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PROJET MINIER DE RANOBE – MADAGASCAR

ETUDE DU TRANSPORT SEDIMENTAIRE

Préparé pour:

Préparé par:

World Titanium Resources Ltd

15 Lovegrove Close, Mount Claremont Western Australia

6010

Prestedge Retief Dresner

Wijnberg (Pty) Ltd

Consulting Port and Coastal Engineers

5th Floor, Safmarine Quay, Clock Tower Precinct

Victoria & Alfred Waterfront 8002

Cape Town South Africa

Janvier 2013

Étude du transport sédimentaire – Janvier 2013

Coastal & Environmental Services i Projet Minier de Ranobe

Toliara Sands Composantes d’EIE – Étude du transport sédimentaire

Document No. 483/43/01

Révision Date Auteur Vérifié Statut Approuvé

00 septembre 2012 CS SAL Emis

01 octobre 2012 CS SAL Emis


Coastal & Environmental Services ii Projet Minier de Ranobe

TABLE DES MATIERES

1. INTRODUCTION ....................................................................................................................... 1

1.1. Contexte.................................................................................................................................... 1 1.2. Portée des travaux ................................................................................................................... 2 1.3. Méthodologie de l'étude .......................................................................................................... 3

2. DONNÉES ................................................................................................................................. 4

2.1. Régimes des vagues au large des côtes ............................................................................... 4 2.2. Conditions éoliennes en mer.................................................................................................. 5 2.3. Niveaux d'eau ........................................................................................................................... 5 2.4. Bathymétrie .............................................................................................................................. 6

3. ANALYSE DU SYSTÈME DE TRANSPORT SÉDIMENTAIRE ............................................... 7

3.1. Introduction .............................................................................................................................. 7 3.2. Sources et puits de sédiments ............................................................................................... 8

3.2.1 Le Fleuve Fiherenana, agent de dépôt de sédiments fluviaux .................................................. 8 3.2.2 Cuve de sédiments charriés par le vent .................................................................................. 10 3.2.3 Le Canal de Toliara ................................................................................................................. 10

3.3. Variations historiques du littoral ......................................................................................... 12

3.3.1 Variations à grande échelle du littoral ..................................................................................... 13 3.3.2 Variations du littoral local ......................................................................................................... 15

3.4. Interprétation du mécanisme de déplacement des sédiments ......................................... 17 3.5. Tendance évolutive du littoral .............................................................................................. 19 3.6. Modélisation numérique du régime de transport des sédiments ..................................... 19

4. IMPACT POTENTIEL DU PROJET DE DÉVELOPPEMENT PORTUAIRE .......................... 20

4.1. Introduction ............................................................................................................................ 20 4.2. Disposition privilégiée pour le port - option de chargement direct ................................. 20 4.3. Option de chargement sur chaland ..................................................................................... 21

5. PROGRAMME DE SUIVI DU TRANSPORT DES SÉDIMENTS ............................................ 22

5.1. Introduction ............................................................................................................................ 22 5.2. Programme de suivi des plages ........................................................................................... 22 5.3. Grilles d’enquête du banc de sable de Toliara ................................................................... 22

6. RÉSUMÉ ET RECOMMANDATIONS ..................................................................................... 23

6.1. Impact potentiel de l’installation portuaire proposée sur le régime de transport sédimentaire .......................................................................................................................... 23

6.2. Modélisation supplémentaire du transport de sédiments ................................................. 23 6.3. Suivi du littoral ....................................................................................................................... 23

7. RÉFÉRENCES ........................................................................................................................ 24

8. ANNEXE A .............................................................................................................................. 25


Coastal & Environmental Services iii Projet Minier de Ranobe

LISTE DES TABLEAUX Tableau 2.1: Niveaux D'eau Au Port De Toliara ...................................................................................... 6 Tableau 3.1: Inventaire Des Images Aeriennes .................................................................................... 13

LISTE DES FIGURES Figure 1.1: Emplacement de l'installation d’exportation (Google Inc., 2010)........................................... 1 Figure 1.2: Disposition proposée de l'installation d’exportation ............................................................... 2 Figure 2.1: Régimes des vagues au large, selon CNPE (Lat: -24.00°, Long: 42.50°) ............................ 4 Figure 2.2: Conditions éoliennes en mer selon CNPE (Lat: -24.00°, Long: 42.50°) ............................... 5 Figure 2.3: Bathymétrie dans le Canal de Toliara ; Image Google Earth du 19 novembre 2010

(Google Inc., 2010) ................................................................................................................ 6 Figure 3.1: Étendue du système de transport des sédiments ; Image Google Earth (Google Inc.,

2010) ...................................................................................................................................... 7 Figure.3.2: Évidence du canal d'évacuation de crue du Fiherenana (NASA Landsat Program, 2003) ... 8 Figure 3.3: Lit asséché du fleuve Fiherenana – 14 juin 2012 (Bok, 2012) .............................................. 9 Figure 3.4: Le Fleuve Fiherenana, pendant la saison humide, montrant de grandes quantités de

sédiments en suspension (MACCAFERRI, 2004) ................................................................. 9 Figure 3.5: Orientation des sédiments charriés par le vent; Image Google Earth du 19 novembre 2010

(Google Inc., 2010) .............................................................................................................. 11 Figure 3.6: Sédiments balayés par le vent, recouvrant infrastructures ; Image Google Earth du 19

novembre 2010 (Google Inc., 2010) .................................................................................... 12 Figure 3.7: Variabilité à long terme du littoral entre Toliara et la baie Ranobe. Image : Google Earth

(Google Inc, 2010) ............................................................................................................... 14 Figure 3.8: Variabilité du littoral, à long terme, près du site de développement portuaire; Image

Google Earth (Google Inc., 2010) ........................................................................................ 16 Figure 3.9: Distance entre le début de la rampe d’accès de la jetée et le littoral .................................. 17 Figure 3.10: Schéma de diffraction des vagues autour de l’extrémité nord du Grand Récif : Image

Google Earth (Google Inc., 2010) ........................................................................................ 18 Figure 4.1: Impact typique de l’enrochement-épi sur le transport des sédiments ; adaptée de (USACE,

2006) .................................................................................................................................... 21


Coastal & Environmental Services 1 Projet Minier de Ranobe

1. INTRODUCTION

1.1. Contexte World Titanium Resources (WTR) a proposé d'extraire 400 000 tonnes d'ilménite et 40 000 tonnes de zircon/rutile par an, à partir du gisement de Ranobe, situé au nord de la ville de Toliara, dans le sud-ouest de Madagascar. En juin 2012, JFA BMT Consultants a réalisé une étude de préfaisabilité de l'installation d'exportation proposée qui sera située à l'abri du Grand Récif (voir la figure 1 -1). Il s'agit d'un récif corallien en eau peu profonde protégeant des vagues la région proche de la ville de Toliara.

Figure 1.1: Emplacement de l'installation d’exportation (Google Inc., 2010)

Emplacement proposé de l’installation d’exportation

Grand Récif: récif corallien peu

profond

Port de Toliara



Comme le montre la Figure.1.2, l’installation d'exportation proposée est composée d'une plate-forme de 300 m par 300, d’une rampe d’accès en enrochement d’une longueur de 150 m et d’une jetée de 350 m. Le poste d’amarrage est une structure supportée ouverte de 50 m sur 25.

Figure 1.2: Disposition proposée de l'installation d’exportation

1.2. Portée des travaux Coastal & Environmental Services (CES) a proposé à Prestedge Retief Dresner Wijnberg (PRDW) d'effectuer une évaluation documentaire de haut niveau et de donner un avis professionnel au sujet des impacts éventuels sur le régime de transport sédimentaire environnant de la mise en place de la rampe d’accès et de la jetée. Ce traval comprend les activités suivantes:

Entreprendre une analyse documentaire et émettre un avis professionnel concernant les conséquences possibles sur les mouvements de sédiments des modèles de jetée élaborés pour le transport maritime des produits du Projet Ranobe de Toliara Sands.

Revoir les études de conception préliminaire présentées dans le rapport de JFA BMT Consultants, intitulé «Toliara Sands Project Marine Works: Étude de préfaisabilité», daté de juin 2012 (référence R-246.02-1).

Fournir une opinion réfléchie sur la pertinence d’une étude plus poussée de la dynamique sédimentaire, à la lumière des préoccupations exprimées selon lesquelles une jetée à cet endroit modifierait le transport sédimentaire.

Élaborer le cadre de travail d’un programme de suivi et pour la collecte de données référentielles (baseline) fiables qui permettront de distinguer les modifications du



littoral causées par la jetée proposée des changements plutôt causés par des facteurs naturels ou non liés au Projet.

Le présent rapport constitue les livrables de cette étude, décrits comme suit:

Un rapport décrivant la manière dont la structure de la jetée pourrait influencer les mouvements sédimentaires; et une évaluation de l’importance, le cas échéant, de ces changements.

Un rapport détaillant l’étendue des travaux dans le cadre d’un programme de suivi des sediments.

1.3. Méthodologie de l'étude En raison de l'absence de mesures détaillées du site, l'évaluation du transport de sédiments dans la Baie de Toliara a été réalisée par examen des informations existantes, y compris des prises de vue aériennes et des données océanographiques, ainsi que par le passage en revue d’études antérieures axées sur les processus côtiers à proximité. Les données locales disponibles au cours de cette enquête se limitent à des simulations rétrospectives du mouvement des vagues et des conditions éoliennes, ainsi qu’aux prévisions de niveaux de marée au port de Toliara. Les régimes de transport des sédiments sont généralement évalués en identifiant tout d'abord les limites du système, de manière à identifier la zone devant être intégrée dans l’analyse. Tous les processus environnementaux et les autres facteurs externes pouvant avoir un impact sur le système sont ensuite évalués. Les processus environnementaux qui affectent les systèmes de transport des sédiments peuvent inclure:

• les régimes de vagues du littoral • les courants littoraux • les champs éoliens environnants • les sources et les puits de sédiments

Les facteurs externes peuvent comprendre le développement du littoral, tel que la construction de ports, d’épis ou d’autres structures côtières.



2. DONNÉES

2.1. Régimes des vagues au large des côtes Les régimes de vagues au large des côtes ont été obtenus de la base de données en ligne du Centre National des Prévisions Environnementales (CNPE), pour la période de février 1997 à décembre 2010, à des intervalles de 3 heures (E Kalnay, 1996). Les données ont été obtenues aux emplacements suivants :

Latitude -24.00° Longitude +42.50°

Figure 2.1: Régimes des vagues au large, selon CNPE (Lat: -24.00°, Long: 42.50°) (Légende:) Histogramme de dépassement de hauteur de vagues, probabilité, hauteurs, supérieure à 5000, inférieure à 0.500, Calme, Montée des vagues

Comme le montre la figure 2.1, le régime des vagues en mer est dominé par une houle du sud-ouest, avec une petite portion des vagues présentant une direction sud-est. Cette dernière composante est constituée de vagues formées localement et qui sont généralement assez faibles et de courte période.

Par ailleurs, le projet d’aménagement étant situé le long de la côte sud-ouest de Madagascar, les vagues du sud-est qui se dirigent vers le large n'ont aucun impact sur le site à l’étude. L'histogramme d’amplitude de la Figure 2.1 situe la hauteur de houle médiane significative à 1,93 m, 99% de l’ensemble des vagues étant inférieures à 4,53 m.



2.2. Conditions éoliennes en mer Les conditions éoliennes au large ont été obtenues à partir de la base de données en ligne du CNPE (Kalnay E, 1996) et ont été extraites aux mêmes emplacements que pour les régimes de vagues au large, présentés dans la section précédente. Comme le montre la Figure 2.2, le vent dominant souffle dans une direction sud-est, à une vitesse médiane de 6,4 m/s. La vitesse du vent ne dépassant pas la limite de 99% est d'environ 14,5 m/s. Le champ de vent du sud-est dominant confirme que la composante vagues du sud-est tire son origine des champs de vents locaux.

Figure 2.2: Conditions éoliennes en mer selon CNPE (Lat: -24.00°, Long: 42.50°) (Légende :) : Histogramme de dépassement de vitesse du vent, probabilité, vitesse du vent, supérieure à 20000, inférieure à 2000, Calme, Levée de vent

2.3. Niveaux d'eau Les variations du niveau de l’eau au Port de Toliara sont tirées de la base de données de Mike C-MAP (DHI, 2011). Les résultats d'analyse de la marée sont présentés au Tableau 2.1 ci-dessous. Il apparaît que la variation du niveau de l'eau est de 2,61 m au cours d'un cycle de marée de printemps, alors qu’il se réduit à environ 0,75 m au cours d'un cycle de marée de morte-eau.



Tableau 2.1: Niveaux d'eau au Port de Toliara

Description Acronyme Niveau [m ZC]

Marée astronomique maximale HAT 3.71

Moyenne vive-eau maximale MHWS 3.41

Moyenne morte-eau maximale MHWN 2.47

Niveau d’eau moyen ML 2.10

Moyenne morte-eau minimale MLWN 1.72

Moyenne vive-eau minimale MLWS 0.80

Marée astronomique minimale LAT 0.55

2.4. Bathymétrie La bathymétrie à proximité du site du projet proposé est présentée à la Figure 2.3 et a été obtenue à partir de la base de données MIKE C MAP (DHI, 2011). Elle montre qu’entre le banc de sable de Toliara et le récif peu profond en mer, les fonds marins plongent brusquement à une profondeur d'environ -12 m ZC.

Figure 2.3: Bathymétrie dans le Canal de Toliara ; Image Google Earth du 19 novembre 2010 (Google Inc., 2010)



3. ANALYSE DU SYSTÈME DE TRANSPORT SÉDIMENTAIRE

3.1. Introduction Le système de déplacement sédimentaire dans lequel l'aménagement portuaire proposé est situé inclut la partie nord de la Baie de Toliara, à l'extrémité sud de la Baie de Ranobe, soit une longueur côtière d'environ 17 km. Le Fleuve Fiherenana alimente ce système avec des quantités importantes de sédiments. Le nord et le sud du système sont protégés par des récifs proches des côtes, ce qui réduit considérablement l'énergie houlomotrice dans ces zones.

Figure 3.1: Étendue du système de transport des sédiments ; Image Google Earth (Google Inc., 2010)

Système de transport des

sédiments

Fleuve Fiherena

Baie de Ranobe



3.2. Sources et puits de sédiments Deux sources importantes de sédiments et de pièges à sédiments ont été identifiées, à savoir le Fleuve Fiherenana qui alimente le système en sédiments et le mouvement éolien qui soustrait des matériaux sédimentaires au système.

3.2.1 Le Fleuve Fiherenana, agent de dépôt de sédiments fluviaux

Le Fleuve Fiherenana s'écoule sur environ 175 km avant de se décharger dans la mer via un large delta sablonneux situé au nord de la Baie de Toliara. Comme la plupart des fleuves de la région subaride du sud-ouest de Madagascar, il se dessèche souvent pendant les mois secs de l'hiver (avril à novembre), tel que l’illustre la Figure 3.2. Le Fleuve Fiherenana possède un deuxième canal et un deuxième delta, situé à environ 3,5 km au sud du delta du principal. Le canal sud servirait de canal naturel d'évacuation de crue.

Figure 3.2: Évidence du canal d'évacuation de crue du Fiherenana (NASA Landsat Program, 2003)



Aucune information détaillée concernant les débits fluviaux et les charges sédimentaires correspondantes n’étaient disponibles. Toutefois, en faisant référence à la Figure 3.3, il apparaît évident que le Fleuve Fiherenana transporte des charges importantes de sédiments durant la saison des pluies. Une partie de ces sédiments se dépose dans l'environnement littoral, entraînant la formation du delta du fleuve, visible sur la Figure 3.4.

Figure 3.3: Lit asséché du fleuve Fiherenana – 14 juin 2012 (Bok, 2012)

Figure 3.4: Le Fleuve Fiherenana, pendant la saison humide, montrant de grandes quantités de sédiments en suspension (MACCAFERRI, 2004)



Au cours des cinq dernières décennies, la région du sud-ouest de Madagascar a subi une grave déforestation (Casse et al. 2002). Elle a eu pour effet d'augmenter la charge en sédiments des fleuves, dont les bassins sont situés dans les zones déboisées. Ceci est du au fait que la végétation augmente généralement la cohésion des sédiments de surface. Bien que les charges de sédiments ne puissent être quantifiées à ce stade, on peut affirmer qu'en raison de la déforestation accrue, la charge sédimentaire du Fleuve Fiherenana a récemment augmenté, déposant ainsi un volume accru de sédiments dans la zone littorale comprise entre Toliara et la Baie de Ranobe.

3.2.2 Cuve de sédiments charriés par le vent

Bien que des informations détaillées sur le climat éolien du littoral ne soient pas disponibles à ce stade, les vents auraient une direction similaire au régime présenté dans la section 2.2, mais une moindre vélocité. Rappelons que ce climat présente un champ de vent orienté de façon prédominante vers le sud-est. Un examen préliminaire de la couverture photographique aérienne révèle que le vent charrie d'importants volumes de sédiments près du site du projet. La formation de dunes de sable en forme de croissant et les trainées de sable soufflées par le vent, au nord du site du projet, attestent de ce transport significatif de sédiments. Ces deux phénomènes sont visibles sur la Figure 3.5 et la Figure 3.6. Le transport des sédiments par le vent se produit apparemment dans une direction nord-est, comme le laissent apparaitre les dunes en forme de croissant et l’orientation des trainées de sable. La Figure 3.6 montre clairement que le vent a récemment recouvert de sédiments les infrastructures existantes, ce qui peut s’expliquer par l’une des deux raisons suivantes :soit l'infrastructure a été mise en place à la suite d'une période de transport des sédiments par vent faible- ce qui a dénudé la zone de sable, soit l'ampleur du transport éolien des sédiments a récemment augmenté. Peu importe la cause, il est clair que cette zone est soumise à une ampleur variable de transport éolien des sédiments. Elle est donc considérée comme très dynamique. L’existence d’un taux variable de transport éolien de sédiments induit une influence directe sur la position du littoral à proximité. L’augmentation du volume de sédiments charriés par le vent sur le site à l'étude signifie que davantage de sédiments sont retirés de la zone active du littoral, avec pour conséquence possible le recul des berges.

3.2.3Le Canal de Toliara La bathymétrie de l'entrée de la Baie de Toliara a été introduite dans la Section 2.4, indiquant qu’entre le banc de sable et le récif peu profond, le fond marin plonge brusquement à environ -12 m ZC (Zéro des Cartes). Cette forte baisse peut entraîner la formation d’un dépôt sédimentaire dans le canal et agirait ainsi comme un piège à sédiments. L'étendue de ce piège devra être déterminée par la modélisation bidimensionnelle du transport des sédiments et ne peut être quantifiée à ce stade.



Figure 3.5: Orientation des sédiments charriés par le vent; Image Google Earth du 19 novembre 2010 (Google Inc., 2010)



Figure 3.6: Sédiments balayés par le vent, recouvrant infrastructures ; Image Google Earth du 19 novembre 2010 (Google Inc., 2010)

3.3. Variations historiques du littoral Comme mentionné précédemment, l’imagerie aérienne historique a été utilisée pour évaluer les variations de la configuration du littoral à proximité du site de projet proposé. Les images aériennes ont été obtenues de Google Earth (Google Inc, 2010) et de la base de données en ligne LANDSAT (programme Landsat de la NASA, 2003). Les images LANDSAT sont de résolution assez faible, avec un pixel couvrant une superficie d'environ 30 m par 30, et ne permettent ainsi pas une mesure précise du littoral. Cependant, elles restent utiles pour identifier les variations à grande échelle de la configuration du rivage. Le tableau suivant dresse l’inventaire des images aériennes utilisées lors de l'étude documentaire.

Dunes en forme de croissants

Route recouverte

Marais salants recouverts



Tableau 3.1: Inventaire des images aériennes Date Étendue Source

17 mai 1985 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

6 mars 1988 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

21 avril 1990 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

24 avril 1991 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

23 septembre 1994 De 125 km nord of Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

2 décembre 1999 De 125 km nord of Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

16 juillet 2001 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

29 septembre 2003 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

15 février 2003 Banc de sable près du site du projet Google Earth

13 décembre 2003 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

25 avril 2004 Banc de sable près du site du projet Google Earth

18 mars 2006 Banc de sable près du site du projet au nord du delta du Fleuve Fiherenana

Google Earth

27 mars 2007 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

26 août 2009 Banc de sable près du site du projet Google Earth

19 novembre 2010

Extrémité sud de la Baie de Ranobe à l’extrémité nord de la Baie de Toliara

Google Earth

9 novembre 2011 De 125 km au nord de Toliara à 80 km au sud de Toliara LANDSAT

3.3.1 Variations à grande échelle du littoral

Les variations à grande échelle de la configuration du littoral, pour l’entier de la côte du système de transport des sédiments allant de l'extrémité sud de la Baie de Ranobe à l'extrémité nord de la Baie de Toliara, ont été analysées en utilisant les images LANDSAT. Ces images couvraient une période de vingt ans, de 1983 à 2003. La Figure 3.7 résume les résultats de cette analyse. La Figure 3.7 montre que la position du littoral au nord de la zone d'étude, c'est-à-dire au sud de la Baie de Ranobe, a subi des changements considérables entre 1983 et 2003. Depuis la première image aérienne disponible, prise en 1983, la côte à l'extrémité nord de la zone d'étude s’est accrue d’environ 500 m, perpendiculairement à la rive, sur une distance longitudinale d'environ 1,5 km. Il est clair que cette tendance s’est poursuivie depuis 2003. La ligne du littoral entre le delta sud du Fleuve Fiherenana et la zone mentionnée ci-dessus est demeurée relativement stable, présentant quelques variations sans doute causées par des variations saisonnières du régime des vagues. Ainsi, aucune modification morphologique à long terme du littoral n’est envisagée dans cette zone. Des variations importantes du littoral sont visibles au niveau du delta sud du Fiherenana, jusqu’à 300 m perpendiculairement à la côte. Ces changements sont causés par la variabilité du volume sédimentaire déposé par le fleuve dans cette zone. En outre, on pense que la position du littoral varie fortement selon la saison. Durant les mois secs d'hiver, alors que peu ou pas d’eau ne s'écoule par le canal d’évacuation du fleuve, on observe une érosion du delta sud, vu un volume de transport sédimentaire supérieur à celui de l'apport de sédiments dans cette zone. A l'inverse, durant les mois humides d'été, la charge sédimentaire du fleuve dépasse la capacité de transport, entraînant une accrétion de la côte. En outre, en examinant les dates des positions respectives du littoral, aucune tendance à long terme ne peut être identifiée. Selon toute apparence, bien que la variabilité significative du littoral se poursuive dans cette région, il est peu probable que cette variabilité n’entraîne un changement net dans la ligne du littoral.



Figure 3.7: Variabilité à long terme du littoral entre Toliara et la baie Ranobe. Image : Google Earth (Google Inc, 2010) Léende : Épaississement d’environ 500 m, dans une direction transversale de la rive Distance longitudinale du rivage d'environ 1,5 km

1.5 km alongshore distance

500 m accretion in cross-shore direction



3.3.2 Variations du littoral local Les variations du littoral local ont été étudiées à l'aide d'une combinaison d’images satellites LANDSAT et d’images Google Earth, lesquelles couvrent la période de 1983 à 2010. La Figure 3.8 résume les résultats de cette évaluation. Cette figure met en évidence l'importante variabilité à court terme de la position du littoral local. A l'emplacement de l'aménagement portuaire proposé, le rivage a reculé d'environ 150m entre 2003 et 2010, à un taux d'environ 20 m/ an. L’analyse les résultats présentés à la Figure 3.8 pourrait laisser croire que, malgré une importante variabilité dans le temps, la ligne du littoral à l'emplacement de l'aménagement portuaire proposé passait à environ 150 m plus à l’ouest qu'aujourd’hui (février 2010). Ceci est illustré par la Figure 3.9, sur laquelle l'érosion drastique des berges, de l'ordre de 150 m, est observable après l’année 2000. Cependant, une importante variabilité temporelle d’environ 50 m affectait déjà la position du littoral avant cette même année. On pourrait également avancer que les sédiments soustraits de la partie occidentale sont déposés à l’extrémité sud du banc de sable. Cela signifierait que les sédiments sont transportés plus loin à l’intérieur de la Baie de Toliara. De plus, les variations de configuration du littoral surviennent apparemment sous forme d’irruptions soudaines, probablement en raison de phénomènes épisodiques. Sur le site de développement portuaire proposé, le littoral a reculé en deux phases distinctes: le premier recul s’étant produit entre le 25 avril 2004 et le 18 mars 2006, et le second entre le 26 août 2009 et le 19 novembre 2010. Cela demeure sujet à confirmation par analyse des tendances climatiques passées, laquelle ne pas partie des objectifs de l'enquête en cours.



Figure 3.8: Variabilité du littoral, à long terme, près du site de développement portuaire; Image Google Earth (Google Inc., 2010) Légende : Évolution du littoral près de Toliara, de 1985 à 2010 Littoral en 1985, 1988, 1990, 1991, 1994, 1999, 2001



Figure 3.9: Distance entre le début de la rampe d’accès de la jetée et le littoral

3.4. Interprétation du mécanisme de déplacement des sédiments En comparant l’orientation dominante sud-ouest de la houle à l'orientation du littoral près de Toliara, on peut présumer un transport sédimentaire en direction du nord. Cela signifie qu’en général, les sédiments fournis au système par le Fiherenana sont transportés vers le nord en direction de la Baie de Ranobe. Ce transport littoral vers le nord des sédiments est la cause de l'accrétion accélérée de la côte, à l'extrémité sud de la Baie de Ranobe, par comparaison avec l'extrémité nord de la Baie de Toliara. En outre, la déforestation potentiellement responsable de l’accroissement récent de la charge sédimentaire du Fiherenana pourrait aussi être une cause de l'accumulation significative de sédiments au nord du fleuve. Une diffraction des vagues se produit autour de l'extrémité nord du Grand Récif, comme le montre la Figure 3.10. Cela provoque une rotation horaire de l’orientation générale des vagues du côté abrité du récif, à l’inverse de la direction résolument nordique du transport sédimentaire le long du littoral. Outre la rotation des vagues, la protection du récif entraîne une réduction de la hauteur des vagues dans la zone - voir Figure 3.10. Cela génère une répartition différentielle de la hauteur des vagues le long de cette partie du littoral. En raison de la présence de vagues plus hautes vers le nord, du côté abrité du récif, le niveau moyen de l'eau y est plus élevé que dans la zone présentant des vagues moins hautes. Cette variation du niveau d'eau génère un courant de dérive littorale sud, illustré par la Figure 3.10. Par l’effet combiné de la rotation des vagues et du courant littoral généré par des variations du niveau d'eau, on observe que le transport littoral de sédiments se produisant au sud du delta sud du Fiherenana s’effectue lui aussi en direction du sud, vers la Baie de Toliara. On peut ainsi présumer que les variations du littoral à proximité du site d’aménagement portuaire proposé sont influencées principalement par les sédiments déposés dans le delta



sud du Fleuve Fiherenana. Aucun mécanisme de transport de sédiments en provenance du delta principal du fleuve vers le sud, jusque dans la Baie de Toliara, n’a pu être détecté. Pour ce qui est spécifiquement du banc de sable sur lequel s’érigerait la plate-forme proposée, le régime sud de transport sédimentaire attendu est de faible envergure. Ceci s’explique par le fait que, bien que la hauteur des vagues le long de cette côte soit relativement faible, l'angle relatif entre les crêtes des vagues et le littoral est assez grand. Du fait de l’orientation sud du régime de transport, il est en outre attendu que les sédiments soient progressivement déplacés du versant ouest jusqu’à l'extrémité sud du banc de sable. L'érosion du littoral ouest du banc de sable de Toliara serait liée à des périodes de dépôt sédimentaire minime ou nul dans le delta sud du Fleuve Fiherenana. Pendant ces périodes, le système qui transporte les sédiments vers le sud, en provenance du versant ouest et en direction du versant sud du banc de sable, n'est pas alimenté en sédiments supplémentaires, ce qui résulte en un déficit net du volume de sédiments le long du versant ouest et, par conséquent, en l'érosion du littoral dans cette zone.

Figure 3.10: Schéma de diffraction des vagues autour de l’extrémité nord du Grand Récif : Image Google Earth (Google Inc., 2010)

Inversement, l’accrétion du littoral le long du versant ouest du banc de sable est prévisible lorsque de grandes quantités de sédiments sont déposées dans le delta sud du fleuve. Outre les processus côtiers décrits dans les paragraphes précédents, le mécanisme éolien de transport sédimentaire, abordé dans la section 3.2.2, serait réputé soustraire en permanence des sédiments du banc de sable. Cela se traduit par une perte nette de sédiments, entraînant l'érosion du littoral le long du versant ouest du banc de sable.

Orientation des vagues non-diffractées

Orientation des vagues

diffractées

Zone de vagues de

hauteur réduite

Courant littoral



3.5. Tendance évolutive du littoral Il a été démontré que le rivage du côté ouest du banc de sable de Toliara a reculé à une vitesse d'environ 20 m/an depuis quelque temps. Cette tendance n'est toutefois pas manifeste à long terme. Bien qu’une importante variation dans le temps de la position du littoral près du site proposé ait été identifiée, il n’a été observé aucune tendance marquée à l’accrétion ou à l’érosion. On peut donc présumer que le banc de sable de Toliara est en état d'équilibre dynamique, car contrôlé par des inondations épisodiques du bras sud du Fleuve Fiherenana. Même s’il est possible d’affirmer que la position du littoral la plus récente (février 2010) est conservatrice, en ce sens que, de toutes les positions observées, elle est localisée la plus près de la terre, la poursuite à court terme de l’érosion du versant ouest du banc est incertaine. Il est donc possible qu‘en l'absence de dépôt d'un volume important de sédiments dans le système de transport par le sud du delta du Fleuve Fiherenana, l'érosion du littoral du versant ouest du banc de sable puisse se poursuivre. 3.6. Modélisation numérique du régime de transport des sédiments L'un des objectifs de cette étude était de fournir une opinion professionnelle sur le besoin éventuel d’une modélisation supplémentaire du transport des sédiments, afin de mieux comprendre le régime de transport sédimentaire local. Ceci peut être globalement décrit par la modélisation des littoraux, et par la modélisation bi- et tridimensionnelle du transport des sédiments. Les modèles littoraux ne seraient pas exacts pour application dans le présent contexte, étant donné que les processus côtiers qui se produisent près du banc de sable de Toliara sont complexes, incluant une diffraction des vagues et la production d'un courant littoral du à une moyenne différentielle du niveau d'eau. Ces processus ne sont pas suffisamment intégrés dans les modélisations littorales. Ainsi, la modélisation littorale n'est pas considérée comme une option pertinente à l'appui d’une évaluation du transport sédimentaire. La modélisation bidimensionnelle du transport des sédiments, y compris les vagues, les courants et les processus côtiers correspondants, est quant à elle une option viable pour mieux comprendre les caractéristiques du transport des sédiments sur le site d’aménagement portuaire proposé. Cependant, d’importantes quantités de données supplémentaires relatives au site seraient nécessaires pour que ce travail de modélisation soit valable. Etant donné que la dynamique du littoral sur le site aménagement portuaire proposé est directement lié au volume de sédiments charriés par le Fleuve Fiherenana, les données suivantes seraient nécessaires:

Une description détaillée des débits du Fiherenana, répartis par canal (nord et sud).

Une description détaillée du volume de sédiments déversés par le fleuve, répartis par canal (nord et sud).

La caractérisation détaillée des propriétés des sédiments versés par le Fiherenana. Jusqu'à ce que ces données soient disponibles, la modélisation bidimensionnelle du transport des sédiments ne pourra compléter les connaissances actuelles sur les caractéristiques locales du transport sédimentaire.



4. IMPACT POTENTIEL DU PROJET DE DÉVELOPPEMENT PORTUAIRE

4.1. Introduction L’évaluation documentaire haut niveau des caractéristiques du transport sédimentaire à proximité du site d’aménagement portuaire proposé, faisant l’objet de la section précédente, permet de conclure que le site est situé dans une zone active de transport des sédiments. Les infrastructures portuaires devraient ainsi avoir un effet sur les caractéristiques locales de transport des sédiments. La mesure de son ampleur fait l’objet des sections suivantes. 4.2. Disposition privilégiée pour le port - option de chargement direct L'option portuaire privilégiée est celle dite du chargement direct, présentée en Annexe A. Elle consiste en une structure d’accostage sur piliers, mesurant 50 m par 25, qui est reliée à la côte par une jetée de 350 m de long, et par une rampe d’accès en enrochement longue de 150 m. La limite ouest de la rampe d’accès en enrochement est située approximativement à l’emplacement actuel du littoral. La chaussée de la rampe est reliée à une plate-forme de stockage de 300 m sur 300. La structure d’accostage et la jetée ne devraient pas avoir d’impact sur les caractéristiques de transport des sédiments. Les vagues, les courants et le régime de transport des sédiments résultant du déplacement peuvent passer à travers la structure ouverte, maintenant ainsi les processus côtiers naturels. La structure en enrochement, elle, étant une structure imperméable, bloque les vagues et les courants, et peut donc perturber les caractéristiques naturelles du transport des sédiments. Comme mentionné précédemment, la rampe d’accès en enrochement s'étend jusqu’à l’emplacement actuel (février 2010) du littoral. Si le littoral demeure à cet endroit, ou venait à avancer en mer, l'aménagement portuaire proposé ne devrait pas avoir d’impact sur les caractéristiques locales du transport des sédiments. Toutefois, compte tenu de la position initiale du littoral en 1991 (Figure 4.1), laquelle présente une ligne littorale la plus au large parmi les images aériennes disponibles, il est possible qu’une accrétion significative du littoral puisse entraîner l'envasement de la jetée proposée, réduisant la profondeur navigable de l'installation. Ce risque doit être pris en compte pour décider de la longueur de la rampe d'accès prévue. Tel qu’abordé dans la section 3.5, il n'est pas certain que le rythme d’érosion actuel du littoral (environ 20 m/an) se poursuive, ou que le littoral actuel soit sa position la plus intérieure. Il est cependant évident que si l’érosion du littoral se poursuivait, la rampe d’accès en enrochement aurait un impact sur les caractéristiques du transport sédimentaire local. Cet impact se manifesterait par le blocage du déplacement des sédiments vers le sud. La Figure 4.1 illustre l'incidence typique d'un tel blocage. Dans la figure, le déplacement littoral des sédiments se fait gauche à droite, avec une interruption par l’épi formé par la rampe d’accès se prolongeant maintenant dans la mer. Une accrétion du littoral se produirait à la gauche de la structure, tandis qu’une érosion du littoral se produirait à sa droite. Dans le contexte actuel de l’étude, l’accrétion du littoral se produirait donc sur le côté nord de la chaussée, tandis que l'érosion se produirait au sud de celle-ci.



Figure 4.1: Impact typique de l’enrochement-épi sur le transport des sédiments ; adaptée de (USACE, 2006) (Légende:) Plage, Littoral originel, Direction du transport sédimentaire, littoral modifié par rampe d’accès

Cela étant dit, le littoral situé au nord de l'épi formé par l’enrochement ne devrait pas éroder la pointe de la jetée, car les sédiments sont efficacement piégés sur le versant nord de la structure. La rampe ancrerait l’emplacement le plus intérieur du littoral dans cette zone. Cet ancrage de la ligne côtière nord engendrerait toutefois une érosion accrue du littoral au sud de l'aménagement proposé. L'étendue de cette érosion dépend du volume de sédiments introduits dans le système par le Fleuve Fiherenana. Si un volume suffisant de sédiments est apporté, il sera probablement transporté vers le côté sud, en contournant la tête de la rampe d’accès, réduisant ainsi l'érosion dans cette zone. Toutefois, durant les périodes où peu de sédiments sont charriés, telle que la période de février 2003 à novembre 2010, une forte érosion des berges est envisageable au sud de l'aménagement portuaire proposé. Il convient de noter que, compte tenu du fait qu’entre février 2003 et novembre 2010, le littoral a reculé d'environ 120 m, et que la rampe d’accès en enrochement mesure 150 m de long, l'érosion accélérée au sud de l'aménagement pourrait faire s’affaisser le littoral au niveau de la plate-forme de stockage. Cela pourrait avoir de sérieux effets secondaires, jusqu’à ébranler le revêtement blindé entourant la plate-forme. Outre son impact potentiel sur le déplacement des sédiments le long de la côte littorale, l'installation portuaire risque également d'avoir un impact sur les caractéristiques du transport éolien des sédiments. Compte tenu de la direction SSO du vent, il est probable que le sable soufflé par le vent se dépose sur le versant sud de la rampe en enrochement, interrompant ainsi le mouvement naturel du sable de la côte vers l'intérieur des terres. 4.3. Option de chargement sur chaland La différence entre l'option privilégiée de chargement direct, présentée en Annexe A, et l'option de chargement sur chaland, est que longueur totale de la jetée est plus courte pour cette dernière option. Tel qu’indiqué dans la section précédente, la jetée sur piliers et la structure d’accostage ne devraient pas avoir d’effet notable sur les caractéristiques du transport des sédiments. L'impact de l’aménagement portuaire proposé pour l'option de chargement sur chaland devrait être similaire à celui de l'option privilégiée de chargement direct.



5. PROGRAMME DE SUIVI DU TRANSPORT DES SÉDIMENTS 5.1. Introduction La mise en œuvre d'un programme de suivi complet est recommmandée, afin d'obtenir des données référentielles fiables sur la variabilité naturelle du littoral local. Ce programme de suivi devrait inclure des études de plage couvrant le littoral entre le site de l’aménagement portuaire propsé et le delta principal du Fiherenana. Le programme de suivi devrait également prévoir des grilles d’enquêtes permettant de déterminer la morphologie du banc de sable de Toliara. Ces programmes sont expliqués en détail dans les sections suivantes. 5.2. Programme de suivi des plages Les profils de plage transversaux devraient être mesurés à des intervalles de 250 m le long du rivage, entre le site de l’aménagement portuaire proposé et le delta principal du Fiherenana. Ces 25 stations d'échantillonnage doivent être étudiées sur une base trimestrielle, de façon à prendre en compte la variabilité saisonnière de chaque emplacement. Les 25 emplacements doivent demeurer constants, de manière à permettre une comparaison directe des données de l'enquête. Chaque enquête transversale devrait s'étendre à partir d'un point sur terre, localisé sur la dune primaire, jusqu’à l'extrémité de la zone étudiée, en direction de la mer. Les points de levés devraient être choisis à la discrétion de l'arpenteur, afin de reproduire avec précision le profil littoral transversal. Les enquêtes devraient être effectuées durant le cycle des marées de printemps, lorsque le niveau d'eau est bas, cela permettant d’étudier une plus grande superficie du profil de la plage inférieure, à au moins 1 m au-dessous de la MAM (Marée astronomique minimale). 5.3. Grilles d’enquête du banc de sable de Toliara Pour être en mesure de décrire le comportement tridimensionnel du banc de sable au site d’aménagement portuaire proposé, une approche d’enquête par grilles est recommandée. Ici, les points altimétriques doivent être étudiés dans un format de grille, à des intervalles de 50 m, ou à chaque changement de gradient d’inclinaison. De même que pour les enquêtes de plage, l'enquête sur grilles doit être répétée trimestriellement afin de tenir compte de la variabilité saisonnière du banc de sable.



6. RÉSUMÉ ET RECOMMANDATIONS 6.1. Impact potentiel de l’installation portuaire proposée sur le régime de transport

sédimentaire L'impact potentiel de l'aménagement portuaire proposé a été examiné, démontrant que la structure d’accostage et la jetée sne devraient pas avoir d’incidence notable sur les mécanismes de transport de sédiments. La rampe d’accès en enrochement pourrait quant à elle interrompre le transport littoral naturel des sédiments vers le sud, risquant ainsi d’entraîner une accrétion du littoral au nord de la structure et une érosion du littoral au sud. L'ampleur de l'érosion du littoral dépend du volume de sédiments charriés depuis le canal sud du Fleuve Fiherenana. En outre, cette rampe d’accès est susceptible d'interrompre le mouvement éolien des sédiments en direction nord, favorisant une accumulation contre le côté sud de la structure. La rampe d’accès et l’aire de stockage proposées sont situées à proximité d'un littoral très dynamique, qui subit actuellement une érosion de l’ordre de 20 m/an. Il est recommandé que l'aire de stockage et la rampe d’accès à la jetée soient relocalisées un peu plus vers l'intérieur des terres, ce qui réduira leur impact potentiel sur la dynamique des sédiments et évitera un dysfonctionnement éventuel de ces structures associé à l'érosion du littoral. Afin de minimiser l'impact de la rampe en enrochement, sa longueur doit être réduite au minimum, tandis que la longueur de la jetée en mer devrait être maximisée. 6.2. Modélisation supplémentaire du transport de sédiments La viabilité d’une modélisation détaillée du transport sédimentaire a été évoquée. La modélisation bidimensionnelle a été identifiée comme la seule approche qui puisse éclairer la compréhension des mécanismes de transport de sédiments à proximité. Ce travail de modélisation nécessiterait toutefois un volume important de données supplémentaires sur le site, y compris une description détaillée du volume du débit et de la charge sédimentaire du fleuve.

6.3. Suivi du littoral Un programme de suivi de la configuration littorale a été recommandé, lequel comprendrait une étude du profil de plage,avec des intervalles espacés de 250 m le long du rivage, et effectué trimestriellement. De plus, une enquête par grilles du banc de sable de Toliara doit être effectuée; ses points altimétriques devraient être prélevés à des intervalles de 50 m. Cette enquête doit également être répétée sur une base trimestrielle.



7. RÉFÉRENCES

BJC, 2012. Toliara Sands Project - Marine Works: Pre-Feasibility Study (Ref No R-246.02-1), Australia: BMT JFA Consultants.

Bok, A., 2012. Draft Fish Report, Port Elizabeth: Anton Bok.

Casse, T., Milhoj, A., Ranaivoson, S. & Randriamanarivo, J. R., 2002. Causes of deforestation in southwestern Madagascar: What do we know?, s.l.: Elsevier Science B.V..

CES, 2012. Toliara Sands Project - Ranobe (TSP-R), Draft Scoping Report, Grahamstown, South Africa: Coastal and Environmental Services.

DHI, 2011. MIKE C-MAP, Extraction of World Wide Bahymetry Data and Tidal Information, User Guide, Copenhagen, Denmark: Danish Hydraulics Institute.

E Kalnay, e. a., 1996. The NCEP/NCAR Reanalysis 40-Year Project. Bulletin of the American Meterological Society, I(1), pp. 437-471.

Google Inc., 2010. Google Earth (Version 6) [Computer Program], Washington, USA: Google Inc.

MACCAFERRI, 2004. The Flood Protection of the Tulear - Hydraulic and Erosion Control, South Africa: Construction World.

NASA Landsat Program, 2003. Landsat ETM+ scene LE7161076, Sioux falls: USGS.

Reef Doctor, 2008. Physical and Chemical Analysis of the Bay of Ranobe - Field and analytical procedures for the study of sedimentation and phydical, chemical aspects effecting coral reef growth in the Bay of Ranobe, s.l.: Reef Doctor.

USACE, 2006. Coastal Engineering Manual, Part V, Chapter 3 - Shore Protection Projects, Washington, USA: United States Army Corps of Engineers.



8. ANNEXE A

ANNEXE A –CONFIGURATION DU CONCEPT DE DÉVELOPPEMENT

PORTUAIRE

(BJC, 2012)

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