâche 3.5 CS 32 0,35 0,30 1/1 1 380 50 néant 2.5 CS 41 0,35 0,30 1/1 1 360 50 1 bâche 3.5

Tableau n° 15 : Récapitulation des canaux

2.5.3. LES RESEAUX D'ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE : Sur toute la superficie irriguée, les drains (principaux et secondaires) sont environ

de longueur de 17,368 km. La rivière Sahamarirana joue le rôle de collecteur principal. Elle évacue toutes les

eaux dans la rivière Mangoro. Or, sa section n'est pas suffisante pour évacuer ses affluents et les eaux dans les drains.

Cependant, lors du passage des crues chaque année, sa section varie malgré tout et les crues s'épandent sur le lit majeur. Par exemple, sur la rivière de Sahamarirana, seule une bâche de 6 m est nécessaire pour le franchir. Mais actuellement, il faut construire une bâche de 16 mètres car sa section augmente toujours.

La section et la profondeur du drain principal étant insuffisantes, il est indispensable d'élargir et de curer plus profondément ces drains parce que la plaine de Masse était un terrain marécageux.

1/21/2 h

b

36

2.5.4. LES RESEAUX DE PISTES : Dans la plaine de Masse, il n'existe actuellement que des pistes pour piétons

seulement, vestiges des anciennes routes et pistes construites dans le temps par le Service du Génie Rural.

Tous les ponceaux en bois, qui y étaient, n'existent plus. Il est suggéré de réhabiliter ces routes, pistes et les ponceaux en vue de sensibiliser les paysans à utiliser des charrettes, moyens dont ils n'ont pas l'habitude d'employer.

2.6. - LA MISE EN VALEUR AGRICOLE : La culture de riz est la principale activité des habitants dans ce périmètre. Pour

cette culture, un cultivateur peut exploiter en moyenne 0,64 hectare, mais il pourra faire jusqu'à 1,65 hectare suivant la répartition.

Parmi la population de la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare, 179 familles exploitent ce périmètre. Chaque famille est composée en moyenne de six personnes.

Les exploitants disent que si le réseau hydroagricole fonctionne bien, ils satisfont leurs besoins actuels en riz et leurs excédents de production peuvent être réservés pour leurs prochaines cultures.

Cependant, a cause de son non fonctionnement, presque la moitié des paysans ne peuvent pas pratiquer de riziculture dans ce périmètre.

La demande en paddy de la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare s'élève à 1.335 tonnes par an à l'heure actuelle.

Auparavant, la plaine de MASSE produisait 1,5 x 120 = 180 tonnes de paddy par an. Après, malgré l'endommagement du réseau, il leur manque chaque année 117 tonnes de paddy.

Et, pour la culture de contre-saison, ils peuvent pratiquer des légumes, de maïs, de l'haricot, etc .... sur les colluvions et les versants bas à faible pente.

2.6.1. CULTURES DE SAISON : Dans la plaine de MASSE, les paysans ne font que des cultures de riz avec la

variété locale nommée ANGITRY. Cette variété résiste à la submersion et aux insectes car leurs tiges sont très dures. Ils pratiquent aussi les cultures de maïs, haricot, ... sur les colluvions et les versants à faible pente. Ces cultures diversifiées sont à l'échelle paysannale pour combler seulement le manque de nourriture en paddy.

2.6.2. CULTURES DE CONTRE SAISON : Depuis l'aménagement de la plaine de MASSE, les exploitants n'ont pas encore

pratiqué de cultures de contre-saison, sauf les cultures vivrières sur les colluvions et les versants telles que légumes, patate douce, pomme de terre, etc....

Le rendement très faible et la petite superficie d'un exploitant (0,64 ha en moyenne) sont les causes de l'inexistence de culture de contre-saison.

37

2.6.3. CULTURES SUR TANETY : Quelques paysans seulement pratiquent les cultures sur tanety. Les tanety au vent

sont occupés par des cultures de riz et les tanety sous le vent par des cultures de manioc et maïs.

2.6.4. LES MATERIELS UTILISES : Pour l'exploitation de la plaine rizicole de MASSE, les exploitants n'ont pas

encore utilisé des matériels de cultures attelés. Ils utilisent des Antsy, pioches, angady et des bœufs.

A cause de l'insuffisance de drains sur ce périmètre qui est un terrain marécageux très boueux, l'utilisation des bœufs pendant la préparation du sol est très difficile car il ne supporte pas le poids de bœufs.

2.6.5. TECHNIQUES CULTURALES : Les techniques culturales des agriculteurs dans la commune rurale

d'Ampasimpotsy - Gare sont encore des techniques traditionnelles, soit sur la plaine rizicole, soit sur les colluvions et versants.

Pour la culture de riz sur cette plaine, les paysans font de semis direct après une bonne préparation du périmètre (piétinage, pulverisage, etc...). Le procédé du semis direct réalise suivant les étapes suivantes :

- bien préparer d'abord la plaine ; - poser les grains de semences secs dans l'eau pendant 2 ou 3 jours ; - les enlever après, et les poser à un endroit exposé au vent, au soleil sans être très

chaud, jusqu'au début de germination des grains, et - enfin, les semer sur la plaine déjà préparée. De même pour les cultures diversifiées sur les colluvions et versants, il ne fait ni

culture à la ligne, ni sarclage, ni entretien. Ils attendent uniquement la période de maturité.

2.6.6. MOYEN DE FINANCEMENT DES EXPLOITANTS : Auparavant, les paysans avaient contacté des emprunts auprès de la Bankin'ny

Tantsaha Mpamokatra (B.T.M.). Or, l'obtention du crédit n'intervenait que très tardivement après le délai du calendrier cultural. Ainsi, ce crédit n'a ni aidé les paysans et ni augmenté le rendement. C'est un endettement non productif entraînant nécessairement l'impossibilité pour le paysan de le rembourser.

Par la suite, les paysans sont réticents pour contacter de nouvel emprunt. D'ailleurs, la banque tend aussi à refuser les demandes nouvelles de crédits agricoles. Désormais, les paysans n'utilisent plus que leurs fonds propres pour financer leurs travaux agricoles. Ils ne peuvent ainsi ni augmenter la production et le rendement, ni améliorer la technique culturale.

38

2.6.7. APPROVISIONNEMENT EN INTRANTS : Sont appelés intrants dans le domaine de l'agriculture, l'utilisation des engrais,

fumiers et insecticides aux cultures. L'application des engrais et fumiers favorise le pouvoir productif du sol, et les insecticides protègent les cultures aux insectes.

Depuis l'exploitation de la plaine de Masse après l'Opération rattrapage paddy, les paysans n'utilisaient comme fumier que des déjections d'animaux ramassés directement dans la plaine pendant la préparation du sol. Outre, pour se défendre des rats, le Service de l'Agriculture avait recours au phosphure de Zinc.

Actuellement, le Service de l'Agriculture a conseillé d'utiliser des engrais et de faire d'apport de terre rouge pour augmenter la fertilité du sol. Et, pour se défendre des rats, les directions des eaux et forêts et de l'environnement n'acceptent plus l'utilisation de phosphure de Zinc à la protection des cultures contre les rats.

Elles ont conseillé maintenant l'application des dispositifs destinés à attraper des animaux (pièges aux rats, etc....).

2.7. - ELEVAGES : Les habitants dans la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare ne pratiquent pas

l'élevage comme une activité principale. Ils élèvent des volailles et des bœufs comme une activité accessoire. L'estimation du nombre des éleveurs ne peut être faible. Toutefois la production des animaux domestiques ne sert que pour complément des nourritures et pour aider les paysans dans la vie quotidienne comme les bœufs qui font le piétinage de sol, .....

2.8. - SITUATION ECONOMIQUE : Les activités économiques actuelles des habitants dans la commune rurale

d'Ampasimpotsy - Gare sont basées sur trois branches : a) - Activité agricole : la majeure partie des habitants aux alentours de la plaine de

Masse vit de l'activité agricole : - culture de riz sur cette plaine pour leur consommation, - cultures diversifiées sur les colluvions et versants pour combler le manque de

nourriture, - petit élevage domestique en complément. b) - Exploitation forestière artisanale : les autres habitants se livrent pendant

presque toute l'année à l'exploitation forestière (fabrication de charbon, bûcherons, etc....), activité qu'ils accompagnent de petit élevage domestique (volaille, bovins).

c) - Activités salariales : Les salariés de grands exploitants forestiers sont en grand

nombre, tandis que les salariés du secteur administratif sont en minorité.

2.8.1. UTILISATION DE LA PRODUCTION : Actuellement, les producteurs de paddy utilisent leurs produits pour

l'autoconsommation et leurs semences. De même, les productions des cultures diversifiées et l'élevage des animaux domestique servent à compléter le manque de nourriture et le problème financier de la vie quotidienne.

39

Leurs produits des bûcherons et des fabricants de charbons vont directement dans le circuit commercial pour obtenir de l'argent.

Les grands exploitants forestiers n'habitent pas et ne résident pas dans le périmètre. Leurs activités sont loin d'améliorer la situation économique du périmètre et ne permettent que de donner à un partie de paysans embauchés de subsides de salaires notoirement insuffisants pour améliorer le standing et assurer le mieux - être.

2.8.2. STOCKAGE DE LA PRODUCTION : Après la récolte, le stockage des produits se fait dans le local même d'habitation. Il en est ainsi du paddy et des autres produits vivriers.

2.8.3. COMMERCIALISATION DE LA PRODUCTION : L'existence de la RN2 le long du périmètre est un facteur favorable à la

commercialisation : facilité de transport de produits et de déplacement vers les points de vente.

Les paysans vendent une partie de leurs produits agricoles chez les commerçants locaux du périmètre où à Moramanga.

Les produits forestiers sont vendus aux collecteurs permanents ou de passage qui le ramassent sur les lieux-mêmes de la production, à l'aide de tracteur et de camions.

40

CHAPITRE 3 : PROJET SOMMAIRE DE REHABILITATION ET DE MISE EN VALEUR DU RESEAU HYDROAGRICOLE

L'analyse de la situation existante a mis en évidence la nécessité de l'étude de la

réhabilitation du réseau hydroagricole et de l'analyse de la possibilité de mise en valeur de la plaine de MASSE. L'objectif principal de ce chapitre est de faire l'évaluation quantitative des travaux de réhabilitation d'une part et celle de projet de mise en valeur de la plaine d'autre part.

3.1. - REMISES EN ETAT ET RECALIBRAGE DU RESEAU : Les paysans disent que si le réseau fonctionne bien, ils seront toujours prêts à

produire du riz et assurer la gestion et l'entretien du réseau hydroagricole. Depuis le mois de Juillet 1987, ils ont une association des usagers de l'eau ,

laquelle assure la gestion et l'entretien du périmètre.

3.1.1. OUVRAGES DE DERIVATION : La plaine de Masse est dominée par quatre barrages de dérivation réalisés en

maçonnerie de moellons édifiés dans des gorges de grande largeur. Les travaux de réhabilitation qui doivent être effectués aux ouvrages de dérivation

consistent dans un premier temps à construire un nouveau barrage de dérivation en maçonnerie de moellons sur la rivière Marotrandraka. Ce barrage a 30 mètres de longueur, un mètre de hauteur et est constitué avec :

- des radiers amont et aval : qui assurent à assurer la stabilité de l'ouvrage et la protection contre l'érosion. Ils sont coulés ensemble avec des parafouilles amont et aval. Leurs

longueurs sont calculées en respectant le règle de LANE : Lv + 13

LH > C.H. Pour le

détail de calcul, voir Annexe A.17 - des murs d'ancrage qui servent à l'ancrage du barrage dans les digues de

protection et jouent le rôle de parafouille pour résister contre l'écoulement souterrain latéral.

- un enrochement antiérosif qui protège la section du cours d'eau en aval du barrage et le terrain d'assise des radiers. Il est maintenu en place par un rideau de pieux jointif sur toute la largeur du bassin.

- une prise : qui est dimensionnée en fonction du débit désiré, de la perte de charge admissible et du moyen d'entretien (nettoyage).

41

L'avant-mètre des quantités des matériaux nécessaire pour cette construction est

donné ci-dessous : AVANT - METRE

DESIGNATIONS UNITE QUANTITE Fouilles pour fondation m3 13,2

Béton de proprété à 150 kg m3 0,60 Béton armé à 350 kg m3 30,9

Béton ordinaire à 250 kg m3 8,65 Maçonnerie de moellons m3 29,15 Enrochement anti-érosif m3 237,6

Pieux 15 unité 538 Mortier maçonnerie de moellons 300 kg m3 0,13

Mortier pour enduit à 400 kg m3 0,32

Fers pour armatures (70 kg / m3) kg 2.164 Coffrages plans m2 130 Perrés maçonnés m2 4,7

Tableau n° 16 : Avant-métré de réhabilitation des ouvrages de dérivation Pour les trois autres barrages, il suffit de : - mettre des enrochements antiérosifs arrêtés par des rideaux de pieux pour

protéger la section aval du barrage, - revêtir les radiers aval érodés. La méthode consiste à piqueter les surfaces à

revêtir jusqu'à avoir une forme géométrique de préférence parallélépipédique pour éviter la poussée de l'eau sur le nouveau revêtement laquelle devrait seulement glisser sur le revêtement sans l'endommager. Ensuite, il faut bien nettoyer et épandre de poudre de ciment sur toute la surface avant la couche de revêtement ;

- supprimer les fuites sur le corps de barrages en mettant une nouvelle couche d'enduit. Le principe est comme suit : piqueter les parties de fuites jusqu'à une profondeur moyenne de 6 cm et le rejointe par du mortier gras puis refaire l'enduit ;

- remettre le système de relevages en fonctionnement. La procédure consiste à confectionner une manivelle, dresser la tige fixée sur la pelle de vanne, graisser la crémaillère et repeindre les vannes.

Les matériaux nécessaires pour ces réparations sont donnés ci-dessous :

DESIGNATIONS UNITE QUANTITE

Enrochement Pieux 15

Béton banche à 300 kg Mortier à 300 kg Enduit à 400 kg

Peinture anti-rouille Graisse consistance

m3 U

m3 m3 m3 kg kg

180 1.614 6,75 0,11 0,45 1,00

0,500

Tableau n° 16 Bis : Avant - métré de réhabilitation des ouvrages de dérivation

42

3.1.2. RESEAUX D’IRRIGATION : Etant donné l'état actuel de ces réseaux d'irrigation et compte tenu des données

techniques exposées dans le chapitre 2, les travaux de réparation, qui doivent être effectués à ce réseau d'irrigation, comprennent :

a) - SUR CANAL PRINCIPAL CP1 - I : - la réparation de berges sur la rive droite de l'avant - canal trapézoïdal en béton

armé portant un débit de 140 l/s ; - la confection de vannes pour toutes les prises dans ce canal. Les prises sont en

buse de diamètre intérieur 20 cm. Ces vannes sont des vannes levantes à fonctionnement manuel ;

- le curage sur 1.200 m de ce canal principal CP1-I. Il est estimé à 3 % de la section initiale en considération de l'importance de l'ensablement des canaux.

Les diverses quantités indispensables à ces travaux sont estimées comme suit :


Béton banche à 300 kg Coffrage

Confection vannes avec dormant Curage

m3 m2 U

m3

0,36 3,64

3 24,6

Tableau n° 17 : Avant - métré de réhabilitation sur CP1 - I

b) - SUR CANAL PRINCIPAL PI-II : Ce canal P1-II a une longueur de 1.500 m et domine une superficie de

12 hectares environ. Il est alimenté par un ouvrage de réalimentation totalement détruit captant les

eaux irrégulières sortant d'un bassin versant proche des hameaux d'Antaninandro. Sur ce canal, il suffit de : - reconstruire un ouvrage de réalimentation alimentant ce canal ; - curer et régabariter tout le canal P1-II ; - confectionner des vannes pour toutes les prises. Cette réhabilitation nécessite les quantités suivantes :


Fouilles pour fondation Béton ordinaire à 250 kg Maçonnerie de moellons

Revêtement perrés maçonnés Rideau de pieux 15 cm

Confection de vannes Curage et regabaritage des canaux

m3

m3

m3 m2 U U

m3

0,22 0,61 1,40 4,2 11 2

27

Tableau n° 18 : Avant - métré de réhabilitation sur CP1 - II

43

c) - SUR CANAL PRINCIPAL P2 : Les travaux de réhabilitation consistent : - à confectionner 10 vannes avec dormant ; - à construire deux bâches de 6 m dont l'une sur le canal principal CP2 et l'autre

sur le canal secondaire CS21 ; - à la construction d'un ouvrage de réalimentation (OR) ; - au curage de canal sur une longueur de 3.720 m ; - et à la réparation des culées et des fissures sur le corps de bâche n° 0.II.04 Les quantités nécessaires pour les travaux sont données dans le tableau ci-dessous

:


Confection des vannes Fouille pour fondation

Curage de canal Béton de proprété à 150 kg Béton ordinaire à 250 kg

Béton armé à 350 kg Enrochement

Maçonnerie de moellons Fer pour armatures

Coffrage plan Buse 20 cm

U m3

m3

m3

m3

m3

m3

m3 kg m3 U

11 22,10 53,5 0,44 1,91 2,50 3,94

16,67 175 39,8

4

Tableau n° 19 : Avant - métré de réhabilitation sur CP2

d) - SUR CANAL PRINCIPAL CP3 : Les travaux de réhabilitation consistent à : - confectionner 13 vannes avec dormant ; - construire deux dalots ; - à la construire une bâche sur la rivière Sahamarirana ; - réparer corps d'une bâche en béton armé passant sous un pont CFM - RN2. Cette

bâche est au profil rectangulaire dont la base est de 40 cm, hauteur 38 cm, et l'épaisseur 6 cm. Une berge d'une longueur de 2 m sera reconstruite sur cette bâche ;

- curer toute la longueur du canal P3 ; - et construire d'une bâche de 6 m sur le canal secondaire 31.

44

Cette réhabilitation nécessite les quantités suivantes :

DESIGNATIONS UNITE QUANTITE Fouille pour fondation m3 22

Remblai compacté m3 96,02 Déblai marécageux m3 238

Enrochement anti-érosif m3 3,23 Maçonnerie de moellons m3 21,32

Revêtement perré m2 2,3 Béton ordinaire à 250 kg m3 3,75

Béton armé à 350 kg m3 11,82

Fer pour béton (70 kg/m3) kg 828 Coffrage m2 100,74

Curage canal m3 166 Confection des vannes U 13

Béton de proprété m3 0,77 Enduit à 400 kg m3 0,21

Tableau n° 20 : Avant-métré de réhabilitation sur CP3

e) - SUR CANAL PRINCIPAL CP4 : Les travaux de réhabilitation consistent à : - confectionner des vannes pour les cinq prises sur ce canal CP4 ; - construire un dalot ; - construire une bâche de 6 m ; - curer toute la longueur du canal P4. Les matériaux indispensables aux travaux sont évalués comme suit :


Confection des vannes Fouille pour fondation

Régabaritage des canaux Remblai compacté

Enrochement Perrés maçonnés

Maçonnerie de moellons Béton de propreté à 150 kg Béton ordinaire à 250 kg

Béton armé à 350 kg Fer pour armatures

Coffrage

U m3

m3

m3

m3

m2

m3

m3

m3

m3 kg m2

5 10

25,6 9,92 0,17 2,30 11,4 0,22 2,47 3,17

221,9 35,9

Tableau n° 21 - Avant-métré de réhabilitation sur CP4

45

3.1.3. RESEAUX D'ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE : La plaine de MASSE est un terrain marécageux. Elle est presque totalement

inondée pendant toute l'année. Des hautes herbes y poussent vite et en permanence. Les terres sont ainsi continuellement inondées et n'ont pas le temps de respirer et ne permettent pas un bon rendement.

Les travaux de réparations ne concernent donc que : - le désherbage et le curage de tous les drains (drains secondaires, drains

principaux) ; - de rendre un peu plus profond les drains pour que les racines des cultures aient

de l'air et que le terrain soit sec à la période voulue. Les drains principaux ont 12.208 m de longueur, avec une profondeur moyenne de

1,20 m et une largeur au plafond 1,50 m. La pente de berge est de 1/2. Et, pour les drains secondaires, la longueur est de 6.712 m, largeur au plafond 0,50 m et de profondeur moyenne de 1 m.

La longueur totale des drains est donc de 18.920 m environ.

3.1.4. RESEAUX DE PISTE : Actuellement, les réseaux de piste de ce périmètre ne permettent pas de circuler

qu'aux hommes rangés à la file indienne à cause de manque d'entretien (débroussaillage, réprofilage, ......).

Tout les ponceaux en bois sont endommagés et ne permettent plus de passer. La réhabilitation consiste donc à : - débroussailler et désherber toutes les pistes sur une largeur de 1,50 m ; - construire des ponceaux ou des dalots en maçonnerie de moellons avec de dalle

de couverture en béton.

3.2. - PETITS ASPECTS DES OUVRAGES NECESSAIRES A LA REHABILITATION DU RESEAU HYDROAGRICOLE DE MASSE :

Pour qu'un bas-fond (plaine, vallée, ...) soit bien exploité en cultures, plusieurs ouvrages sont utiles pour maîtriser l'eau dans ce bas-fond. La bonne maîtrise de l'eau implique un bon fonctionnement du réseau hydroagricole. Un réseau hydroagricole est un ensemble des canaux d'irrigation, fossé d'assainissement et drainage, pistes, et les ouvrages qui les constituent.

Le réseau hydroagricole de MASSE était créé en 1974 avec l'Opération de rattrapage de paddy. Actuellement, ce réseau est totalement dégradé et demande a être réhabilité.

L'objectif principal de ce sous-chapitre est de concevoir une petite technologie des ouvrages à réhabiliter dans ce réseau. Doivent ainsi être développés les aspects techniques à partir desquels seront choisis et dimensionnés les ouvrages à édifier.

3.2.1. OUVRAGES DE REALIMENTATION (O.R.) L'ouvrage de réalimentation est édifié sur l'exutoire d'un petit bassin versant situé

à une côte supérieure du fond canal d'irrigation qui le traverse pour alimenter ce canal. Il est dimensionné en fonction du débit d'eau à évacuer dans le bassin versant.

46

Cet ouvrage joue aussi le rôle d'un déversoir latéral en cas de surplus d'eau par l'intermédiaire d'un drain accompagné avec cet ouvrage de réalimentation.

On a sept (7) ouvrages de réalimentation dans le réseau hydroagricole de MASSE, dont cinq (5) fonctionnent bien et deux (2) sont à reconstruire totalement.

Pour calculer les dimensions de ces ouvrages, sont considérées : - l'eau apportée par ces bassins versants calculée par la formule de CTEGREF qui

est maximum au mois de Mars d'après le coefficient de région R3 correspondant à ces bassins. Ce coefficient est égal à 15,7 % pour le mois de Mars ;

Qapport = S PTB

Zm315

5 3100

1 3,

( ) / .( ) /

- l'intensité de pluie maximale correspondante au temps de concentration de ces bassins versant qui provoque les crues.

Le temps de concentration de ces bassins sera calculé par la formule de PASSINI :

tc = 0,108 . S LI

.3

L'intensité de pluie sera à déduire de la hauteur de pluie maximale de 24 h avec une période de retour 5 ans qui est égale à 139,4 mm ;

i(tc) = Hb

( , )24 5

24.tcb-1

où tc = temps de concentration b = paramètre régional qui est égal à 0,40 pour Toamasina H (24, 5) = hauteur de pluie maximale journalière de période de retour 5 ans

Le débit de crue sera calculé par la formule rationnelle

Qcrue = 0,278.C.S.i(tc) où Qcrue = débit de crue

C : coefficient de ruissellement = (1 - 3624 5H( , )

)2

S : superficie en km2 i : intensité de pluie

Les résultats de tous ces calculs seront donnés dans le tableau n° 22 ci-après :

O.R. Si Périmètre Pente I Chemi- nement tc i(tc) Débits (m3/s)

Caractéristiques ouvrages [m]

[km2] [km] [m/km] L [km] [h] (mm) crue apport Total h bcalculé bchoisie 0.I'.01 0,65 4,45 36,9 1,95 0,608 0,87 0,087 0,015 0,102 0,30 0,35 0,50 0.II.11 1,09 5,15 37,7 2,20 0,745 0,77 0,128 0,025 0,153 0,40 0,35 0,50

Tableau n° 22 : Aspects de calculs des caractéristiques des O.R. La hauteur d'eau h dans les ouvrages était déjà fixée par la hauteur d'eau normale

dans les canaux existants qui les traversent. Il suffit donc de tirer les valeurs de largeur de ces ouvrages par la formule : Qtotal = m.b. 2g .h3/2 où m : coefficient de débit = 0,40

b : base de l'ouvrage

47

g : accélération de la pesenteur = 9,81 m/s2 h : hauteur d'eau dans l'ouvrage Qtotal = débit total à évacuer

3.2.2. DALOT ou PASSAGE EN BUSES : Le dalot est un ouvrage construit sous une piste ou canal pour permettre le

passage d'eau de ruissellement d'une dépression ou d'une petite vallée. Il est nécessaire aussi au raccordement de deux canaux sous une piste.

Dans la plaine rizicole de MASSE, les dalots sont toujours nécessaires au passage des eaux sauvages venant d'un petit bassin versant situé à une côte inférieure du canal d'irrigation traversant son exutoire.

Ces eaux sont passées directement dans le drain par l'intermédiaire de cet ouvrage. On a neuf (9) dalots dans la plaine rizicole de MASSE dont quatre (4) à

reconstruire. Pour le dimensionnement du passage d'eau dans cet ouvrage, les aspects de calcul sont identiques que ceux du calcul de l'ouvrage de réalimentation déjà cités ci-dessus, mais en plus du calcul de débit à évacuer, il faut tenir compte des moyens d'entretien et nettoyage.

D'après la même méthode de calcul que de l'ouvrage de réalimentation avec les données concernant ces ouvrages, les résultats de calcul dans le tableau n° 23 suivant sont obtenus:

Dalots Si Pi Ii Li tc i (tc) débits (m3/s) Caractéristiques dalots

(km2) (km) (m/km) (km) (h) (mm) Crue Apport Total lcalculé lchoisie 0.II.01 1,35 5,60 24,2 3,10 1,12 0,61 0,126 0,030 0,156 0,38 0,60 0.III.03 0,30 2,35 35,7 0,70 0,34 1,22 0,056 0,006 0,062 0,26 0,60 0.III.08 0,19 2,30 36,7 0,60 0,27 1,44 0,042 0,004 0,046 0,23 0,60 0.IV.01 0,21 1,95 33,3 0,75 0,32 1,30 0,042 0,005 0,047 0,24 0,60

Tableau n° 23 : Aspects de calculs des dalots Ces dalots sont de section rectangulaire ayant pour côté intérieure de 60 cm.

(Détail, voir Annexe A-18).

3.2.3. BACHE : Les bâches ou ponts-canaux sont utilisées pour le franchissement de 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 cette bâche avec les canaux, des raccordements de part et d'autre

de la bâche. Les dimensionnements des sections du passage d'eau et caractéristiques de cet

ouvrage, tiennent compte : - du débit à transiter pour l'aval. Ce débit était déjà fixé par la conception des

canaux d'irrigation ; - de la pente du canal existant ; - des règles de béton armé pour que cet ouvrage résiste aux aléas climatiques.

48

Pour les détails de calcul de bâches à réhabiliter dans le réseau hydroagricole de MASSE, voir Annexe A-23.

3.3. - EXTENSION DE PERIMETRE RIZICOLE : Aucune extension ne sera possible sur la plaine rizicole de MASSE. Presque tous

les bas-fond sont déjà exploités et occupés.

3.4. - AMELIORATION DE LA GESTION ET ENTRETIEN DU PERIMETRE

3.4.1. GESTION DES RESEAUX : La gestion des réseaux est indispensable pour la plaine de MASSE. L'absence de

cette gestion est un des facteurs provoquant la permanence d'eau dans la plaine qui était un terrain marécageux.

Cette gestion débute aux ouvrages de captage (barrages de dérivation, ouvrages de réalimentation) et jusqu'à la parcelle.

a) - GESTION DES BARRAGES : Les plans d'eau en amont des barrages doivent être permanents et maintenus

constants à l'aide de la manipulation des vannes en madrier sur les vannes de chasse de ces barrages qui jouent aussi le rôle de l'évacuation de crues.

L'ouverture des vannes de prise sur les barrages doit être établie en fonction du débit demandé en aval, et en tenant compte des pertes sur le transport.

Pendant la période de l'étiage, les batardeaux en madrier sur les vannes de chasse doivent être réglés pour maintenir le niveau d'eau en amont nécessaire pour le bon fonctionnement de la prise.

Et, en période de pluie, lorsque le plan d'eau amont des barrages dépasse son niveau normal, il faut enlever les passages batardables en madrier sur les vannes de chasse pour laisser passer librement le surplus d'eau.

Lorsque le niveau de l'eau sera encore supérieur au niveau normal après l'ouverture des vannes de chasse. Les vannes de prise sont réglées en fonction de charge devant la prise (différence de niveau de l'eau en amont et en aval) pour éviter les débordements sur les canaux principaux.

b) - GESTION DES RESEAUX D’IRRIGATION : La gestion des réseaux d'irrigation sur le périmètre est basée sur le bon

fonctionnement des ouvrages sur les canaux d'irrigation (prises, chutes - régulateurs, ouvrages de réalimentation, ....).

* prises : Les prises doivent-être pourvues de vannes pour régler la quantité d'eau nécessaire

aux parcelles desservies par cette prise et éviter l'insuffisance d'eau en aval. L'existence des vannes sur les prises diminue aussi le gaspillage d'eau qui

provoquerait l'inondation des parcelles. Si la quantité des pluies tombée directement sur les parcelles sera suffisante, les

vannes sont fermées. * chutes :

49

Toutes les chutes dans les canaux d'irrigation de la plaine de MASSE sont du type chute-régulateur ; c'est-à-dire contiennent de rainure pour vanne en madrier qui sert à stabiliser le niveau du plan d'eau amont pour un bon fonctionnement des prises amonts.

Si l'eau est abondante dans les canaux, les régulateurs en madrier sont ouverts. Et si l'eau dans le canal n'est pas suffisante pour les prises en amont, il faut mettre

et règler les régulateurs en madrier. * Ouvrages de réalimentation : La conception des ouvrages de réalimentation est composée d'une vanne en

madrier qui sert à faire passer le surplus d'eau irrégulière dans les canaux de drainage, et joue aussi le rôle de déversoir latérale en cas de débordement.

Si l'eau dans le canal n'est pas suffisante, les vannes en madrier sont disposées pour que l'eau irrégulière sortante du bassin de réalimentation alimente les canaux d'irrigation.

Lorsque l'eau est abondante, les vannes en madrier sont enlevées jusqu'à un certain réglage pour que le surplus passe dans le canal de drainage.

3.4.2. GESTION DE L’EAU : Pour le périmètre rizicole de MASSE, les ressources disponibles sont suffisantes

pour la demande en eau de cultures. Le réseau de distribution permet aussi de délivrer à chaque prise les débits demandés s'il est bien réhabilité et si la bonne gestion des ouvrages cités ci-dessus est assurée correctement et en permanence. La répartition de l'eau dans la plaine ne demandera pas de tour d'eau. Tout le monde pourra avoir de l'eau en temps voulu et à tout moment si le réseau est réhabilité, auquel cas, le conseil donné aux paysans par le Service de l'Agriculture (consistant à avoir et à respecter un calendrier cultural commun de semis, de repiquage et de récolte pour tenter d'éparpiller les fody) pourra être mis en pratique.

Bref, la gestion de l'eau dans la plaine rizicole de MASSE revient donc à une bonne gestion des réseaux d'irrigation.

3.4.3. ENTRETIEN DU RESEAU : Etant donné la dégradation actuelle de ce réseau hydroagricole causée par

l'endommagement des ouvrages qui ne fonctionnent qu'à 35 %, la motivation des paysans diminue d'une année à l'autre pour la gestion et l'entretien du réseau, voire même la mise en valeur de la plaine.

Actuellement, le réseau hydroagricole de MASSE demande une grande réhabilitation pour qu'il soit totalement fonctionnel.

La politique générale pour le développement du sous-secteur irrigué donne la priorité de financement aux travaux de réhabilitation des périmètres où les usagers de l'eau ont déjà montré une volonté et une capacité de s'organiser pour prendre la responsabilité de la gestion et du fonctionnement du réseau hydroagricole à réhabiliter. Tout nouveau programme de la réhabilitation sera réalisé quand cette volonté et cette capacité auront été démontrées.

Le 30 Juillet 1987, les paysans exploitants de la plaine rizicole de MASSE avaient créé une association. Cette association avait un bureau qui assure l'application du règlement, du fonctionnement, et de la comptabilité.

La gestion et l'entretien du réseau sont prévus dans le règlement de l'association, et étaient respectés avant l'endommagement énorme du réseau.

50

Cette association peut avoir pour ressources : - les cotisations des membres ;

- les redevances ; - les dons et subventions, ....

D'après l'enquête faite sur le terrain, les paysans disent qu'ils sont encore prêts à assurer la gestion et l'entretien du réseau quant il sera réhabilité et d'effectuer la mise en valeur du périmètre.

Les travaux d'entretien du réseau sont indispensables pour assurer son fonctionnement prévu et sa pérennité.

Plusieurs facteurs participent à la dégradation du réseau : - la pluie qui provoque l'éboulement de talus, l'ensablement des canaux et des

barrages ; - le vent qui fouette les arbres peuvent tomber dans le réseau et détruire les

canaux, les cavaliers, les ouvrages, les pistes et les ponceaux ; - les crues qui démolissent les ouvrages et les canaux ; - la végétation qui envahit les canaux, les cavaliers, les pistes, .... ; - les animaux domestiques et sauvages qui détériorent le réseau (bœufs, rats, ....)

etc .... Après la constatation des types de dégradation possible du réseau suivant leurs

origines, les travaux d'entretien sont donc classés en deux catégories : * l'entretien ordinaire, qui est composé de tous les travaux nécessaires pour garder

le réseau en état de fonctionnement. Ces travaux sont effectués habituellement et au minimum deux fois par an ;

* l'entretien particulier, qui est la réparation des dégâts provoqués par des cataclysmes naturels tels que les crues, les cyclones et les tremblements de terre.

51

Seront dressés ci-après les travaux d'entretien ordinaire à effectuer avec leur fréquence et leurs exécutants :

DESIGNATIONS DES TRAVAUX FREQUENCE EXECUTANTS

A - RESEAU D'IRRIGATION : 1 - Faucardages des canaux principaux et secondaires

2 - Curage et regabaritage des canaux principaux et secondaire 3 - Faucardage et curage des canaux à la parcelle

4 - Enlèvement des corps flottants devant les vannes 5 - Curage du bassin de décantation devant les prises

6 - Graissage du système de relevage des vannes 7 - Retouche en peinture des vannes

8 - Vérification du calage d'ouverture des vannes 9 - Remise en place des enrochements antiérosifs à l'aval des

ouvrages (barrage, dalot, bâche, .....) B - RESEAU D'ASSAINISSEMENT :

1 - Faucardage des drains principaux et secondaires 2 - Curage des drains principaux et secondaires 3 - Faucardage et curage des drains à la parcelle

4 - Vérification des culées des ouvrages traversants les drains 5 - Vérification des berges C - RESEAU DE PISTE :

1 - Débroussaillage des pistes 2 - Regabaritage des cavaliers pour ruelles

3 - Recharge des trous 4 - Vérification des culées des ouvrages le traversant (pont,

dalot, ....) 5 - Vérification et remplacement des madriers et longrines

manquants ou pourris

3 mois 6 mois 3 mois continu 6 mois 6 mois

Annuelle Continue

Annuelle

3 mois 6 mois 3 mois

Continu Continu

Annuelle

2 ans Dès le début

Annuelle

2 ans

Association Association Exploitants Association Association

C.H. C.H. C.H.

Association

Association Association Exploitant

C.H. Association

Association Association Association

Association

Association

Tableau n° 24 : Travaux d'entretien ordinaire du réseau hydroagricole

3.5. - PROTECTION DES BASSINS VERSANTS DOMINANT LA PLAINE Le périmètre de MASSE appartient à la zone climatique tampon entre le climat

d'altitude du centre Malgache et le climat subéquatorial de l'Est Malgache dont l'altitude est de 820 m.

Les travaux de protection des bassins versants seront perçus dans un cadre de travaux à moyen et à long terme. Ils sont effectués, en tenant compte des disponibilités des paysans, de leurs difficultés d'accès et la possibilité de développement de cette zone.

En analysant ensemble l'orientation possible pour le développement de cette zone et le moyen de protection des bassins versants, ces travaux de protection consistent à exploiter les versants en les fertilisant tout en les protègent.

Les dispositifs à proposer s'établissent comme suit : a) - les hauts versants, qui constituent une zone marginale connexe, devront être

traités par des reboisements. Ils visent : - le maintien de l'équilibre naturel détruit par leur déforestation sans mesure

d'accompagnement ; - la diminution de vitesse de l'eau ruisselée sur ces versants, par la présence des

obstacles créés par le reboisement, qui constitue la couverture végétale résistante. Cette diminution de vitesse favorise l'infiltration ;

b) - après le reboisement et selon les courbes de niveau des collines, la zone est traitée en cultivant des arbres fruitiers. Ces arbres fruitiers participent à la protection des

52

versants et au développement de cette zone, et améliorent ainsi le niveau de vie des paysans en tant que source de revenu ;

c) - plantation des cultures sèches (maïs, haricots, ....) sur la zone après les arbres fruitiers qui a de pente faible ;

d) - culture de légumes sur les colluvions ; e) - et culture de riz sur les bas-fonds.

3.6. - AMELIORATION DE LA CULTURE DE SAISON : Le périmètre rizicole de MASSE est actuellement mis en valeur suivant un seul

mode d'exploitation : exploitation en rizière propre aux riziculteurs avec la variété locale ANGITRY par semence directe et ayant comme rendement moyenne 1,5 t/ha. Cette variété résiste bien à l'eau.

L'éventualité d'une mise en valeur réalisée au profit des paysans de la zone du projet sera l'application d'une autre variété 2.509 qui est proposée par la F.A.O.

Le 2.509 peuvent avoir un rendement élevé allant jusqu'à 4,5 tonnes par hectare, dans la plaine de MASSE, si le drainage de cette plaine fonctionnera bien c'est-à-dire le périmètre n'est pas continument inondé pendant toute l'année et en appliquant la technique moderne (repiquage). 515 tonnes de paddy sont donc disponibles pour la culture de saison.

Le calendrier cultural à proposer pour cette culture s'établit comme suit : - (début de repiquage : 01 Décembre, avec étalement de repiquage 4 semaines)

J F M A M J J A S O N D Pépinière Repiquage Plantation Récolte

Tableau n° 25 : Calendrier cultural de culture de saison Les quantités d'eau nécessaire pour les travaux préparatoires sont les suivantes : - mise en boue : 150 mm - remplissage des clos : 100 mm - assec : 100 mm (pratiquer 3 semaines après repiquage) - entretien : 50 mm pour les trois dernières mois Le débit fictif continu (dfc) est donné par le tableau de calcul ci-après :

J F M A M J J A S O N D P1/5 146 191 124 44 22 27 35 27 8 23 52 133

Pe = 0,8 . P1/5 100 100 99 35 18 22 28 22 6 18 42 100 ETP 90 93 86 78 64 50 44 46 54 69 81 88 Kc 1,1 1,05 1,0 0,95 1,1

Kc.ETP - Pe -1 -2 -13 39 -3 Mise en boue 150

Remplissage des clos 100 Assec 75 25

Entretien 50 50 50 Besoin (mm) 74 48 37 89 272 Besoin (m3) 740 480 370 890 2720 dfc (l/s/ha) 0.28 0.20 0.14 0.34 1.02

Tableau n° 26 : Calcul de besoin en eau pur la culture de saison

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Le débit fictif continu de pointe est de 1.02 l/s/ha. En tenant compte de l'efficience globale du réseau qui est égale à 0,65 (0,8 x 0,9 x 0,9), on a un débit en tête du réseau égal à 1,6 l/s/ha.

Pour ce débit en tête de 1,6 l/s/ha, les ressources sont toujours suffisantes.

3.7. - PROPOSITION DE DOUBLE CULTURE : Depuis l'aménagement de la plaine de MASSE en 1974 par l'opération de

rattrapage de paddy, les exploitants de cette plaine ne pratiquaient pas encore la double culture de riz ou d'autres cultures de contre-saison dans ce périmètre.

Le seul moyen pour développer cette zone et d'améliorer la vie des paysans en pratiquant la double culture de riz dans la plaine de MASSE afin d'assurer l'autosuffisance alimentaire et le revenu monétaire par la commercialisation de productions en surplus.

La F.A.O. et Le Direction de l'Agriculture ont découvert de variétés pour la double culture sur ce périmètre. Ce sont les variétés X265 et EX243 qui ont de cycle total égal à 10 mois et cultivable presque toute l'année (hiver, été, .....).

Le rendement estimé après la réhabilitation en appliquant ces variétés est de 6,5 tonnes/ha/an dont 3/t/ha/an en hiver et 3,5 t/ha/an en saison sèche.

Si toute la plaine est cultivée en double culture chaque année, on a 6,5 x 114,6 = 744,9 tonnes de paddy par an.

Le calendrier cultural adopté pour cette double culture fonctionne comme suit : (Début de repiquage : * première culture 01 Janvier,

* deuxième culture 01 Juillet) Ces repiquages sont avec un étalement de quatre semaines.

J F M A M J J A S O N D Pépinière Repiquage Plantation

Récolte

: Première culture X265 : deuxième culture XE243 Tableau n° 27 : Calendrier cultural de la double culture

Les quantités d'eau pour les travaux préparatoire sont les suivantes : - mise en boue : 150 mm - remplissage des clos : 100 mm - assec : 100 mm (appliquer 3 semaines après repiquage) - entretien : 50 mm

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Le mode de calcul du débit fictif continu est donné dans le tableau suivant :

J F M A M J J A S O N D P1/5 146 191 124 44 22 27 35 27 08 23 52 133

Pe = 0,8 . P1/5 100 100 99 35 18 22 28 22 06 18 42 100 ETP 90 93 86 78 64 50 44 46 54 69 81 88 Kc 1,1 1,1 1,0 1,0 0,95 1,1 1,1 1,05 1,0 0,95

Kc.ETP - Pe -1 2 -9 43 43 20 29 51 51 35 Mise en boue 150 150

Remplissage des clos 100 100 Assec 25 75 25 75

Entretien 50 50 50 50 50 50 Besoin (mm) 274 77 41 93 93 295 104 101 101 85 Besoin (m3) 2740 770 410 930 930 2950 1040 1010 1010 850 dfc (l/s/ha) 1,02 0,32 0,15 0,36 0,35 1,10 0,40 0,39 0,38 0,32

Tableau n° 28 : Calcul de besoin en eau de la double culture Le débit fictif continu de pointe est de 1,10 l/s/ha. Le débit en tête du réseau est égal à la multiplication de ce débit de pointe avec

l'efficience globale du réseau. Ce débit en tête du réseau sera égal à 1,7 l/s/ha.

3.8. - CREATION DE CULTURES SECHES : Outre la culture de riz, les agriculteurs de ce périmètre pratiquent les cultures

sèches tels que les maïs, haricots, manioc, pomme de terre, ....., pour compenser seulement l'insuffisance de leur production en paddy. Ces cultures sont pratiquées sur les colluvions et les bas versants à faible pente.

Compte tenu de la situation économique actuelle, les spéculations culturales des versants à faible pente et les colluvions de la zone assurent aux paysans l'entrée dans le circuit monétaire par la commercialisation de surplus de productions. Or, les paysans de ce périmètre sont encore attirés par la vente de bois et de charbons prélevés dans les forêts classées (pratique et activités interdites).

L'expérimentation future devrait donc s'orienter principalement vers l'extension des cultures diversifiées que les paysans devront pratiquer à savoir :

- le manioc, qui est une plante remarquable poussant même dans les laterites les plus pauvres. Sur cette zone, le rendement peut atteindre jusqu'à 12 t/ha avec un cycle de 6 à 8 mois. Il ne sert quelque fois que pour compléter la nourriture des paysans, des animaux de travaux ou de boucherie, et la ressource financière. De plus, sa conservation est plus facile.

- le maïs, qui est un produit important car les habitants et les animaux le consomment. Sur cette zone, la température et la pluviométrie convient à la culture de maïs pendant toute l'année. Il peut donc être cultivé deux fois par an car le cycle est de 5 mois.

- le haricot, qui est cultivable toute l'année dans cette zone. La température et la pluviométrie de cette zone sont favorables à la méthode de

culture trois fois par an, son cycle est de 3 mois et demi. Pour faciliter son développement et pour économiser le terrain, on peut le haricot

et le maïs peuvent être placés simultanément dans un même trou.

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- la pomme de terre : le climat est favorable à sa culture en saison sèche. La plantation est faite un mois avant la terminaison de la saison de pluie car il ne résiste pas à l'eau. Dans cette zone, elle débute le mois de Mai.

- l'arachide : son cycle est de 8 mois. De préférence, pour avoir une bonne production, la culture est à débuter une semaine après le commencement de la saison de pluie (exemple : début Décembre).

Bref, la proposition d'amélioration de ces cultures diversifiées a été conçue pour assurer l'approvisionnement et l'amélioration du revenu des populations rurales de la région concernée. Cette opération a donc comme objectif de contribuer :

- à l'autosuffisance alimentaire de cette région ; - à l'amélioration du niveau de vie des paysans ; - à la commercialisation de surplus de production.

3.9. - APPLICATION DES INPUTS AGRICOLES (matériels de culture attelée, engrais, insecticide)

Depuis l'aménagement de cette plaine, les paysans assuraient la préparation des sols sur les périmètres où la culture attelée n'a pas été introduite. Il dispose de pioches, et d'angady ainsi que de bœufs pour la partie un peu difficile. Ils n'ont pas encore utilisé des engrais et insecticides.

Après la réhabilitation de ce réseau et en appliquant les types de variétés cités ci-dessus, il faut utiliser :

- les insecticides car ces types de variétés ne résistent pas aux insectes ; - les engrais pour améliorer la fertilité du périmètre.

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CHAPITRE 4 : APPRECIATION DU PROJET L'objectif de l'appréciation du projet est de savoir si celui-ci est rentable. Le

présent chapitre étudie les parties financière et économique du projet. Pour les projets de développement, l'analyse économique est essentielle dans le

but d'estimer la rentabilité pour l'ensemble de la collectivité étudiée. Mais dans les cadres actuels de la politique de développement de sous-secteur

irrigué et du désengagement de l'Etat, la rentabilité financière du projet est étudiée également.

Les calculs des recettes (productions) sont basés uniquement sur la production de paddy dans la plaine de Masse.

4.1. - RESULTATS ECONOMIQUES ACTUELS : Concernant l'estimation économique de la situation actuelle, les calculs sont basés

sur la comparaison des dépenses de production et de la recette. On ne tient pas compte des investissements déjà faits dans ce réseau hydroagricole.

4.1.1. DEPENSES DE PRODUCTION : Dans la région de la plaine de Masse, presque tous les travaux de culture de riz

sont payés en paddy, produit de l'année antérieure, mais des travaux payés en monnaie comme débroussaillage, travaux de semi, etc... existent aussi.

Les dépenses de production comprennent : - le faucardage des canaux d'irrigation et des drains qui est exécuté deux fois

pendant la période de culture. Ces travaux sont réalisés par les paysans. Leurs longueurs sont évaluées respectivement à 7.360 m et 9.460 m ;

- les piétinage et pulvérisation de périmètre ; - semences ; - salaires des semeurs. Les paysans n'utilisent pas des engrais ni insecticides. Ces dépenses sont données dans le tableau suivant :

DESIGNATIONS QUANTITE RENDEMENT P.U. MONTANT Faucardage des canaux et de drains 16.824 m 90 m / jour 5.000 935.000

Labour 50 ha 180.000 9.000.000 Pulvérisage et aplanissement 50 ha 90.000 4.500.000

Semences 50 ha 160 kg / ha 3.000 24.000.000 Salaires des semeurs 50 ha 0,50 ha / jour 5.000 500.000

TOTAL : 38.935.000 Fmg Tableau n° 29 : Valeur annuelle actuelle de dépenses de production A cause des endommagements du réseau hydroagricole de Masse, celles des 50

hectares du périmètre sont cultivées.

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4.1.2. RENDEMENT ANNUEL ACTUEL DE LA PRODUCTION La plaine rizicole de Masse ne produit que 1,2 tonne par hectare, et la superficie

cultivée est de 50 ha. La production de paddy des riziculteurs dans la plaine de Masse est utilisée pour : - la consommation quotidienne en paddy (autoconsommation) ; - les semences de prochaine culture ; - et les charges d'exploitation pour l'année prochaine. Suivant les cas d'utilisation, les prix des paddy sont très différents. Les semences

sont valorisées à 3.000 Fmg / kg de paddy, tandis que la consommation locale et les autres utilisations sont valorisées à 900 Fmg / kg de paddy.

Pour le calcul des recettes de production de paddy des paysans, le prix de 900 Fmg par kilogramme de paddy est considéré.

Cette recette est donc : 1,2 t / ha x 50 ha x 103 x 900 = 54.000.000 Fmg

4.1.3. RENTABILITE ANNUELLE ACTUELLE : En comparant directement les valeurs totales des dépenses de production de

38.935.000 Fmg et des recettes de production de 54.000.000 Fmg, la mise en valeur actuelle de la plaine de Masse est rentable car la valeur de recette est plus grande par rapport au valeur de dépense de production. On a gagné un bénéfice de 15.065.000 Fmg, qui est la 27,9 % du recette.

En détaillant un peu plus ces valeurs (dépenses et recette) en analysant et critiquant les dépenses et recettes par rapport aux superficies moyennes d'un exploitant, leur consommation et le taux d'escompte bancaire, la mise en valeur actuelle n'est pas rentable car :

- un exploitant composé de six personnes n'atteint pas leur consommation en paddy. La superficie moyenne pour un exploitant de 0,64 ha ne produit que 768 kg de paddy par an qui ne sont pas suffisants pour combler la demande annuelle en paddy de 1500 kg / an ;

- le taux de bénéfice 27,9 % est inférieur au taux d'escompte bancaire qui est de 28 %. Donc, en cas d'emprunt auprès de la banque pour la préparation de cette culture, après la production, la dette peut ne pas être remboursée.

Bref, pour un objectif d'autosuffisance alimentaire, la situation actuelle de production en paddy n'est pas rentable.

4.2. - PRODUCTION ENVISAGEE APRES REHABILITATION : La production de paddy sera considérée comme production envisagée après

réhabilitation. Trois variétés sont proposées : 2509, X265 et XE243. La variété 2509 sera appliquée pour la simple culture dans la plaine de MASSE.

L'ancien calendrier cultural est aussi suivi mais en pratiquant une technique moderne et des intrants.

Les variétés X265 et XE243 seront utilisées en double culture de riz sur cette plaine.

Pour les cultures diversifiées, les paysans de cette région les pratiquent. Cette zone a une vocation agricole favorisée par la pédologie du sol et de la condition climatique de cette région. Pour ceux-ci, les productions ne peuvent pas être estimées.

58

4.2.1. PRODUCTION ENVISAGEE : Les productions envisagées après la réhabilitation de ce réseau hydroagricole sont

sous les conditions suivantes : - application des intrants dans la plaine ; - application des techniques modernes (pépinière, .....) ; - bonnes gestion et entretien du réseau hydroagricole. D'après ceux-là, avec la variété 2509, un rendement de 3,5 tonnes par hectare par

an peut être obtenu après six(06) ans de la réhabilitation. Ce rendement peut aussi aller jusqu'à 4,0 tonnes par hectare si les conditions exigées de cette variété sont observées et respectées.

Et avec les variétés X265 et XE243, un rendement annuel de 6,5 tonnes par hectare peut être atteint après six(06) ans de réhabilitation, c’est-à-dire en hiver 3 tonnes par hectare et en saison sèche 3,5 tonnes par hectare. Pour la surface totale de 114,6 ha, une production en paddy de 401,1 tonnes en simple culture et 744,9 tonnes en double culture peut être espérée à partir de six(06) ans après réhabilitation.

4.2.2. VALEUR DE LA PRODUCTION : Dans la région de ce projet, la production en paddy a de rôles très importants pour

la vie des exploitants de la plaine, même pour les habitants dans la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare. Elle assure :

- la nourriture quotidienne en paddy (autosuffisance alimentaire) des paysans exploitants de la plaine ;

- les charges de production (semences, engrais, labour, ....) de paddy pour la prochaine culture ;

- et l'achat des produits de premières nécessités (P.P.N.) en cas de besoin. Suivant la manière d'utilisation de ce produit, sa valeur varie en fonction de leur

ventilation. Elles sont estimées comme ci-dessous : - les semences sont valorisées à 3.000 Fmg / kg de paddy ; - l'autoconsommation, les charges de production et la production commercialisée

sont valorisées à 1.000 Fmg / kg de paddy.

4.2.3. CHARGES DE LA PRODUCTION : Dans le projet sommaire de mise en valeur agricole de la plaine rizicole de Masse,

l'application des inputs agricoles (matériel de culture attelée, engrais, .....) et de techniques culturales modernes seront considérées.

Pour ceux-là, des travaux et intrants seront effectués pour atteindre la production envisagée après ce projet de réhabilitation. Ces travaux et intrants sont :

- le nettoyage des canaux ; - le labour ; - le pulverisage et l'aplanissement ; - les semences et les pépinières ; - les engrais et les insecticides, et - le sarclage et l'entretien. Ces charges sont évaluées en paddy. Pour le détail de calcul, voir

Annexe A-29.

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L'utilisation de la production de paddy est donnée dans le tableau suivant : Variante Année Unité Production Autoconsommation Semences Charges Pertes Commercialisation

SIMPLE CULTURE

1 2000 75 70 1715 140 0 2 2500 540 70 1715 175 0 3 Kg/ha/an 2800 819 70 1715 196 0 4 3000 1005 70 1715 210 0 5 3200 1191 70 1715 224 0

6 à 20 3500 1470 70 1715 245 0

DOUBLE CULTURE

1 3800 0 140 3394 266 0 2 4500 615 140 3430 315 0 3 Kg/ha/an 5200 1266 140 3430 364 0 4 5600 1500 140 3430 392 138 5 6000 1500 140 3430 420 510

6 à 20 6500 1500 140 3430 455 975 Tableau n° 30 : Utilisation de la production de riz paddy par les paysans L'autosuffisance alimentaire des paysans exploitants déduites les charges et les

semences pour la prochaine culture ne sera pas atteinte avec la simple culture, tandis qu'avec la double culture, les exploitants pourront assurer leurs autoconsommation en paddy.

4.2.4. RECETTES ANNUELLES DE PRODUCTION : Les recettes annuelles de production, pour chaque culture, sont calculées à partir

de leur valeur suivant l'utilisation. Les pertes ne sont pas comprises dans ces recettes. Les valeurs de ces recettes sont données dans le tableau ci-après :

Variante Simple culture Double culture

DESIGNATIONS P.U. QNTE Montant QNTE Montant Autoconsommé 1.000 1.470 1.470.000 1.500 1.500.000

Semences 3.000 70 210.000 140 420.000 Charges 1.000 1.715 1.715.000 3.430 3.430.000

Commercialisé 1.000 00 00 975 975.000 TOTAL: 3.395.000 Fmg/ha/an 6.325.000 FMG/an/ha Tableau n° 31 : Valeurs annuelles par hectare des recettes de production pour

chaque variante à partir de l’année six(06)

4.3. - DEPENSES GENERALES DU PROJET :

4.3.1. CHARGES D’INVESTISSEMENT : La valeur des devis quantitatif et estimatif de travaux de réhabilitation de ce

réseau hydroagricole sera constituée des dépenses d'investissement. Ce devis quantitatif et estimatif est calculé à partir du de la série de prix 1963 en

tenant compte des quatre hypothèses suivantes : Première hypothèse : le rendement actuel est estimé à 80 % du rendement en 1963

(63) à cause de l'insuffisance alimentaire actuellement ;

60

Deuxième hypothèse : un travailleur peut travailler 8 heures par jour. Dans les travaux en Génie civil, ces 8 heures de temps ne sont pas totalement utilisées en travail. Ainsi, pour la suite de calcul, 7 heures de travail par jour seront considérées.

Troisième hypothèse : les gravois sont négligeables ; Quatrième hypothèse : la marge bénéficiaire de l'Entreprise est estimée à 35 % et

décomposée comme suit : - 10 % retenue de garantie ;

- 20 % marge nette de l'Entreprise, et - 5 % imprévu.

Pour la main d'œuvre, seront considérés : - les manœuvres (MO) ; - les manœuvres spécialisés (MS) ; - un Chef d'équipe (CE) dirigeant 15 personnes y compris les M.O. et les M.S. - un Chef de chantier (CC) dirigeant 100 personnes, et - l'amortissement des outillages utilisés. Pour le détail de calcul voir Annexe A-31. Ces dépenses sont considérées totalement comme investies dans ce réseau

hydroagricole pendant l'année de référence (Année 0) pour le calcul de taux de rentabilité interne (TRI) de ce projet. Elles sont constituées par de travaux de terrassement et de Génie civil.

En tenant compte des imprévus évalués à 5 % du total des dépenses de réhabilitation, y compris la taxe sur les valeurs ajoutées (T.V.A.) de 20 %, la valeur des charges d'investissement sera évaluée à DEUX CENT QUARANTE ET UN MILLIONS DEUX CENT CINQUANTE TROIS MILLE SEPT CENT QUARANTE CINQ FRANCS MALAGASY (241.253.745 Fmg).

4.3.2. CHARGES DE FONCTIONNEMENT ET D'ENTRETIEN : De bonne gestion et d'entretien sont indispensables pour que le fonctionnement du

réseau hydroagricole soit atteint. Le rendement envisagé après réhabilitation dépend essentiellement de

ceux-là. Pour le calcul des charges de fonctionnement et d'entretien, l'application de

chaque culture sur ce périmètre avec l'exploitation totale de superficie de 114,6 hectares sera considérée.

Les ouvrages qui sont encore en état de fonctionnement seront considérés amortis. Pour ces charges, trois points seront considérés :

a) - PARTIE GENIE CIVIL : la durée de vie des bétons est environ de 50 ans. Pour l'amortissement des ouvrages en Génie civil donc, un taux de 2 % sera adopté. La valeur de l'amortissement par an sera donc de 241.253.745 x 2 % = 4.825.075 Fmg

Et pour la réparation (entretien) annuelle de ces ouvrages, la provision est fixée à 1 % du coût d'investissement :

241.253.745 Fmg x 1 % = 2.412.540 Fmg

61

b) - PARTIE TERRASSEMENT : D'après l'enquête des paysans pendant les travaux sur terrain, ils avaient dits que

depuis l'aménagement de la plaine de MASSE, ils étaient chargés de l'entretien des canaux et des pistes. L'organisation des travaux et du calendrier était laissée à l'initiative de l'association.

Ces travaux sont réalisés manuellement par les paysans ; mais pour le calcul de rentabilité de ce projet, ces travaux seront tenus en compte.

Les surfaces à faucarder et à curer sont de 36.698 m2. Ces travaux seront réalisés deux fois par culture avec un prix unitaire de 1.000 Fmg/m2, soit donc :

- simple culture : 36.698 x 2 x 1.000 = 73.396.000 Fmg/an - double culture : 36.698 x 4 x 1.000 = 146.792.000 Fmg/an

c) - PARTIE SURVEILLANCE : Dans cette troisième partie, il s'agit de Conseiller hydraulique (CH) qui est chargé

de caler et régler les barrages, chutes, .... pour la bonne gestion du réseau hydroagricole. Celui-là peut-être membre de l'association, mais le coût de sa tâche pour le calcul

de rentabilité sera évalué. Ainsi, étant donné un conseiller hydraulique dans le réseau hydroagricole de

MASSE, payé à 120.000 Fmg par mois, pendant la période de cultures : - double culture : 1 x 120.000 x 12 = 1.440.000 Fmg / an

- simple culture : 1 x 120.000 x 6 = 720.000 Fmg / an Bref, les charges de fonctionnement et d'entretien de ce réseau hydroagricole par

an sont donc évaluées à : - simple culture : 2.412.540 + 10.340.000 + 720.000 = 13.446.540 Fmg/an

- double culture : 2.412.540 + 20.628.000 + 1.440.000 = 24.480.540 Fmg/an

4.3.3. LES COUTS TOTAUX DE PRODUCTION : Les coûts de production sont composés de :

- charges d'investissements qui sont considérés totalement investis en première année ; - charges d'entretien, charges de production et d'amortissement des ouvrages en génie civil. Celles-ci sont constantes à partir de la première année. Les coûts totaux pour chaque variante de cultures sont donnés dans le tableau suivant :

Variante Année Investissement initial

Entretien ouvrage

Entretien canaux et

drains

Conseiller hydraulique

Charge production TOTAL

S C 0 241.254.745 241.254.745 I U 1 6.750.000 720.000 144.375.000 151.845.000 M L 2 6.750.000 720.000 192.500.000 199.970.000 P T 3 2.412.540 10.314.000 720.000 220.605.000 234.051.540 L U 4 2.412.540 10.314.000 720.000 220.605.000 234.051.540 E R 5 2.412.540 10.314.000 720.000 220.605.000 234.051.540

E 6 à 20 2.412.540 10.314.000 720.000 220.605.000 234.051.540 D C 0 241.254.745 241.254.745 O U 1 20.628.000 1.440.000 217.525.000 239.593.000 U L 2 20.628.000 1.440.000 327.250.000 349.318.000 B T 3 2.412.540 20.628.000 1.440.000 393.855.000 418.335.540 L U 4 2.412.540 20.628.000 1.440.000 413.105.000 437.585.540 E R 5 2.412.540 20.628.000 1.440.000 441.210.000 465.690.540

E 6 à 20 2.412.540 20.628.000 1.440.000 441.210.000 465.690.540 Tableau n° 32 : Valeurs annuelles des coûts totaux de production pour chaque variante

62

4.4. - RENTABILITE ECONOMIQUE OCCASIONNEE PAR CE PROJET: Pour le calcul de la rentabilité économique du projet, les quatre indicateurs

suivants peuvent être utilisés : Cash-flow, Valeur actualisée nette (VAN), Délai de récupération (DR) et le taux de rentabilité interne (TRI).

CASH-FLOW : C'est la somme de recette moins la somme de coût. Le cash-flow donne les bénéfices non actualisés du projet qui peuvent constituer

un critère simple pour l'appréciation du projet. Si le résultat de somme de cash-flow donnera une valeur négative, il faut rejeter le projet.

V.A.N. : C'est la valeur actualisée du cash-flow. Le taux utilisé est généralement le taux d'escompte fixé par la banque. La VAN

est utilisée pour le calcul du taux de rentabilité interne et en connaissance des valeurs actualisées nettes du projet au taux de comparaison.

DELAI DE RECUPERATION : C'est le nombre d'années où la somme de coûts et

la somme des recettes sont égales. Il est nécessaire pour la connaissance de la date de récupération du capital. TAUX DE RENTABILITE INTERNE (TRI) Le TRI est le taux qui donne une VAN nulle. Il est l'indicateur le plus

recommandé pour évaluer la fiabilité économique et financière d'un projet. Il est nécessaire pour la comparaison de rentabilité d'un projet avec d'autres taux

notamment les taux d'escompte bancaires qui sont de 28 % actuellement. Après calcul des ces indicateurs sur les deux variantes, on aura les valeurs

suivantes (pour les détails de calculs, voir annexe A-34 et A-35) :

Indicateurs Variante 1 Variante 2 VAN(28) 218.600 89.018.304

DR 19 ans 9 ans TRI 28,02 % 33,51 %

Tableau n° 33 : Valeurs des indicateurs (VAN, DR, TRI) pour chaque variante Le projet est rentable car les TRI (Variante 1, variante 2) sont supérieurs au taux

d'intérêts bancaires évalués à 28 %. Pour la variante 1, le capital sera récupéré après 19ans, tandis que pour la

deuxième variante, il sera récupéré après 9 ans. Pour que le projet soit toujours rentable, après réhabilitation, les paysans ne

doivent pratiquer que la culture améliorée sur tout le périmètre (pépinière, intrants, etc....) et respectent la gestion et l'entretien du réseau hydroagricole.

63

4.5. - INTERETS DU PROJET : Plusieurs avantages seront apportés par ce projet aux paysans exploitants de la

plaine de Masse, surtout pour la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare. L'application de double culture sera très favorable pour les paysans exploitants.

Avec cette double culture, ils pourraient satisfaire leur consommation en paddy outres les charges de prochaine culture à partir de la quatrième année de production.

Pour la commune rurale d'Ampasimpotsy - Gare, ce projet : - freine la déforestation dans cette commune car les paysans se concentreront à ce

périmètre ; - protège les bassins versants et les réserves naturelles dans la région, et - améliore la situation socio-économique de paysans.

CONCLUSION GENERALE

Selon la situation socio-économique de la région, objet de la présente étude, la réalisation de ce projet s'avère nécessaire et indispensable pour :

- améliorer le niveau de vie des paysans dans cette commune rurale ; - développer cette région, et - éviter la déforestation qui favorise l'ensablement du périmètre. Si les travaux de réhabilitation de cette plaine ont effectués et que les paysans

exploitants de cette plaine suivent minutieusement la gestion, l'entretien et la méthodologie proposée pour la fertilisation de la plaine et les zones exploitables (colluvions, versants) aux alentours, ils pourront assurer leur besoin en consommation et même la commercialisation de surplus.

La production en paddy de cette plaine sera estimée à 744,9 tonnes par an avec la double culture à partir de 6 ans de productions. Cette production n'est pas suffisante pour les habitants de la commune car elle demande 1.335 tonnes de paddy par an actuellement. Mais pour les 179 exploitants de la plaine, ils auront encore un surplus de 51,2 tonnes par an à partir de l’année 6 de production.

Le projet mentionné dans ce mémoire peut donc contribuer à l'amélioration du niveau de vie des paysans et même au développement de la commune.

L'étude et l'analyse dans le présent mémoire sont faites à partir des données réelles du terrain sauf sur les études géologique, pédologique et hydrogéologique qui sont basées seulement sur les cartes disponibles de cette région et la connaissance générale sur Madagascar. L'utilisation de ce mémoire par la suite demandera donc une révision des études sur les parties géologie, pédologie et hydrogéologie.

L'étude de ce projet cherche à donner une large connaissance sur l'établissement d'un projet, à aider les autorités locales de cette région à avoir une connaissance plus détaillée de la situation actuelle de cette plaine quant aux orientations de développement de cette commune rurale.

En outre, elle cherche à aider aussi les habitants intéressés à la formulation de dossiers nécessaires à des demandes éventuelles de financement, public ou privé, pour la réhabilitation de ce réseau hydroagricole.

64

Annexes :

A.1. - DONNEES CLIMATIQUES :

A.1.1. PRECIPITATIONS MOYENNES MENSUELLES POUR DES PERIODES 1979 - 1995 OBSERVEES A LA STATION DE MORAMANGA (latitude 18°57'8 - longitude 48°13'E - Altitude 0820 m)

Années J F M A M J J A S O N D Total

1979 145,0 226,2 88,0 23,7 36,5 24,1 70,1 -- 10,3 22,7 115,8 99,3 861,7 1980 415,0 128,3 340,3 36,8 29,0 18,6 69,7 42,0 26,0 148,1 86,9 187,2 1.527,9 1981 159,1 326,3 -- 153,7 46,8 24,0 71,4 43,6 27,1 135,7 76,0 205,3 1.269,2 1982 747,5 327,4 -- 78,0 23,2 56,5 61,4 26,0 -- 96,8 71,4 166,5 1.654,7 1983 171,2 95,7 104,3 104,3 11,9 74,9 48,9 26,2 5,8 59,4 165,4 -- 867,1 1984 -- -- 80,0 114,3 16,5 33,5 35,9 56,4 6,8 39,7 205,5 97,8 686,4 1985 155,6 596,0 330,4 65,8 24,3 40,6 19,9 85,9 15,9 76,3 82,1 306,2 1.799,0 1986 -- 433,0 -- 52,9 53,4 40,4 21,4 29,6 7,7 101,7 151,5 384,3 1.275,9 1987 541,1 -- 170,7 -- -- -- 22,7 72,0 9,8 42,4 48,2 164,4 1.071,3 1988 482,6 144,5 262,2 -- -- 38,4 62,0 14,8 3,4 25,2 140,4 327,5 1.501,0 1989 145,2 456,7 129,5 16,8 26,5 24,0 58,5 104,4 36,9 39,9 138,7 411,4 1.588,5 1990 92,0 326,1 164,1 75,6 28,8 36,5 37,1 32,4 4,7 8,8 12,3 325,7 1.144,1 1991 103,6 272,2 221,2 170,8 23,8 48,2 56,9 18,2 11,7 20,6 143,6 255,3 1.346,2 1992 253,0 227,2 292,6 100,2 77,3 54,5 57,4 48,5 20,0 6,0 73,5 50,0 1.260,2 1993 277,8 261,8 273,1 81,8 53,1 61,6 65,8 36,2 17,1 128,9 35,1 117,1 1.409,4 1994 461,7 299,5 305,7 38,0 87,4 48,7 63,1 62,9 16,5 70,5 10,9 255,3 1.720,2 1995 520,2 382,0 90,3 106,9 59,7 18,7 33,0 54,6 26,0 11,0 86,0 -- 1.388,4

n 15 15 14 15 15 16 17 16 16 17 17 15 17 % annuel 23,66 22,81 15,48 6,18 3,03 3,05 3,82 3,58 1,17 4,62 7,35 15,95 100,00

201,3 132,8 96,5 44,9 22,4 16,4 18,1 24,8 9,7 46,7 55,0 111,0 314,3 Pmin. 92,0 95,7 80,0 16,8 11,9 18,6 19,9 14,8 3,4 6,0 10,9 50,0 686,4 Pmoy. 311,4 300,2 203,7 81,3 39,9 40,2 50,3 47,1 15,4 60,8 96,7 209,9 1.316,0 Pmax. 747,5 596,0 340,3 170,8 87,4 74,9 71,4 104,4 36,9 148,1 205,5 411,4 1.799,0

Source : METEO

65

A.1.2. NORMALES DE TEMPERATURE (en °C) PERIODE 1961 - 1990

J F M A M J J A S O N D Tmin 16,9 17,3 16,7 15,6 13,6 11,5 10,6 10,7 11,2 13,3 15,2 16,6

Normales Tmoy 22,5 22,8 22,0 21,0 19,0 16,8 15,9 16,1 17,5 19,7 21,3 22,2 Tmax 28,0 28,4 27,3 26,5 24,5 22,2 20,9 21,6 23,9 26,1 27,5 27,9

Absolues Tmin 11,0 13,1 11,3 10,0 6,3 1,9 1,0 3,1 4,0 6,0 9,0 10,3 Tmax 34,5 34,2 32,9 32,6 31,2 30,7 27,8 30,0 31,4 33,0 35,0 33,9

Source : METEO

A.1.3. NORMALES MENSUELLES D'HUMIDITE (en %) PERIODE 1961 - 1990

J F M A M J J A S O N D 07 h 91 94 94 95 96 96 97 96 94 90 89 89

Normales 12 h 64 64 67 66 67 68 70 68 60 57 57 62 de 17 h 76 77 79 77 78 78 78 77 72 71 73 78 moyennes 77 78 80 79 80 81 82 80 75 72 73 77

Source : METEO

A.1.4. VALEURS DES PLUIES MAXIMALES DE 24 HEURES PERIODE 1971 - 1994

Années 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982

max 24 H 107,2 131,0 72,1 63,4 267,3 58,8 87,1 66,1 42,5 131,2 136,8 76,3 Date 12/02 13/02 06/01 11/12 12/03 06/04 24/02 28/02 14/02 06/12 25/02 03/02

1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 68,3 61,0 183,3 93,3 65,0 172,6 77,4 85,5 94,7 81,6 62,2 161,2 03/02 14/11 11/02 10/12 05/01 15/01 11/02 11/12 07/11 09/03 27/03 03/02

Source : METEO

66

A.2. - AJUSTEMENT DES PLUIES MAXIMALES DE 24 HEURES :

A.2.1. PAR LA LOI NORMALE AU SEUIL 0,05 Pluies

(1)

Limite des classes "Ci"

(2)

Taux limites

(3)

Aire sous la courbe

(4)

Aire de chaque classe

(5)

Effectif "eth" théorique

(6)

Effectif observé "eo"

(7) 267,3 266,8 3,17 0,4992 183,3 172,6 0,2668 7 5 161,2 136,8 134,0 0,62 0,2324 131,2 131,0 107,2 0,1414 4 5 94,7 93,3 90,2 - 0,23 0,0910 87,1 85,5 81,6 3 5 77,4 76,3 74,2 - 0,53 0,2019 72,1 0,0715 2 5 68,3 66,1 65,0 63,4 62,8 - 0,75 0,2734 62,2 0,1015 3 4 61,0 58,8 42,5 42,0 - 1,15 0,3749

TOTAL 19 24

67

Teste de KHI Deux (X2) (e0 - eth)2

X2 = --------------- = 6,99 eth

Pour la loi normale, le degré de liberté = k - 1 - où K : nombre de classes = 5 : nombre d'estimation de paramètre = 2 pour la loi NORMALE

et la seuil égale à 0,05 c'est-à-dire 5 chances sur 100 pour que l'on rejette l'hypothèse lorsque le X2 calculé est supérieur au X2 donné par la table :

seuil 0,05 } = 2 } X2 table = 5,99

X2 = 6,99 > X2table = 5,99 ==> donc la loi NORMALE n'est pas acceptable pour l'ajustement de ces pluies au seuil 0,05

Ci - P

(3) : t = ----------

(4) : lit sur l'abaque (6) : (5) x N où P : pluie moyenne = 101,9 N : effectif total = 24 = écart type = 52,1

68

A.2.2. PAR LA LOI DE GUMBEL (Loi des extrems)

On classe les valeurs par ordre décroissant qui correspond à la fréquence de dépassement car le tableau d'ajustement est spécial pour cette fréquence.

rang i Pi Fi = i

N 1

1 42,5 0,04 2 58,5 0,08 3 61,0 0,12 4 62,2 0,16 5 63,4 0,20 6 65,0 0,24 7 66,1 0,28 8 68,3 0,32 9 72,1 0,36 10 76,3 0,40 11 77,4 0,44 12 81,6 0,48 13 85,5 0,52 14 87,1 0,56 15 93,3 0,60 16 94,7 0,64 17 107,2 0,68 18 131,0 0,72 19 131,2 0,76 20 136,8 0,80 21 161,2 0,84 22 172,6 0,88 23 183,3 0,92 24 267,3 0,96

Divisons ces valeurs en plusieurs classes à partir de la figure (01)

Classe e0 eth = N(fi - fi - 1) 1 5 24 (0,21 - 0,04) ~ 4 2 5 24 (0,33 - 0,21) ~ 3 3 5 24 (0,5 - 0,33 ~ 4 4 5 24 (0,82 - 0,5) ~ 8 5 4 24 (0,96 - 0,82) ~ 3

TOTAL 24 22 (e0 - eth)2

X2 calculé = --------------- = 3,29 eth

Le degré de liberté = k - 1 - or k = 5 et = 2 pour loi de Gumbel d'où = 5 - 1 - 2 = 2 }

seuil = 0,05 } => X2table = 5,99 X2 = 3,29 < X2table= 599

69

Donc, la répartition des pluies maximales de 24 heures à Moramanga sont la loi de Grembel au seuil 0,05

Les pluies maximales de 24 heures en différentes fréquences sont données par la

formule P (24, F) = P0 + PaF ou F : fréquence et 1

a = 0,780

(Décimale) P0 = P - 1a

. 0,577

PF = - ln (ln . 1F

)

Fréquence F 1/100 1/50 1/10 1/5 1/2 4/5 9/10 49/50 99/100

PF - 1,527 - 1,364 - 0,834 - 0,476 0,367 1,50 2,25 3,90 4,60 1/a 40,6 P0 78,45

P (24, F) 16,5 23,0 44,6 59,1 93,4 139,4 169,8 236,8 265,2

= 52,1 P = 101,9 A.2.3. PAR LA LOI DE GALTON

(ou loi de GIBRAT - GAUSS ou LOG NORMALE)

Le classement des valeurs et les fréquences sont les mêmes qu'avec l'ajustement de Gumbel (Ordre décroissant, Fi = i /(N +1), sauf les tableaux qui les distincts. Figurons les nuages des points Mi (Pi, Fi) sur le papier Galton.

Divisons ces valeurs en cinq classes (Fig. 02) Classe e0 eth = N(fi - fi - 1)

1 5 24 (0,2 - 0,04) ~ 4 2 5 24 (0,34 - 0,20) ~ 3 3 5 24 (0,5 - 0,34) ~ 4 4 5 24 (0,82 - 0,50) ~ 8 5 4 24 (0,96 - 0,82) ~ 3

TOTAL 24 22 (e0 - eth)2

X2 calculé = --------------- = 3,29 eth

Le degré de liberté = k - 1 - or k = 5 = 3 (a, b, n) pour la loi de Galont d'où = 1 }

seuil = 0,05 } => X2table = 3,84

X2 = 3,29 < X2table= 3,84 => la loi de Galton est acceptable pour ces pluies.

70

Calculons les pluies maximales de 24 heures des différentes fréquences par la formule de Galton qui est |P(24, F) = eZF| avec ZF = Z + UF.Z où Z (24, F) : hauteur

rang i Pi F = i/N+1 Z = ln Pi

1 42,5 0,04 3,74950 2 58,5 0,08 4,06903 3 61,0 0,12 4,11087 4 62,2 0,16 4,13036 5 63,4 0,20 4,14946 6 65,0 0,24 4,17439 7 66,1 0,28 4,19117 8 68,3 0,32 4,22391 9 72,1 0,36 4,27805 10 76,3 0,40 4,33467 11 77,4 0,44 4,34899 12 81,6 0,48 4,40183 13 85,5 0,52 4,44852 14 87,1 0,56 4,46706 15 93,3 0,60 4,53582 16 94,7 0,64 4,55071 17 107,2 0,68 4,67400 18 131,0 0,72 4,87500 19 131,0 0,76 4,87672 20 136,8 0,80 4,91852 21 161,2 0,84 5,08265 22 172,6 0,88 5,15077 23 183,3 0,92 5,2112 24 267,3 0,96 5,58837

Z = 4,52256 Z = 0,44150

Fréquence F 1/100 1/50 1/10 1/5 1/2 4/5 9/10 49/50 99/100 Z 4,52256 Z 0,44150 UF - 2,326 - 2,054 - 1,282 - 0,84 0 0,84 1,282 2,054 + 2,326 ZF 3,4956 3,6157 3,9566 4,15117 4,52256 4,8934 5,0886 5,4294 5,5495

P (24, F) 33,0 37,2 52,3 63,5 92,1 133,4 162,2 228,0 257,1

71

A.3. AJUSTEMENT DES PLUIES INTERANNUELLES A.3.1. PAR LA LOI NORMALE On classe par ordre décroissant (correspondant au fréquence de dépassement) ces

valeurs et en suite, on les divise en quatre classes.

Pluies

Limite des classes

t > aux classes

Aires sous la courbe

Aire de chaque classe

Effectif théorique

eth

Effectif observé

e0

686,4 685,9 - 2,01 0,4788 861,7 0,2324 4 4 P = 1.316,0 867,1 = 314,3

1.071,3 1.107,7 - 0,66 0,2454 2 = 98.767,5 1.144,1 0,2374 4 4 n = 17 1.260,2 1.269,2 1.275,9 1.311,1 - 0,02 0,0080 1.346,2 0,2277 4 4 1.388,4 1.409,4 1.501,0 1.514,5 0,63 0,2357 1.527,9 0,2025 3 5 1.588,5 1.654,7 1.720,2 1.799,0 1.799,5 1,54 0,4382 15 17

(e0 - eth)2

X2 = --------------- = 1,33 eth

Le degré de liberté = k - 1 - avec k = 4 = 2 pour la loi Normale

d'où = 1 } seuil = 0,05 } ==> X2table = 3,84 X2 < X2table= 3,84 => la répartition des pluies interannuelles suit la loi NORMALE au seuil 0,05

Donc, pour les différentes fréquences, on doit calculer la pluie interannuelle par la loi NORMALE PF = P + UF.p où p : écart-type de p

UF : coefficient de poisson relié au fréquence F p : pluie moyenne annuelle ; PF : pluie annuelle de fréquence F

Fréquence F 1/100 1/50 1/10 1/5 1/2 4/5 9/10 49/50 99/100 P 1.316,0 P 314,3 UF - 2,326 - 2,054 - 1,282 - 0,84 0 0,84 1,282 2,054 + 2,326 PF 584,9 670,4 913,1 1.052,0 1.316,0 1.580,0 1.718,9 1.961,9 2.047,1

72

A.3.2. PAR LA LOI DE GUMBEL :

Classons les données par ordre décroissant, et calculons les fréquences Fi = i/N+1 de chaque donnée. Puis, tronçons sur le papier Gumbel.

rang i Pi F = i/N+1

1 686,4 0,056 2 861,7 0,111 3 867,1 0,167 4 1.071,3 0,222 5 1.144,1 0,278 6 1.260,2 0,333 7 1.269,9 0,389 8 1.275,9 0,444 9 1.346,2 0,500 10 1.388,4 0,556 11 1.409,4 0,611 12 1.501,0 0,667 13 1.527,9 0,722 14 1.588,5 0,778 15 1.654,7 0,833 16 1.720,2 0,889 17 1.799,0 0,944

TOTAL

Division ces données en quatre classes comme ci-dessous : Classe e0 eth = N(fi - fi - 1)

1 4 17 (0,28 - 0,0056) ~ 4 2 4 17 (0,54 - 0,28) ~ 4 3 4 17 (0,76 - 0,54) ~ 4 4 5 17 (0,944 - 0,76) ~ 3

TOTAL 17 15 d'où (e0 - eth)2

X2 calculé = --------------- = 1,33 eth

Pour la loi de Gumbel, le degré de liberté = k - 1 -

= 4 - 1 - 2 = 1

d'où = 1 } seuil = 0,05 } => X2table = 3,84

X2 < X2table= 3,84 => la loi de Gumbel est acceptable aussi au seuil 0,05.

73

D'où, les valeurs de pluies interannuelle des différentes fréquences sont donnés par la

formule PF = Po + yaF avec 1/a = 0,780 .

yF = - ln (ln 1/F) F = fréquence en décimale

Fréquence F 1/100 1/50 1/10 1/5 1/2 4/5 9/10 49/50 99/100

yF - 1,527 - 1,364 - 0,834 - 0,476 0,367 1,50 2,25 3,90 4,60

1/a 245,2

Po 1.174,6

PF 800,1 840,1 970,1 1.057,8 1.264,5 1.542,3 1.726,2 2.130,8 2.302,5

74

A.4. CALCUL DE L'ETP PAR LA FORMULE DE THORNTWAITE :

1,6 avec a = -------- I + 0,5 100

I = in

1

12 ; i = ( t

51 514) ,

où ETP : (en cm) Evapotranspiration potentiel mensuelle pour un mois fictif de 30 jours et une durée théorique d'ensoleillement de 12 heures sur 24.

t : température moyenne mensuelle (en °C)

I : indice annuel global égal à la somme des 12 indices mensuels

i : indice thermique mensuelle

a : fonction de l'indice thermique mensuel (constante pour un lieu donné)

Mois J F M A M J J A S O N D t [°C] 22,5 22,8 22,0 21,0 19,0 16,8 15,9 16,1 17,5 19,7 21,3 22,2 I = 96,51

i 9,75 9,95 9,42 8,78 7,55 6,26 5,76 5,87 6,66 7,97 8,97 9,55 a = 2,04416 ETP [mm] 90,3 92,8 86,2 78,4 63,9 49,7 44,4 45,5 54,0 68,8 80,7 87,8

ETP = 1,6 (10. tI

)a

75

A.5. CALCUL DES APPORTS PAR LA METHODE DE CTGREF :

A.5.1. Pluies annuelles des différentes fréquences (Station MORAMANGA)

Année sèche Année humide

Période de retour 10 5 2 5 10

Pluie annuel (m) 970 1.058 1.265 1.542 1.726

A.5.2. Modules annuelles sur les quatre bassins versants donné par

QAT = S PB

ZT m315 100

5 3 1 3

,.( ) ( ).

/ / avec B = 47

Zm = 1.000 m

Année sèche Année humide

Période de retour 10 5 2 5 10 BV1 270 312 420 585 706 BV2 201 232 313 435 525 BV3 77 89 120 167 202 BVe 47 54 73 101 122

76

A.5.3. Apports en années sèches des Bassins versants : Mois N D J F M A M J J A S O Année

Coefficient de région R3 (%) 4,5 9,2 13,4 14,8 15,7 9,9 6,9 5,7 5,8 6,0 4,4 3,6

2 Q (l/s) 227 464 675 746 791 499 348 287 292 302 222 181 V (106 m3) 0,59 1,24 1,81 1,80 2,12 1,29 0,93 0,74 0,78 0,81 0,58 0,48

BV1 5 Q (l/s) 168 344 502 554 588 371 258 213 217 225 165 135 V (106 m3) 0,44 0,92 1,34 1,34 1,57 0,96 0,69 0,55 0,58 0,60 0,43 0,36 10 Q (l/s) 146 298 434 480 509 321 224 185 188 194 143 117 V (106 m3) 0,38 0,80 1,16 1,16 136 0,83 0,60 0,48 0,50 0,52 0,37 0,31 2 Q (l/s) 169 346 503 556 590 372 259 214 218 225 165 135 V (106 m3) 0,44 0,93 1,35 1,35 1,58 0,96 0,69 0,55 0,58 0,60 0,43 0,36

BV2 5 Q (l/s) 125 256 373 412 437 276 192 159 161 167 122 100 V (106 m3) 0,32 0,69 1,00 1,00 1,17 0,72 0,51 0,41 0,43 0,45 0,32 0,27 10 Q (l/s) 109 222 323 357 379 239 166 137 140 145 106 87 V (106 m3) 0,28 0,60 0,87 0,86 1,02 0,62 0,44 0,36 0,37 0,39 0,27 0,23 2 Q (l/s) 65 132 193 213 226 143 99 82 84 86 63 52 V (106 m3) 0,17 0,35 0,52 0,52 0,61 0,37 0,27 0,21 0,22 0,23 0,16 0,14

BV3 5 Q (l/s) 48 98 143 158 168 106 74 61 62 64 47 38 V (106 m3) 0,12 0,26 0,38 0,38 0,45 0,27 0,20 0,16 0,17 0,17 0,12 0,10 10 Q (l/s) 42 85 124 137 145 91 64 53 54 55 41 33 V (106 m3) 0,11 0,23 0,31 0,31 0,40 0,23 0,16 0,13 0,14 0,14 0,10 0,09 2 Q (l/s) 39 81 117 130 138 87 60 50 51 53 39 32 V (106 m3) 0,10 0,22 0,31 0,31 0,40 0,23 0,16 0,13 0,14 0,14 0,10 0,09

BV4 5 Q (l/s) 29 60 87 96 102 64 45 37 38 39 29 23 V (106 m3) 0,08 0,16 0,23 0,23 0,27 0,17 0,12 0,10 0,10 0,10 0,08 0,06 10 Q (l/s) 25 52 76 83 89 56 39 32 33 34 25 20 V (106 m3) 0,06 0,14 0,20 0,20 0,24 0,15 0,10 0,08 0,09 0,09 0,06 0,05

77

A.6. CALCUL DES DIMENSIONNEMENT ET STABILITE DU BARRAGE DE DERIVATION

Prenons un profil comme ci-dessous :

Bilan des forces : Q : poids du corps de barrage W : poussé de l'eau

Q = [(0,6 x 1 x 1) + (1 x 1 x 12

)] x 9,81 x 2.500 = 29.677,5 N

W = .g.hb2

2 + (1,23.hb.g) = 16.971,3 N

Calcul des centres de gravité de Q/W et W/CD :

(0,6 x 1 x 1,3) + (1 x 1 x 1/2 x 2/3) Q/W = ------------------------------------------ = 1,01 m (0,6 x 1) + (1 x 1/2)

(1,23 x 1 x 0,5) + (1.000 x 9,81 x 1/2 x 1/3) W/CD = ------------------------------------------------------- = 0,33 m (1,23 x 1) + (1.000 x 9,81 x 1 x 1/2)

A.6.1. STABILITE AU GLISSEMENT :

Q 29.677,5 ----- = ------------------ = 1,59 > 1,5 donc la stabilité au glissement est vérifiée W 16.971,3

A.6.2. STABILITE AU RENVERSEMENT : Mr : moment de renversement } Ms

= W x 0,33 = 5.600,5 N.m } ==> --------- = 4,9 > 1,5 Ms : moment stabilisant } Mr = Q x 1,01 = 27.247,3 N.m } dont la stabilité au renversement est largement vérifié

A.6.3. STABILITE ELASTIQUE :

/x = 0 /y = 0 ==> Rc - W = 0 Rc = W = 16.971,3 N

M/c = 0 ==> Mc + W x 0,33 = 0 Mc = 0,33 W = 5.600,5 N.m

78

0 < x < hb

T(x) = (- 1,23.x - x2

2) .g } T(0) = 0

} T(hb) = - 16.971,3 N

mf (x) = - 1,23 x..g . x2

- .g. x2

2. x3

} mf(0) = 0

} mf(hb) = - 7.668,2 N.m

Effort tranchant :

d'où M = 7.668,2 N.m W 6M où b : base = ------- + ---------- S b2 S : Section

16.971,3 6 x 7.668,2 = ------------- + --------------- (1 x 1) 12

Moment fléchissant

= 62.980,5 N/m2 ~ 0,63 daN/cm2

= 0,63 daN/cm2 < admissible = 5,8 daN/cm

donc la stabilité élastique est vérifiée

79

A.6.4. DIMENSIONNEMENT DU DISSIPATEUR D'ENERGIE :

Calculons la lame d'eau au dessus de la pelle (seuil déversant)

hcr = q

g

23 avec q = Qc

L

9 8130, = 3,27 m3/s/m

d'où hcr = 3 279 81

23 ,

,= 1,03 m

Ecrivons l'équation de bernouilli entre 1 et 2 P1 v1

2 P1 v22

Ht = z1 + ----- + ------- = z2 + ------- + ------- + j g 2g g 2g

En prenant comme référence z2, on a :

z2 = 0 } V2cont. V2cont. P1 } ==> Ht = hcont. + ------------ + . --------- ----- = hcontractée = hcont. } 2g 2g g } 1

v2 = vcont. : vitesse contractée } ==> Vcont. = ------------ . 2g H ht cont( )

} 1 v12 } ------ = vitesse d'approche } eg }

v2cont. } j = . ------------- } 2g }

D'après la théorie de continuité, on a : { q = Vcont. (hcont. x 1) (1) { 1

{ Vcont. = ------------ . 2g H ht cont( ) (2)

1

hcont.

(2) dans (1) => q = ------------- 2g H ht cont( )

1

80

2g q2 = ----------- (Ht. h2cont - h3cont) 1 +

1 + (Ht. h2cont - h3cont) = ------------ . q2 2g

AN : = 0,04 } g = 9,81 m/s2 } q = 3,27 m3/s/m } => hcont. = 0,46 m Ht = 2,23 m }

Pour diminuer la longueur du dissipateur d'énergie, il faut ramener le ressaut au pied du barrage, c'est-à-dire : hcont. = h1 = 0,46 m.

La hauteur conjuguée du h1 est donnée par la formule :

h2 = h h

hcr1

1

32

1 8( ( ) - 1)

AN : h1 = 0,46 m } hcr = 1,03 m } ==> h2 = 1,9 m

Et, après la formule de SMETANA, la longueur du ressaut est : lr = 6 (h2 - h1)

= 6 (1,9 - 0,46) = 8,64 m

On prend donc comme longueur du dissipateur 9 m. Cette longueur soit repartie en deux pour l'économie, l'une en radier béton armé et l'autre en enrochement anti-érosif.

Les dimensions du radier aval et les palplanches sont tenir compte du règle de LANE :

Lv + 13

Lh > C.H où Lv : longueur du cheminement verticale

LH : longueur du cheminement horizontale H : denivellé entre les niveaux d'eau amont et aval : 3 pour sable fin et limon

Dans notre cas

H = 105,43 - 104,09 = 1,34 m } ==> Lv + 13

Lh > 4,02 m

C = 3

D'où, on adopte un radier de 3 m, de palplanche amont de 1,50 m de profondeur et palplanche aval de 0,50 m.

81

A.7. CALCUL DES DIMENSIONNEMENTS DU DALOT Il s'agit d'un dalot dont : - les piédroits et mur de tête en maçonnerie de moellons ;

- le radier en béton ordinaire ; - et le dalle en béton armé.

A.7.1. CALCUL DE PIEDROIT :

k : coefficient de poussé de terre = 0,38

dm : densité de moellons = 2.500 kg/m3

Bilans des forces : q1 : surcharge dynamique due au troupeau, humain, charrette, ...

= 250 kg/m2 q2 : surcharge due au remblai de sol pour la confection du canal

avec ds = 800 kg/m3 (densité du sol)

q3 : sol naturel (ds = 800 kg/m3)

Calcul des charges :

P1 = k.q1 x 1,2 (charge dynamique) = 0,38 x 250 x 1,2 = 114 kg/m2 P2 = k.q2 = 0,38 x 800 = 304 P3 = k . q3 . H = 0,38 x 800 x 0,6 = 182 ---------- 600 kg/m2

Poids du piedroit :

p = (0,6 x e x 1) . dm = 0,6 x 2.500 x e = 1.500 e . kg/ml

Calculons l'épaisseur e : M/A (P1) = P1. d1 = 114 x 0,30 = 34,2 kg.m M/A (P2) = P2. d2 = 304 x 0,30 = 91,2 kg.m M/A (P3 = P3 .d3 = 114 x 0,30 = 34,2 kg.m M/A (P4) = P4. d4 = 1.500 x 0,30 = 450 e kg.m

pour qu'il soit stable, il faut MsMr

> 1,5

où Ms : moment stabilisant Mr : moment de renversement

82

450 e ==> -------------------------- > 1,5 ==> e > 0,54 m 3,42 + 91,2 + 36,4

Mais en tenant compte de l'existence de dalle et de l'eau dans cet ouvrage, prenons : e = 50 m.

83

A.7.2. CALCUL DE DALLE :

Cette dalle pose sur deux appuis simples, leur portée est de 1,50 m. q1 = 250 kg/m

q2 = 800 kg/m

q' = 0,20 x 1 x 1 x 2.500 = 500 kg/m

q.l2 (q1 + q2 + q') . l2 Moment fléchissant maximal Mmax = --------- = ------------------------- 8 8

= 436 kg.m La dalle travaille en flexion

Déterminons les armatures d'une dalle ayant une section rectangulaire sans armatures comprimées dans laquelle on connaît b, h, Mmax et les contraintes admissibles a et 'b pour l'acier et le béton.

b : base du dalle. h : épaisseur de la dalle qui est égale à 0,20 m Mmax : 436 km

a : contrainte de l'acier = 2.200 kg/cm2 pour l'acier a haute adhérence 'b : contrainte du béton à la compression

= 137 kg/cm2

a) - Position de l'axe neutre :

Si on considère les deux triangles semblables BDG et AGC, on a :

AC GA 'b y1 ------- = ---------- < ==> ------------ = ---------- BD GB a h - y1 ---- n

'b . h 15 . h y1 = ------------- = ------------- a 15 a 'b + ----- 15 + ----- . ----- n n 'b

84

En posant k = 15/n .

a

b' =

a

b' (n = 15) }

15 15 } = -------------------- = ------------- } ==> y1 = . h 15 a 15 + k } 15 + ----- . ----- } n 'b 2.200 } AN : k = ---------- = 16,058 } ==> y1 = 0,483 x (20 - 3) ~ 8 cm 137 } } y1 = 8 cm 15 } = ----------------- = 0,483 } 15 + 16,058

b) - Section A des armatures :

Mmax A = --------------- a . . h

AN : Mmax = 436 kg.m }

a = 2.200 kg/cm2 } ==> A = 1,39 cm2/ml du radier

= 1 - /3 = 0,839 } h = 17 cm }

Adaptons donc des quadrillages de 20cm par de fer FeE23 6mm pour l’armature de la dalle.

85

A.7.3. DIMENSIONNEMENT DU MUR DE TETE :

Ce mur de tête travaille comme un mur de soutènement. Il support l'effet transversale du remblai de 1 m et du surcharge circulant au-dessus :

p1 = k.q1 x 1,2 = 0,38 x 250 x 1,2 = 114

p2 = k.q2 = 0,38 x 800 = 304 ------ 418 kg/m2

Poids du mur de tête

p" = (1 x e1 x 1) . dm = 2.500 e1 kg/m2

Mr = (114 x 0,50) + (304 x 1/3) = 158,3 kg.m

Ms = 2.500 e1 x 0,50 = 1.250 e1 kg.m

Il faut MsMr

> 1,5

1.250 x e1 AN : ------------------- > 1,5 ==> e1 > 0,19 m 158,3

Prenons e1 = 25 cm pour plus de sécurité

86

A.7.4. DIMENSIONNEMENT DU RADIER

Le dimensionnement du radier dépend de la capacité portante du sol. Ce radier porte toutes les charges telles que mur de tête, piédroits, dalle et toutes les surcharges au dessus du dalle et les transmettra au sol d'assise plus son poids propre.

Charges totales supportées par le sol :

- surcharges : ( q1 + q2) l = (250 + 800) x 1,60 = 1.680

- mur de tête : 2 (e1.dm) = 2 x (0,25 x 2.500) = 1.250

- piedroits : 2 (e.dm) = 2 (0,50 x 2.500) = 2.500

- dalle : 0,20 x 1,60 x 2.500 = 800

- l'eau : (0,60 x 0,60 x 1) x 1.000 = 360

- radier : [(1,60 x 0,20) + (0,20 x 0,30 x 2)]. 2.500 = 1.100 ----------------- 7.690 kg/ml

F F La contrainte = ------ = --------- S 1 x lr

or sol = 0,5 kg/cm2 (capacité portante du sol)

==> = sol

F F 7.690 ==> ------- = 0,5 ==> lr = -------- = -------------- = 1,54 m

lr 0,5 0,5.104

prenons donc lr = 1,60 m (largeur du radier)

87

A.8. BACHE EN B.A. DE 6 m

A.8.1. CALCUL DE LA SECTION

débit = 50 l/s } => Appliquons la formule de Manning - Strickter pour le pente = 1 %o } calcul du section, et choisissons de profil économique c'est-à-dire la hauteur d'eau dans le canal est la mortier du base

Q + Km. S.R2/3.I1/2 où Km : coefficient de Manning = 60 (Béton)

S : section = 2 h2 P : périmètre mouillé = 4 h S h R : rayon hydraulique = ------ = ----- P 2 I : pente

AN : Q = 0,050 m3/s } S = 2 h2 } ==> h = 0,23 h } R = ----- } 2 } I = 1 %o } Km = 60 } Soit donc

h = 24 cm l = 48 cm e = 15 cm r = 6 cm

88

A.8.2. CALCUL DES ARMATURES :

a) Armature du radier

Les armatures supportent : - poids propre du bâche P1 - poids de l'eau P2 (dynamique)

- surcharge due, aux humains Q

Cette bâche se situe sur deux appuis simples.

P1 = 2.500 [(0,15 x 0,78 x 6) + (2 x 0,30 x 0,15 x 6)] = 3.105 P2 = 1.000 x 1,2 x (0,24 x 0,48 x 6) = 830 Q = choisissons 200 kg = 200 ------------- 4.135 kg

l2 Ql 3.935 x 62 200 x 6 Mmax = (P1 + P2) ----- + ------- = --------------- + ------------ = 18.008 kg.m 8 4 8 4

Contrainte de l'acier a = 2.200 kg/cm2 (pour haute adhérence) Contrainte de béton 'b = 137 kg/cm2

Dans ce calcul, on ne tient pas compte des armatures dans le béton travaillent en compression. Celles les armatures du base qui supportent les fléxions qu'on aura calculé. Les armatures dans les parois sont des armatures de montage seulement.

Calculons la position de l'axe neutre : y1 :

15 (1) 2 x ------- y2 = nA (41 - y1) obtenu par identification de moments 2 statique du béton comprimé en haut et l'armature par les triangles semblables AGC et DGB, on a

AC GA 'b y1 ------ = ------- <==> -------- = --------- DB GB a h - y1 ----- n

Donc, on a deux équations : {a.y1 + n.'b.y1 = n.h.'b (2)

{ 15y12 + n.A.y1 = n.A.41 (1)

89

A.N. : { y12 + A.y1 = 41.A { 4.255 y1 = 84.255 ==> y1 = 19,8 cm

d'où A = 18,49 cm2

Soit donc

2 16 mm + 7 14 mm

90

b) Armature de paroi

- Poids de l’eau agissant sur le paroi

Pe = 1000 x 0,24 x 0,30 x 1,00 x 1,2

= 86,40 Kg/ml (charge dynamique)

/y = 0 ==> RB - Pe = 0 ==> RB =86,40 Kg/ml

M/y = 0 ==> -MB + Pe x 0,10 =0

==> MB = 8,64 Kgm

- Effort tranchant T(x) et Moment fléchissant Mf(x)

0 < x < 0,30m

T(x) = - (X²/2) X = 0 ==> T(x) = 0

X = 0,30m , T(x) = -45 Kg

Mf(x) = - (X3/6) X = 0 ==> Mf(x) = 0

X = 0,30m, Mf(x) = -4,5 Kgm

d’où Mmax = 4,5 Kgm

- Section des armatures

AC / BD = GA / GB

’b y

<==> a/n h - y1

==> ’b x h - ’b x y1 = y1 x (a/n)

==> y1(a/n + ’b) = ’b x h

’b . h h n . h

==> y1 = --------------- = ------------------- = -----------------

(a/n) + ’b 1+ (a/’b)(1/n) n+ (a/’b)

91

n . h

y1 = ----------------

n + (a/’b)

A.N: ’b = 137 Kg/cm²

h = 0,13m

a = 2400 Kg/cm² ===> y1 = 0,06 m

n = 15

y1 = . h ==> = y1/h = 0,4613

A = Mmax / (a . . h)

Mmax = 4,5 Kgm

= 1- /3 = 0,84624 ===> A = 0,02 cm²

h =0,13m

Soit donc 1 5mm = 0,19 cm²

Donc, pour les armatures longitudinales de paroi, on emploie 35mm écartée entre axe de 13 cm.

92

A.8.3. CALCUL DES CULEES :

Les sols supportent :

- les poids du culée Q1 - poids du bâche P1 - poids de l'eau P2 - et surcharge Q

Pour un culée, on a :

Q1 = 2.500 [(0,6 x 2,5 x 1) + (b - 0,6) x 2,5 x 1/2)] P1 = 3.105 / 2 kg P2 = 830 / 2 kg Q = 200 kg

Capacité portante du sol = 0,5 kg/cm2

W Q1 + P1 + P2 + Q = ------ = -------------------------- S b x 1

Q1 + P1 + P2 + Q

En égalisant, on a 0,5.104 = ------------------------------ b x 1

A.N. : P1 = 1.552,5 } P2 = 415 } ==> b = 2,16 m Q = 200 } Q1 = 1.875 + 3.125 b }

Soit b = 2,20 m

93

A.9. CALCUL DE DIMENSIONNEMENT DE BACHE n° 0.II.11 (16 m)

Les canaux à relier ont de : pente = 1 %o b = 0,40 h = 0,40 V = 0,47 m/s Q = 150 l/s

La bâche à édifier peut donc respecter la pente du canal 1%o et apte d'évacuer le débit 150 l/s.

Choisissons de bâche à section économique rectangulaire dont la hauteur d'eau dans la bâche soit la moitié de sa base (b = 2 h).

On applique la formule de Manning - Strikler :

Q = km.S.R2/3.I1/2, pour section économique S = 2 h2 P = 4 h R = h/2

A.N. : Q = 0,15 m3/s } km = 60 (Béton) }

S = 2 h2 } ==> h = 0,36 m R = h/2 } I = 1 %o } Soit donc h = 36 cm b = 72 cm r = 10 cm e = 25 cm

*Calculons les armatures principales sur le radier de la bâche qui supportent les charges (poids propre du bâche, poids de l'eau et surcharge)

où { q1 = charge linéaire du bâche { q2 = charge linéaire de l'eau { (charge dynamique) {p3 : surcharges dues aux humains

p1 = 2.500 [(1,22 x 0,25 x 16) + (2 x 0,46 x 0,25 x 16)] = 21.400 p2 = 1.000 x 1,2 x (0,36 x 0,72 x 16) = 4.977 p3 = surcharge estimée = 250 ------------- 26.627 kg

Pour de charges sur deux appuis simple, le moment maximal est donné par la formule

94

q.l2 Pl Mmax = ------- + ------ 8 4

AN : q = q1 + q2 = 1.337,5 kg/m } i = 16 m } ==> Mmax = 43.800 kg.m p = p3 = 250 kg }

Contrainte de l'acier a= 2.200 kg/cm2 (pour haute adhérence)

Contrainte du béton à la compression 'b = 137 kg/cm2

L'équation du moment statique par rapport à l'axe neutre donne

y12 2 (25. -------) = n.A (66 - y1) (1) 2

les triangles semblables ABG et CDG donne :

'b y1 ----- = --------- (2) a (66 - y1) ----- n

AN : n = 15 (coefficient d'équivalence) } 'b = 137 kg/cm2 } => {25 y12 + 15 A.y1 = 990 A (1) a = 2.200 kg/cm2 } { 1.,934 y1 = 61,65 (2)

(2) donne y1 = 31,9 cm

y1 dans (1) donne A = 49,74 cm2

Soit donc 16 20 = 50,26 cm2

* Calculons les armatures sur le paroi

- Poids de l’eau agissant sur le paroi

Pe = 1000 x 0,36 x 0,23 x 1,00 x 1,2

= 99,36 Kg/ml (charge dynamique)

95

/y = 0 ==> RB - Pe = 0 ==> RB =99,36 Kg/ml

M/y = 0 ==> -MB + Pe x 0,15 =0

==> MB = 14,91 Kgm

- Effort tranchant T(x) et Moment fléchissant Mf(x)

0 < x < 0,46m

T(x) = - (X²/2) X = 0 ==> T(x) = 0

X = 0,46m , T(x) = -105,80 Kg

Mf(x) = - (X3/6) X = 0 ==> Mf(x) = 0

X = 0,46m, Mf(x) = -16,23 Kgm

d’où Mmax = 16,23 Kgm

- Section des armatures

AC / BD = GA / GB

’b y

<==> a/n h - y1

==> ’b x h - ’b x y1 = y1 x (a/n)

==> y1(a/n + ’b) = ’b x h

’b . h h n . h

==> y1 = --------------- = ------------------- = -----------------

(a/n) + ’b 1+ (a/’b)(1/n) n+ (a/’b)

n . h

y1 = ----------------

n + (a/’b)

A.N: ’b = 137 Kg/cm²

h = 0,22m

a = 2400 Kg/cm² ===> y1 = 0,09 m

n = 15

96

y1 = . h ==> = y1/h = 0,46128

A = Mmax / (a . . h)

Mmax = 16,23 Kgm

= 1- /3 = 0,84624 ===> A = 0,04 cm²

h =0,22m

Soit donc 1 5mm = 0,19 cm²

Donc, pour les armatures longitudinales de paroi, on emploie 5mm écartée entre axe de 14 cm.

*Calcul des culées :

La dimension de la base e de la culée est à déterminer à partir de la capacité portante du sol qui est considérée égale à 0,5 kg/cm2.

Le sol d'assise support :

- le poids propre de la culée ;

- et la moitié du charge total qui est égale : 26.627/2 kg

Ceux-ci sont transmit au sol par l'intermédiaire de la section de base de culée qui est égale à e x 1,60 m

Q 13.313,5 d'où 0,5.104 kg/m2 = ------------ = --------------- e x 160 1,6 e

==> e = 1,66 m Prenons e = 1,70 m

97

A.10. DETAILS DE CALCULS DES AUTO-CONSOMMATION, SEMECES, CHARGES ET COMMERCIALISEE EVALUEES :

EN PADDY, POUR 1 HECTARE :

A.10.1 POUR DOUBLE CULTURE :

a) - NETTOYAGE DE CANAUX ET DRAINS (2 fois par culture)

longueur totale ~ 27.500 m } rendement 90 ml/jour/homme } ==> 15.000 Fmg x 4 = 60.000 Fmg/ha/an salaire journalière 5.000 Fmg } en paddy = 60 kg/ha/an superficie totale = 114,6 ha } valeur paddy 1.000 Fmg/ka }

b) - LABOUR :

12 sac de 15 kg par hectare : 180 kg x 2 = 360 kg

c) - PULVERISAGE ET APLINISSEMENT :

6 sacs de 15 kg par hectare : 90 kg x 2 = 180 kg

d) - SEMENCES :

70 kg par hectare x 2 = 140 kg

e) - ENGRAIS :

175 kg/ha à 6.000 Fmg le kilo = 1.050.000 Fmg x 2 = 2.100.000 Fmg en paddy = 2.100 kg

f) - INSECTICIDES :

20 kg/ha à 10.500 Fmg le kilo = 210.000 Fmg x 2 = 420.000 Fmg en paddy = 420 kg

g) - PEPINIERISTES :

8 personnes par hectare par jour } ==> 8 x 5.000 x 2 = 80.000 Fmg à 5.000 Fmg / jour / personne } en paddy = 80 kg

h) - SARCLAGE :

6 personnes par hectare par jour } ==> 6 x 2 x 5.000 = 60.000 Fmg à 5.000 Fmg / personne la salaire } en paddy = 60 kg

98

i) - AUTO-CONSOMMATION :

- Superficie moyenne d'un exploitant = 0,64 ha - Consommation en paddy d'une famille d'un exploitant = 1.500 kg/an pour une base de 1 ha, on a 1500 1

0 64.

,x ~ 2.344 kg/famille/an pour une superficie moyenne de 0,64Ha.

D'où les charges de la production sont :

140 + 60 + 360 + 180 + 2.100 + 420 + 80 + 60 = 3.400 kg/ha avec imprévu de 5 %, on a finalement

Charges de culture 3.570 kg de paddy (y compris semence)

A.10.2. POUR SIMPLE CULTURE :

- Nettoyage des canaux = 30 kg/ha de paddy

- Labour 180

- Pulverisage 90

- Semences 70

- Engrais 1.050

- Insecticides 210

- Pepinieristes 40

- Sarclage 30 ----------- Charges de culture : 1.700 kg de paddy / ha (y compris semence)

Avec imprévu de 5 %, on 1.785 kg de paddy / ha

99

A.11. CALCUL DE PRIX DE REVIENT DANS LE DEVIS QUANTITATIF ET ESTIMATIF

Hypothèses : act = 0,80 63

Heure de travail : 7h/jour

Qté x 63 Q [H.J] = ---------------- 0,8 x 7

Q[H.J.] : quantité en Homme Jour Qté : quantité à réaliser

A.11.1. EXEMPLE 1 - MAÇONNERIE DE MOELLONS A DEUX PAREMENTS (NUMERO D'ORDRE 03.384)

A - MAIN D'OEUVRE :

M.O. : (79,94 m3 x 6,9) / 5,6 = 98,5 ~ 99 [H.J] M.S. : (79,97 m3 x 6,9) / 5,6 = 98,5 ~ 99 [H.J]

- M.O. 99 [H.J] x 5.100 Fmg/jour = 504.900 - M.S. 99 [H.J] x 6.750 Fmg/jour = 668.250 (99 + 99) - CE = ------------ x 9.100 Fmg/jour = 120.120 15 (99 + 99) - CC = -------------- x 13.750 Fmg/jour = 27.225 100 - Outillage = (99 + 99) x 650 Fmg/jour = 128.700 ------------------- 1.449.195 Fmg

B - MATERAUX :

Moellons = 1,095 x 79,94 = 87,534 m3 Mortier dosé à 300 = 0,300 m3 x 79,94 = 23,982 m3

Moellons = 87,534 m3 x 60.000 Fmg/m3 = 5.252.040 Ciment= 144 sacs x 47.500 Fmg = 6.840.000 Sable = 24 m3 x 22.500 Fmg = 540.000 Eau = 5 m3 x 4.000 Fmg = 20.000

------------------- 12.652.040 Fmg

100

Déboursé sec total (DST) = 1.449.195 + 12.652.000 DST = 14.101.235 Fmg

Prix de règlement = DST x Marge de l'entreprise = 14.101.235 x 1,35 ~ 19.036.670 Fmg Prix unitaire = 238.140 Fmg

A.11.2. EXEMPLE 2 - BETON ARME (Numéro d'ordre 03.680)

A - MAIN D'OEUVRE :

M.O. = (48,39 m3 x 9,50) / 5,6 = 82,090 ~ 82 [H.J.] M.S. = (49,39 m3 x 1,90) / 5,6 = 16,418 ~ 17 [H.J.]

- M.O. = 82 H.J. x 5.100 Fmg/J = 418.200 - M.S. = 17 H.J. x 6.750 Fmg/J = 114.750 (82 + 17) - CE = ------------- x 9.100 Fmg/J ~ 63.700 15 (82 + 17) - CC = ------------- x 13.750 Fmg/J ~ 13.750 100 - Outillage : (82 + 17) x 650 Fmg/J = 64.350 ----------------- 674.750 Fmg

B - MATERIAUX :

Ciment 339 sacs x 47.500 = 16.102.500 Gravillon (0,80 x 48,39) x 160.000 ~ 6.240.000 Sable (0,40 x 48,39) x 22.500 ~ 450.000 Eau (0,18 x 48,39) x 4.000 ~ 36.000 ---------------------- 22.828.500 Fmg

Déboursé sec total (DST) = 22.828.500 + 674.750 = 23.503.250 Fmg

Prix de règlement = DST x Marge de l'Entreprise = 22.503.250 x 1,35 ~ 31.729.390 Fmg

31.729.390 Prix unitaire = ---------------- = 655.700 Fmg 48,39

Prix unitaire = 655.700 Fmg

101

A.12. DEVIS QUANTITATIF ET ESTIMATIF DE LA REHABILITATION DU RESEAU HYDROAGRICOLE DE MASSE

N° Désignations Unité Quantité Prix Unitaire Montant

101 102 103 104 105

100 - TERRASSEMENT - Débroussaillage - Curage - Fouille en déblai - Déblai marécageux - Remblai

m2 m2

m3

m3 m3

15.000,00 16.296,70

67,52 238

105,94

150

1.000 6.250 9.500

56.165

2.250.000

16.296.700 422.000

2.261.000 5.950.120

SOUS-TOTAL 100 ........................... 27.179.820

201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216

200 - GENIE CIVIL - Enrochement - Revêtement (perrés maçonnée) - Maçonnerie de moellons - Béton de proprété à 150 kg - Béton ordinaire à 250 kg - Béton banche à 300 kg - Béton armé à 350 kg - Enduit à 400 kg - Fer pour béton - Coffrage plan - Buses dimension de 20 - Buses dimension de 50 - Confection de vannes avec dormant - Pieux dimension de 15 - Peinture anti-rouille - Graisse consistance

m3 m2

m3

m3

m3

m3

m3

m3 kg m2 U U U U kg kg

425,54 13,50 79,94 2,03

17,39 7,24

48,39 1,09

3.338,90 310,08

04 08 34

2.163 01

0,500

60.000 33.750

238.140 374.000 481.500 553.725 655.700 15.150 7.750

29.815 270.000 415.000 599.335

6.500 20.000 26.500

25.532.400

455.625 19.036.915

759.220 8.373.285 4.008.970

31.729.325 16.515

26.263.975 9.245.035 1.080.000 3.320.000

20.377.390 14.059.500

20.000 13.250

SOUS-TOTAL 200 ......................... 164.291.405

TOTAL HORS T.V.A. ...................... 191.471.225

T.V.A. (20 %) .................................... 38.294.245

TOTAL GENERAL .......................... 229.765.470

IMPREVU (5 %) .............................. 11.488.275

SOIT = 241.253.745 Fmg

Arrêté le présent devis estimatif à la somme de : Deux cent quarante un millions deux cent cinquante trois mille sept cent quarante cinq Francs Malagasy (241.253.745 Fmg).

102

A.13. CALCUL DES V.A.N., D.R., T.R.I.

A.13.1. VARIANTE 1 - SIMPLE CULTURE

RUBRIQUE

ANNEE 0 1 2 3 4 5 6 à 20

Investissement initial 241.254.745 Charge d’entretien des

ouvrages 2.412.540 2.412.540 2.412.540 2.412.540

Charge d’entretien canaux et drains 6.750.000 6.750.000 10.314.000 10.314.000 10.314.000 10.314.000

Conseiller hydraulique (C.H) 720.000 720.000 720.000 720.000 720.000 720.000

Bénéfice avant réhabilitation 15.065.000

Surface cultivée (Ha) 75 100 114.6 114.6 114.6 114.6 Charge de production 144.375.000 192.500.000 220.605.000 220.605.000 220.605.000 220.605.000

COUTS 256.319.745 151.845.000 199.970.000 234.051.540 234.051.540 234.051.540 234.051.540 Rendement de

production (T/Ha) 2 2,5 2,8 3 3,2 3,5

RECETTE 139.500.000 232.500.000 298.418.400 319.734.000 341.049.600 384.483.000 CASH-FLOW (256.319.745) (12.345.000) 32.530.000 64.366.860 85.682.460 106.998.060 150.431.460

28% Coefficient 1 0,781 0,610 0,477 0,373 0,291 1,041 VAN = Valeur -256.319.745 -9.641.445 19.843.300 30.702.995 31.959.560 31.136.435 152.537.500 218.600

Delai de récupération -256.319.745 -265.961.190

-246.117.890

-215.414.895

-183.455.3335

-152.318.900 DR = 19

ans 30% Coefficient 1 0,769 0,592 0,455 0,350 0,269 0,88

Valeur -256.319.745 -9.493.305 19.257.760 29.286.920 29.988.860 28.782.480 132.379.685 -26.117.345

30 - 28 t - 28 ------------------------------------ = ----------------------- ==> t = 28,02 - 26.117.345 - 218.600 0 - 218.600

TRI = 28,02%

103

A.13.2. VARIANTE 2 - DOUBLE CULTURE

RUBRIQUE ANNEE 0 1 2 3 4 5 6 à 20

Investissement initial 241.254.745 Charge d’entretien des

ouvrages 2.412.540 2.412.540 2.412.540 2.412.540

Charge d’entretien canaux et drains 20.628.000 20.628.000 20.628.000 20.628.000 20.628.000 20.628.000

Salaire du conseiller hydraulique 1.440.000 1.440.000 1.440.000 1.440.000 1.440.000 1.440.000

Bénéfice avant réhabilitation 15.065.000

Surface 1ère culture 75 100 114,6 114,6 114,6 114,6

cultivée 2ème culture 38 70 90 100 114,6 114,6

Charge de production 217.525.000 327.250.000 393.855.000 413.105.000 441.210.000 441.210.000 COUTS 256.319.745 239.593.000 349.318.000 418.335.540 437.585.540 465.690.540 465.690.540

Rendement 1ère culture 2 2,5 2,8 3 3,2 3,5

(T/Ha) 2ème culture 1,8 2 2,4 2,6 2,8 3

RECETTE 203.112.000 362.700.000 499.298.400 561.534.000 639.468.000 692.757.000 CASH-FLOW (256.319.745) (36.481.000) 13.382.000 80.962.860 123.948.460 173.777.460 227.066.460

28% Coefficient 1 0,781 0,610 0,477 0,373 0,291 1,014 VAN = Valeur -256.319.745 -28.491.661 8.163.020 38.619.285 46.232.775 50.569.240 230.245.390 89.018.304

Valeur de récupération -256.619.745 -284.811.406

-276.648.386

-230.029.101

-191.796.326

-141.227.086 DR = 9 ans

35% Coefficient 1 0,741 0,549 0,406 0,301 0,223 0,63

Valeur -256.319.745 -27.032.420 7.346.720 32.870.920 37.308.490 38.752.375 143.051.870 -24.021.790

35 - 28 t - 28 ------------------------------------ = ----------------------- ==> t = 33,51 - 24.021.790 - 89.018.304 0 - 89.018.304

TRI = 33,51%

contribution a l'etude de rehabilitation de la plaine …

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