rapport hydrologique (1)

Rpublique du Sngal

Un peuple, Un but, Une foi

MILLENIUM CHALLENGE ACCOUNT-SENEGAL

REVUE ET FINALISATION DES ETUDES DETAILLEES & ELABORATION DU PLAN DACTION DE REINSTALLATION (PAR) DE LA ROUTE NATIONALE RN 6 TRONONS ZIGUINCHOR TANAFF- KOLDA VELINGARA

PONT DE KOLDA AVANT PROJET DETAILLE RAPPORT HYDROLOGIQUE

LOUIS BERGER

AGEIM

30/05/2011Date

1re DIFFUSIONObjet de lindice (sommaire des modifications)

1Indice

J .CarnEtabli par Vrifi par Valid par

EchellesSans objet

Numro du document

Indice

R

I

0

0

0

1

1

RFP / QCBS / No MCA-RR042/S-RN6 - Rpublique du Sngal ; Vrification et Finalisation des tudes ; Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) et Supervision des Travaux de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara

GROUPEMENT LOUIS BERGER - AGEIM

SOMMAIRE1. INTRODUCTION ................................................................................................................................ 2 2. ETUDE HYDROLOGIQUE ............................................................................................................... 2 2.1. CONTEXTE PHYSIQUE ............................................................................................................................ 2 2.1.1. Climatologie gnrale ....................................................................................................................... 2 2.1.2. Rseau hydrographique : morphologie, relief et pente ..................................................................... 3 2.1.3. Pluviomtrie ..................................................................................................................................... 4 2.1.4. Tempratures .................................................................................................................................... 6 2.1.5. vaporation et humidit ................................................................................................................... 7 2.1.6. Vent .................................................................................................................................................. 7 2.2. METHODOLOGIE DE DETERMINATION DES CRUES DE PROJET ............................................................... 8 2.2.1 Mthodes de prdtermination .......................................................................................................... 8 2.2.2 Priodes de retour pour la crue de projet ......................................................................................... 11 3 ETUDE HYDRAULIQUE .................................................................................................................. 11 3.1 DETERMINATION DES PLUS HAUTES EAUX (PHE) .............................................................................. 11 3.2 CALCUL DU REMOUS DEXHAUSSEMENT EN AMONT DE LOUVRAGE................................................. 11 3.3 TIRANT DAIR ..................................................................................................................................... 14 3.4 DETERMINATION DE LA COTE MINIMUM SOUS-POUTRE ..................................................................... 14 3.5 CALCUL DES AFFOUILLEMENTS ET PROTECTIONS............................................................................... 15 4 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE LA DVIATION................................................. 16

5 ALIMENTATION EN EAU DU CHANTIER.................................................................................. 17 2.1. LOCALITS .......................................................................................................................................... 17 6 BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................. 18

__________________________________________________________________________________ Revue et Finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


1. INTRODUCTION Le prsent rapport prsente les donnes hydrologiques et hydrauliques relatives la reconstruction du pont Abdoul Diallo de Kolda. Il sagit dune revue et dune finalisation des tudes dtailles ralises en 2009 par le bureau DHV/TED. Les objectifs poursuivis dans le cadre des ces tudes sont : de dterminer : les caractristiques du bassin versant drain par le cours deau au point de franchissement ; les caractristiques des crues; les niveaux deau caractristiques, pour des occurrences annuelles, dcennales, centennales ; le tirant dair pour diminuer le risque dobstruction de louvrage par des dtritus, corps flottants, branchages, souches, etc ; les ventuelles modifications des coulements dues au projet, notamment en priodes de crues ; laffouillement ventuel et les mesures de protection. et de prsenter des indications relatives la faisabilit dune dviation aux abords du pont pendant les travaux, pour assurer le maintien de la circulation.

2. ETUDE HYDROLOGIQUE 2.1.CO N T E X T E P H Y S I Q U E

2.1.1. Climatologie gnrale Le climat de la zone dtude est directement influenc par la circulation atmosphrique qui prvaut en Afrique de l'Ouest et qui est anime par deux centres variables de hautes pressions (anticyclones), qui dirigent alternativement leur masse d'air vers la zone des basses pressions subquatoriales. En janvier, un puissant anticyclone saharien donne naissance un flux d'air tropical continental sec et chaud de secteur Nord-Est : c'est l'aliz continental boral ou harmattan. Symtriquement, l'anticyclone austral ou anticyclone de Sainte-Hlne met un flux d'air tropical maritime humide et chaud de secteur Sud-ouest : c'est l'aliz maritime austral ou mousson. Cet aliz franchit perpendiculairement l'quateur, puis il s'inflchit dans une direction Sud Ouest-Nord Est, quand il atteint la cte du golfe de Guine et pntre plus ou moins profondment l'intrieur des terres jusqu' sa rencontre avec l'harmattan. La zone de contact est appele front inter tropical (FIT). Le rle gnrateur de pluie de la mousson est moins accentu lorsquon savance vers le Nord.

Page 2 Revue et finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


2.1.2. Rseau hydrographique : morphologie, relief et pente 2.1.2.1 Rseau hydrographique Le bassin de la Casamance Kolda constitue la partie suprieure du bassin de la Casamance et couvre une superficie de 3700 km2, comparer la superficie de 20 000 km2 que draine lensemble de la Casamance lembouchure Diogu. Le rseau hydrographique est lche. Les lits majeurs, larges et plats, sont souvent envahis par les rizires et la vgtation marcageuse. La Casamance prend naissance une altitude de 50 m environ mi-chemin entre Fafakourou Vlingara par la runion de plusieurs petits marigots caractriss par un lit trs peu marqu, vas et fond plat. La Casamance coule suivant la direction Est-Ouest et reoit son affluent le plus important en amont de Kolda, le Tiangol Dianguina Sar Sara (815 km2) qui a dj conflu avec le Khorine Madina Omar (385 Km2). Plus loin, la Casamance reoit le Niamampo (640 km2) en rive droite avant datteindre Kolda. Les caractristiques morphologiques sont prsentes dans le Tableau 1 ci-aprs dont lindice de compacit traduit une forme allonge du bassin versant : Tableau 1 : Caractristiques morphologiques du bassin versant de la Casamance Kolda Superficie (Km2) 3 700 Primtre (Km) 276 Indice de Compacit 1.28 Longueur du rectangle quivalent (Km) 101

2.1.2.2 Relief et pente Le relief du bassin est peu marqu. En amont de Kolda, le bassin s'tend sur le plateau du Continental terminal de 50 m d'altitude. Ce plateau est profondment entaill par le rseau hydrographique. Entre Sar Bodo Mali et Kolda, les altitudes maximales passent de 51 m 35 m alors que l'altitude maximale au Nord de Kolda est de 4 m. 2.1.2.3 Sols On note une diversit des sols qui peuvent tre regroups comme suit : les sols de plateau du type ferrugineux tropical lessiv avec des teneurs en sable fin leves ; les sols des bas-fonds correspondant aux sols hydromorphes et aux sols ferrugineux tropicaux hydromorphes de couleur grise ; les sols minraux bruts peu volus sur les zones de cuirasse.



2.1.2.4 Vgtation Le type de vgtation est essentiellement caractris par la pluviomtrie, les activits anthropiques, et la nature des sols ou de la roche mre. Les formations vgtales sont caractrises par une prdominance de la savane boise. La couverture vgtale du bassin de la Casamance en amont de Kolda est constitue au nord du fleuve par la fort tropicale sche et au sud par la savane boise soudano-guinenne. On note, par endroits, la prsence de forts galeries. On distingue ainsi : une fort claire sche qui compte essentiellement des essences caractristiques du climat soudanien. En plus dun important tapis de gramines, on trouve dans le sous bois des espces telles que Acacia macrostachya, etc; la savane arbore ou arbustive, qui est une formation ouverte, avec un tapis de gramines continues. Par ailleurs, la rneraie et la palmeraie sont rencontres galement le long des cours deau. Il convient de mentionner la dgradation du couvert vgtal suite aux actions conjugues de la pjoration climatique et de lanthropisation. 2.1.3. Pluviomtrie Encadre par les isohytes interannuelles 1000 et 1200 mm, le bassin de la Casamance Kolda appartient une zone climatique tropical nord. On sintressera dans cette section la caractrisation des prcipitations travers ltude des pluviomtries annuelles, mensuelles et des prcipitations maximales journalires. 2.1.3.1 Pluviomtrie annuelle Ltude DHV/TED de 2009 prsente des valeurs moyennes des pluies annuelles aux stations pluviomtriques de Kolda et Velingara, calcules sur la priode 1986-2006. Elles sont reportes dans le tableau ci-aprs, qui prsente aussi la normale pluviomtrique pour la priode 1951-1980 (Dacosta, 1989). Tableau 2 : Comparaison des pluies moyennes annuelles Station Kolda Velingara Pluie moyenne annuelle Normale 1951-1980 en mm (DHV / TED) en mm 1 045 1 150 862 982

La pjoration climatique ressentie depuis le dbut des annes 70 explique lcart qui sobserve entre la normale 1951-1980 et les pluies moyennes annuelles calcules sur la priode 1986-2006 En effet, sur lensemble du bassin de la Casamance, la normale 1951-1980 sest avre dans les mmes proportions de valeurs de normales calcules sur des priodes rputes humides des annes 50 ou antrieures (Dacosta, 1989).Page 4 Revue et finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


Cette variabilit interannuelle est illustre sur la Figure 1 ci-aprs qui prsente lvolution du cumul annuel des hauteurs de pluie observe la station de Kolda sur la priode 1937-2000.

Figure 1 : Srie chronologique de la hauteur de pluie annuelle la station de Kolda (19372000)

2.1.3.2 Pluviomtrie mensuelle Lanalyse de la rpartition des pluies mensuelles rvle que les mois les plus pluvieux dans la rgion vont du mois de juin au mois doctobre. La figure ci-aprs illustre le cas des pluies moyennes mensuelles observes la station de Kolda. La hauteur moyenne deau la plus importante est enregistre aux mois de juillet, aot et septembre dans la plupart des cas.

400.00

353350.00

300.00

272Pluie moyenne mensuelle (mm)

254250.00

200.00

150.00

134102

100.00

50.00

1700.00

0

0

2

6

1

Mois

Figure 2 : Rpartition de la pluie moyenne mensuelle KoldaPage 5 Revue et finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


2.1.3.3 Pluie journalire Il convient de souligner que les hauteurs de prcipitations journalires ont beaucoup d'influence sur l'coulement des affluents de la Casamance en amont de Kolda. Par ailleurs, l'averse reue en 24 heures est un paramtre dterminant dans l'tude et le calcul des crues sur petits bassins versants. C'est pour ces raisons quil convient dattacher beaucoup d'importance l'tude des prcipitations journalires dans un contexte de dficit pluviomtrique avr depuis le dbut des annes 1970. Dacosta (1989) aprs avoir analys la distribution des pluies maximales journalires annuelles en Casamance, aboutit la conclusion que la scheresse naffecte pas les valeurs extrmes de pluviomtrie journalire. Tableau 3 : Donnes sur la pluie journalire dcennalePriode dobservation 1922-1986 1975-1986 1963-1986 1932-1986 Pluie journalire dcennale P10 (mm) 138 119 104 139

Localit Kolda Dabo Kounkan VlingaraSource : Dacosta (1989)

2.1.4. Tempratures La temprature moyenne annuelle calcule sur la base des relevs de tempratures la station de Kolda est de 28,5C avec une amplitude annuelle relativement faible de lordre de 7. Il est constat dune manire gnrale que la variation des tempratures moyennes annuelles est trs faible sur le bassin de la Casamance. Cest sur les amplitudes annuelles que porte la diffrence, traduisant ainsi l'existence d'un gradient thermique en fonction de la distance la mer. Calcule sur la priode 1986 2006, la moyenne mensuelle des tempratures maximales journalires est gale 36.4C avec un maximum absolu de 42 C observ au mois de mars. Sur la mme priode, la moyenne mensuelle des tempratures minimales journalires est gale 20.7C avec une moyenne mensuelle minimum de 12,5C observe au mois de dcembre.



La Figure 3 ci-aprs illustre les variations mensuelles de temprature la station de Kolda.45.00 40.00 35.00Tempratures (en c)

30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00juillet aotseptembre novembre dcembre

Maxima Moyenne Minima

mars

fvrier

avril

juin

Mois

Figure 3 : Variation de la moyenne mensuelle des tempratures minima, maxima et moyenne Kolda 2.1.5. vaporation et humidit On note que les mois les plus pluvieux de lanne enregistrent les plus faibles taux dvaporation y compris les mois de novembre et de dcembre. La moyenne annuelle de lvapotranspiration potentielle (ETP) calcule la station de Kolda est de 1726 mm. linverse de lhumidit relative, les mois pluvieux de juin septembre enregistrent les plus faibles valeurs dETP. Par contre, les 5 premiers mois de lanne enregistrent les plus importantes valeurs dETP avec une pointe atteinte au mois de mars. La rpartition mensuelle de lhumidit relative montre que les 5 premiers mois de lanne enregistrent les faibles taux dhumidit avec des maxi moyens natteignant pas 90 % contrairement au reste de lanne. Les minimums moyens les plus levs sont enregistrs du mois de juin au mois doctobre. 2.1.6. Vent Le rgime du vent de surface (direction, vitesse moyenne) est tributaire de la circulation gnrale de latmosphre et de la puissance des flux dont les conditions gnrales sont rgies par deux cellules anticycloniques permanentes centres sur lOcan Atlantique (cf. 2.1.1 ci-avant). Ds la fin de la saison des pluies en octobre et ce jusquau mois de mai, il stablit le vent de secteur Nord-Est, sec, rarement fort (vitesse moyenne mensuelle infrieure 1.5 m/s).


octobre

janvier

mai


En mai, c'est--dire en dbut de saison des pluies, stablit le vent de mousson de secteur SudOuest, humide, qui est galement rarement fort et tombant la nuit. Les seuls vents forts sont associs aux tornades et viennent en gnral du secteur Sud-Est.

2.2.

M E T H OD O L O GI E D E D E T E R M I N AT I O N D E S C RUE S DE P R O J E T

2.2.1 Mthodes de prdtermination 2.2.1.1 tudes des dbits maximums La station hydromtrique de Kolda, installe en 1967 fonctionne depuis lors avec cependant quelques dysfonctionnements lis au manque de moyens qui na pas permis un suivi rigoureux de la station et ltablissement de jaugeages priodiques. Loccurrence des maximums annuels a lieu majoritairement en septembre avec plus de 50% des crues qui surviennent en ce mois et 25% en aot. Les fluctuations de la date dapparition des dbits maximums journaliers annuels sexpliquent par la variabilit des prcipitations mensuelles et sont en cohrence avec les hauteurs deau observes, les mois de septembre et daot tant les plus pluvieux de lanne. Dacosta (1989) qui a procd la caractrisation des prcipitations et des coulements dans lensemble de la Casamance conclut que dans 57 % de cas, le maximum Kolda est gnr par la crue du Tiangol Dianguina transitant Sar Sara avec un temps de propagation allant de deux quatre jours. La distance sparant les deux stations tant de 30 km, le temps de propagation savre important. Mais il se justifie par la faiblesse des pentes et la prsence de vgtation aquatique envahissant le lit de la rivire. Par ailleurs, il convient de mentionner que Brunet-Moret (1970) dans ltude hydrologique de la Casamance souligne quen cas de fortes crues comme celle de 1969, la Khorine (affluent en rive droite) subit le remous du Tiangol Dianguina : le sens dcoulement de la Khorine sinverse et elle se comporte comme un dfluent. Une analyse comparative des puissances de crues (rapport du dbit maximum par la racine carre de la superficie du bassin) tablit par Dacosta (1969) rvle que les crues de la Casamance Kolda sont de trs faibles puissances car elles ne dpassent pas la valeur de 2 sur les 20 ans dobservations (1967 1987) sur lesquelles ont port ltude. Sur cette priode, seule la crue exceptionnelle de 1969, correspondant la crue maximale observe depuis linstallation de la station fournit une valeur de 1.95. Les autres crues ont des valeurs de puissance de crue comprises entre 0.06 et 0.81 qui apparaissent trs faibles compares aux valeurs indiques par Olivry (1994) pour des cours deau en Afrique et illustres dans le Tableau 4 ci-aprs.



Tableau 4 : Comparaison des valeurs extrmes de puissances de crues sur des cours deau africains (in Olivry, 1994) Nom du cours deau Niger Bani Sngal Oubangui Congo Zare Minimum 6 4 2 8 24 Maximum 28 35 20 20 40

La morphologie du bassin et la lithologie du bassin, trs favorables linfiltration, sont des facteurs importants expliquant cette caractristique relativement faible des crues observes. Lanalyse des donnes portant sur les maxima maximorum de chaque anne ralise par Albergel et Dacosta (1996) et Dacosta (1989) dans le cadre de la caractrisation des prcipitations et des coulements de la Casamance montre que les crues maximales observes Kolda et Sar Sara, sont respectivement de 116 et 160 m3/s et correspondent la crue de septembre 1969 survenue le 3 septembre Sar Sara et le 5 septembre Kolda. La valeur de 116 m3/s est galement rpertorie par Rodier & Roche (1984) dans le rpertoire mondial des crues maximales observes dans le monde. La hauteur de pluie ayant provoqu cette crue est estime 219 mm par Rodier et Roche (1984). Brunet-Moret (1970) rapporte que de mmoire dhomme, i1 y a eu une grande crue en 1958, qui a entrain une hauteur deau lgrement suprieure la cote atteinte lors du passage de la crue de 1969. Lajustement de la loi de distribution des valeurs extrmes (loi de Galton) permet dobtenir pour diffrentes priodes de retour, les dbits maximums correspondants la station de Kolda qui sont prsentes dans le tableau ci-aprs : Tableau 5 : Dbits frquentiels des maxima de crues (m3/s) la station de Kolda (in Albergel et Dacosta, 1996) Dbits (m3/s) maximum pour une priode de retour : Mdiane 11,5 10 ans 49,1 20 ans 77,4 25 ans 88,5 50 ans 130 100 ans 185



Eu gard aux lacunes observes dans les sries chronologiques des dbits journaliers au cours des vingt dernires annes, et au regard de la baisse des valeurs de dbits maximums enregistrs, il napparat pas opportun de prendre en compte les observations de la rcente priode dans lanalyse statistique des dbits maximum pour viter de sous-estimer la crue de projet. Lexercice ralis montre en effet une diminution importante des valeurs correspondantes aux diffrentes rcurrences lorsquon considre la srie chronologique sur la priode allant de 1987 2006 pour les priodes de retour de 50 et 100 ans. Tableau 6 : Dbits frquentiels des maxima de crues (m3/s) la station de Kolda (1967-2006) Dbits (m3/s) maximum pour une priode de retour : Mdiane 10 ans 43 20 ans 59 25 ans 64 50 ans 83 100 ans 106

Le graphique ci-aprs illustre la distribution du dbit maximum journalier annuel, ajust la loi de Galton ou Log Normale la srie des dbits maximum journalier de 1967 2006.

Figure 4 : Ajustement des dbits maximums journaliers annuels la station de Kolda (1967 2006)



2.2.2 Priodes de retour pour la crue de projet La priode de retour retenue pour la crue de projet est de 100 ans. 3 ETUDE HYDRAULIQUE 3.1 D E T E R M I N AT I OND E S P L U S H AUT E S E AUX

(PHE)

Connaissant le dbit de projet, on calcule par approximations successives, la section mouille et la cote correspondante de la surface libre ou des PHE partir de la formule de MANNINGSTRICKLER :

Q KSR 2 / 3A cet gard, le coefficient de rugosit K est estim en fonction de la nature du lit au droit du franchissement, de la pente moyenne I du lit au franchissement. 3.2 C AL C U LD U R E M O U S D E X H AU S S E M E NT E N AM O N T DE L O UV R AGE

Le calcul du remous maximum dexhaussement est men en appliquant la mthode de Bradley dcrite par le Centre dtudes Techniques Maritimes Et Fluviales dans le manuel Hydraulique des cours d'eau. La thorie et sa mise en pratique , Goutx et Ladreyt. (2001). Cette mthode dapproche prend en compte lempitement de la largeur au miroir par les cules, lobstruction de la section dcoulement due la prsence des piles et limplantation de laxe de louvrage par rapport laxe dcoulement : le coefficient de contraction (due aux cules) not M dsigne le rapport B/L ou B/B0, o B0 et L reprsentent la largeur au miroir du rgime normal en amont de la singularit et B dsigne la largeur au miroir dans la section rtrcie entre cules sans tenir compte des piles ; le coefficient dobstruction (due aux piles) not J dsigne le rapport D/B dans lequel D dsigne la largeur dencombrement total des piles ; le coefficient dexcentricit (due eaux cules) not e dsigne la valeur absolue du rapport (Cg - Cd)/max(Cg, Cd). Cg et Cd sont les largeurs dempitement de la largeur au miroir respectivement par les cules de droite et de gauche lorsquelles existent.

La mthode de Bradley propose une formulation de type Borda :

V h K . a 2g*

2

o Va dsigne la vitesse moyenne de lcoulement dans la section rtrcie sous la hauteur h N (comme sil ny avait pas de rtrcissement, ni de pile...).Page 11 Revue et finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


et K* est un coefficient dtermin laide des abaques de Bradley comme somme de termes :

K * K b K p K eKb tenant compte de la contraction latrale M, de la forme des cules et de louverture de louvrage B ; Kp tenant compte de lobstruction J due aux piles, de la forme des piles et du rapport de contraction M ; Ke de la contraction M et de lexcentricit e. Les diffrentes valeurs de ces coefficients sont obtenues par lecture des abaques prsentes dans les figures ci-aprs :

Figure 5 : Dtermination du coefficient Kb en fonction du rapport de contraction M, du type de cule et de louverture de louvrage



Figure 6 : Dtermination de Kp

Figure 7 : Dtermination du coefficient KePage 13 Revue et finalisation des Etudes Dtailles Elaboration du Plan dAction de Rinstallation (PAR) de la Route Nationale RN 6 Tronons Ziguinchor Tanaff- Kolda Vlingara Reconstruction du Pont Abdoul Diallo de Kolda. Avant Projet Dtaill- Rapport Hydrologique et Hydraulique


Lapplication la configuration du projet actuel montre que le remous dexhaussement est ngligeable puisquil ny a pas de contraction ni dexcentricit due aux cules. La largeur de 91.40 m entre cule compense de loin lobstruction due la prsence des piles, la largeur au miroir en amont de louvrage tant de 76.50 m.D AI R

3.3 T I R AN T

Un tirant dair est prvu pour diminuer les risques dobstruction progressive du dbouch du pont dus aux transports solides (corps flottants, branchages, etc) pouvant tre charris par le cours deau. Le manuel dHydraulique Routire (NGuyen, 1977) recommande de considrer un tirant dair de 2,000 m en zone de savane et 2,50 m en zone de vgtation arbustive dans le cas dun ouvrage de ce gabarit. Dans le cas du pont de Kolda, il convient de rappeler que louvrage existant prsente un tirant dair denviron 0,80 m. Depuis la construction de louvrage il y a 40 ans, aucun phnomne dembcles na t observ par les riverains. Aussi, est retenue une revanche de 1 m, ce qui permet de ne pas rehausser exagrment la ligne rouge de louvrage et des voies daccs, dans le cadre de lenvironnement urbain de louvrage. 3.4 D E T E R M I N AT I OND E L A C OT E M I N I M UM S O US - P O UT RE

La cote minimum sous-poutre est obtenue par la somme des valeurs suivantes : la cote des plus hautes eaux (PHE) ; le tirant dair ; la surlvation du niveau de leau en amont d la prsence des ouvrages. Les rsultats obtenus sont prsents dans le tableau ci-aprs : Tableau 7 : Dtermination de la cote minimum sous-poutreRcurrence DsignationCrue de projet (Priode de retour 100 ans) (m3/s) Cote thorique PHE sans ouvrage (m) Remous d'exhaussement h (m) Cote PHE avec ouvrage (m) Tirant d'air (m) Cote minimum sous-poutre (m)

100 ans185.00 5.57 ngligeable 5.57 1.00 6.57

50 ans130.00 5.27 ngligeable 5.27 1.00 6.27

25 ans86.00 5.01 ngligeable 5.01 1.00 6.01

10 ans49.00 4.93 ngligeable 4.93 1.00 5.93



3.5

C AL C U L D E S AF F O U I LL E M E NT S E T P R OT E CT I O NS

La ralisation dun ouvrage de franchissement dun cours deau constitue potentiellement un obstacle pour lcoulement naturel des eaux avec pour consquence le dveloppement dun systme de vortex, qui est lorigine des affouillements autour de lobstacle. Outre la nature du matriau du fond de la rivire, et les grandeurs quantifiant lcoulement incident amont (hauteurs deau et vitesses), les paramtres principaux sont : la largeur de lobstacle, appele par la suite b, langle dincidence de lcoulement. La profondeur maximale HT de laffouillement autour de lobstacle dans le cas de ce projet se rsume la somme des variables suivantes : une profondeur HN appele profondeur normale daffouillement qui est celle se produisant dans un lit uniforme et rsultant de lvolution morphodynamique de la rivire; une profondeur HR rsultant du rtrcissement de la section dcoulement par la mise en place des remblais daccs; une profondeur HL daffouillement local due la prsence des piles. Dans le cas du pont de Kolda, seul laffouillement local d la prsence des piles dans le lit parat significatif au regard du comportement observ sur le cours deau en prsence de louvrage existant depuis 40 ans environ. Le fonctionnement du cours deau est tel quen lieu et place dun affouillement normal, il se produit plutt un dpt de sdiment d principalement la faiblesse des pentes, aux faibles vitesses dcoulement et le reflux provoqu par la remonte des mares dans la Casamance maritime. Par ailleurs, louvrage projet prsente une ouverture de 90 m, avec des remblais daccs hors de ltendue de la largeur au miroir correspondant la crue de projet. Il ny a donc pas de rtrcissement de la section dcoulement. Pour la dtermination de laffouillement local d la prsence des piles, Goutx et Ladreyt proposent la formule suivante tablie partir dessais systmatiques sur modle rduit physique1.

h H L 2. tanh( ).k1.k2 bAvec les dsignations suivantes pour les paramtres de lquation : h : la hauteur deau ; b : la largeur de lobstacle ; k1 : un coefficient de forme, gal 1,00 pour un obstacle circulaire, 0,75 pour un obstacle profil et 1,30 pour un obstacle rectangulaire ; k2 : un coefficient multiplicateur dpendant de langle dattaque du courant incident (obstacle non circulaire), dont les valeurs sont donnes sur le graphique ci-dessous.1

Manuel Hydraulique des cours d'eau. La thorie et sa mise en pratique du Centre dtudes Techniques Maritimes et Fluviales de la France, 2001



Figure 8 : Dtermination du coefficient k2 en fonction de langle dincidence Lapplication numrique conduit une valeur de 1.95 m de hauteur daffouillement due la prsence des piles pour la hauteur deau de 2.15 m correspondant la crue centennale. Au regard du type de fondation sur pieux propos dont la cote de semelle permet davoir une couverture de 2,00 m, il ny a pas de risque daffouillement des fondations de louvrage. 4 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE LA DVIATION

Au cours de la ralisation du pont de Kolda, lEntrepreneur devra raliser sous sa responsabilit une voie de dviation du pont existant afin de maintenir la circulation pendant les travaux, au regard de limportance du trafic. Compte tenu du dlai des travaux, cet ouvrage provisoire devra tre conu pour fonctionner pendant la saison des pluies, moyennant le cas chant les travaux dentretien et de confortement adquats, mais sans interruption de la circulation. Une tude de faisabilit dun tel ouvrage provisoire est prsente, titre indicatif, dans ce rapport : titre dexemple la dviation pourrait tre constitue dun ouvrage de type buses arche mtalliques et dun remblai dans le lit du fleuve. Sur la base du dbit de priode de retour de 10 ans, correspondant un dbit dcennal de 49 m3/s, et considrant une vitesse maximale dcoulement de 2m/s, il faudrait 8 buses arches de diamtre 2m, pour transiter le dbit dcennal. Rappelons que la hauteur deau correspondant est denviron 1.5 m, ce qui laisse une revanche de 50 cm.



5

ALIMENTATION EN EAU DU CHANTIER

Pour assurer lalimentation en eau du chantier de construction des ouvrages pendant la phase des travaux, il est ncessaire de disposer de quantits deau abondantes dont la fourniture pied duvre incombe lentreprise. Le volume deau utilis pour le gchage du bton varie entre 150 et 200 l par m3 en fonction de la consistance du bton, de la teneur en eau des agrgats et de la nature du ciment. Le volume total du bton tant estim environ 2 600 m3, en considrant environ 250 litres deau par m3 de bton y compris la cure, il faut environ 500 m3 deau pour la ralisation des travaux de btonnage, ce qui est relativement peu par rapport la consommation de la ville de Kolda pendant une anne. Au regard des exigences sur la qualit de leau pour les btons, la socit de distribution deau (Sngal de Distribution dEau) pourrait fournir les quantits deau ncessaire pour la ralisation des travaux. Par ailleurs, un certain nombre de sites de forages grand dbit avait t prsent dans ltude DHV/TED (2009). Une prospection dans les zones proches de ces sites proximit de la ville de Kolda comme Mahon, Sar Keita et Tankanton pourrait permettre de sorienter vers une solution dalimentation par forage vu que les dbits sont de lordre de 60 m3/hTableau 8 : Localisation des sites potentiels de forages grand dbit

2.1. L O C AL I T S Madina Samba Mahon Sar Kita Sar Souma Tankanton X 484 794 522 122 506 779 535 870 495 897

Coordonnes Y 1 410 102 1 421 130 1 421 704 1 420 478 1 417 238



6

BIBLIOGRAPHIE

J. ALBERGEL, H. Dacosta, Les coulements non prennes sur les petits bassins du Sngal, L'hydrologie tropicale: goscience et outil pour le dveloppement (Actes de la confrence de Paris, mai 1995). IAHS Publ. no. 238, 1996 H. Dacosta, J. ALBERGEL, Rgionalisation des paramtres hydrologiques ncessaires l'amnagement d'un bas-fond IVC 1 Scientific Workshop, 1er Atelier Scientifique du CBF, 1995. Goutx D., Ladreyt D. Hydraulique des cours d'eau. La thorie et sa mise en pratique, CETMF, 51 p., 4 annexes, 2001. FAO ; Crues et Apports : Manuel pour lestimation des crues et des apports annuels pour les petits bassins versants non jaugs de lAfrique sahlienne et tropicale sche. Bulletin FAO dirrigation et de drainage n54. 1996. NGUYEN Van Tuu, Hydraulique Routire ; Ministre de la Coopration et du Dveloppement de la Rpublique Franaise BCEOM 1981 BCEOM ; Manuel dexcution de petits ouvrages routiers en Afrique; Coopration Rpublique Franaise, - 1975 Ministre de la


rapport hydrologique (1)

Documents