etude pour la rehabilitation et l’extension du systeme …

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 25. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 25. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

ETUDE POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME

D’EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA VILLE

DE ZINDER AU NIGER

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR 2IE AVEC

GRADE DE MASTER EN GENIE CIVIL ET HYDRAULIQUE

SPECIALITE : INFRASTRUCTURES ET RESEAUX HYDRAULIQUES

--------------------------------------------------------

Présenté et soutenu par

Ismaeil CHAIBOU OUSMANE

Travaux dirigés

Sous la direction de Mahamadou KOITA Maître de Conférences

Sous l’encadrement de Dial NIANG Maître Assistant

Laboratoire Eaux Hydro-Systèmes et Agriculture (LEHSA)

Et Saley OUMAROU, Ingénieur hydraulicien CEH-SIDI (Niger)

Jury d’évaluation du stage :

Président : Dr.Angelbert BIAOU

Membres et correcteurs : Dr. Lawani MOUNIROU

M. Moussa FAYE

Promotion : [2017/2018]

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES

EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA VILLE DE ZINDER AU NIGER

CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 22/01/2019

i

DEDICACES

Je dédie ce document

A

TOUTE MA FAMILLE

Qu’ALLAH leur fasse miséricorde et leur

accorde le Paradis.




ii

REMERCIEMENTS

Pour m’avoir permis d’être ce que je suis devenu aujourd’hui, je voudrais remercier le

SEIGNEUR des mondes, par qui tout est possible : ALLAH (SWT)

C’est avec beaucoup d’enthousiasme que j’achève ce travail, fruit de la contribution de

plusieurs personnes. Nous exprimons notre profonde gratitude à tous ceux et toutes celles qui

de près ou de loin ont participé et aidé de quelque manière que ce soit à la réalisation de ce

travail.

Nous tenons à remercier en particulier :

Mr. SALEY Oumarou, Ingénieur hydraulicien au cabinet d’étude CEH-SIDI notre Encadreur,

sa disponibilité et tous les conseils prodigués tout au long du mémoire.

Mr. Dial NIANG, enseignant chercheur à 2iE qui est notre Directeur de mémoire, pour sa

disponibilité malgré ses responsabilités, ses occupations et surtout pour l’enseignement reçu.

Mr. Maman Sani OUMAROU ISSA ingénieur génie rural au cabinet d’étude CEH-SIDI pour

ses conseils.

Nous remercions également :

L’équipe pédagogique du 2iE pour l’enseignement et leur disponibilité à assurer notre

formation professionnelle.

Les personnels du Cabinet d’études CEH-SIDI pour leurs accueils et documentations mises à

notre disposition. Merci !

La contribution et la collaboration de tous nos camarades issus de la promotion camarades

2017-2018.

Qu’ils trouvent tous ici l’expression de ma profonde gratitude.




iii

Résumé

Cette présente étude est effectuée dans la région de Zinder dans le cadre des festivités de la fête

nationale de la République du Niger. Cette démarche vise à moderniser les grandes villes du

Niger avec la mise en place d’infrastructures.

Ce programme nommé Zinder Saboua prévoit la réhabilitation et la construction des

infrastructures (routières, et d’assainissements…) importantes. C’est dans ce contexte que ce

mémoire a été initié avec comme thématique « étude pour la réhabilitation et d’extension du

système d’évacuation des eaux pluviales dans la commune III de la ville de Zinder ». Il

s’agit d’un avant-projet-sommaire pour plusieurs infrastructures d’assainissement pluvial en

vue d’améliorer les conditions de vie de la population de Zinder. En effet, Zinder comme la

plupart des grandes villes de l’Afrique de l’ouest dispose d’un réseau d’évacuation des eaux

pluviales embryonnaire qui ne permet pas de juguler les fréquentes inondations que connait la

ville les 10 dernières années.

La démarche adoptée consistait à dimensionner un réseau de drainage des eaux pluviales

composé d’un collecteur principal de section 1,65m², trois (3) collecteurs secondaires

respectivement de section 1,20 ; 1,72 et 0,42 m² et un ouvrage de franchissement (dalot)

constitué de trois ouvertures avec une section de 7,5 m². Les collecteurs ont une longueur totale

de 2440 ml et les eaux sont drainées dans la mare Tabkin Birgui qui constitue notre exutoire.

Le coût total du projet est estimé à 307.180.430 FCFA hors taxes.

Mots clés :

1. Festivités

2. Infrastructures

3. Réhabilitation

4. Extension

5. Assainissement




iv

Abstract

In December 2018, the Zinder region will host the festivities of the rotating national holiday on

18 December, marking the 60th anniversary of the proclamation of the Republic of Niger. These

festivities are initially aimed at strengthening the fraternal bond of the Nigerians and

modernizing the major cities of Niger through infrastructure, so a program called Zinder Saboua

has been established to carry out the preparations.

This programme provides for the rehabilitation and construction of major infrastructure (roads,

sanitation, etc.) that could make this historic city a new one. This thesis is based on "study for

the rehabilitation and extension of the rainwater drainage system in municipality III of the city

of Zinder". This study is a preliminary design summary that will make it possible to propose a

number of rainwater sanitation infrastructures to contribute to improving the living conditions

of the population. The approach adopted to carry out the work was to develop a stormwater

drainage system. Thus the proposed network is composed of a main collector with a section of

1.5*1.1 m², three (3) secondary collectors with a section of 1.20*1 ; 0.9*0.8 and 0.7*0.6 m²

respectively and a crossing structure (gutter) consisting of three openings with a section of

3*2.5 m². The collectors have a total length of 2440 ml and the water is drained into the Tabkin

Birgui pond, which is our outlet.

The last part of this document focused mainly on the quantitative study, which estimated the

overall cost of the work at 307, 180,430 FCFA excluding taxes.

Key Words :

1. Festivities

2. Infrastructures

3. Rehabilitation

4. Extension

5. Sanitation




v

Liste des sigles et abréviations

2iE : Institut international d’ingénierie de l’eau et de l’environnement

APS : Avant-projet sommaire

BEAL : Béton Armé aux Etats Limites

CEH-Sidi : Cabinet d’étude hydraulique Sidi

CIEH : Comité Interafricain d’Etudes Hydrauliques

CUZ : Communauté urbaine de Zinder

EIES : Etude d’impact environnementale et sociale

ELS : état limite de service

ELU : état limite ultime

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

PGES : Plan de gestions environnemental et sociale

SBV : sous bassin versant

TDR : termes de références




1

Sommaire

DEDICACES ............................................................................................................................. I

REMERCIEMENTS ............................................................................................................... II

RESUME ................................................................................................................................ III

ABSTRACT ............................................................................................................................ IV

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ......................................................................... V

LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ 3

LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. 4

I. INTRODUCTION ......................................................................................................... 6

II. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ........................................... 7

III. PRESENTATION DU PROJET .................................................................................. 8

3.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE..................................................................................................... 8

3.1.1 Climat ................................................................................................................................................. 8

3.1.2 Végétation .......................................................................................................................................... 9

3.1.3 Géologie et hydrogéologie ................................................................................................................. 9

3.1.4 L’hydrologie ...................................................................................................................................... 10

3.1.5 Aspects socio-économique ............................................................................................................... 10

3.2 ETAT DE L’ART .......................................................................................................................................... 10

3.3 DIAGNOSTIC DU SYSTEME D’ASSAINISSEMENT EXISTANT .................................................................... 12

IV. METHODOLOGIE DE CONCEPTION .................................................................. 13

4.1 MATERIELS ............................................................................................................................................... 13

4.2 METHODES .............................................................................................................................................. 13

4.2.1 COLLECTE DES DONNEES .................................................................................................................. 13

4.2.2 ETUDE HYDROLOGIQUE ................................................................................................................... 13

4.3 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES .................................................................................................. 22

4.3.1 Dimensionnement hydraulique ........................................................................................................ 22 a. Caniveaux .......................................................................................................................................................... 22 b. Ouvrage de franchissement .............................................................................................................................. 23

4.3.2 Dimensionnement structural ............................................................................................................ 25 a. Caniveaux .......................................................................................................................................................... 25 b. Ouvrage de franchissement .............................................................................................................................. 26

V. ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE ............................................................... 33

5.1 DIAGNOSTIC DU RESEAU D’EVACUATION EXISTANT ........................................................................................... 33

5.2 ETUDE HYDROLOGIQUE ............................................................................................................................... 33

5.2.1 Caractéristiques des bassins versants .............................................................................................. 33

5.2.2 Analyse fréquentielle ........................................................................................................................ 34

5.2.3 Evaluation des débits ....................................................................................................................... 35

5.3 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES ............................................................................................................. 36

5.3.1 Dimensionnement hydraulique ........................................................................................................ 36




2

5.3.2 Dimensionnement structural ............................................................................................................ 37

VI. ETUDE FINANCIERE ............................................................................................... 39

VII. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIAL................................... 40

VIII. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS .......................................................... 49

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 50

ANNEXES .................................................................................................................................. I




3

Liste des Tableaux

Tableau 1: Variation du volume des mares de 1989 à 2007 .................................................. 11

Tableau 2: méthode de la debitance ....................................................................................... 23

Tableau 3: Dimensions du dalot ............................................................................................. 26

Tableau 4: caractéristiques du mur ......................................................................................... 30

Tableau 5: Réseaux existant ................................................................................................... 33

Tableau 6: Caractéristiques des bassins ................................................................................. 34

Tableau 7: Analyse fréquentielle ............................................................................................ 35

Tableau 8: Calcul de débit ...................................................................................................... 35

Tableau 9: Calcul de débit-ORSTOM/CIEH ......................................................................... 36

Tableau 10: Méthode de la debitance ..................................................................................... 36

Tableau 11:Verication de la vitesse........................................................................................ 37

Tableau 13: Armatures Dalot ................................................................................................. 37

Tableau 14: Armatures Murs en Aile ..................................................................................... 38

Tableau 15: Evaluation des impacts ....................................................................................... 41

Tableau 16: Matrice d'identification des impacts ................................................................... 43

Tableau 17:PGES ................................................................................................................... 46




4

Liste des Figures

Figure 1: Inondation ville de Zinder Juillet 2018 (IKALI, 2018) .......................................... 12

Figure 2: organigramme ceh-sidi ............................................................................................. 7

Figure 3: localisation de la zone d’étude .................................................................................. 8

Figure 4: Tabkin Birgui .......................................................................................................... 12

Figure 5: coupe transversale d'un canal rectangulaire ............................................................ 22

Figure 6: lit du cours d'eau ..................................................................................................... 24

Figure 7: sous système Bc ...................................................................................................... 27

Figure 8:sous système bt ........................................................................................................ 29

Figure 9: structure chargée ..................................................................................................... 29

Figure 10:mur de soutènement ............................................................................................... 31

Figure 11: Bassin versant ....................................................................................................... 34

Figure 12 : répartition des prix selon les travaux ................................................................... 39




5

Fiche technique du projet

Localisation

Commune III

Ville Zinder

Région/Pays Zinder/Niger

Désignation Unité Caractéristique

Bassin versant 1

Superficie ha 8,98

Périmètre ml 1427,35

Débit du projet 𝑚3/s 1,27

Longueur du canal ml 340

Section du canal m*m 0,7*0,6

Bassin versant 2

Superficie ha 34,86




Section du canal m*m 1,2*1

Bassin versant 3

Superficie ha 13,81




Section du canal m*m 0,9*0,8

Bassin versant 4

Superficie ha 264

Périmètre ml 7420


Longueur/Largeur de Dalot ml*ml 10,8/8

Ouvrage 3*3*2,5

Coût des Travaux FCFA 307.180.430



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 6

I. INTRODUCTION

La plupart des pays en voie de développement et plus particulièrement ceux du continent africain

connaissent une forte croissance démographique en milieu urbaine. Ce constat était un des points

de départ pour de multiples conséquences sur l’environnement dont l’assainissement. La ville de

Zinder comme l’ensemble des autres villes du Niger connait un important problème d’évacuation

des eaux (pluviales et usées) et des déchets solides. Le dernier schéma directeur d’assainissement

de la ville remonte à 1989 et reste à ce jour le document de référence en matière d’assainissement,

la population de la ville est estimée à 322 935 habitants d’après le recensement général de la

population de 2012 [institut national de la statistique INS].

Les dommages répétitifs causés par ces eaux telles que la rupture des voies, l’effondrement des

maisons, les inondations, les dégâts en tout genre et les nuisances sur la santé dues aux eaux

stagnantes, montrent la nécessité de la mise à jour du système d’évacuation des eaux pluviales

de la communauté urbaine de Zinder (CUZ).

Pour faire face à ces défis, l’Etat nigérien dans sa politique de la fête tournante du 18 Décembre

prévoit l’amélioration du système d’évacuation des eaux pluviales de la ville de Zinder. Ce

présent mémoire se focalisera sur l’étude d’avant-projet sommaire (APS) d’une des communes

et s’intitule : « Etude pour la Réhabilitation et l’extension du Système d’Evacuation des eaux

pluviales dans la commune III de la ville de Zinder au Niger ».

L’objectif général de cette étude consiste à dimensionner un système d’évacuation des eaux

pluviales.

Il s’agira spécifiquement de :

Faire un diagnostic sur le réseau de drainage des eaux existant ;

Dimensionner le réseau d’évacuation des eaux pluviales ;

Faire une étude d’impact environnemental du projet

Estimer l’enveloppe financière

Le présent rapport qui restitue les résultats de cette étude s’articule autour de plusieurs parties :

Introduction

Etat de l’Art

Matériels et Méthodes

Etude d’impact environnementale

Résultats et discussion

Estimation de l’enveloppe financière




II. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL

Crée en 1995, le Cabinet d’études et de Contrôle Des Travaux CEH-SIDI est une société à

responsabilité limitée (SARL) située à l’avenue du Mounio, 2e Arrondissement dans la ville de

Niamey (Niger). Les activités d'Ingénieur-Conseil du CEH-SIDI se concentrent actuellement sur

le secteur de l’hydraulique villageoise et pastorale, hydraulique urbaine, hydraulique agricole,

génie rural et environnement au Niger avec une perspective d'extension vers les pays de la sous-

région. Outre son activité principale d'Ingénieur Conseil, le CEH-SIDI s’intéresse à

l’accompagnement des populations dans les programmes du développement. Ainsi le CEH-SIDI

a mis au point et développé avec ses partenaires le renforcement de capacité des acteurs locaux

(populations, communes) en les positionnant comme maître d’ouvrage des réalisations.

L’organigramme du bureau d’études est présenté à la figure 2

Organigramme du Cabinet :

FIGURE 1: ORGANIGRAMME CEH-SIDI




III. PRESENTATION DU PROJET

3.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE

Située au sud-est du Niger à environ 900 km de Niamey (la capitale du Niger), la région de Zinder

(figure 3) couvre une superficie de 155 778 km² et est limitée à l'est par la région de Diffa, à

l'ouest par la région de Maradi, au sud par la République Fédérale du Nigeria et au nord par la

région d'Agadez. Bien que le nom officiel de la ville soit Zinder (chef-lieu des départements),

elle conserve pour ses habitants, le nom de Damagaram, nom qui appartenait et appartient encore

au village originel de la région. Elle fut la première capitale du Niger jusqu'en 1926, la ville se

compose de cinq (5) communes et occupe une superficie de 225 km2. Le présent projet se localise

dans La CUZ plus précisément la commune III.

FIGURE 2: LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE

3.1.1 CLIMAT

Le climat de la zone est de type sahélien caractérisé par deux saisons nettement distinctes

Une saison sèche est subdivisée en deux saisons :

Une saison sèche et froide s’étendant de décembre à janvier avec une température minimale

moyenne de 13°C et des écarts de la température entre le jour et la nuit pouvant aller jusqu’à

16°C ;

Une saison sèche et chaude s’étendant du mois de mars à mai avec une température moyenne

élevée avoisinant 40°C.




Quant à la saison des pluies, elle dure en général de juillet à septembre avec une

Température moyenne variant entre 24°C et 34°C. Les pluviométries annuelles moyennes sont

de l’ordre de 300 à 400mm. La pluviométrie maximale est enregistrée dans le mois d’août, selon

les données météorologiques, plus de 40% du cumul pluviométrique est enregistré dans ce mois.

3.1.2 VEGETATION

La végétation, typiquement de la zone sahélienne, forêt claire ou savane arborée et/ou arbustive

est fortement menacée par l’extension de la ville, la pression de l’homme (coupe clandestine de

bois vert) ainsi que par le phénomène de désertification. Les espèces ligneuses présentes sont de

type acacia (radiana/kandili, albida/Gao, nilotica/bagaroua), les tamarindus indica ou tsamia et

adansonia digitata/kouka. Quelques épineux et arbustes sont aussi rencontrés (KORAOU &

ISSA, 2009).

3.1.3 GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE

Du point de vue géologique la zone s’étend de la bordure orientale du grand bassin du Niger

(bassin-d ‘Iillemenden) à la bordure occidentale du bassin du Tchad et dépasse ainsi le massif de

Damagaram-Mounio.

Au droit de la ville de Zinder, le socle est la formation géologique dominante constitué de roche

cristalline précambrienne où des intrusions de granite ont eu lieu pendant le Mésozoïque. C’est

une formation marquée par des affleurements de roches métamorphiques et granites

précambriens formant des dômes montagneux caractérisés par une structure d’altération typique

en « chou-fleur » (KORAOU & ISSA, 2009)observable en plusieurs points, notamment dans la

partie Sud et Est de la ville. Par contre, dans la partie Nord-Ouest de la communauté urbaine de

Zinder, la formation des grès du continental Intercalaire assure un recouvrement avec des

épaisseurs pouvant atteindre une trentaine de mètres.

Du point de vue hydrogéologique, deux principaux aquifères sont à distinguer sur le territoire de

la communauté Urbaine de Zinder (KORAOU & ISSA, 2009):

• L’aquifère du socle dont les fissures jouent un rôle de drain tandis que la partie supérieure

altérée (de perméabilité plus élevée) se comporte comme un réservoir de stockage. Leurs

caractéristiques hydrogéologiques bien que variables d’un endroit à l’autre suivant l’âge du socle

et l’épaisseur de la couche d’altération sont en général médiocres d’où les difficultés récurrentes

d’alimentation en eau de la ville à partir des eaux souterraines.




• L’aquifère du continental Intercalaire est surtout présent dans la partie Nord et ouest de

Zinder, là où son épaisseur est suffisante. C’est un aquifère plus facile à foncer et est actuellement

exploité par quelques puits privés.

3.1.4 L’HYDROLOGIE

Il n’existe aucun point d’eau de surface permanent dans la ville de Zinder, les dépressions

naturelles que constituent les mares (14) conservent de l’eau pour une période allant du mois de

Juillet au Décembre soit 6 mois environ. Les cours d’eaux de ruissellement sont constitués d’un

kori situé au nord-ouest de la ville, des caniveaux en béton armé (collecteurs) longeant certaines

voies et des voies pavées qui drainent les eaux des pluies et les eaux usées.

3.1.5 ASPECTS SOCIO-ECONOMIQUE

La population de la communauté urbaine de Zinder (CUZ) est majoritairement Hausa et Kanuri.

Plusieurs groupements peuls et Touaregs qui depuis sa fondation, sont venus s'installer dans la

ville et ses environs. L'économie de la région réside principalement dans le secteur primaire,

notamment l'agriculture, l’élevage. À ceci s'ajoutent l’artisanat, le commerce, le transport, et un

modeste secteur industriel.

3.2 ETAT DE L’ART

Depuis 2006, la ville de Zinder au Niger et le conseil général du Val-de-Marne sont engagés dans

un partenariat en coopération décentralisée. Plusieurs axes d'intervention font l'objet d'une

programmation d'actions portant sur l'eau et l'assainissement ainsi que l'appui à la

décentralisation par le développement d'une politique de gestion urbaine. La ville croît

rapidement, de manière désordonnée, voire anarchique, tant dans la gestion de l'espace urbain

que dans l'absence de gestion des problématiques d'accès à l'eau potable et à l'assainissement. Le

manque de gestion rationalisée des déchets solides et de protection contre les eaux de

ruissellement, notamment en période hivernale, ont des conséquences déplorables sur la santé de

la population.

L’objectif principal visé dans ce partenariat est la réalisation d’un état de lieux du système

d’assainissement pluvial et de son fonctionnement ; la proposition d’une réhabilitation du

système de drainage des eaux pluviales intégrant le système des mares tampon et la proposition

d’un dispositif de drainage supplémentaire sur l’ensemble de l’agglomération y compris les zones

d’extension urbaine. L’étude s’est déroulée en quatre étapes successives. Il s’agit de :




une synthèse de la documentation existante relativement au drainage des eaux pluviales

de la ville de Zinder

Le diagnostic physique du système d’évacuation des eaux pluviales de la ville de Zinder

et pré-dimensionnement des ouvrages d’évacuation des eaux pluviales de la ville

simulation hydraulique de l’ensemble du système en utilisant le logiciel

évaluation technique et financière des travaux et priorisation des interventions

Une des particularités des systèmes d’évacuation des eaux de la ville de Zinder est l’intérêt que

présentent les mares au sein de ce système. Simples dépressions naturelles ou carrières de banco,

ces « ouvrages » permettent selon le cas de réguler les débits de crue à son amont et soulage les

réseaux d’évacuation en aval. En effet, en limitant les débits de pointe, elles autorisent l’emploi

d’ouvrages d’évacuations de section moindre à l’aval. Ces mares sont devenues des depotoires

d’objet, le tableau suivant montre que les bassins de rétention ont connu d’importantes variations

des volumes résultant à la fois de complément par des ordures et des constructions anarchiques.

TABLEAU 1: VARIATION DU VOLUME DES MARES DE 1989 A 2007

Nom des mares et numéros Situation géographique

Capacité de stockage

(m3) suivant les

années Variation

1989 2007

Gandasilik 1 Commune I 40 420 988 97,56%

Idi 2 et 3 Commune II 44 010 12 092 72,52%

Méla 5 Commune I 76 620 17 989 76,52%

Tsakoua 6 Commune III 21 380 4 693 78,05%

Dankaro 7 Commune III 43 180 11 176 74,12%

Interdit 8 Commune III 99 130 79 812 19,49%

Le montant total des travaux est évalué à 2 932 433 500 F CFA. A ce montant il faut ajouter les

couts du curage et la réalisation de certains caniveaux.Malgré l’envergure de cette étude, elle




s’avère insuffisante et le problème d’inondation persiste toujours dans la communauté urbaine

de Zinder (figure 1).

FIGURE 3: INONDATION VILLE DE ZINDER JUILLET 2018 (IKALI, 2018)

3.3 DIAGNOSTIC DU SYSTEME D’ASSAINISSEMENT EXISTANT

Le système actuel d’évacuation des eaux pluviales de la commune III de la ville de Zinder est

constitué de 3520 ml de caniveaux avec des sections qui varient entre 1,7*1,1 à 0,8*0,8 m. La

commune héberge Quatre (4) mares temporaire à savoir : Tabkin Birgui, Tabkin dan Dakoro,

carrière Bako et Rumbum Laka ou sont drainés les eaux. La plupart de ces caniveaux sont

devenus des dépotoirs d’ordure pour la population ce qui engendre des multiples dégâts pendant

la saison hivernale. Pour cette étude les eaux seront drainées dans la mare de Tabkin Birgui

(figure 4).

Figure 4: Tabkin Birgui




IV. METHODOLOGIE DE CONCEPTION

4.1 Matériels

Pour cette étude un certain nombre de matériels ont été utilisés allant de la collecte au traitement

des données. Les matériels utilisés sont :

Un GPS pour relever les coordonnées des points importants sur le site

Google EARTH et GLOBAL MAPPER pour la délimitation des bassins versant

Qgis pour la réalisation des cartes

HYFRAN pour l’analyse fréquentielle

AUTOCAD 2016 pour le tracé du réseau

COVADIS 2013 pour le tracé des différents profils

EXCEL ET WORD (Office) pour les différents calculs et la rédaction du rapport

CYPE vérification des sections d’acier

4.2 Méthodes

Pour atteindre efficacement l’objectif global de cette étude, il a été défini une méthodologie qui

constitue un plan d’orientation permettant de décrire une chronologie des étapes à suivre et les

résultats attendus pour chacun des objectifs spécifiques.

4.2.1 COLLECTE DES DONNEES

La collecte a consisté tout d’abord à s’enquérir des termes de références (TDR) afin d’en analyse

la portée du projet. Il s’agit aussi de s’approprier des données de base du projet : contexte du

projet, données pluviométriques (pluie journalière maximale et pluie moyenne annuelle) de la

zone.

De plus nous avons effectué des recherches documentaires relatives au sujet. Elle est portée

notamment sur les livres, les cours, les anciens mémoires et la recherche sur internet. Toutefois,

nous avons pris part à des sorties, ainsi les investigations hydrologiques de terrain ont permis

d’apprécier les dégradations ou destructions du passage d’eau, le niveau de fil d’eau par rapport

au terrain naturel, l’estimation des dimensions minimales d’ouvrage hydraulique à mettre en

place.

4.2.2 ETUDE HYDROLOGIQUE

L’étude hydrologique a pour but de déterminer le débit avec lequel les ouvrages seront

dimensionnés. Plusieurs formules existent pour la détermination des débits, dans cette partie nous

allons choisir la variante adaptée entre la méthode rationnelle et celle Caquot pour les caniveaux.




Les méthodes ORSTOM et CIEH sont utilisés après l’analyse fréquentielle pour déterminer le

débit du projet de l’ouvrage de franchissement.

Détermination des bassins versants

Un bassin versant est un espace géographique et topographique recevant des précipitations dont

les excès des eaux sont drainés vers un unique point caractéristique qui est son exutoire (CRES,

Septembre 2001). La délimitation des bassins versants se base sur la topographie établie sur la

base des visites de terrain traitée avec des logiciels appropriés. Ainsi quatre (4) sous-bassins

versants seront étudiés pour ce projet. Les eaux collectées se drainent vers le Nord-Est où ils

rejoindront l’exutoire général. La délimitation des bassins versants permet d’évaluer les débits

de crues pour le dimensionnement des ouvrages s’est faite avec GOOGLE EARTH et

GLOBAL MAPPER. Les caractéristiques des bassins versants sont définies comme suit : la

superficie S en hectare (ha) le périmètre P en mètre(m) (Voir Annexe 1).

Longueur du rectangle équivalent : C'est le rectangle ayant la même surface et le même

périmètre que le bassin.

Le =𝑃+ √𝑃2−16𝑆

4 (1)

Leq : longueur du rectangle équivalent (km)

S : superficie du bassin (km²)

P : périmètre du bassin (km)

Densité de drainage : La densité de drainage est le rapport entre la longueur totale du

réseau hydrographique et la surface du bassin versant.

D = ⅀𝑙𝑖

𝑆 (2)

D : densité de drainage (km-1)

Li : longueur des cours d’eau (km)

S : surface du bassin (km²)

Indice global des pentes (Ig)

L'indice global de pente se calcule après construction de la courbe hypsométrique du bassin qui

donne le pourcentage de la superficie S du bassin versant situé au-dessus d’une altitude donnée

H. en fonction de cette même altitude. Puisque dans une région de géomorphologie homogène,

la pente diminue de l'amont vers l'aval, l'indice Ig diminue lorsque S augmente. Néanmoins, la




longueur du rectangle équivalent étant généralement proche de celle du plus long cours d'eau,

Ig reste voisin de la pente longitudinale. Au regard de ce qui précède, nous allons considérer les

pentes longitudinales des bassins obtenues d’après Global Mapper (Zmin, Zmax) en lieu et place

de l’indice global des pentes.

Ig (m/km) = 𝐷

𝐿 (3)

D : la dénivelée (m)

L : est la longueur du rectangle équivalent,

exprimée (en km)

Choix de la période de retour

La période de retour se définit comme le temps statistique entre deux occurrences d’un

évènement naturel d’une intensité donnée, son choix doit être adapté à l’ampleur du dommage

possible en cas de surcharge et se pose surtout sur le plan économique. Il permet de façon plus

pragmatique de fixer les coefficients d’ajustement des courbes Intensité-Durée-fréquence

(IDF). Dans les pays en voie de développement les projets d’évacuation des eaux pluviales ne

visent qu’une amélioration des conditions de vie de la population ; des périodes beaucoup plus

réduites sont prises en compte dans le dimensionnement. Il n’est pas rare que des périodes de

retour de deux(2) ou cinq(5) ans soient utilisées dans les pays en voie de développement. Ainsi

pour ce projet nous choisissons un période de retour de cinq (5) ans pour les caniveaux et 10

ans pour l’ouvrage de franchissement (dalot).

Méthodes d’évaluation des débits

Calcul du débit par la méthode rationnelle améliorée

C’est la méthode la plus ancienne et la plus utilisée, dont la formule de base est simple, mais

devient très complexe à utiliser « manuellement » si on intègre tous les correctifs et si on procède

à une décomposition analytique fine. Elle est valable pour les petits bassins versants d’une

surface inférieure à 5 [km²]. Le débit provoqué par la crue est donné par l’équation 4:

Q = 𝟏

𝟑𝟔𝟎 C * i * A1- ε (4)

Q : débit de crue décennal (m3)

A : superficie du bassin versant (ha)

i : intensité de la pluie (mm/h)

C : coefficient de ruissellement

ε: coefficient d’ajustement (5%)




Coefficient de ruissellement (C)

Il est estimé par des calculs à travers des formules empiriques, pour un évènement pluie-débit

déterminé : c’est le rapport du volume de ruissellement Vr au volume précipité Vp sur la surface

réceptrice. Le coefficient de ruissellement est aussi fonction de la pente de terrain, de la nature

du sol et du degré d’urbanisation de la surface à considérer. Ce coefficient est pris égal à 0,9 pour

les surfaces totalement revêtues, et 0,5 pour les sols boisés, nous retenons 0,7 comme valeur du

coefficient de ruissellement moyen pour ce projet.

Temps de concentration (Tc)

Le temps de concentration correspond au temps que met la goutte d’eau tombée sur le point le

plus éloigné de l’exutoire du bassin versant pour y parvenir. Les formules pour la détermination

du temps de concentration sont nombreuses et variées, pour sa détermination la méthode

physique est utilisée.

Tc = tu + tr + ta (5)

tu : C’est le temps d’humectation en mn. Il est

pris généralement entre 1 et 3 mn dans les

zones urbaines soit Tu = 3 mn.

tr : c’est le temps de ruissèlement en surface

avant d’entrer dans le réseau en mn, varié

généralement entre 5 et 30 mn. Une valeur

communément proposée est 10 minutes

ta : c’est le temps d’écoulement en réseau

jusqu’à l’exutoire en mn. Il dépend de la

longueur des caniveaux et de la vitesse

moyenne d’écoulement de l’eau dans les

caniveaux prise égale à 2m/s (valeur admise

dans les caniveaux), [Wethé, 2007] ta =

𝑳𝒂𝑽𝒂

⁄




La formule de MONTANA

D’importants travaux ont été réalisés par le comité Interafricain d’Etudes Hydrauliques (CIEH)

pour l’évaluation des évènements de précipitation en Afrique centrale et occidentale. Il a ainsi

établi les courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) pour plusieurs pays dont le Niger. L’intensité

de pluie est donnée par la formule 6.

i= at-b (6)

i : intensité de pluie en mm/mn

a et b : coefficient numériques dépendant de

la période de retour a = 7,1 et b = 0,6 [Ali

KORAOU et M. Sani OUMAROU ISSA,

2009].

t : temps de concentration en mn

Méthode superficielle de Caquot

La méthode superficielle de Caquot peut être considérée comme une évolution de la méthode

rationnelle. Elle est couramment utilisée pour les bassins versants urbanisés. Elle intègre deux

autres phénomènes qui interviennent dans le ruissèlement urbain :

Un stockage temporaire de l’eau dans le réseau

Le fait que le temps de concentration du bassin versant dépende du débit (donc de la

période de retour choisie).

La formule superficielle de Caquot s’écrit généralement sous la forme :

Q = m* 𝐾1

𝑢 * 𝐼𝑣

𝑢 * 𝐶1

𝑢 * 𝐴𝑤

𝑢 (7)

Conditions d’application

A ≤ 200 ha

0,0065 < I < 0,014

0,2 < C < 1

K= ⌊𝑎+ 𝜇𝑏

6∗(𝛽+𝛿)⌋ ; u=1-b*f ; v =b*c ;

w= b*d – ε + 1 ; C =-0,41 ; d =0,507 ;

f = -0,287 ; ε =0,05 ; β+δ = 1,1 ;

μ = 0,19(𝐿

√𝐴)0,84 ; m = (

𝐿

2√𝐴)0,7+b

Pour cette étude le débit d’apport pour le dimensionnement des caniveaux a été déterminé par la

méthode rationnelle. Cela se justifie par le fait que l’une des conditions pour appliquer celle de

Caquot n’est pas vérifiée (Voir Annexe 2).




Analyse fréquentielle

L’analyse fréquentielle est une méthode statistique de prédiction consistant à étudier les

événements passés, caractéristiques d’un processus donné (hydrologique ou autre), afin d’en

définir les probabilités d’apparition future.

L’analyse et ajustement des séries de pluies ont été réalisés sur Excel (Annexe 3) et vérifiée sur

HYFRAN avec des données pluviométriques allant de 1988 à 2017.L’examen de ces données

nous ont permis de déterminer la pluie du projet pour l’ouvrage de franchissement (Dalot), Deux

méthodes ont été utilisées pour cette analyse.

La méthode de Gauss

Elle est utilisée pour évaluer les pluies annuelles ou débit moyens annuels. La loi de Gauss ou

loi normale est décrite par la fonction suivante :

F(x)=1

√2𝜋∫ 𝑒

−1

𝑢2𝑢

−∞ (8)

U = 𝑥−�̅�

𝑆

U : variable centré réduite

�̅� : la moyenne

S : l’écart type

La méthode de Gumbel

La loi de Gumbel est utilisée pour les valeurs extrême des pluies (crue, étiage, maximale) et

n’utilise que les fréquences au non dépassement. La fonction est décrite par l’équation suivante

F(x)= 𝑒−𝑒−𝑎(𝑥−𝑥0) (9)

X0 : paramètre de position

1

𝑎 : paramètre d’échelle

Méthode d’ORSTOM

La méthode actualisée, révisée et publiée en 1996, s'applique aux bassins versants ayant des

superficies comprises entre quelques dizaines d’hectares à 1500 km². La zone géographique

couverte s’étend de Dakar (Sénégal) jusqu’à la frontière du Soudan entre les isohyète annuelles

150-120 mm au nord et 1200 mm au sud. La zone du projet se situant au Niger au niveau des

isohyètes 400 mm, nous pouvons par conséquent utiliser cette méthode pour l’évaluation de ce




projet. Le débit de pointe correspondant au ruissellement superficiel de la crue décennale est

défini par la relation (Annexe 8).

Q10 = m*Qr10 (10)

Qr10 = A. P10. Kr10. α10. 𝑺 𝑻𝒃𝟏𝟎⁄ (11)

m : coefficient de majoration m=1,03

Qr10 : Débit de pointe de ruissellement

superficiel de la crue décennale

A : coefficient d’abattement

P10 : Pluie décennale journalière

Kr10 : Coefficient de ruissellement décennal

α10 : Coefficient de pointe de la crue décennale

S : superficie du bassin

Tb10 : Temps de base de la crue décennale

coefficient d’abattement (A)

Le coefficient d’abattement permet d’estimer les pertes dues aux vents et de calculer la pluie

moyenne sur tout le bassin versant .il est déterminé par l’équation simplifiée de VUILLAUME

(1974) suivant :

A = 1 – 0,001(9log10 T – 0,042 Pan + 152)*

log10 S (12)

T : temps de retour (10 ans)

Pan : Précipitation moyenne annuelle (mm)

S : Superficie du bassin versant (Km²)

Coefficient de ruissellement décennal (Kr10)

Le coefficient de ruissellement Kr10 dépend de plusieurs facteurs conditionnels de l'écoulement

dont en particulier la hauteur pluviométrique, les intensités de l'averse génératrice de la crue, les

caractéristiques du bassin versant, ainsi que la couverture végétale. Pour une précipitation

décennale ponctuelle P10 différente de 70 et 100 mm, l'estimation de ce coefficient est faite par

interpolation linéaire entre les valeurs de Kr70 et Kr100, dans notre cas la superficie est inférieure

à 10 km² alors la détermination de Kr70 et Kr100 ne peut être que graphique (bulletin 54 FAO ;

Page 53).




Détermination de la classe d’infiltrabilité des bassins

Les expériences de l’ORSTOM faites par RODIER et AUVRAY en 1965, et reprises par

RODIER en 1996 ont permis de définir les indices de perméabilité des bassins versants comme

suit :

TI(P1) : bassin rigoureusement imperméable, sans irrégularités, n’existe pas à l’état

naturel.

I(P2) : bassin imperméable. Pas moins de 85 à 90 % de la surface sont constitués par

des sols imperméables.

RI(P3) : bassin relativement imperméable : mélange en proportions à peu près

égales des sols imperméables.

P(P4) : bassin perméable

TP(P5) : bassin très perméable

Le sol de ces bassins versants étudiés est constitué de SOLS BRUNS ROUGES SABLO

ARGILEUX. Sa classe d’infiltration est du type très perméable(TP).

Coefficient de pointe de la crue décennale (α10)

Le Coefficient de pointe de crue décennale α10 est le rapport du débit maximum ruisselé et le

débit moyen ruisselé. Il est estimé généralement pris égale à α10 = 2,6

Détermination du temps de base de la crue décennale Tb10

Ce paramètre peut être déterminé à l’aide des graphiques et abaques fournis en fonction de la

Surface des bassins versants et de leurs caractéristiques. Après détermination de la classe du sol,

nous avons interpolé en fonction de l’indice global de pente correspondant à notre bassin.

Méthode de CIEH

Dans son ensemble, cette méthode est présentée sous forme de formule de corrélation linéaire

entre les différents paramètres, traduite en abaque de deux à trois variables selon la zone

climatique dans laquelle nous nous trouvons. En fonction de la zone climatique dans laquelle

s’inscrit le bassin concerné, des formules, utilisant alternativement la surface, le coefficient de

ruissellement décennal, l'indice global de pente et la pluie annuelle, sont exploitées pour

l’estimation du débit (Annexe 7). Pour plus de précision, il sera utilisé ici des formules

spécifiques à la zone de projet présentant les meilleurs coefficients de corrélation.




Le débit de pointe Q10 est donné par la formule :

𝑸𝟏𝟎 = a * 𝑺𝒔 * 𝑷𝒂𝒏𝒑

* 𝑰𝒈𝒊 *𝑲𝒓𝟏𝟎

𝒌 * 𝑫𝒅𝒅 (13)

a, s, p, i, k, d sont des coefficients à

déterminer

𝑄10 : Débit de crue décennale (m/s)

S : superficie du bassin (km)

Ig : Indice global de pente (m/km)

kr10 : Coefficient de ruissellement décennal

(%)

Dd: Densité de drainage (km-1)

NB : le coefficient Kr10 est déterminé en fonction de la géologie et de la précipitation annuelle,

nous considérons que le sol de la zone est sablo argileux. De ce fait, Kr10 est donné par :

Kr10 = 2.107× Pan- 2,2. Le Kr10 final est obtenu en faisant la moyenne de Kr10 obtenu avec la

méthode ORSTOM et celui obtenu avec la méthode CIEH.

Partant des paramètres (Pan ; Ig ; S ; et Kr10) obtenus de la méthode ORSTOM, et de la situation

géographique de la zone d’étude (NIGER), nous choisissons des équations adéquates propres à

notre zone. Les formules de régression linéaire utilisées sont les suivantes :

Equation N°10 : découpage climatique avec Kr10

Equation N°12 : découpage pour la zone Pan< 1000mm

Equation N°18 : longitude comprise entre 10°Ouest et 10°Est

Equation N°27 : découpage Afrique de l’Ouest

Equation N°42 : Burkina Faso-Mali-Niger

La valeur du débit obtenue est la moyenne des différents résultats obtenus avec les 5 équations

(Annexe 9). Ainsi nous avons obtenu un débit de pointe de 4 m3/s pour une période de retour de

10 ans.

Choix du profil des ouvrages

Plusieurs modèles des caniveaux existent pour pouvoir évacuer les eaux de surface entre autre

les modèles trapézoïdales, rectangulaires et circulaires.




Dans le cadre de notre étude, nous avons choisi des ouvrages de forme rectangulaire compte tenu

des débits pas élevés enregistrer dans nos sous bassins versants. De plus la mise en place et

l’entretien de ces ouvrages sont facile et occupent moins d’espace.

FIGURE 5: COUPE TRANSVERSALE D'UN CANAL

RECTANGULAIRE

r : revanche

yn : profondeur normale

b : largeur du canal

4.3 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES

4.3.1 DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE

a. Caniveaux

Plusieurs méthodes existent pour la détermination des débits dans les caniveaux, pour ce projet

la méthode de debitance sera utilisée pour déterminer la section hydraulique des collecteurs.

Cette méthode découle de la formule de Manning-Strickler selon l’hypothèse d’un régime

uniforme.

Q = Ks *S*𝑹𝒉

𝟐𝟑⁄ * 𝑰

𝟏𝟐⁄ (14)

Q : Débit du projet (m3)

Ks : Le coefficient de Manning-Strickler 70

S : section mouillé b*y (m²)

Rh : rayon hydraulique S/P (m)

I : pente longitudinale du caniveau (m/m)

En fonction du débit évacué, la section du caniveau varie. Cette fluctuation est due à l’importance

du débit à faire transiter, partant de l’hypothèse que la section est rectangulaire, nous avons :

P= b + 2yn ; S=b* yn




Détermination de la profondeur normale (yn)

La méthode itérative ou méthode de la debitance est utilisée pour déterminer la profondeur

normale. Elle consiste à fixer une valeur de la largeur au miroir et faire varier la profondeur

normale jusqu’à avoir une certaine égalité dans l’équation suivante :

Q ittér = Ks * S * 𝑅ℎ

23⁄ (15)

TABLEAU 2: METHODE DE LA DEBITANCE

Données d’entrée Qprojet (m3) I Ks b

Formules

P= b + 2yn Q ittér = Ks * S * 𝑅ℎ

23⁄

S=b* yn Q ittér = 𝑄

√𝐼

Calcul de vitesse : la vitesse d’écoulement dans les collecteurs est déterminée par la formule

V = Q

S ; à noter que La vitesse d’écoulement admissible dans les collecteurs est comprise entre

0,3 à 5,6 m/s.

b. Ouvrage de franchissement

Vérification hydraulique de l’ouvrage en sortie libre

Le choix de la section est fait en fonction de la largeur du cours d’eau et de la dénivelée du terrain.

Nous avons choisi un dalot à trois (3) ouvertures avec une section hydraulique de 3*2,5 m²

chacune.




FIGURE 6: LIT DU COURS D'EAU

Le but de cette partie est de vérifier si l’ouvrage est capable de faire transité le débit de pointe Qp

obtenu après l’étude hydrologique.

L’ouvrage est muni des murs inclinés de 30° par rapport à la perpendiculaire à l’axe de l’ouvrage,

à l’entrée et à la sortie. Il fonctionne en sortie libre et la vitesse admissible est de 3 m/s. Le débit

de projet de l’ouvrage est Qp= 3,96 m3/s, ce qui donne un débit par ouverture q = Q/3 =1,33 m3/s.

La section théorique d’une ouverture vaut :

Sth = 𝑞

𝑉𝑚𝑎𝑥 =

1,33

3 = 0,44 m². La section de l’ouvrage choisit (3*2,5 = 7,5 m²) est largement

supérieur à la section théorique.

Les paramètres de calcul retenus sont : l’accélération de pesanteur g = 9,81 m/s2 et un coefficient

de rugosité Ks = 70

Le débit réduit

𝑄1∗ =

𝑞

𝐵∗𝐷∗√2∗𝑔∗𝐷




La pente critique

𝑄2∗ =

𝑞

√𝑔∗𝐵5 avec Ic =

𝑔∗𝐼𝑐∗

𝐾𝑠2 √𝐷

3

Calcul de la vitesse critique et réelle

𝑄3∗ =

𝑔∗𝐼𝑐∗

𝐾𝑠2∗√𝐼∗ √𝐵83 et Vc = 𝑉𝑐

∗*Ks*√𝐼𝑐 *√𝐵23

4.3.2 DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL

a. Caniveaux

Pré-dimensionnement :

Pré-dimensionner un ouvrage revient à déterminer ses dimensions qui serviront par la suite au

calcul structural. La section de nos caniveaux étant déjà déterminée à travers le calcul

hydraulique, il nous reste à calculer l’épaisseur de ces caniveaux. Cette épaisseur est fonction de

la largeur hydraulique et est obtenue à partir de la formule suivante : e = b/32 + 0,125

NB : nous avons retenu une revanche de 20 cm pour tous les caniveaux

Dimensionnement :

Hypothèses des calculs :

- Les chargements à considérer sont pris selon les prescriptions du fascicule 61 (Française,

22 Juin 1977)

- Pour ce qui est des règles de calculs de Béton Armé, nous utilisons celles définies par le

BEAL 91 modifié 99 ;

- La fissuration est jugée peu-préjudiciable

Inventaire des charges

Dallette : nous supposons qu’elle subit une Charge concentrée d’une roue isolée de 10T

(100KN) (Française, 22 Juin 1977) ,

Piédroits : Les piédroits sont soumis à leur poids propre, celui de la dallette (efforts

verticaux) et à la poussée de terre. De ce fait, les pieds droits seront dimensionnés en

flexion composée avec un effort de compression.

Radier : il est soumis à son poids propre, le poids de pieds droits, de la dallette et de la

surcharge.




Sections d’acier : les aciers principaux des différents éléments (Dallette, piédroits) sont calculés

en flexion simple avec Ast=𝑴

𝒁∗𝒇𝒔𝒖 (16) à l’exception des piédroits qui sont déterminés en flexion

composées avec Astreelle= Ast - 𝑵

𝒇𝒔𝒖 (17).

Les résultats sont présentés dans la partie IV et la note des calculs dans les annexes.

b. Ouvrage de franchissement

Principes de calcul : L’étude structurelle de l’ouvrage hydraulique en béton armé sera

basée sur le principe du cadre fermé. Ce concept repose sur la distribution des charges

horizontales et verticales sur les dalles (traverse, radier) et piédroits suivant leur rigidité

respective les calculs sont effectués par bande d’un mètre de l’ouvrage (B=1.00 m)

suivant la largeur de celui-ci. Les caractéristiques du dalot retenu sont :

TABLEAU 3: DIMENSIONS DU DALOT

longueur(m) 10,8

Largeur(m) 8

Hauteur hydraulique (m) 2,5

Largeur hydraulique (m) 3

Nombre d'ouverture 3

épaisseur(m) 0,3

Le logiciel Pybar est utilisé pour déterminer les sollicitations.

Evaluation des charges appliquées l’ouvrage

Charges permanente :

Les chargements sont ramenés à des charges uniformément réparties dont les intensités sont

majorées par les combinaisons d’action.

Tablier : le tablier est soumis à son poids propre et celui des guides roue, à noter bien que le

dalot ne sera pas revêtue

Piédroits : ils sont soumis à la poussée des terres, à leurs poids propre et à la charge du tablier.




Radier : le radier est soumis à son poids propre, aux efforts issus du tablier et piédroits mais

aussi la poussée du sol.

Charge d’exploitation :

Les surcharges à considérer dans le calcul comprennent les systèmes B (Bc, Bt, Br). On peut

disposer sur une seule travée longitudinalement un (1) seul camion type et transversalement deux

(2) camions types de façon à avoir l’effet le plus défavorable.

Sous-système Bc

Le sous-système Bc se compose de camions de poids individuel égal à 30 tonnes soit 300 kN.

On dispose autant de files de deux camions au maximum que de voies de circulation. Le rectangle

d’encombrement mesure 10,50 m de long sur 2,5 m de large. Une distance de 1,5 m sépare les

essieux arrière. La surface d’impact d’une roue arrière est un carré de 0,25 m de côté et celle

d’une roue avant est un carré de 0,20 m de côté dans le cas des surcharges routières du système

Bc, le cas le plus défavorable est celui où l’on se retrouve avec les huit (08) roues arrières de 60

kN chacune que forment deux files de camions disposés sur la même travée. Pour le calcul de

nos différents moments, nous allons transformer ces charges les plus défavorables en charge de

surface.

FIGURE 7: SOUS SYSTEME BC

La surcharge majorée sous le système Bc

QBC = 𝜸𝑸*δ*b* Qc (19)

La surcharge Qc est multipliée par un coefficient de dégressivité transversale bc qui est fonction

de la classe de l’ouvrage et du nombre de voies de circulation sur l’ouvrage. L’ouvrage étant de

classe I avec 2 voies de circulation, le coefficient vaut bc = 1,1.




La surface d’encombrement la plus contraignante de la surcharge à la surface de roulement est

de 1,75 x 0,75 = a x b correspondant à 1 x 2 essieux de 12 tonnes, soit 240 kN.

La surcharge repartie sur la traverse : Qc = 𝟐𝟒𝟎∗𝒃𝒄

𝑨

A : La surface d’impact due à la charge des 4 roues (cas défavorable)

𝜸𝑸 = 1

Le coefficient de majoration dynamique : δ = 1 + 0,4

1+0,2𝐿 +

0,6

1+4 (𝐺𝑆⁄ )

G = Poids total d’une section de couverture de longueur L et toute la largeur relative à cette

couverture et aux éléments reposant sur elle.

S = poids total maximal des essieux du système B (Bc ou Bt) qu’il est possible de placer sur la

longueur L.

L = Max (Lr ; portée de la travée) ;

Sous-système Bt

L’essieu tandem du sous-système Bt comporte 2 essieux de 2 roues simples de 160 kN par essieu

soit 80 kN par roue. La charge Bt est multipliée par un coefficient de dégressivité transversale bt

qui est fonction de la classe de l’ouvrage ; ce coefficient pour un ouvrage de première classe est

bt= 1.

La surcharge majorée sous le système Bt

QBt = 𝜸𝑸*δ*b* Qt (20)




FIGURE 8:SOUS SYSTEME BT

Il s’agit d’une roue isolée de 10 tonnes soit 100 kN pour un impact de 0,30 x 0,60 m à la

surface de la couche de roulement. La surface d’impact de la seule roue arrière est un rectangle

de dimensions uo= 0.60 m et vo= 0.30 m

QBr = 𝜸𝑸*δ*b* Qr (21)

La surcharge retenue est celle déterminée par le sous-système Bc, parce qu’elle présente une

valeur plus élevée (voir annexe).

Calcul des efforts et sollicitations

La structure présente une symétrie de chargement et de géométrie peut se présentée comme suit.

M1 = M4 ; M2 = M3 ; M8 = M5 ; M7 = M6

FIGURE 9: STRUCTURE CHARGEE

Sections d’aciers et vérification

La détermination des sections d’aciers, pour le tablier, les piédroits et radier du dalot, est donnée

par la formule suivante :




Aciers principaux : Ast = 𝑴

𝒁∗𝝈𝒔𝒕 sauf les piédroits de rive qui sont dimensionnés en flexion

composée avec effort normal de compression

Aciers de répartition : Arp= ¼ Ast

Ainsi après la détermination des sections d’aciers ; plusieurs conditions devront être vérifiées

afin de s’assurer que le choix des aciers répond aux normes.

Au niveau du béton 𝜎𝑏̅̅̅̅ < 𝜎𝑙𝑖𝑚 = 0,6*fc28

Au niveau de l’acier 𝜎𝑠̅̅ ̅ < 𝜎𝑙𝑖𝑚 = 0,6*fc28

Condition de non-fragilité

Amin ≥ 0,23*b0*d*𝑓𝑡

𝑓𝑒

Mur en aile

Les murs en aile seront dimensionnés comme des murs de soutènement. Par définition un mur

de soutènement est un mur vertical qui permet de contenir des terres (ou autre matériau granulaire

pulvérulent). L’étude de ce mur de forme trapézoïdale nécessite une méthode spécifique d’étude

et de contrôle du dimensionnement dans le but d’assurer sa stabilité. Le mur sera de forme

trapézoïdale avec une épaisseur des voiles constante.

Pré-dimensionnement

L’épaisseur des murs est déterminée par la formule e = 𝐻

24 avec un minimal de 15 cm, nous

faisons le choix d’une épaisseur de 25 cm constante sur toute la longueur et 25 cm pour la

semelle. La largeur de talons doit être comprise entre 𝐻

8 à

𝐻

5 et la largeur de la semelle entre

0,2+0,4* H majorée de 15%

TABLEAU 4: CARACTERISTIQUES DU MUR

Hauteur de l’ouvrage (m) 2,5

Epaisseur du voile (cm) 25

Epaisseur de la semelle (cm) 25

Largeur des talons (cm) 80

Largeur de la semelle (m) 2




Vérification de la stabilité du mur

De façon générale un mur de soutènement se trouve soumis à un effort de poussée P et un effort

de butée B (stabilisant).

FIGURE 10:MUR DE SOUTENEMENT

Vérification au renversement

La stabilité peut être définie comme le rapport entre la somme des moments stabilisants sur celle

des moments renversants, les moments évalués par rapport au point A.

Fr = 𝑀𝑆

𝑀𝑅 > 1,5 (22)

Vérification au glissement

Pour le glissement le coefficient Fg doit être supérieur à 1,5

Fg = 𝑐′∗𝑏+ 𝑅𝑣tan (𝜃)

𝑅𝐻 ≥ 1,5 (23)

C’ : angle de cohésion

B : Largeur de la semelle

Ɵ : angle de frottement entre le sol et la base

du mur

Rv : forces verticale de la résultante des

forces

RH : forces horizontale de la résultante des

forces




Vérification au non-poinçonnement

La justification du non-poinçonnement consiste à s’assurer que la contrainte verticale de

référence de la largeur comprimée est au plus égale à la contrainte de calcul. La condition

suivante doit être vérifiée :

𝜃𝑟𝑒𝑓 < 𝜃𝑠𝑜𝑙

Compte tenu de manque d’information sur la portance du sol nous supposons que la contrainte

moyenne est de 𝜃𝑠𝑜𝑙 = 0,2 Mpa

Dimensionnement

Le dimensionnement du mur est subdivisé en deux parties à savoir : le voile et la semelle. La

section d’acier des voiles est déterminée suivant la hauteur du remblai amont. Ainsi quatre niveau

d’acier sont déterminés, S1 à H=2,8 m ; S4 à 2/3H ; S5 à ½ H et S6 à 1/3H. La semelle est

composée de deux parties, le talon et le patin. On adopte, pour le calcul des moments sollicitant

les sections S2 et S3, un diagramme rectangulaire des réactions du sol (diagramme de Meyerhof).

Les aciers des patins sont déterminés en supposant que le remblai sur ce dernier soit négligeable

devant la contrainte, cette section d’acier est notée S2. Les aciers du talon sont notés S3.




V. ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE

5.1 Diagnostic du réseau d’évacuation existant

Les données obtenues des caniveaux existant sont résumées dans le tableau suivant :

TABLEAU 5: RESEAUX EXISTANT

N° Commune

CARACTERISTIQUES DES CANIVEAUX Rayon

hydraulique Vitesse

Débit

théorique

Débit

réel Désignation

Caniveau Longueur largeur hauteur

Pent

e

1 III K I 1555 1.7 1.1 0.01 0.48 4.28 8 6

2 III K I-1 100 1.05 0.8 0.01 0.22 2.5 2.1 1.58

3 III K I-2 250 0.9 0.75 0.01 0.17 2.16 1.46 1.09

4 III K I-3 275 0.7 0.5 0.01 0.09 1.39 0.49 0.37

5 II et III K2 450 1 1 0.01 0.26 2.81 2.81 2.11

11 III K4 1000 0.8 1 0.01 0.21 2.42 1.94 1.45

12 III K5 340 1.2 0.9 0.01 0.28 2.96 3.2 2.4

TOTAL 3970

Nous remarquons que la commune comporte six(6) tronçons de caniveaux et un tronçon commun

avec la commune II. La section hydraulique du plus grand collecteur est de 1,7*1,1 m². Les débits

réels des caniveaux ont été recalculés en considérant 75% de leur compte tenu de leur état, par

contre les débits théoriques sont déterminés sur la base de 100%.

5.2 Etude hydrologique

5.2.1 CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS

La délimitation des bassins versants versant du site est faite avec les logiciels GOOGLE EARTH,

Global Mapper et autocad. Ainsi quatre sous bassins versants sont retenus (voir figure).




FIGURE 11: BASSIN VERSANT

Pour les caractéristiques des bassins versant voir le Tableau 6

TABLEAU 6: CARACTERISTIQUES DES BASSINS

Bassin versant S (ha) P (ml)

SBV 1 8,98 1427,35

SBV 2 34,86 2548,77

SBV 3 13,81 2059,49

SBV 4 264 7420

5.2.2 ANALYSE FREQUENTIELLE

A partir des données pluie annuelle maximale et le cumul annuel nous avons déterminé les

différentes caractéristiques des échantillons à savoir la moyenne et l’écart type. Ces paramètres

ont permis de d’évaluer les différentes lois avec un intervalle de confiance de 95%. Les différents

quantiles obtenus à partir de l’analyse fréquentielle sont reportés dans le tableau 7 avec une pluie

annuelle moyenne de 418 mm.




TABLEAU 7: ANALYSE FREQUENTIELLE

Caractéristiques Valeurs (mm)

Pluie annuelle moyenne 418

Pluie décennale humide 530

Pluie décennale sèche 316

Pluie quinquennale humide 489

Pluie quinquennale sèche 352

Pluie journalière décennale humide 73

Pluie journalière décennale sèche 40

Pluie journalière centennale humide 100

Pluie journalière centennale sèche 34

5.2.3 EVALUATION DES DEBITS

Caniveaux

La méthode physique est utilisée pour déterminer les débits de dimensionnement, le temps de

concentration est déterminé avec les paramètres d’une zone urbaine. La pente des canaux est pris

égale à 1%. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 8.

TABLEAU 8: CALCUL DE DEBIT

Méthode physique

Bassin versant A (ha) C L(m) I (m/m) Tu (mn) Tr (mn) Ta (mn) Tc (mn) i(mm/h) Q (m3/s)

SBV1 8,98 0,7 340 0,017 3 10 3 16 81,221 1,27

SBV2 34,86 0,7 870 0,018 3 10 7 20 70,074 3,98

SBV3 13,81 0,7 300 0,017 3 10 3 16 82,264 1,94

Canal Principal 57,65 0,7 930 0,01 23 75,332 6,90

Autre Ouvrage (Dalot)

Le débit de dimensionnement pour l’ouvrage de franchissement est déterminé suivant les

méthodes CIEH et ORSTOM. Nous avons retenu le débit maximal des deux méthodes obtenues

par celle de CIEH pour plus de sécurité, les résultats sont présentés dans le tableau 11. Le débit

du projet choisit est arrondi à 4 m3/s.




TABLEAU 9: CALCUL DE DEBIT-ORSTOM/CIEH

Méthodes Désignation unité Valeur

Pente moyenne m/Km 3,69

Indice de compacité 1,29

Indice global 2,55

Méthode ORSTOM Crue décennale 𝑚3/s 3,71

Méthode CIEH Crue décennale 𝑚3/s 3,96

Débit du projet Crue décennale 𝑚3/s 3,96

5.3 Dimensionnement des ouvrages

5.3.1 DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE

Evaluation de la section des caniveaux

La section des caniveaux est déterminée par la méthode de la debitance avec un pas de 0,1 m

sera maintenu pour la profondeur normale. Le coefficient de rugosité est pris égal à 70, les

résultats obtenus sont fournis dans le tableau 12.

TABLEAU 10: METHODE DE LA DEBITANCE

Méthode de la debitance

canal 1 b= 0,7 Ks=70

yn(m) S (m²) P (m) Rh (m) Qitteré(m3/s) Q/√𝐼

SBV1

0,5 0,35 1,7 0,21 8,54

8,99 0,6 0,42 1,9 0,22 10,75

0,7 0,49 2,1 0,23 13,00


SBV2

0,9 1,08 3 0,36 38,26

39,97 1 1,2 3,2 0,38 43,68

1,1 1,32 3,4 0,39 49,17


SBV3

0,8 0,72 2,5 0,29 21,98

19,37 0,9 0,81 2,7 0,30 25,41

1 0,9 2,9 0,31 28,88

canal principal b= 0,9 Ks=70

canal Principal

1 1,5 2,9 0,52 67,66

68,95 1,1 1,65 3,1 0,53 75,86

1,2 1,8 3,3 0,55 84,12




TABLEAU 11:VERICATION DE LA VITESSE

Bassin versant Q (m3/s) I (m/m) Ks y(m) b(m) r(m) H(m) V (m/s) Fr

SBV1 1,271 0,01 70 0,60 0,70 0,2 0,80 3,03 1,25

SBV2 3,977 0,01 70 1,00 1,20 0,2 1,20 3,31 1,06

SBV3 1,937 0,01 70 0,80 0,90 0,2 1,00 2,69 1,02

Principal 6,90 0,01 70 1,1 1,5 0,2 1,30 4,18 1,27

Ces résultats nous montrent que les écoulements sont en régime torrentiel avec des vitesses

moyennes oscillantes entre 2,69 et 4,18.

5.3.2 DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL

Les sections d’acier présentées sont reparties par mètre linéaire de la structure et par nappe

compte tenu des épaisseurs.

Caniveaux

Les sections d’aciers sont calculées et résumés dans le tableau 12

acier par

nappe

Section d'acier par ml/nappe

Dalette voile Radier

Calculé Choix Reelle Calculé Choix Reelle Calculé Choix Reelle

Canal 1 3,17 5HA10 3,93 1,6 3HA10 2,36 3,87 4HA12 4,52

Canal 2 5,11 5HA12 5,65 1,63 3HA10 2,36 4,34 4HA12 4,52

Canal 3 3,52 5HA10 3,93 1,63 3HA10 2,36 4,46 4HA12 4,52

Canal 4 6,8 6HA12 6,79 1,63 3HA10 2,36 10,03 9HA12 10,18

Section d’acier du Dalot

Les sections d’aciers choisies sont résumées dans le tableau 13

TABLEAU 12: ARMATURES DALOT

Partie de l'ouvrage

Dimensions (cm) Section/nappe

b h Théorique (cm²) choix Réelle

(cm²)

espacement

(cm)

Tablier Travée

100,00 30,00

3,99 4HA14 6,16 25,00

Appui 8,22 6HA14 9,24 15,00

Piédroits Rive 9,87 5HA16 10,05 20,00

Intérieur 10,40 6HA16 12,06 15,00




Radier Travée 4,35 4HA14 6,16 25,00

Appui 7,95 6HA14 9,24 15,00

Sections d’acier des Murs en Aile

TABLEAU 13: ARMATURES MURS EN AILE

TABLEAU RECAPITULATIF DE SECTION D'acier

Section acier calculé choix sections

S1 14,36 8HA16 16,08

S2 11,28 6HA16 12,06

S3 7,48 5HA14 7,70

S4 9,58 7HA14 10,78

S5 7,18 5HA14 7,70

S6 4,79 4HA14 6,16

aciers minimales verticaux 2,50

aciers minimales horizontaux face non chargée

1,88




VI. ETUDE FINANCIERE

Le devis estimatif nous a permis d’évaluer le cout du projet qui s’élève à 307.180.430 FCFA

hors taxes. Les prix sont repartis ainsi selon les ouvrages, le cout de 2440 ml des caniveaux est

estimé à 210.496.430 FCFA soit une moyenne de 86.269 FCFA par mètre linéaire de l’ouvrage.

Le coût du dalot est estimé à 64.038.000 FCFA, le cout de curage des ouvrages existant est de

8.800.000 FCFA.

installation et repli du chantier; 5 Travaux

preparatoire; 0,47

nouveaux collecteurs; 68,57

dallettes; 1,86

Dalot; 20,85

Curage des ouvrage exixtant;

0,029

Etude d'impact environnementale;

0,04

FIGURE 12 : REPARTITION DES PRIX SELON LES TRAVAUX




VII. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIAL

Réaliser une étude d’impact environnemental et social (EIES) pour un projet, revient à élaborer

un dossier qui met en lumière les conséquences environnementales et (ou les dangers) d’un projet

pour limiter, atténuer et/ou compenser les impacts négatifs qui en découlent. Tout projet de

développement nécessite une étude d’impact environnemental. L’objectif premier d’une EIES

est de fournir aux décideurs, un rapport préalable présentant les implications à chaque niveau,

des diverses modalités des différentes activités projetées afin de leur permettre d’en tenir compte

et de procéder à une modification éventuelle de la conception finale. Loin des objectifs que vise

ce projet, qui consiste à désenclaver l’ensemble des localités traversées ainsi qu’à l’amélioration

des conditions des vies des populations à travers leur accès aux services sociaux de base, ce

projet, comme tout autre projet similaire d’ailleurs, présente des changements et dégradations du

milieu biophysique et humain et est susceptible d’engendrer des impacts environnementaux et

sociaux sur les milieux précités. C’est dans cette lancée que nous avons jugé intéressant

d’accompagner le projet d’une étude d’impact environnemental et social (EIES) afin de recenser

tout d’abord les impacts potentiels, les évaluer et par la suite proposer des mesures d’atténuation

ou de bonification pour une meilleure prise en compte du milieu récepteur.

Méthodologie de l’EIES

La méthodologie que nous avons adoptée est conforme à la réglementation en République du

NIGER notamment sur le respect des dispositions de la loi cadre no 98-56 du 29 décembre 1998,

relative à la gestion de l’environnement, à son article 33, et au décret n°2000397/PRN/ME/LCD

du 20 octobre 2000 portant sur la procédure administrative d’évaluation et d’examen des impacts

sur l’environnement, en son article7.

La première étape étant déjà la troisième partie du rapport, nous ne discuterons dans cette partie

que des deux (02) dernières étapes à savoir l’évaluation des impacts et les mesures

correctionnelles d’atténuation ou de bonification pour une meilleure prise en compte du milieu

récepteur.

Description de l’état initial du site

Apres la présentation générale du site dans le chapitre II , il est à noter que la zone d’étude est

dépourvue d’un réseau de drainage des eaux pluviales en plus du problème d’évacuation s’ajoute

la nécessité d’un ouvrage de franchissement sur un cours d’eau naturel localisé dans la zone.




Description du projet

Ce présent projet est consacré à l’étude pour la réalisation d’un système d’évacuation des eaux

pluviales dans la Commune III de la CUZ.

L’étude à montre qu’un réseau d’évacuation de 2440 ml constitué de quatre (4) de sections

différentes pourrait évacuer les eaux des sous bassins versants considérés et un ouvrage de

franchissement de 3*3*2,5 pour faciliter la circulation des usagés. Tous les ouvrages sont réalisés

en béton armé.

Identification des impacts du projet

L’identification des impacts liés au projet est basée sur l’analyse des interactions possibles entre

les milieux récepteurs et les activités du projet. Les ressources d’impacts liées au projet se

définissent comme l’ensemble des activités prévues lors des phases de construction,

d’exploitation. Ces activités comprennent notamment :

Aménagement des installations du chantier : atelier

Travaux de préparation de l’emprise (déboisement, débroussaillage, décapage,

excavation)

Transport et circulation (déplacements de la main d’œuvre, de la machinerie des

matériaux de construction)

Evaluation des impacts

TABLEAU 14: EVALUATION DES IMPACTS

Composantes affectés Phases du projet Source d’impact Description des

Impacts

Milieu biophysique

Ressources en eau Phase de construction Prélèvement d’eau

Risque d’affaissement

des ressources en eau

souterraine

Qualité de l’air Phase de construction Poussière

Exposition des

riverains à des fines

particules par le biais

de poussières

Végétation Phase de construction Déblaiement des

plantes herbacées

Coupe d’arbre et

d’herbe en sur les

passages des caniveaux

Faune Phase de construction Bruit Bruits permanents dus

aux passages des




camions et engins

perturbera l’avifaune

Paysage Phase de construction

Destruction des

arbustes ; Modification

du paysage

La destruction des

arbustes provoquera

une perte d’habitat

pour certains oiseaux et

pour la microfaune par

des ouvertures dans la

zone d’emprunt et des

carrières

Milieu humain

Impacts

environnementaux Phase de construction Impacts sonores

Travaux préparatoires

des emprises et

des travaux connexes

Santé, sécurité et bien être

des populations Phase de construction

Travaux de

construction et

Présence de la main

d’œuvre dans la zone

Accident de travail et

naissance des

nouvelles maladies

cardio-vasculaires

et aussi des maladies

sexuellement

transmissibles

Activités socio-

économiques

Phase de construction Travaux de

construction

Créations d’emplois

directs pour les

jeunes de la zone

Phase d’exploitation Praticabilité du tronçon

Facilité la circulation

des personnes et des

biens

Matrice d’identification des impacts

X = Impact (Interaction entre l’activité et le milieu récepteur) ;

0 = Aucune interaction entre l’activité et le milieu récepteur

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA

VILLE DE ZINDER AU NIGER


TABLEAU 15: MATRICE D'IDENTIFICATION DES IMPACTS

Phases du

projet Activités Impacts générés

Description des

impacts

Nature

Milieu récepteur

Milieu Biophysique Milieu socio-

économique

Sol Faune Flore Air Eaux Paysage Econo Santé

Préparation

Installation de

la base

Destruction de la

flore

Désherbage et

abattage des

arbres

Négative x x x x 0 x x x

Pollution Déversement

d’hydrocarbure Négative x x x x 0 x 0 x

Transport des

équipements Pollution

Nuisance sonore,

poussière,

Déversement

d’hydrocarbure

Négative x 0 x x x 0 0 x

Construction

Implantation

des

tranchées

Destruction de la

végétation et de

l’habitat

faunique

désherbage Négative x x x x 0 x x x

Destruction du

sol excavation Négative x x x x x 0 x x

Prélèvement

d’eau

Assèchement des

points d’eau

Utilisation

Excessive Négative x x x 0 x 0 x x

Pollution Souillure Négative x x 0 0 x x 0 x

Construction des caniveaux

Pollution et destruction du

sol

Poussière, bruit et vibration, désorganisation de la structure du

sol

Négative/ positive

x 0 0 x x x x

Exploitation

Entretien et réfection des

ouvrages

Encombrement Curage Positive x 0 0 0 x x x

Pollution Pollution de l’air, du

sol Négative x x x x 0 x x x

Raccordement clandestin des

Pollution des eaux

Pollution, contamination

Négative 0 x x x 0 x x

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA

VILLE DE ZINDER AU NIGER


ménages de pluies




Ces résultats montrent que les différentes activités ont une forte interaction sur le sol et la santé

humaine et une interaction moindre sur les autres composantes du milieu. Des mesures surtout

de protection du sol et de la santé humaine devront être prises.

Plan de gestions environnemental et sociale (PGES)

Le PGES est un outil de gestion environnemental du projet qui présente les impacts, les sources

d’impacts, les récepteurs, les actions environnementales retenues, leurs objectifs et tâches, les

acteurs impliqués, et la localisation des actions.

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA VILLE DE ZINDER

AU NIGER


TABLEAU 16:PGES

Récepteur Impact Action

environnementale à mener

Objectif de l’action

Tâches de l’action Acteurs de

l’action Acteurs de

suivi Lieu de mise en

œuvre

Coût de mise en œuvre

Calendrier indicateur de suivi

Flore Diminution du couvert

végétale

Minimisation de l’abattage d’arbre

Réduire déboisement des

arbres

Campagne de sensibilisation,

plantation des arbres, Lutter contre la coupe

abusive du bois

Entreprise

Mairie Population

Mission de contrôle

Sur le chantier Indéfini Pendant et après les travaux

Vérification du

nombre d’arbre

planté et entretenu

Sol érosion du

sol Reboisement et

Création d'espace vert

Réduire les effets de l'érosion en permettant la fixation du sol

Campagne de sensibilisation,

plantation des arbres, Lutter contre la coupe

abusive du bois

Mairie Mission de contrôle

périphérique de la route et école

Indéfini Après les travaux

Surface de sol érodé

Paysage

Risque de

transformation

des

collecteurs en

dépotoir

Retrait d’arbre terrassé pour être valorisés (énergie, artisanat, etc.) ; retrait des terres issus de l’excavation du chantier ;sensibilisation de la population sur les bonnes pratiques d’hygiène

Réduire les déchets sur le site

Lutter contre le dépôt de certains déchets

solides dans les collecteurs

Mairie Mission de contrôle

Sur le chantier indéfini

Vérification du retrait d’arbres terrassés, des terres, et du

nombre de séances désensibilisation

des

Air

Pollution de

l’air par les

odeurs

curage des caniveaux Réduire les

quantités d’odeur émises

Eviter le dépôt des déchets

Mairie et Entreprise


Dans les

collecteurs indéfini

Lors de la mises-en service

Vérification de la mise en place du dispositif de ventilation ou l’utilisation des

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA VILLE DE ZINDER

AU NIGER


produits chimiques contre les odeurs

Emploi Création d’emploi

Embauche de la main

d’œuvre locale

Diminuer

le

chômage

et lutter

contre la

pauvreté

- Entreprise Mission de

contrôle Dans l’entreprise indéfini

Avant et pendant le

projet

Vérification du recrutement de la

main d’œuvre

Sécurité

Risque

d’insécurité

et d’accident

de travail

Sensibilisation des

employés au respect des

mesures de sécurité au

chantier ;

Prévenir et

réduire le

nombre

d’accident

de travail

et de

circulation

- L’entreprise mission de

contrôle indéfini

Avant et

pendant les travaux

Vérification du

nombre de

séances

de sensibilisation,

l’existence des

panneaux de

signalisation

Population

détérioration du cadre de

vie

Lutte contre les IST / VIH, Création des espaces verts et distribution des

préservatifs

Améliorer le bien-être des

populations, Réduire les risques

de maladie

Campagne de sensibilisation sur les IST/VIH, création de

cadre de jeux

ONG Commune


Dans la zone Indéfini Durant le

projet

Taux de personnes infectés par le VIH

SIDA/an

ETUDES POUR LA REHABILITATION ET L’EXTENSION DU SYSTEME D’EVACUATION DES EAUX

PLUVIALES DANS LA COMMUNE III DE LA VILLE DE ZINDER AU NIGER


Commentaires : Apres l’identification et évaluation des impacts environnementaux et sociaux

potentiels du projet, il ressort que le projet présente aussi bien des impacts négatifs que positifs

tant en phase de construction qu’en phase d’exploitation. Toutefois, au regard de l’importance

du projet pour les populations et des mesures d’atténuation proposées minimisant les impacts,

l’on pourrait dire que ce projet présente globalement un avantage certain comparativement à la

situation sans projet. Par conséquent, la réalisation d’un tel projet est dans l’intérêt des

populations locales, de l’état et du développement des communes.

Mesures d’atténuation

Elles se définissent comme l’ensemble des moyens envisagés pour éviter ou réduire les impacts

négatifs causés sur l’environnement.

Mesures de compensation

Ces mesures visent à compenser les dommages causés sur l’environnement par le projet et les

pertes qui en résultent pour la collectivité. Elles peuvent consister en des dédommagements

monétaires ou par la création de milieux qui compenseront la perte d'autres. Par exemple, des

arbres d’une valeur équivalente à ceux qui ont été abattus, seront plantés et entretenus.

Mesures d’information, de sensibilisation et de communication

La construction d’un ouvrage de franchissement nécessite d'être accompagnée ou préparée par

des actions d’information, de sensibilisation et d'éducation. Les travaux de construction et la mise

en service de l’infrastructure doivent faire l'objet d'une collaboration avec les Services s'occupant

de l'éducation routière. En outre, des procédures adéquates de sensibilisation et de formation du

personnel de chantier en matière de protection de l’environnement devront être établies.

Mesures pour le milieu naturel

Au niveau du milieu naturel, plusieurs points doivent être définis techniquement et

contractuellement lors de la planification et faire l'objet d'un contrôle par la direction du chantier.

Dans le cadre du présent projet, il s’agira notamment de la réhabilitation de tous les sites en fin

de chantier, des mesures relatives aux nuisances à prendre comme la gestion des déchets.




VIII. Conclusion et recommandations

Cette présente étude intitulée « étude pour la réhabilitation et d’extension du système

d’évacuation des eaux pluviales dans la commune III de la ville de Zinder » avait pour

objectif la réalisation des ouvrages de drainage des eaux pluviales et de franchissement, afin

d’améliorer les conditions de vie de la population. Plusieurs aspects ont été abordé afin

d’atteindre ces objectifs.

Sur les données recueillies et les visites du terrain, nous avions proposé un réseau de drainage

constitué de 2440 ml de collecteur de forme rectangulaire. Ce réseau est reparti sur trois sous

bassin versant et un collecteur principal de section 1,5*1,3 m², les collecteurs secondaire sont

respectivement 0,7*0,8 ; 1,2*1,2 et 0,9*1 m² respectivement suivant les trois sous bassins

versants. Aussi un ouvrage de franchissement (dalot) a été proposé pour faciliter à la population

le franchissement le passage d’un cours d’eau pendant la saison hivernale. Cet ouvrage est

composé de trois ouvertures avec une section hydraulique de 3*2,5 m² chacune.

Il a été prévu des dallettes à certains endroits traversés par les canaux, nous pouvons dénombrer

cinquante-trois(53) dallettes de deux virgule cinq mètre de largeur (2,5 m).

Sur le plan environnemental l’étude nous montre plus d’impact positifs que négatifs à la

réalisation de ce projet. Enfin le cout du projet est estimé à 307.180.430 FCFA hors taxe.

Pour assurer le bon fonctionnement du système d’évacuation nous formulons les

recommandations suivantes :

Sensibiliser la population sur la bonne pratique en matière d’entretien des ouvrages

Etablir un calendrier pour le nettoyage des collecteurs

Assurer une mise en œuvre adéquate des ouvrages ainsi que les mesures atténuation

environnemental

Réaménager les mares pour qu’elle puisse recueillir plus d’eaux




Bibliographie

Aquadev, S. C. (Aout 2004). Monographie de la Communauté Urbaine de Zinder.

BIAOU, D. A. (2013). Cours d’hydraulique routière - Institut internationale de l’ingénierie de

l’eau et de l’environnement. Ouagadougou. Consulté le Semptembre 12, 2018

CEH-SIDI, C. d. (Janvier 2009). ETUDE DE REHABILITATION ET D'EXTENSION DU

SYSTEME D'EVACUATION DES EAUX PLUVIALES DE ZINDER AU NIGER.

Consulté le Aout 2018

CIEH, O. (2 Mars 1998). Crues et apports, Manuel pour l’estimation des crues décennales et

des apports annuels pour les petits bassins versants non jaugés de l’Afrique sahlienne

et tropicale sèche. Consulté le Septembre 24, 2018

CONSULT, G. (Novembre 1989). Etude de l’assainissement de la ville de Zinder.

CRES, F. N. (Septembre 2001). Hydraulogie Urbaine quantitative-Assainissement pluvial-.

Ouagadougou, Burkina Faso.

Française, M. D. (22 Juin 1977). Cahier des prescriptions communes applicables aux marchés

de travaux publics. Paris. Consulté le AOÜT 18, 2018

IKALI. (2018, Juillet 28). www.actuniger.com/sociéte.

Prof Adamah MESSAN, C. (2003-2014). Cours de Béton Armé 1,2&3, Institut International

d’Ingénierie de l'Eau et de l’Environnement. Ouagadougou: Fondation. Consulté le

Octobre 12, 2018



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 i

ANNEXES

Annexe 1: Caractéristiques des bassins versants .......................................................................

Annexe 2: Récapitulatif du calcul de débit par la Méthode Rationnelle .. Erreur ! Signet non

défini.

Annexe 3: Tableau RECAPITULATIF GAUSS/GUMBEL ........ Erreur ! Signet non défini.

Annexe 4: Détermination de Kr10 et Kr100 .............................................................................

Annexe 5: Annexe 5 : Détermination de temps de base ............................................................

Annexe 6: Carte des précipitations annuelles (CIEH) ...............................................................

Annexe 7: Choix des Annexe Coefficients par la Méthode CIEH ............................................

Annexe 8: Récapitulatif du calcul de débit par la méthode ORSTOM .... Erreur ! Signet non

défini.

Annexe 9: Récapitulatif du calcul de débit par la méthode CIEH .............................................

Annexe 10: choix Coefficient de Strickler ................................... Erreur ! Signet non défini.

Annexe 11 : Détermination de la pente critique ........................................................................

Annexe 12 : détermination de la vitesse dans un dalot ..............................................................

Annexe 13: Profils en long canal 1 ............................................................................................

Annexe 14 : Profil en long canal 2 ............................................................................................

Annexe 15: Profils en long canal 3 ............................................... Erreur ! Signet non défini.

Annexe 17: Note de calculs Caniveaux .....................................................................................

Annexe 18: Note de calculs de dimensionnement structural du dalot ...... Erreur ! Signet non

défini.



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 ii

ANNEXE 1 : CARACTERISTIQUES DES BASSINS VERSANTS

Bassin versant

Surface (ha)

Périmètre (m)

Cr

SBV1 8,98 1427,35 0,7

SBV2 34,86 2548,77 0,7

SBV3 13,81 2059,49 0,7

SBV4 264 7420 0,7



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ANNEXE 2 : RECAPITULATIF DU CALCUL DE DEBIT PAR LA METHODE RATIONNELLE

Bassin versant A(ha) C L(m) I (m/m) Tu (mn) Tr (mn) Ta (mn) Tc (mn) I (mm/h) Q(m3/s)

SBV1

8,98

0,7

340

0,01

3

10

3 16

81,22

1,271

SBV2

34,86

0,7

870

0,01

3

10

7 20

70,07

3,977

SBV3

13,81

0,7

300

0,01

3

10

3 16

82,26

1,937

Principal

57,65

0,7

930

0,01

-

-

- 23

75,33

6,895



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 iv

ANNEXE 3: RECAPITULATIF GAUSS/GUMBEL

Ajustement de Gumbel

T F(x) Up Xp Xmin Xsup

Humide

100 0,99 4,6001 90 80 100

20 0,95 2,9702 74 67 81

10 0,9 2,2504 67 62 73

5 0,8 1,4999 60 56 65

Médiane 2 0,5 0,3665 49 47 52

Sèche

5 0,2 -0,4759 41 39 43

10 0,1 -0,8340 38 36 40

20 0,05 -1,0972 35 33 37

100 0,01 -1,5272 31 29 34

Les intervalles de confiances

T F(x) Up Xp Xmin Xsup

Humide

100 0,99 2,3300 612,65 605 620

20 0,95 1,6400 555,03 549 561

10 0,9 1,2800 524,97 520 530

5 0,8 0,8000 484,88 480 489

Médiane 2 0,5 0,0000 418,08 414 422

sèche

5 0,2 -0,8400 347,93 343 352

10 0,1 -1,2800 311,18 306 316

20 0,05 -1,9600 254,40 248 261

100 0,01 -2,3300 223,50 216 231



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Annexe 4 : Détermination de Kr70 et Kr100



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Annexe 5 : Détermination de temps de base



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 vii

Annexe 6 : Carte des précipitations journalières décennale



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 viii

Annexe 7 : Coefficients de régression multiple



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CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 x



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xi

ANNEXE 8: RECAPITULATIF DU CALCUL DE DEBIT PAR LA METHODE ORSTOM

ORSTOM

Qr10=A*P10*Kr10*α10*S/Tb

Coefficient d’abattement A 0,94

Pluie moyenne décennale 10 𝐏 (mm) 499,16

α10 2,6

Kr100 20,4

Kr70 17,6

Kr10 17,89

Pente moyenne 𝐈𝐦𝐨𝐲 (m/km) 3,69

Indice global de pente 𝐈𝐠 2,55

Temps de base 10 𝐓𝐛 (mn) 652,1

Volume ruisselé 𝐕𝒓 (m3) 32486

Débit moyen ruisselé Qmr (m3/s) 1,387

Qr10 3,605

Q10 3,714



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xii

ANNEXE 9: RECAPITULATIF DU CALCUL DE DEBIT PAR LA METHODE CIEH

CIEH

Equations

10 12 18 27 42

a 0,0833 0,095 0,0678 0,279 0,399

s 0,696 0,643 0,661 0,619 0,643

p 0,264 0,264 0,264 0,264 0,264

i 0,953 0,406 0,412 0,279 0,399

k 0,534 1,038 1,105 0,51 0,479

d 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

Ig -0,309 -0,309 -0,309 -0,309 -0,309

S(km²) 1,3514

Pan(mm) 530

Ig(m/km) 2,55

Kr10 19,09

Dd(km^-1) 1,760

Q10 1,93 5,53 4,92 2,97 4,44

Moyenne 3,96



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xiii

Annexe 10 : Choix de coefficient de rugosité

Caractéristiques

Parois revêtements en mortier de ciment et sable, très lisses planches rabotées tôle métallique soudures saillantes

Mortier lissé

Parois lisses planches avec des joints mal soignés enduit ordinaire grès.

Béton lisse canaux en béton avec des nombreux.

Maçonnerie ordinaire terre exceptionnellement régulière.

Parois rugueuses terre béton rugueux ou vieux maçonnerie vieille ou

soignée.

Parois rugueuses terre irrégulière avec des herbes rivières régulières en lit rocheux.

Terre en mauvais état rivière en lit de cailloux

Terre complément à l'abandon torrents transportant de blocs.

100

8

0

7

5

7

0

6

0

40

2

0 à

1

5

0,010 à 0,0111

0,0119

125

0,0134

142

167

0,0200

0,0250

0,0500 à 0,0667



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xiv

Annexe 11 : Pente critique



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xv

Annexe 12 : vitesse critique



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xvi

Annexe 13 : Profil en long canal 1



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xvii




CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xviii




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Annexe 17 : Note de calcul Collecteurs

Caractéristiques des Matériaux

Acier-Béton

Fe(Mpa) 400 Ft28(Mpa) 2,1

Fc28 (Mpa) 25 𝝈𝒃𝒄 (Mpa) 14,17

𝝈𝒔𝒕 (Mpa) 201,63

Fsu(Mpa) 347,83

Dans cette partie nous allons montrer la procédure pour le dimensionnement du caniveau de

SBV2. Les autres résultats seront présentés dans un tableau qui montra les différentes sections

d’acier calculées.

Les chargements à considérer sont utilisés selon les prescriptions du fascicule 61, Titre II

(Conception, Calcul et Épreuves des ouvrages d’art) du cahier des prescriptions communes

applicables aux marches de travaux publics de l’État français ;



- fissuration peu préjudiciable

Dallette

Charge concentrée d’une roue isolée de 10T (100KN), comme le stipule le Fascicule 61, en son

Titre II. Cette charge sera notée Br durant cette étude.

Poids propre de la Dallette

Ppd = h * e * 𝜸𝒃

h : largeur de la Dallette (m)

e : épaisseur (m)

𝛾𝑏 : Poids volumique du béton (KN/m3)

Ppd = 1,15*0,15*25 = 4,31 Ppd = 4,31 kN/ml

Moment de flexion dû au poids propre de la Dallette

Mpd = Ppd *𝒃𝟐

𝟖

Mpd = 4,313 *1,152

8 = 0,54 Mpd = 0,54 kN.m

Moment de flexion dû à la surcharge Br

MBr = Br * 𝒃𝟐

𝟒



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxi

MBr = 100 * 1,152

4 = 28,75 MBr = 28,75 kN.m

Effort tranchant dû au poids propre.

𝑻𝒑𝒅 = Ppd * 𝒃

𝟐

𝑇𝑝𝑑 = 4,313 * 1,15

2 = 0,58 𝑻𝒑𝒅 = 0,58 kN

Effort tranchant dû à la surcharge

𝑻𝑩𝒓 = Br * 𝟏

𝟐

𝑇𝐵𝑟 = 100 * 1

2 = 50 𝑇𝐵𝑟 = 50 kN

Combinaisons d’actions ELU

ELU

𝑴𝒖 = 1,35 Mpd + 1,5 MBr = 1,35*0,539 + 1,5*28,75 = 44,09

𝑀𝑢 = 44,09 kN.m

𝑻𝒖 = 1,35 Tpd + 1,5 TBr = 1,35*0,575 + 1,5*50 = 75,78

Tu = 75,78 kN

Calcul de la section d’acier

𝐀𝐬𝐭 = 𝐌𝐮

𝐙∗𝛔𝐬𝐭

Moment réduit du béton

𝜇𝑢 = 𝑀𝑢

𝑏∗𝑑2∗𝑓𝑏𝑢 =

0,001∗44,09

1∗(0,0∗0,15)2∗14,17 = 0,148 < 𝜇𝐴𝐵

Calcul du Bras de levier

Z= d (1 – 0,4𝛼𝑢)

𝛼𝑢 = 1,25(1 - √1 − 2𝜇𝑢 )

𝛼𝑢 =1,25*(1 - √1 − 2 ∗ 0,148 ) = 0,202

Z= 0,9*0,15* (1 – 0,4*0,202) = 0,124

Z = 0,124 m

Ast = 10000∗44,09

0,124∗347,83 = 10,20 cm²

Section d’acier par nappe

Ast/nappe = Ast

2 = 5,10

Ast/nappe= 5,10 cm²

Choix d’armature :

5HA12 Totalisant 5,65 cm²



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Aciers de répartition 𝐀𝐫𝐩

𝐞𝐬𝐩 =

𝛔𝐓𝐨∗𝟎,𝟑∗𝐟𝐭𝟐𝟖

𝟎,𝟖∗𝐟𝐞∗𝐛

𝜎𝑇𝑜 = 𝑇𝑢

𝑏∗𝑑 =

44,09

1∗0,9∗0,15 = 0,561

Arp = 2,36 cm²

Piédroits

Les pieds droits sont soumis à leur poids propre celui que transmet la dallette (efforts verticaux)

et à la poussée de terre. De ce fait, les pieds droits seront dimensionnés en flexion composée

avec un effort de compression.

Calcul des sollicitations

Effort dû à l’action de Br

VBr = 𝑇𝐵𝑟∗0,5

𝑏 =

50∗0,5

1 = 25

VBr = 25 kN

Effort dû au poids propre de la dallette

Vpd = 𝑇𝑝𝑑∗0,5

𝑏 =

0,58∗0,5

1 = 0,29

Vpd = 0,29 kN

Effort dû au poids propre des pieds

Vppd = e *𝛾𝑏 = 0,15* 25 = 3,75

Vppd = 3,75 kN

Poussée de terre

Pt = Ka * 𝛾𝑠𝑜𝑙 * Ht = 0,33*20*1,1 = 4,53

Pt = 4,53 kN

Combinaisons d’actions ELU

Vu = 1,35(Vpd + Vppd) + 1,5VBr = 1,35(0,29 + 3,75) + 1,5*25 = 42,95

Vu = 42,95 kN

Vut = 1,35* Pt = 1,35 * 4,53 = 6,12

Vut = 6,12 kN

Moment d’encastrement

Met = Vut * 𝑑+𝑏

3 = 6,12 *

0,9∗0,15 +1

3 = 2,13

Met = 2,13 kN.m



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Excentricité

e1 = 𝑀𝑒𝑡

𝑉𝑢𝑡 =

2,13

6,12 = 0,38

effort de compression centré maximal

Nbmax = b * h *fbc = 0,15*1,1*14,17 = 2,34

Nbmax = 2,34 kN

coefficient de remplissage du diagramme de contrainte

ψ1 = 𝑁𝑢

𝑁𝑏𝑚𝑎𝑥 =

6,12

2,34 = 2,62 > 0,81

Dans notre cas ψ1 est supérieur à 0,81 et le coefficient χ1 ≥ 0,19 la section est partiellement

comprimé

Moment fictif

Muf = Nu * eA

eA = e1 + 0,9*h - ℎ

2 = 0,38 + (0,9*0,15 -

0,15

2) = 0,44 m

Muf = 6,12 * 0,44 = 2,69

Muf = 2,69 kN.m

Section d’acier :

Ast réelle = Ast - 𝑉𝑢𝑡

𝜎𝑠𝑢

𝜇𝑢 = 𝑀𝑢

𝑏∗𝑑2∗𝑓𝑏𝑢 = 0,01< 𝜇𝐴𝐵 pas d’acier comprimés

Ast réelle = 𝑀𝑢𝑓

𝑍∗𝜎𝑠𝑡 -

𝑉𝑢𝑡

𝜎𝑠𝑢 = 10000*

2,69

0,134∗347,83 -

6,12

347,83 *0,001 = 0,574

Ast réelle = 0,574 cm²

Condition de non fragilité

Amin = 0,23* 𝑏∗𝑑∗𝑓𝑡28

𝑓𝑒 = 1,63

Amin = 1,63 cm²


3HA10 totalisant 2,36 cm²

Radier

Poids propre du radier

Prd = h * e * 𝛾𝑏 = 1*0,15*25 = 3,75

Prd = 3,75 kN

Sollicitation(ELU)

Pu = 1,35*(Prd + Vppd + Vpd) + 1,5 *VBr = 1,35*(3,75 + 3,75 + 1,55) + 1,5 *16,67 = 48,03

Pu = 48,03 kN



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxiv

Moment isostatique

Mo = Pu * 𝑏2

8 = 48,03 *

0,82

8 = 4,52

Mo =4,52 kN.m

Moment tranchant

Mt = 0,8 * Mo = 0,8*4,52 = 3,62

Mt = 3,62 kN.m

Section d’acier

Ast = 𝐌𝐭

𝐙∗𝛔𝐬𝐭 =

𝟑,𝟔𝟐

𝟎,𝟏𝟐∗𝟑𝟒𝟕,𝟖𝟑 * 100 = 8,67

Ast/nappe = 4,34 cm²

Amin = 2,70 cm²


4HA12 totalisant 4,52 cm²

Acier de répartition

Ar = 1

4 * Ast

Ar = 1

4 * 8,67 =2,17 cm²



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxv

ANNEXE 18 :NOTE DE CALCULS DE DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL DU DALOT

- Les chargements à considérer sont pris selon les prescriptions du fascicule 61, Titre II

(Conception, Calcul et Épreuves des ouvrages d’art) du cahier des prescriptions

communes applicables aux marches de travaux publics de l’État français ;



- La fissuration est jugée préjudiciable

Caractéristiques des matériaux

Acier

Nuance : Acier à haute adhérence (HA), FeE 400 : fe = 400 Mpa

La fissuration est jugée préjudiciable (FP) :

Contrainte limite de l’acier : 𝜎𝑠𝑡 = min (2

3 fe ; max (

1

2 fe ; 110√𝜂𝑓𝑡28)) = 215,56 Mpa

Béton

Résistance à la compression à 28 jours : fc28 = 30 Mpa

Résistance à la traction à 28 jours : ft28 = 0,06* fc28 + 0,6 = 2,4 MPa

Poids volumique du béton : 𝛾𝑏 = 25 Mpa

Contrainte de calcul du béton : 𝜎𝑏𝑢 = 0,85* 𝑓𝑐28

𝛾𝑏∗𝜃 = 0,85*

30

1,5∗1 = 17 Mpa

Sol

Densité des terres : γsol = 20 KN/m³

Coefficient de poussée : Ka = 0,33

Surcharge de remblai : R = 10 KN/m²

Contrainte admissible : бadm = 0,2 MPa = 2 bars



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxvi

Caractéristiques du dalot

Largeur chargeable (m) 8

Largeur roulable (m) 7

Hauteur hydraulique (m) 2,5

Largeur hydraulique (m) 3

Epaisseur (m) 0,30

Evaluation des charges

Permanente

Tablier

Poids propre : Ppt = e * B*𝛾𝑏 = 0,3*1*25 = 7,5 , Ppt = 7,6 kN/ml

Poids des guides roues : Pgr = 𝑒𝑔𝑟∗ℎ𝑔𝑟∗𝐿𝑡∗𝛾𝑏

𝐿𝑡+2𝑒𝑔𝑟 =

0,3∗0,6∗10∗25

25+2∗0,3 = 5,23

Pgr = 5,23 kN/ml

G1 = Ppt + Pgr = 12,73 G1 = 12,73 kN/ml

Piédroits

Le dalot n’est pas revêtue alors les poids sur les piédroits seront induit par : le poids des guides

roues, du tablier et le poids propre des piédroits. Les pieds de rives sont soumis aussi par la

poussée des terres

Poids propre des pieds: Pppd = e * B*𝛾𝑏 = 0,3*1*25 = 7,5

Pppd = 7,6 kN/ml

G2 = ka*h*𝛾𝑠𝑜𝑙 = 0,33*3*20 = 19,80

G2 = 19,80 kN/ml

Radier

Poids propre du radier: Pppr = e * B*𝛾𝑏 = 0,3*1*25 = 7,5

Pppr = 7,6 kN/ml

Réaction

G3 = Pppr + G1 + G2 = 27,73



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxvii

G3 = 27,73 kN/ml

Surcharge

Systèmes B

Bc Bt Br

bc 1,10 bt 1,00 br 1,00

A (m²) 4,00 A (m²) 6,03 A (m²) 1,70

Q (kN) 240,00 Q (kN) 320,00 Q (kN) 100,00

Qc (kN/m²) 66,00 Qt (kN/m²) 53,07 Qr (kN/m²) 58,82

L(m) 7,00 L(m) 7,00 L(m) 7,00

G(kN) 44,56 G(kN) 12,73 G(kN) 12,73

δ 1,18 δ 1,23 δ 1,19

Qbc(kN/ml) 77,87 Qbt(kN/ml) 65,28 Qbr(kN/ml) 69,77

Calcul des sollicitations

La structure présente une symétrie de chargement et de géométrie en utilisant la méthode des 3

moments, on a le système d’équations suivant :

Sollicitations sous charge

G sous charge

Q ELS ELU

Moment sur appui (kN.m) M1=M4 6,4 33,9 27,5 42,2

M2=M3 13 65,4 78,4 115,65

Moment en travée (kN.m) M1-2 = M3-4 8,58 41,7 50,28 74,133

M2-3 5,33 28 33,33 49,1955

Réaction d'appui (kN) R1=R2=R3=R4 -5,05 16,7 11,65 18,2325

Moment Rive (kN.m) Max 15,1 100 115,1 170,385

Moment intermédiaire Max -1,76 -5,91 -7,67 -11,241

Réaction d'appui rive (kN) Rmax -21,50 108,40 86,90 133,575

Réaction d'appui (kN) Rmax -50,40 258,00 207,600 318,960

Moment sur appui (kN.m) M8=M5 15,10 7,94 23,040 32,295

M7=M6 23,60 -0,02 23,580 31,830

Moment en travée (kN.m) M8-7 = M6-5 -15,70 3,85 -11,850 -15,420



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxviii

M7-6 -11,00 -1,60 -12,600 -17,250

Réaction d'appui (kN) R1=R2=R3=R4 - - - -

Calcul des sections d’acier

Tablier

Le tablier est dimensionné en flexion simple, les sections d’acier sont déterminés suivant les

deux états limites (ELS et ELU). Ainsi la section retenue sera le maximum des deux valeurs

obtenue.

- Etat limite de service

Mser = 78,4 kN.m

Moment résistant béton : Mrb = 1

2 * b0*d²*𝜎𝑏𝑐* �̅�𝑠𝑒𝑟(1 -

1

3�̅�𝑠𝑒𝑟)

�̅�𝑠𝑒𝑟= 𝑛�̅�𝑏𝑐

𝑛�̅�𝑏𝑐 +�̅�𝑠𝑡 =

15∗17

15∗17 +215,56 = 0,54 ; d = 0,9*h = 0,9*0,3 = 0,27 m

Mrb = 1

2 * 1*0,27²*17*0,54* (1 -

1

3∗ 0,54) = 0,274 MN.m

Mser < Mrb pas d’acier comprimé

Aser = 𝑀𝑠𝑒𝑟

𝑍𝑠𝑒𝑟∗𝜎𝑠𝑡 =

78,4

0,22∗215,56 *10 = 16,44 cm²

Aser = 16,44 cm²

- Etat limite ultime

Mu =42,2 kN.m

Moment réduit : 𝜇𝑢 = 𝑀𝑢

𝑏0∗𝑑2∗𝜎𝑏𝑐 =

0,0422

1∗0,272∗215,56 = 0,03

Zu = d – 0,4*yu avec yu = 0,25*d Zu = 0,27 m

Au = 𝑀𝑢

𝑍𝑢∗𝜎𝑠𝑡 =

42,2∗10

0,27∗215,56 = 7,32 cm²

Au = 7,32 cm²

- Condition de non fragilité

Amin = 0,23*b0*d* 𝑓𝑡28

𝑓𝑒 = 10000*0,23*1*0,27*

2,4

400 = 3,73 cm²

Amin = 3,73 cm²

Ast = max ( Aser ;Au ;Amin ) = max ( 16,44 ; 7,32 ; 3,73 ) = 16,44 cm²



CHAIBOU OUSMANE Ismaeil Promotion 2017-2018 soutenu le 21/01/2019 xxix

Ast = 16,44 cm²

L’épaisseur du tablier étant supérieur à 15 cm alors les aciers seront disposés en deux nappes.

Ast/nappe = 𝑨𝒔𝒕

𝟐 =

𝟏𝟔,𝟒𝟒

𝟐 = 8,22 cm²

Choix d’acier : Aciers principaux 6HA14 totalisant 9,24 cm

Aciers de répartition 4HA12

Piédroits

Piédroits centraux : ils sont dimensionnés en compression simple

Section réduite : Br = (h - 0,03)*(b - 0,03) = (0,3 - 0,03)(1 - 0,03) = 0,26 cm²

Longueur au flambement : lf = 0,5*l = 0,5*2,5 = 1,25 m

Moment quadratique : i = ℎ

√12 = 0,09

Elancement : 𝜆 = 𝑙𝑓

𝑖 = 14,43 < 50

Β = 1 + 0,2*(𝜆

35)² = 1,03

Nb = 𝐵𝑟∗𝑓𝑏𝑐

0,9 =

0,26∗17

0,9 = 4,95 MN

Ns = 𝑘∗𝛽∗𝑁𝑢−𝑁𝑏

0,85 =

1,1∗1,03∗0,01124−4,95

0,85 = 5,84 MN (k = 1.1 car plus de la moitié des charges est

appliquée avant 90 jours)

Ns < 0 Le béton est surabondant, la section minimale suffit

Amin= max{4𝑐𝑚2

𝑚𝑙 𝑑𝑢 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑒

0,2% 𝑆= max{

4 ∗ 2 ∗ (0,3 + 1)0,2% ∗ 30 ∗ 100

Amin= 10,4 cm²

Section d’acier 6HA16 totalisant 12,06 cm²

Piédroits de rive : les calculs sont effectués en flexion composée avec un effort normal de

compression.

Mser = 27,5 kN.m ; Nser = 86,90 kN

Mu = 42,2 kN.m ; Nu =133,58 kN



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Excentricité : e = 𝑀𝑢

𝑁𝑢 =

42,2

133,58 = 0,32 m

Effort de compression : Nbmax = b*h*𝑓𝑏𝑐 = 1*0,3*17 = 5,10 MN

Coefficient de remplissage :𝛹1 = 𝑁𝑢

𝑁𝑏𝑚𝑎𝑥 =

133,58

1000∗5,10 = 0,03 < 0,81

𝛹1 ≤ 2 3⁄ → ξ =1+ √9−12𝛹

4(3+ √9−12𝛹) = 0,17

Excentricité critique : eNC = ξ*h = 0,17*0,3 = 0,05 m

e > eNC : la section est partiellement comprimée et l’état limite peut ne pas être atteinte (effort

normal faible).

Calcule un moment de flexion fictif : Mufictif = Nu*eA

eA = e + (d-0,5h) = 0,3 + (0,9*0,3-0,5*0,3) = 0,44 m

Mufictif = 133,58*0,44 = 58,23 kN.m

Bras de levier : Z = 0,26 m

Section d’acier fictif : Astfictif = 𝑀𝑢𝑓𝑖𝑐𝑡𝑖𝑓

𝑍∗𝜎𝑠𝑡 =

58,23

0,26∗347,83*10 = 10,25 cm²

Section d’acier reelle : Areelle = Astfictif - 𝑁𝑈

𝜎𝑢 = 10,25 -

133,58

347,83 = 9,87 cm²

Condition de non fragilité : Amin = max ( 𝑏∗ℎ

1000 ; 0,23*bod

𝑓𝑡28

𝑓𝑒 ) = 3,73 cm²

Ast = max (Areelle ; Amin) = 9,87 cm²

Ast =9,87 cm²

Section d’acier 6HA16 totalisant 12,06 cm²

Radier

Mser = 27,5 kN.m ; Nser = 86,90 kN

Mu = 42,2 kN.m ; Nu =133,58 kN



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Mur en ailes

Action verticale Action horizontale M/A

CH

AR

GE

G

Poids du mur

a Voile 23,63 -21,85

b Semelle 16,88 -16,88

1 Mur(a+b) 40,50

Poids des terres

2 Terre(Talon) 71,82 -109,53

3 Terre(patin) 5,40 -2,16

Poussée des terres

4

34,93 57,63

CH

AR

GE

Q

Charge d'exploitation

5 14,25 -21,73

Poussée due à la charge d'exploitions

6 4,70 7,76

Calcul de la section S1 : la section S1 est celle qui assure la liaison entre le voile est la semelle

(H=2,8), elle se trouve du côté du remblai.

Mser = 56,75 kN.m ; Nser = 17,50 kN

Paramètre de déformation : �̅�𝑠𝑒𝑟 = 𝑛∗�̅�𝑏𝑐

𝑛�̅�𝑏𝑐 ∗�̅�𝑠𝑡 =

15∗18

15∗18+215,56 = 0,56

Bras de levier : �̅�𝑠𝑒𝑟 = d - �̅�𝑠𝑒𝑟

3 = 0,9*0,3 -

0,9∗0,3∗0,56

3 = 0,18 m

Moment resistant du béton :

Mrb = 1

2 * b0 *�̅�𝑠𝑒𝑟*𝜎𝑏𝑐 *�̅�𝑠𝑒𝑟 = 0,5*1*(0,9*0,3*0,56)*18*0,18 = 0,245 MN.m

Mser < Mrb , le moment résistant supérieur au moment de service alors pas d’acier comprimé

Asc = 0.

Section d’acier : Ast = 𝑀𝑠𝑒𝑟


56,75

0,18∗215,56 *10 = 14,36 cm²

Condition de non fragilité de la section : Amin = 0,23*b0*d* 𝑓𝑡28

𝑓𝑒

Amin = 10000*0,23*1*0,225* 2,4

400 = 3,11 cm²

Ast = 14,36 cm²



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Choix d’acier : 8HA 16 totalisant 16,08 cm²

Acier de répartition :

Face arrière coté terre : AH(cm²/ml) ≥ 0,10*e1 = 0,1*25 = 2,5 cm²/ml

Soit 4HA12 totalisant 4,52 cm²

Face avant :

Av(cm²/ml) ≥ 0,10*e1 = 0,1*25 = 2,5 cm²/ml

soit 4HA12 totalisant 4,52 cm²

AH(cm²/ml) ≥ 0,0075*e1 = 0,075*25 = 1,88 cm²/ml

soit 4HA10 totalisant 3,14 cm²

Section S1 S4 S5 S6

H (m) 2,8 1,87 1,4 0,93

Vpt(KN/m) 26,60 17,73 13,30 8,87

Mpt(kN.m) 40,57 27,04 20,28 13,52

Vpp(KN/m) 17,50 11,67 8,75 5,83

Mpp(KN.m) 16,19 10,79 8,09 5,40

Mser(KN.m) 56,75 37,84 28,38 18,92

Nser (KN/m) 17,50 11,67 8,75 5,83

Ast (cm²) 14,36 9,58 7,18 4,79

Choix 8HA16



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Les sections S4, S5 et S6 sont calculées de la même manière que la section S1.

Calcul de la semelle :

Les calculs sont effectués à l’ELS, en tenant en compte toutes les autres partie du mur (voile,

remblais…)

La résultante des forces verticale RH (kN/ml) 40

La résultante des forces verticale RV (kN/ml) 172

Moment résultant en A : M/A (kN.m) 106,76

Excentricité e (m) 0,62

σ = 𝑅𝑣

2∗𝑒𝐴 (Mpa) 0,14

Patin (S2)

En considérant que le patin avant est uniquement soumis à la réaction du sol (le poids des terres

aval au-dessus du patin est négligeable et ces terres pourraient être enlevées).

Mser = 𝜎 *𝑏2

2 = 140*

0,82

2 = 44,8 kN.m

Paramètre de déformation : �̅�𝑠𝑒𝑟 = 𝑛∗�̅�𝑏𝑐

𝑛�̅�𝑏𝑐 ∗�̅�𝑠𝑡 =

15∗18

15∗18+215,56 = 0,56

Bras de levier : �̅�𝑠𝑒𝑟 = d - �̅�𝑠𝑒𝑟

3 = 0,9*0,3 -

0,9∗0,3∗0,56

3 = 0,18 m

Moment résistant du béton :

Mrb = 1

2 * b0 *�̅�𝑠𝑒𝑟*𝜎𝑏𝑐 *�̅�𝑠𝑒𝑟 = 0,5*1*(0,9*0,3*0,56)*18*0,18 = 0,245 MN.m

Mser < Mrb, le moment résistant supérieur au moment de service alors pas d’acier comprimé

Asc = 0.

Section d’acier : Aser = 𝑀𝑠𝑒𝑟


44,8

0,18∗215,56 *10 = 11,55 cm²


𝑓𝑒



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Amin = 10000*0,23*1*0,225* 2,4

400 = 3,11 cm²

Ast = max (Aser ; Amin) = 11,55 cm²

Choix de section : 6HA16 totalisant 12,06 cm²

Les armatures de répartition seront disposés perpendiculairement aux armatures principaux, leurs

sections doivent vérifiée la condition suivante :

AH(cm²/ml) ≥ 0,10*e1 = 0,1*25 = 2,5 cm²/ml


Le Talon

Il est soumis à la réaction du sol de la fondation, au poids propre des terres et aux charges

d’exploitation. Le talon est considéré comme une poutre encastré dans le voile.

Mser = Qsurcharge*bt*𝑏𝑡

2 - 𝜎* bc*

𝑏𝑐

2 = 66*0,95*

0,95

2 - 140*0,19*

0,19

2 = 29,54 kN.m

Section d’acier : Aser = 𝑀𝑠𝑒𝑟


29,54

0,18∗215,56 *10 = 7,48 cm²


𝑓𝑒

Amin = 10000*0,23*1*0,225* 2,4

400 = 3,11 cm²

Ast = max (Aser ; Amin) = 7,48 cm²

Choix de section : 5HA14 totalisant 7,70 cm²

Les armatures de répartition seront disposés perpendiculairement aux armatures principaux, leurs

sections doivent vérifiée la condition suivante :

AH(cm²/ml) ≥ 0,10*e1 = 0,1*25 = 2,5 cm²/ml


etude pour la rehabilitation et l’extension du systeme …

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