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Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur hydraulicien
Présenté par : RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Date de soutenance : 01 Septembre 2014
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
DEPARTEMENT HYDRAULIQUE
Promotion 2012
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur hydraulicien
Président de jury : Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona
Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique
d’Antananarivo
Encadreur Pédagogique : Monsieur RANDRIANASOLO David
Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique
d’Antananarivo
Rapporteur : Monsieur RAKOTOMALALA Philémon
Chef de Service AEPAH au sein de l’ONG CARITAS
Madagascar
Examinateurs : Monsieur RANJATOSON Claude
Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique
d’Antananarivo
Monsieur RAMBININTSOA Tahina
Enseignant chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique
d’Antananarivo
Présenté par : RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Date de soutenance : 01 Septembre 2014
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
DEPARTEMENT HYDRAULIQUE
Promotion 2012
I
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
REMERCIEMENTS
Que la grâce soit rendue à Dieu de m’avoir donné le courage, la volonté et la santé
durant les années d’étude à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo et durant la
réalisation de ce mémoire.
Le présent mémoire n’a pu être réalisé sans l’aide et les contributions des personnes
qui nous ont facilité le travail. C’est donc avec joie et sincérité que nous adressons notre
reconnaissance et nos vifs remerciements à :
Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo, qui m’a permis de passer ces cinq merveilleuses
années au sein de l’école.
Monsieur RAMANARIVO Solofomampionona, Chef de Département Hydraulique,
président du jury de la séance de soutenance. Il nous a donné des précieux conseils
afin de mieux mener notre future vie socio-professionnelle.
Monsieur RANDRIANASOLO David, l’encadreur pédagogique pour son soutien et
ses recommandations pour finaliser ce mémoire malgré ses occupations.
Monsieur RAKOTOMALALA Philémon, Chef de service AEPAH au sein de l’ONG
CARITAS Madagascar pour avoir accepté d’être mon encadreur professionnel.
Tous les membres de jury, qui ont bien voulu évaluer ce mémoire.
Toutes les équipes techniques et tout le personnel de Caritas Madagascar pour leur
collaboration et leur accueil chaleureux.
Tous les enseignants ainsi que les personnels de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’
Antananarivo.
Nos parents et membres de famille qui n’ont baissés leurs bras dans les aides et appuis
de toute sorte.
Tous ceux qui ont contribué de loin ou de près à la réalisation de ce mémoire surtout
mes amis pour leurs soutiens moraux,…
Merci à tous !
II
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
DECLARATION SUR L’HONNEUR
Je soussigné RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina, auteur de ce mémoire intitulé
«ETUDE TECHNIQUE SUR L’APPROCHE INTEGREE EN APPROVISIONNEMENT
EN EAU POTABLE, ASSAINISSEMENT ET HYGIENE DANS LA COMMUNE
RURALE D’AMBARARATABE, DISTRICT TSIROANOMANDIDY, REGION
BONGOLAVA» déclare sur l’honneur que :
Ce document est le résultat de mes recherches personnelles, travaux qui n’ont
pas encore été publiés.
Dans cet écrit, je n’ai ni copié, ni reproduit les œuvres d’autrui.
Conformément à l’usage en matière de travaux destinés au public, j’ai précisé
à partir de la bibliographie les ressources exactes des extraits et des documents
exploités.
Fait à Antananarivo le 01 Septembre 2014
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
III
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
LISTE DES ABREVIATIONS
A.E.P : Adduction d’Eau Potable
A.E.P.A.H : Adduction d’Eau Potable, Assainissement et Hygiène
A.E.P.G : Adduction d’Eau Potable par Gravitaire
A.U.E : Association des Usagers de l’Eau
B.A : Béton Armée
B.A.E.L : Béton Armée à l’Etat Limite
B.D : Bases des Données
B.F : Bornes Fontaines
B.V : Bassin Versant
C.E.G : Collège d’Enseignement Général
C.G.E : Comité de Gestion de l’Eau
C.P.E : Comité des Points d’Eaux
C.S.B : Centre de Santé de Base
C.T.G.R.E.F: Centre Technique du Génie Rural et des Eaux et Forêts d’Anthony
D.L.M : Dispositif de Lave Main
D.N : Diamètre Nominale
E.A.H : Eau, Assainissement et Hygiène
E.P.C : Ecole Primaire Catholique
E.P.P : Ecole Primaire Publique
E.S.P.A : Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo
F.T.M: Foibe Tao-tsaritany Malagasy
G.P.S : Global Positionning System
H.A : Haute Adhérence
I.E.C : Information - Education - Communication
Kg : Kilogramme
Km2
: Kilomètre carré
l : Litre
l/hab : litre par habitants
l/j : litre par jour
l/s : litre par seconde
L.E.G : Lycée d’Enseignement Général
IV
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
L.S.H.I : Latrine Scolaire hygiénique Institutionnelle
m: mètre
m/s2 : mètre par seconde au carrée
m3/h : mètre cube par heure
m3/j : mètre cube par jour
M.E.C.I.E : Mise en Compatibilité des Investissements avec l'Environnement
MPa : Méga Pascal
O.N.E : Office National de l’Environnement
O.N.G : Organisme Non Gouvernementale
PEHD : Polyéthylène à Haute Densité
P.K : Point Kilométrique
P.U : Prix Unitaire
P.N : Pression Normale
R.N : Route Nationale
R.N.M : Radio Nationale Malagasy
s : Seconde
TTC : Tout Taxe Comprise
TVA : Taxe sur les Valeurs ajoutées
T.V.M : Télévision Malagasy
U : Unité
W.A.S.H : Water Aid and Sanitation Hygien
V
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Organigramme de l’organisation de la communauté ........................................................... 14
Figure 2: Bassin versant topographique et bassin versant réel ............................................................ 26
Figure 3 : Exemple type de décomposition du seuil ............................................................................... 37
Figure 4 : Profil type du barrage .......................................................................................................... 41
Figure 5 : Procédure de calcul pour une dalle horizontale se reposant sur deux appuis simples........ 49
Figure 6 : Procédure de calcul des armatures des dalles verticales encastrées sur une extrémité ...... 50
Figure 7 : Schéma type d’un réseau maillé ........................................................................................... 52
Figure 8 : Schéma type d’un réseau ramifié ......................................................................................... 52
Figure 9 : Procédure du calcul hydraulique d’un réseau d’adduction d’eau ....................................... 59
Figure 10 : Fenêtre d’accueil du logiciel EPANET 2.0 ........................................................................ 68
Figure 11 : fenêtre de navigateur des données ..................................................................................... 71
Figure 12 : Fenêtre de navigateur de schéma....................................................................................... 72
Figure 13 : Editeurs de propriétés ........................................................................................................ 72
Figure 14 : Boîte de Dialogue Valeurs par Défaut du Projet ............................................................... 73
Figure 15 : Boîte de Dialogue Options du Schéma ............................................................................... 74
Figure 16 : résultat graphique de la simulation ................................................................................... 78
LISTE DES CARTES
Carte 1: Localisation de la Commune Rurale d’Ambararatabe (d’après BD 500FTM) ........................ 4
Carte 2: Réseaux Hydrographiques d’Ambararatabe (d’après BD 500FTM) ....................................... 7
LISTE DES PHOTOS
Photo 1 : Sol dégradés en « Lavaka ou Hady » ...................................................................................... 8
Photo 2 : Latrines traditionnelles ......................................................................................................... 17
Photo 3 : eaux pluviales ........................................................................................................................ 18
VI
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Pluviométrie moyenne mensuelle – Station Tsiroanomandidy (Source : Direction de la
météorologie) .......................................................................................................................................... 5
Tableau 2 : Récapitulation du projet .................................................................................................... 10
Tableau 3: Nombres des populations de la fokontany Ambararatabe (Source : Monographie de la
commune d’Ambararatabe) ................................................................................................................... 10
Tableau 4: Établissements scolaires (Source : Monographie de la commune d’Ambararatabe) ......... 11
Tableau 5: Projection de la population................................................................................................. 19
Tableau 6: Répartition de population de chaque fokontany dans 15 ans. ............................................ 20
Tableau 7: Consommation journalier de chaque institution ................................................................. 21
Tableau 8: Consommation journalière de la population à l’horizon de 15 ans ................................... 22
Tableau 9 : Consommation moyenne et pointe de la population .......................................................... 23
Tableau 10: Table de GAUSS ............................................................................................................... 24
Tableau 11: Pluviométrie quinquennale et décennale sèche (Source : calcul)..................................... 25
Tableau 12: Pluviométrie max journalières (Source : calcul) .............................................................. 26
Tableau 13 : Bassin versant de la zone d’étude .................................................................................... 28
Tableau 14: Débit spécifique dans la station de Betomba .................................................................... 29
Tableau 15 : Apport annuel du BV ........................................................................................................ 29
Tableau 16 : coefficient de répartition d’ALDEGHERI ........................................................................ 29
Tableau 17 : Apport quinquennaux secs mensuels ................................................................................ 30
Tableau 18 : Apport annuel par la méthode CTGREF ......................................................................... 30
Tableau 19 : Apport quinquennaux secs mensuels selon CTGREF ...................................................... 30
Tableau 20 : synthèses de résultats ....................................................................................................... 31
Tableau 21 : débit de crue ..................................................................................................................... 32
Tableau 22: Normes d’eau potable Malagasy ...................................................................................... 34
Tableau 23 : Résultats de l’analyse de la qualité de l’eau .................................................................... 35
Tableau 24 : Longueur seuil et hauteur d’eau ...................................................................................... 38
Tableau 25 : résultat du calage hydraulique pour déterminer Haval ................................................... 40
Tableau 26 : valeurs des forces agissant sur le barrage ....................................................................... 42
Tableau 27 : caractéristiques du barrage ............................................................................................. 44
Tableau 28 : couches filtrantes dans les 2 compartiments .................................................................... 45
Tableau 29 : Coefficient de perméabilité K .......................................................................................... 46
Tableau 30 : Détermination de la charge de l’eau ............................................................................... 46
Tableau 31 : dimensionnement de l’ouvrage de traitement .................................................................. 47
Tableau 32 : Emplacement des brises charges ..................................................................................... 47
Tableau 33 : Armatures du brise charge (filtre) ................................................................................... 51
Tableau 34 : Dimension de la conduite d’amenée ................................................................................ 51
Tableau 35 : Valeurs des coefficients kr et kb suivant le rapport Qb et Qt pour branchement de prise . 56
Tableau 36 : Valeurs des coefficients kr et kb suivant le rapport Qb et Qt pour branchement d’amenée
............................................................................................................................................................... 57
Tableau 37 : Valeurs du coefficient K en fonction de D1 et D2 pour le changement brusque du
diamètre ................................................................................................................................................. 57
Tableau 38 : Calcul hydraulique du réseau de distribution et conduite d’amenée............................... 62
Tableau 39 : Dimension du réservoir .................................................................................................... 64
Tableau 40 : Calcul du moment de renversement dû au vent ............................................................... 65
VII
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Tableau 41 : Menu fenêtre .................................................................................................................... 69
Tableau 42 : Évaluation de l’impact ..................................................................................................... 85
Tableau 43 : Mesures d’atténuations des impacts ................................................................................ 86
Tableau 44 : Programme de suivi ......................................................................................................... 86
Tableau 45 : Récapitulation du coût du projet ...................................................................................... 87
Tableau 46 : Coûts des apports bénéficiaires ....................................................................................... 88
Tableau 47 : Frais de traitement et renouvellement ............................................................................. 88
Tableau 48 : Dépenses des personnels .................................................................................................. 89
VIII
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS ........................................................................................................... I
DECLARATION SUR L’HONNEUR ............................................................................... II
LISTE DES ABREVIATIONS ........................................................................................... III
LISTE DES FIGURES ........................................................................................................ V
LISTE DES CARTES ......................................................................................................... V
LISTE DES PHOTOS ......................................................................................................... V
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................... VI
INTRODUCTION ............................................................................................................... 1
1ère
Partie : PRESENTATION ET GENERALITES DE LA ZONE D’ETUDE ................ 3
CHAPITRE I : GENERALITES DE LA ZONE D’ETUDE .................................. 3
CHAPITRE II : ETUDE SOCIO ECONOMIQUE ET
ORGANISATIONNELLE ...................................................................................... 9
CHAPITRE III: DIAGNOSTIC ET INVENTAIRE DES POINTS D’EAU
EXISTANTS ET DES SYSTEMES D’ASSAINISSEMENT ................................ 16
2ème
Partie : ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE
DU SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU ........................................................................ 19
CHAPITRE IV : ETUDES DE BASE POUR LA CONCEPTION
DE L’OUVRAGE ................................................................................................... 19
CHAPITRE V : ETUDE TECHNIQUES DES OUVRAGES
DANS LE SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU ................................................... 36
CHAPITRE VI : SIMULATION DU RESEAU SUR LE LOGICIEL
EPANET 2.0 ............................................................................................................ 67
3ème
Partie : ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE ................ 80
CHAPITRE VII : ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL .............................. 80
CHAPITRE VIII : ETUDE ECONOMIQUE DU PROJET.................................... 87
CONCLUSION GENERALE ............................................................................................. 92
BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................. 93
ANNEXES .......................................................................................................................... 94
1
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
INTRODUCTION
L’eau est une richesse indéniable permettant de rendre la vie agréable. Elle est
essentiellement nécessaire aux activités humaines pour satisfaire les besoins en eau de la
population, de l’industrie, de l’élevage et de l’agriculture ainsi qu’au fonctionnement des
écosystèmes terrestres.
L’accès à l’eau potable, assainissement et hygiène est problématique à Madagascar.
En effet, le taux moyen d’accès en eau potable se situe parmi les plus en retard du monde
(12% en 2001 et 30,09 % en 2005, 45% de la population en 2012) malgré une abondance de
ressources considérable. Pour pallier à ces problèmes, tous les projets d’alimentation en eau
financé par WaterAid Madagascar disposent ainsi, d’un volet assainissement qui se consacre
actuellement au développement de l’accès aux latrines et aux activités de promotion de
l’hygiène en milieu scolaire et familial. Le lavage des mains avec du savon pendant les
moments critiques (après défécations,…), l’utilisation effective des latrines hygiéniques et
l’hygiène des récipients de collecte et de stockage de l’eau à domicile, fait partie des mesures
à mettre en place pour garantir cette hygiène au niveau de la population.
Actuellement, la Commune Rurale d’Ambararatabe ne dispose d’aucune infrastructure
en adduction d’eau potable, assainissement et Hygiène. Les villageois utilisent les puits
traditionnels et les sources dans les bas-fonds près du village pour s’en approvisionner en eau.
Cette situation entraine un impact négatif sur la santé et l’hygiène de la population. Le présent
projet de mémoire qui constitue une collaboration entre CARITAS Madagascar et le
département Hydraulique de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo en partenariat
avec WaterAid Madagascar, se veut être une partie de réponse à cette volonté d’atteindre les
objectifs mondiaux de 2030. C’est une étude intégrée d’interventions en Eau,
Assainissement et Hygiène dans la Commune Rurale d’Ambararatabe, District de
Tsiroanomandidy, Région du Bongolava, dont l’accès à l’EAH est très faible. L’objectif du
projet consiste à réaliser un programme d’approvisionnement en eau potable (par système
gravitaire), assainissement et hygiène pour desservir 2 fokontany dans cette commune. Les 2
fokontany ont bénéficié des actions suivantes :
En eau potable : Vingt-cinq (25) B.F.C Bornes Fontaines Communautaires
accessibles pour tous
En assainissement : Quatre (4) Latrines Scolaires Hygiéniques Institutionnelles à 4
compartiments chacune
Hygiène : Quatre (4) Dispositifs de lave main Scolaire (DLMS) à 3 robinets. Et
sensibilisations sur la pratique des trois clés messages WASH (lavage des mains avec
du savon aux moments critiques, utilisation des latrines hygiéniques, préservation de
la potabilité de l’eau depuis le puisage jusqu’à la consommation) et 4H (Hygiène
corporelle, Hygiène domestique, Hygiène alimentaire, Hygiène environnementale)
2
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Ce mémoire comporte trois parties :
La partie I, qui concerne à la présentation et généralités de la zone d’étude
La partie II, qui consiste à l’étude faisabilité technique pour la mise en place du
système d’adduction d’eau
La partie III, qui présente l’étude d’impact environnemental et économique du projet.
3
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre I: GENERALITES DE LA ZONE D’ETUDE
Dans ce chapitre, on va traiter en premier lieu la délimitation et la présentation de la
zone d’étude. En second lieu, nous allons voir les contextes climatiques, géologiques,
topographiques, géomorphologiques, hydrographiques,…
I.1 DELIMITATION ET PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
La Commune Rurale d’Ambararatabe se trouve dans le district de Tsiroanomandidy,
Région Bongolava. Elle est délimitée par les coordonnées Laborde suivantes (Cf.Carte.1) :
Entre X1= 360 079,87[m] et X2= 392 977,44[m]
Entre Y1= 764 811,94[m] et Y2= 794 741,19[m]
La zone d’étude est limitée (Voir Carte.1 Page 04) :
au Nord-Ouest, par la Commune Rurale d’Ambatolampy
au Nord-Est, par la Commune Rurale de Tsinjoarivo-Imanga
au Sud, par la Commune Rurale de Maroharona
à l’Ouest, par la Commune Rurale de Bemahatazana
à l’Est, par les Communes Rurale de Mahasolo et Ankadinondry -Sakay
Elle couvre une superficie de 447,60[km2], la commune est divisée en 7 Fokontany
dont :
Ambararatabe
Ankijambe
Ambahatra
Iaboketraka
Tsaramiarina
Soaikambanana
Ambatomitsangana
4
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Carte 1: Localisation de la Commune Rurale d’Ambararatabe (d’après BD 500FTM)
5
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
I.2 MILIEU PHYSIQUE
I.2.1 CLIMAT
La Commune Rurale d’Ambararatabe fait partie de la Région Bongolava, alors, On a
un régime climatique tropical d’altitude supérieure 900[m]. Elle est caractérisée par une
température moyenne annuelle inférieure ou égale à 20° C.
La zone du projet est marquée par deux saisons bien individualisées :
une saison sèche de mi- avril à mi-octobre avec une température de 13°C à 26°C
une saison de pluie (humide et chaude) de novembre en mars de température 20°C à
30°C.
En ce qui concerne la pluviométrie, La station pluviométrique la plus proche de la
zone d'étude et ayant des données fiables et exploitables (données pluviométriques de 1953 à
1974) est celle de Tsiroanomandidy situé 43 [km] au Nord-Ouest d’ Ambararatabe.
La pluviométrie moyenne enregistrée dans la station est donnée dans le tableau
suivant :
Tsiroanomandidy Jan Fév. Mar Avr. Mai Jui Juill. Août Sept Oct. Nov. Déc. Annuelle
1953 204.3 317.5 306.4 2 6.6 24.8 0 32.7 27.1 48.9 158 271.8 1400.1
1954 328 305 136.1 73.6 0 0 0 1.4 29.2 52.6 147.5 426.4 1499.8
1955 418.3 388 230.6 16.4 0 0 5.5 2.9 5.8 100.6 52.9 382.6 1603.6
1957 302.4 395.6 428.3 149 11.3 0 9.7 0 163.5 63.4 127.6 219.7 1870.5
1961 533.2 135.6 401.8 101.4 7.7 5.5 9 25.9 0 29 179.3 442.4 1870.8
1962 439.6 242.6 667.7 99.9 92.2 0 2.3 21.8 13.6 171.5 373.8 732.4 2857.3
1963 269.8 663.6 289.1 171.2 22.1 67.2 22.3 0 28.8 112.7 240.3 499.7 2386.8
1965 327.8 237 171.9 21.1 0 23.8 61.6 3.8 0 30 10.5 96.4 983.9
1968 302.4 265 138.2 70.5 10 5 0 0 5.4 64.2 116.8 263.9 1243.4
1969 244.5 270.5 86.1 143.1 22.1 31.1 0 6.8 7.7 10.3 67.6 394.8 1284.6
1970 276.9 105.9 279 63.3 0 0 0 0 0 20 179.7 290.8 1215.6
1971 476.1 267.1 106.4 38.8 22.8 0 0 0 12.4 62 234.4 142.3 1362.3
1972 384.6 343.5 272.8 27.2 60.7 0.8 32.5 10.9 0 221.9 56.7 377.4 1789.0
1973 407.1 378.7 253.8 78.5 0 4.5 18.8 10.4 24.2 80 284.8 347 1887.8
1974 272.1 259.2 167.3 239.6 9.6 18.4 0.5 4 0.3 70.6 101.8 286.4 1429.8
Tableau 1: Pluviométrie moyenne mensuelle – Station Tsiroanomandidy (Source :
Direction de la météorologie)
I.2.2 TYPOLOGIE REGIONALE
La typologie régionale de Bongolava est basée sur les facteurs pédologiques et
climatiques à savoir :
À l'Ouest, le climat est de type tropical d'altitude avec 5 à 6 mois secs dans l'année.
Les sols sont de nature ferralitique rouge.
6
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Au Nord-Ouest, le climat devient plus agressif, avec une moyenne de 6 mois sec dans
l'année. Les sols ferralitiques y sont fortement exposés à l’érosion.
I.2.3 GÉOLOGIE
Le sous-sol de la région, de par sa situation sur la bordure nord-ouest des Hautes
Centrales, est généralement constitué de :
Granites et migmatites du Tampoketsa (dans la partie Nord)
Infra-graphite du groupe Ambodiriana, caractéristique du Moyen Ouest de la
Province d’Antananarivo .Sur ce sous-sol, des formations diverses se sont
constituées :
les hautes pénéplaines latéritiques ou hautes surfaces d’érosion non
encrotés sur roches acides.
les pénéplaines latéritiques en surface d’aplanissement d’altitude
moyenne sur socles acides. Ces formations caractérisent la partie Ouest
de la Province dont l’altitude varie de 800 à 1 000 mètres.
le relief granito-gneissique à enclave basique éparse sur hautes terres
latéritiques ondulées.
les cuvettes et plaines alluviales :
- les cuvettes lacustres qui sont dues à des activités volcaniques, des coulées de
lave ayant obturé des vallées et retenus, ainsi que des eaux qui s’accumulaient en
arrière. Certaines cuvettes étaient autrefois reliées entre elle. Ces zones d’alluvions
lacustres, généralement fertiles, jouent un rôle important pour l’occupation humaine.
- les plaines alluviales le long des fleuves généralement aménagées en rizière.
I.2.4 RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE
Aucune grande fleuve ne traverse la commune Rurale d’Ambararatabe.
L’hydrographie de la région est surtout formée des ruisseaux des sources collinaires
(Ambohiby). Et ces ruisseaux forment des rivières qui passent dans la commune.
On a 2 rivières :
Imanga qui passe à l’Est de la commune
Mandalo qui passe à l’Ouest de la commune
Ces 2 rivières sont les affluents de la rivière SAKAY qui traverse la commune Rurale
Ankadinondry Sakay.
7
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Carte 2: Réseaux Hydrographiques d’Ambararatabe (d’après BD 500FTM)
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
I.2.5 SOLS ET VÉGÉTATIONS
Sur le plan couverture végétale, la majeure partie de la Commune est constituée de
savanes herbeuses à Hyparhénia ruffa (Vero) et à Hétéropogon contortus (Danga). Elles
sont utilisées comme zone d’élevage extensif mais malheureusement ce sont des zones
victimes de passage de feux de brousse.
Elle aussi caractérisé par des formations graminéennes ou savanes. Dans le bas-fond,
on rencontre de forêts qui sont en voie de disparition. L’arbre fruitier manguier est très
dominant dans la commune.
Concernant les sols, Les sols ferralitiques couvrent une grande partie de la commune.
Ils sont d’évolution très diverses, allant des argiles latéritiques, relativement fertiles,
crevassées de « lavaka ».Ces sols sont compacts, fragiles, difficiles à travailler.
Dans les cuvettes, on rencontre des sols alluviaux qui sont essentiellement réservés à
la riziculture.
Les sols de tanety sont, soit du type ferralitique brun jaune développés sur les surfaces
d’aplanissement du tertiaire, soit du type ferralitique brun rouge formés à partir des glacis
quaternaires. Ils sont reconnus pour leur bonne capacité d’échange et donnent en général de
bons rendements aux cultures pluviales classiques de tanety (maïs, arachide,…) , mais la
faible profondeur de l’horizon organique nécessite l’apport d’engrais. Les sols de bas-fonds
sont du type hydro morphes minéraux à moyennement organiques aptes avant tout à la
riziculture irriguée, puis aux cultures de contres saison (légumineuses, cultures maraîchères et
fourragères), sous réserve de possibilités d’irrigation…
Photo 1 : Sol dégradés en « Lavaka ou Hady »
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre II: ETUDE SOCIO ECONOMIQUE ET ORGANISATIONNELLE
II.1 PRESENTATION DU PROJET
II.1.1 Généralités sur l’adduction d’eau potable
D’après Wikipédia, Le terme d'adduction vient étymologiquement du latin : adducere
(mener ou conduire vers, amener…) c’est –à-dire L'adduction d'eau regroupe les techniques
permettant d'amener l'eau depuis sa source à travers un réseau de conduites ou d'ouvrages
architecturaux (aqueduc) vers les lieux de consommation.
L’Adduction d’Eau Potable ou AEP est l’ensemble d’un système qui contient les
ressources en eau, les infrastructures d’exploitation et la gestion d’adduction. Les ouvrages
d’Adduction assurent le transport des eaux depuis son captage jusqu’à la zone de distribution.
Il s’agit soit de conduite en charge (forcée ou sous pression), soit de canal à surface libre.
Le choix entre une Adduction à Surface Libre ou en charge dépend des considérations
suivantes : Hydrauliques (débit, charges amonts et aval), Topographiques (Tracé en Plan et
Profils en Long et en Travers), Géotechniques (Nature et Résistance des Terrains à traversés)
et enfin économique (Coûts).
II.1.1.1 Présentation du projet
La commune rurale d’Ambararatabe a reçu un appui du programme d’AEPG et
assainissement, hygiène de WaterAid Madagascar comportant :
la mise en place d’un système d’Approvisionnement en Eau Potable par système
gravitaire de 2 villages : Ambararatabe, Ambatomitsangana.
l’amélioration de l’assainissement et l’hygiène, la mise en place d’un système
d’exploitation et de maintenance viable à long terme.
Concernant le maitre d’ouvrage, Il est confié à la commune rurale d’Ambararatabe et
les 2 fokontany dont Ambararatabe et Ambatomitsangana.
II.1.1.2 Solutions proposés pour l’adduction d’eau potable de la zone d’étude
D’après l’étude sur terrain et bureau, On propose une adduction d’eau par Gravitaire
(AEPG) de conduites en charges selon la topographie du lieu de la source par rapport aux
villages pour les 2 fokontany (Ambararatabe, Ambatomitsangana). La source à capter est un
petit ruisseau de débits moyens 4,8 [l/s] mais pour alimenter en eau les 2 fokontany. Elle se
trouve dans la montagne d’Ambohiby à 20 [km] au nord du village.
Le système d’AEPG envisagés est constitué par les ouvrages hydrauliques suivants :
Un Barrage de captage
Un décanteur filtre
Des Brises charge
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Une conduite d’amené
Un réservoir
Une conduite de distribution
des Bornes fontaines
II.1.1.3 Récapitulation du projet
Le tableau suivant montre la récapitulation du projet :
Localisation Fokontany Ambararatabe,
Ambatomitsangana
Commune Rurale Ambararatabe
District Tsiroanomandidy
Région Bongolava
Projet Adduction d’eau potable gravitaire,
assainissement et hygiène de la Commune
rurale d’ambararatabe, District
Tsiroanomandidy, Region Bongolava
Maître d’ouvrage Fokontany Ambararatabe et
Ambatomitsangana, Commune rurale
d’Ambararatabe
Maître d’œuvre CARITAS Madagascar
Financement du projet WaterAid Madagascar
Délai d’exécution
Date de début d’exécution
Tableau 2 : Récapitulation du projet
II.2 POPULATION ET DEMOGRAPHIE
Pour connaitre les nombres des populations dans le village d’Ambararatabe, on va
faire des enquêtes socio-économiques aux responsables de la commune, fokontany et aux
habitants exploitants.
En 2013, la population de tout le Fokontany d’Ambararatabe est estimée à 5188
habitants répartis dans le tableau suivant :
Hommes Femmes Total
Ambararatabe 1610 1624 3234
Ambatomitsangana 986 968 1954
Tableau 3: Nombres des populations de la fokontany Ambararatabe (Source :
Monographie de la commune d’Ambararatabe)
Le taux d’accroissement annuel de la population est de l’ordre de 2,8 %.
La majeure partie de la population se divise en 2 ethnies principales :
Les merina qui sont des immigrants venus de la Capitale (Antananarivo,…)
Les betsileo qui sont des immigrants venus de Fianarantsoa, Fandriana, Ambositra,…
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II.3 SERVICES SOCIAUX
II.3.1 Infrastructure scolaire
En 2013, Le chef-lieu de la Commune abrite au total 5 établissements scolaires
répartis comme suit :
2 établissements primaires
2établissements secondaires du premier cycle
1 établissement secondaire du second cycle
Ces établissements sont, soient publics, privé confessionnels ou privés
nonconfessionnels. Le détaille de chaque établissement est donné dans le tableau suivant :
Rubriques Primaire Secondaire 1er
cycle
Secondaire 2nd
cycle
Etablissement
Public
Etablissements 1 1
Salle de classe
Enseignants 9 10
Élèves Filles 275 149
Élèves Garçons 253 133
Bibliothèques
Etablissement
privé
confessionnels
Etablissements 1 1
Salle de classe
Enseignants 16 4
Élèves Filles 290 23
Élèves Garçons 242 30
Bibliothèques
Etablissement
privés non
confessionnels
Etablissements 1
Salle de classe
Enseignants 2
Élèves Filles 42
Élèves Garçons 54
Bibliothèques
Tableau 4: Établissements scolaires (Source : Monographie de la commune
d’Ambararatabe)
D’après ce tableau, l’insuffisance d’enseignant et des équipements scolaires sont des
obstacles majeurs du développement de l’éducation du village. En effet, un enseignant
s’occupe en moyenne de 58 élèves au niveau de l’école Primaire, 30 élèves au niveau de
l’établissement secondaire 1er
cycle, 14 élèves au niveau de l’établissement secondaire du 2nd
cycle.
II.3.2 Infrastructures sanitaires
Concernant la santé, La commune rurale d’Ambararatabe dispose un centre de santé
de base de niveau II (CSBII) comportant 10lits.
Un médecin et une aide sanitaire travaillent dans ce CSB II.
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II.3.3 Agriculture et élevage
95 de la population sont des paysans c’est –à-dire l’agriculture et l’élevage sont les
principales activités économiques de la commune. La commune rurale d’Ambararatabe est
une commune plus favorable à l’agriculture. La plupart des produits agricoles sont destinés à
la consommation locale, et les surplus sont vendus sur le marché. Les 36.000 ha de la surface
arable sont cultivés avec une production agricole en moyenne de 38 000 tonnes /an excepté le
maïs.
II.3.4 Voies de communications
La commune est traversée par la RN1 BIS à Ampizarantany au PK 179. Le village se
trouve à 10km d’Ampizarantany vers Sud, relié par une route principale en terre
(partiellement bitumé). La commune dispose un stationnement de taxi-brousse.
Concernant la communication intercommunale, des nombreuses pistes sont accessibles
pendant toute l’année mais quelques difficultés peuvent survenir en saison de pluie. Les
routes communales sont partiellement empierrées ou en terre. La dégradation de la chaussée
est en générale par manque ou absence d’entretien.
II.3.5 Réseaux de communications
À part la RNM, le District Tsiroanomandidy présente plusieurs stations radios
privées :
Bongolava FM
Mah-radio
Radio fafi
Aucune station radio se trouve à Ambararatabe .Pour l’Audiovisuelle, outre la TVM,
ce district possède une station télévision qui s’appelle Mah-télé, son émetteur se trouve à
Ambohitsoa.
Concernant la télécommunication, la commune possède les trois réseaux de
communication à savoir le telma, Airtel et orange. Les pylônes de relais se trouvent à
Ampizarantany pour le réseau Airtel et Ambohiby (à 20km du village d’Ambararatabe).
II.4 ETUDES SOCIO-ORGANISATIONNELLE
Cette étude a pour but de mise en place d’une structure de la gestion de l’AEPAH. Elle
comportera l’étude organisationnelle de la communauté (Fokonolona) et les mesures
d’accompagnement de la gestion.
II.4.1 Organisation de la Communauté
Pour bien fonctionner le projet c’est-à-dire, une structure communautaire doit être
établie dans le but d’intégrer la population dans le projet et de les responsabiliser avant le
démarrage, pendant la réalisation des travaux et lors de l’exploitation du système d’AEP.
13
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
La mise en place de système de gestion consiste à mettre en œuvre les actions
nécessaires pour le développement de capacité des villageois à gérer efficacement les points
d’eau.
Selon les principes, une assemblée générale sera organisée et l’équipe de socio
organisateurs s’attèleront à expliquer à l’assistance que les points d’eau à mettre en place
seront la propriété des villageois et que ces derniers auront l’obligation de mettre en place une
gestion efficace de ces infrastructures afin d’assurer le bon fonctionnement et la pérennité des
ouvrages.
Cette obligation amène les villageois à :
Élire les membres d’un Association des Usager de l’eau (AUE) ou Comité de Gestion
de l’Eau qui sont constitués par :
Un Président
Un vice-président
Un conseiller
Un commissaire au compte
Un trésorier
Un secrétaire
Élire les membres d’un comité de point d’eau (CPE) ou Comité de la gestion de l’eau
dans les bornes fontaines qui sont constitués par :
Un Président
Un vice-président
Un secrétaire
Un trésorier
Désigner deux ou trois personnes comme Techniciens Locaux et Villageois qui seront
formés sur l’entretien et la maintenance des ouvrages.
Discuter des prix à payer pour l’eau dans les bornes communautaires.
Discuter sur les principes de motivation des membres du comité de point d’eau.
Se convenir que les interventions des artisans réparateurs seront effectuées moyennant
rémunérations.
Élaborer une convention de gestion entre la commune et le CPE.
II.4.1.1 Association des Usagers de l’eau (AUE)
Elle constitue la Communauté de Base et leurs responsabilités sont les suivantes :
La collecte et la fourniture de tous les matériaux locaux sur place (sable,…) ;
Le creusement des tous les canaux destinées à poser les tuyaux PEHD ;
Les mains d’œuvres lors de la réalisation sous la supervision des techniciens du
CARITAS Madagascar.
II.4.1.2 Comité de la gestion de l’eau dans les bornes fontaines
Elle est responsable de toutes les activités autour de la borne. Leurs tâches principales
sont d’entretenir les bornes fontaines et d’ordonner les sous-comités de suivi de l’hygiène et
14
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
de l’assainissement dans les secteurs où il y a une borne fontaine. Elle garantira la collecte des
cotisations mensuelles de recouvrement des coûts de fonctionnement, de maintenance et
d’entretien du système. Une commission pour chaque borne assurera l’inventaire de tous les
ménages utilisant la borne fontaine.
II.4.1.3 Techniciens locaux
Les techniciens locaux sont travaillés sous la responsabilité du Comité de gestion de
l’eau, ils assureront la suivi et le nettoyage systématique des toutes les ouvrages et toutes les
diverses réparations en cas de panne technique ou de dégradation des matériaux de
construction.
Figure 1: Organigramme de l’organisation de la communauté
L’équipe de socio organisateurs et des Agents Communautaires doit aussi assurer une
action d’IEC sur l’hygiène suivant les 03 messages clés de WASH et 4H :
Trois (03) messages WASH :
Utilisation et lavage des mains avec de l’eau et du savon après les moments critiques.
Construction et utilisation effective des latrines hygiéniques.
Préservation et Conservation de la qualité et potabilité de l’eau
Quatre (4) H :
Hygiène corporelle
Hygiène domestique
AUE
FOKONTANY
CPE Techniciens
locaux
CPE 1
Hameau 1
CPE 2
Hameau 2
CPE….
Hameau …
15
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Hygiène alimentaire
Hygiène environnementale
II.4.2 Les besoins en formation des membres de la communauté de Base
Les besoins en formations demandés par les bénéficiaires sont les suivants :
Gestion des ressources en eau
Protection de l’environnement et du bassin versant
Gestion pour l’AUE, les CPE
Formation des techniciens villageois pour assurer la maintenance et l’entretien des
infrastructures.
Appui communautaire pour les agents administratifs de la Mairie en tant que maître
d’ouvrage.
II.4.3 Apports bénéficiaires
La participation des bénéficiaires pour la réalisation des ouvrages sont :
Approvisionnement en sable de rivières
Déchargements des matériaux dans les camions
Transport des matériaux aux emplacements des ouvrages (captage, réservoir, BF,
DLM, LSHI)
Hébergement technicien
Magasin de stockage
Main d’œuvre journalière
Canalisation et creusement des canaux
Masse filtrante
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre III: DIAGNOSTIC ET INVENTAIRE DES POINTS D’EAU
EXISTANTS ET DES SYSTEMES D’ASSAINISSEMENT
III.1. Description du système d’approvisionnement en eau actuels des
Fokontany
Les fokontany Ambararatabe et Ambatomitsangana ne disposent pas de système
d’alimentation en eau potable. L’alimentation en eau se fait par de deux manières, soit des
puits traditionnels individuels et/ou collectifs (1 puits/2 ou 3 familles), soit des sources de
résurgence dans le bas fond ou vallée près du village.
III.1.1. Les sources
Durant notre descente sur terrain, on a constaté qu’elles sont à ciel ouvert et aucun
aménagement effectué sur les lieux des sources. Alors, pendant la période de pluie, les eaux
des sources sont polluées par les eaux des ruissellements après délavé les zone de défécation
en amont de la source, ce qui entraine des maladies d’origine hydrique comme la diarrhée,
choléra,…
Autre part, en période d’étiage, on a un tarissement des sources pendant les mois de
septembre et octobre selon l’enquête qu’on fait par les habitants.
Le moyen de puisage d’eau est à l’aide de seau en générale, Le nombre de sources
inventoriées pendant les diagnostics sont 6(six).
III.1.2. Les puits
Des puits sont étés recensés dans les fokontany Ambararatabe et Ambatomitsangana.
Ces sont des puits traditionnels nus et sans cuvelage, non protégés. Le moyen de puisage de
l’eau se fait par de seau à cordes. La profondeur des puits varie de 18 à 20 [m] selon les
emplacements.
On constate que l’eau de puits est classée non propre à la consommation même sans
faire l’analyses physico-chimiques et bactériologiques car elle présente une couleur plus ou
moins claire contient de calcaire. Le nombre total de puits inventoriés dans les 2 Fokontany
est de 120.
III.2. Assainissement et hygiènes
III.2.1. Latrines
Lors de l’inventaire sur terrain, Le nombre total de latrines dans les deux fokontany
concernés est de 300 pour un ensemble de toits de 1000. Ce qui correspond à un taux de
17
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
possession 30 %.Les latrines ne respectent pas les normes car on constate que ces sont des
latrines traditionnel, avec plancher en bois ou en pierre taillée non lavable.
En outre, Les gens qui ne disposent pas de latrine fait la défécation à l’air libre ou dans
le latrine de son voisin. Alors, la défécation à l’air libre provoque des maladies d’origine
hydrique comme diarrhée, paludisme, choléra…
Photo 2 : Latrines traditionnelles
III.2.2. Utilisation de l’eau pour les pratiques d’hygiènes et assainissement
En général, l’utilisation de l’eau pour la pratique d’assainissement et hygiènes n’est
pas facile à déterminer car toutes activités concernant l’hygiène et assainissement comme la
lessive, douche se font dans les rivières ou les ruisseaux. Le lavage de mains après défécation
n’est pas une habitude pour les populations.
La cuisine et les animaux comme porcs, volailles,… sont priorités pour l’utilisation de
l’eau, la consommation journalière des ménages varie de 50 à 100l/j/par ménages.
III.2.3. Eaux de ruissellement et eaux usées
Aucun réseau d’assainissement n’existe dans la zone d’étude, car les eaux usées sont
rejetées par épandage dans la cour ou par la voirie existante la plus proche constituée des
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
petits canaux en terre à ciel ouvert. Ces modes d’évacuation ne respectent pas ni
l’environnement et ni l’hygiène. Il n’y a pas de réseau d’assainissement routier pour collecte
les eaux pluviales dans les 2 fokontany.
Photo 3 : eaux pluviales
L’insuffisance des infrastructures en assainissement entraine des risques des maladies
liées à la saleté comme le paludisme, diarrhée, choléra (à cause des odeurs nauséabondes,
rassemblement des mousses,..), des dégradations de la route existante pendant les saisons
pluvieuse.
Concernant les ordures ménagères, Il n’y a pas de poubelles ou bac à ordures pour
décharger les ordures mais les gens ont l’habitude de le mettre dans les enclos des bétails ou
certaines populations brulent les ordures.
19
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
Chapitre IV: ETUDES DE BASE POUR LA CONCEPTION DE L’OUVRAGE
Ces études comportent les ressources en eau, les besoins en eau de la population, les
études pluviométriques, les données et études hydrologiques et ainsi que l’adéquation de la
ressource par rapport au besoin de la population. Pour ce projet, l’horizon d’étude est de 15
ans c’est-à-dire cette adduction d’eau potable doit être fonctionnelle au moins durant cet
horizon de projet.
IV.1 Ressources en eau
Pour approvisionner en eau potable les villages d’Ambararatabe et
Ambatomitsangana, on capte l’eau de surface (petite ruisseau) dans la montagne d’Ambohiby
qui se trouve à 20 [km] au nord du village. Leur situation géographique et topographique par
rapport au village permet d’appliquer le système gravitaire. La qualité de l’eau brute ne
nécessitant pas de traitement spécial, ainsi que la disponibilité des matériaux de construction
pour les ouvrages réduisent le coût du projet à entreprendre.
IV.2 Estimation de la population à l’horizon de 15ans
Pour déterminer et estimer le nombre de population dans ce village dans 15 ans, on
applique la formule suivante :
Dans laquelle :
N : Nombre de population estimé à l'année N1= N0 + N
N0 : Nombre de population à l'année n0 (nombre de la population actuelle)
n : horizon du projet, n = 15
: Taux de croissance de population, = 2,8%
Alors, pour notre cas : N0=2013,=2,8%, N1=2028le nombre de population en 2028
est de 7850.
Le tableau suivant récapitule le nombre de population de chaque future année :
Année 2013 2020 2026 2028
Populations 5188 6294 7429 7850
Tableau 5: Projection de la population
Ainsi, le tableau suivant montre les nombres de population dans 15 ans pour les 2
fokontany à desservir :
20
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
Fokontany Population actuelles Population dans
15 ans (en 2028)
Ambararatabe 3234 4894
Ambatomitsangana 1954 2956
Tableau 6: Répartition de population de chaque fokontany dans 15 ans.
IV.3 Estimation de la consommation de la population
L’estimation de la consommation de la population d’Ambararatabe et
Ambatomitsangana est obtenue par la consommation moyenne par jour de la population et des
différents services qui existe dans ces fokontany.
IV.3.1 Calcul de besoin en eau
Pour estimer les besoins en eau de la population, il est nécessaire d’estimer la
consommation unitaire c’est-à-dire les besoins journaliers de la population et les institutions
existant. Ces besoins constitueront la base de l’évaluation.
IV.3.1.1 Calcul de la consommation journalier de la population
La consommation unitaire de la population est de 30 l/j/personne. Cette valeur est la
plus recommandée pour une adduction d’eau dans les communes rurales. (Source : Cours en
AEP, 4ème Année).
En 2028, la consommation totale de la population est de 235 515[l/j]
Le volume moyen journalier constitue les besoins en eau de la population en une
journée. Il est obtenu en faisant le produit de la consommation journalière par le nombre de
population estimé à l’horizon du projet c’est-à-dire en l’an 2028.
Avec :
Vjm : volume moyen journalier en [l] ou en [m3]
C : consommation journalière égale à 30 [l/j/hab]
N : nombre de population en l’an 2028
Vjm = 235,51 [m3]
Alors Vjm = 236 [m3] et le débit moyen journalier est de 2,73[l/s]
Le besoin en eau annuel de la population est obtenu en faisant le produit du volume
moyen journalier et les nombres des jours dans l’année. Le besoin annuel correspond au
besoin net en eau de la population.
Besoin net en eau= Vjm*365 = 85 962,85 [m3] 85 963[m
3]
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
IV.3.1.2 Calcul de la consommation dans l’institution
La consommation journalier dans l’institution sont fixées et donnés dans le tableau
suivantes :
INSTITUTIONS CONSOMMATIONS
Écoles 10l/j/élèves
Marchés 2000l/j (fft)
Lieux de cultes 5l/j/fidèle
CSB 50l/j/lits
Autres Quantité fft
Tableau 7: Consommation journalier de chaque institution
Supposons que la consommation dans ces institutions reste la même dans tous les
années avenir. La consommation totale dans ces institutions est de 3962 [l/j].
22
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Le calcul de toutes les besoins en eau suivants ces hypothèses sont données dans le tableau N°08 ci- dessous :
Fokontany Consommation de la population Consommation des institutions Consommation Totale
Nombres des
populations
dans 15ans
Consommatio
n unitaire
Sous totale
en [l/j]
Institutions Nombres Consommatio
n unitaire
Sous total
en [l/j]
En [l/j] En [l/s]
Ambararatabe 4894 30l/j/personne 146 811 EPC 548 2l/j/élèves 1096 148 103 1,71
Ecole privée
Valisoa
98 2l/j/élèves 196
Ambatomitsangana 2956 30l/j/personne 88 704 Lycée 56 2l/j/élèves 112 91374 1,06
EPP 537 2l/j/élèves 1074
CEG 292 2l/j/élèves 584
CSB 18 50l/j/lits 900
Total 7850 235 515 1531 3962 239 477 2,77
Tableau 8: Consommation journalière de la population à l’horizon de 15 ans
23
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
IV.3.2 Répartition journalière des débits de consommation
La répartition journalière des débits de consommation a pour but de déterminer les
pourcentages de la consommation journalière en fonction des horaires de fréquentation, les
habitudes et comportements des habitants concernant le mode de puisage de l’eau.
Les pourcentages de la consommation journalière sont présentés ci-après en fonction
des horaires de fréquentation:
21 à 05 h : 0 %,
5h à7h : 30 %
7h à 11h : 5 %
11h à 14h : 30 %
14h à 17h : 5 %
17h à 21h : 30 %
IV.3.3 Calcul de débit de pointe
À Ambararatabe, la consommation de l’eau est très variable au cours d’une journée et
tout au long de l’année. La raison de calculer le débit de pointe c’est d’assurer la
consommation variable de la population. Elle aussi utiliser dans le dimensionnement de la
différentes conduites.
Le débit de pointe est calculé à partir de la formule:
Avec :
k = Coefficient de pointe horaire qui varie selon le type d’agglomération. Pour notre
cas, on prend k=1,9
a= Débit moyenne demandé qui est égale à :
C= la quantité d’eau consommée par 24heures.
Pour la population en 2028 (horizon du projet), le débit moyen (débit d’alimentation)
et le débit de pointe de chaque fokontany constituant le village d’Ambararatabe sont résumés
dans le tableau suivant :
Fokontany Population en 2028 Débit moyen [l/s] Débit de pointe [l/s]
Ambararatabe 4894 1,71 3,25
Ambatomitsangana 2956 1,06 2,05
Total 7850 2,77 5,3
Tableau 9 : Consommation moyenne et pointe de la population
24
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
IV.4 Études pluviométriques
L’étude pluviométrique a pour but de déterminer la hauteur et l’intensité de la pluie
sur le Bassin Versant de la zone d’étude, ainsi que sa répartition spatio-temporelle. Pour avoir
des données utiles et nécessaire dans l’étude, on a obligé d’analyser statistiquement les
données brutes. Il s’agit en outre :
des pluies moyennes mensuelles pour l’estimation des apports ;
et de la pluie maximale pour l’estimation des débits de crue nécessaire pour le
dimensionnement de barrage.
La station pluviométrique la plus proche de la zone d'étude et ayant des données
fiables et exploitables (données pluviométriques de 1953 à 1974) est celle de
Tsiroanomandidy.
IV.4.1 Pluviométries moyennes mensuelles interannuelles
Le calcul de cette pluviométrie se fait par la loi de GAUSS ou la loi normale.
IV.4.1.1 Loi de GAUSS
La loi de GAUSS ou loi normale est définie par la fonction de répartition de la forme :
√ ∫
Dans laquelle la variable réduite est :
Avec : = moyenne arithmétiques de la série des pluies
Pluviométrie de fréquence F
= écart-type de la série des pluies
Les valeurs F(P) en fonction de u sont obtenues en utilisant la table de GAUSS (Voir
Tableau 10, page 24). Nous donnons dans le tableau ci-après les principales valeurs utilisées.
T(ans) 5 10 20 25 50 100 1000
F=1/(1-1/T) 0,8 0,9 0,95 0,96 0,98 0,99 0,999
u 0,84 1,28 1,64 1,75 2,05 2,33 3,09
Tableau 10: Table de GAUSS
25
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
La procédure consiste à calculer la pluviométrie mensuelle de fréquence voulue au
niveau de la station de Tsiroanomandidy sur la base de la loi d’ajustement statistique
interannuel de Gauss (loi normale).
La moyenne de la variable aléatoire :
La pluviométrie moyenne annuelle PA est notée par : ∑
Les pluviométries mensuelles PFm sont calculées à l’aide de la pluviométrie annuelle
distribué sur chaque mois à l’aide des pourcentages mensuels de précipitation.
L’écart-type : √
√∑
Pluviométrie quinquennale sèche annuelle :
Pluviométrie décennale sèche annuelle :
Les résultats des différents calculs sont donnés dans le tableau suivant :
Tsiroanomandidy Jan Fév Mars Avr Mai Jui Juill Août Sept Oct Nov Déc Annuelle
Moyenne (mm) 345,8 305,0 262,4 86,4 17,7 12,2 10,8 8,0 21,2 75,8 155,4 344,9 1645,7
% mensuel 21,0% 18,5% 15,9% 5,2% 1,1% 0,7% 0,7% 0,5% 1,3% 4,6% 9,4% 21,0% 100,0%
Ecart-type 487,2
P5s (mm) 259,8 229,1 197,1 64,9 13,3 9,2 8,1 6,0 15,9 57,0 116,8 259,2 1236,4
P10s (mm) 214,8 189,4 162,9 53,6 11,0 7,6 6,7 5,0 13,2 47,1 96,5 214,2 1022,1
Tableau 11: Pluviométrie quinquennale et décennale sèche (Source : calcul)
IV.4.2 Pluviométrie maximale journalière
Les pluviométries maximales journalières suivent, soit la loi de GUMBEL, soit la loi
de FRECHET. Mais c’est généralement la loi de GUMBEL qu’on choisit.
La loi de GUMBEL est une loi appelée loi doublement exponentielles ou des valeurs
extrêmes. Elle est donnée par la formule suivante :
La variable réduite pour une fréquence donnée est :
Où
; aG étant le Gradex égale à 0,78.
est l’écart type de la série de données pluviométriques
PF est la pluviométrie maximale journalière de fréquence donnée exprimée en [mm]
PF est présenté sous la forme :
pour le calcul en année humide
pour le calcul en année sèche
est le paramètre de position égale à la formule suivante :
est la moyenne annuelle des séries de données
Les valeurs obtenues en année humide pour différentes fréquences sont montrées dans
le tableau suivant :
26
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Pluie max Valeurs (mm)
Pm 85
P5h 101
P10h 113 ,9
P20h 126,3
P25h 130,3
Tableau 12: Pluviométrie max journalières (Source : calcul)
IV.5 Estimation des apports
L’estimation des apports disponibles pour les eaux des surfaces peut se faire de 2
manières :
La méthode empirique de CTGREF
La méthode des stations de références
Pour estimer les apports disponibles, il faut faire l’étude technique du bassin versant de la
source (petit ruisseau).
IV.5.1 Bassin versant
IV.5.1.1 Définition
Un bassin versant en un point ou plus précisément en une section droite d’un cours
d’eau, est définie comme la totalité de la surface topographique drainée par ce cours d’eau et
ses affluents à l’amont de la dite section ; tous les écoulements prenant naissance à l’intérieur
de cette surface doivent traverser la section droite considérée pour poursuivre leur trajet vers
l’aval. Si le sol est imperméable, la ligne de crête délimite un bassin d’un autre bassin voisin.
Le bassin versant est alors appelé bassin versant topographique. Le bassin versant réel diffère
un peu du bassin versant topographique selon le schéma suivant :
Figure 2: Bassin versant topographique et bassin versant réel
27
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
IV.5.1.2 Caractéristiques du bassin versant
Les principales caractéristiques d’un bassin versant sont les suivantes : sa surface, sa
forme, sa pente, le plus long cheminement hydraulique, les altitudes caractéristiques, temps de
concentration.
La surface : Un bassin versant est définie en premier lieu par sa surface S. On obtient
par planimétrage sur un fond de plan ou sur une carte topographique d’échelle
convenable.
Le plus long cheminement hydraulique : c’est la distance parcourue par une goutte
d’eau se trouvant au point le plus éloigné de l’exutoire.
Les altitudes caractéristiques : c’est la cote la plus élevée et la plus basse du bassin
versant
La forme : L’indice généralement admis pour représenter la forme du bassin versant
est le « coefficient de compacité de GRAVELIUS K ».
Mais si S est la surface du bassin versant et P son périmètre alors :
√
Que l’on présente sous la forme :
√
Ce coefficient est donc obtenu en mesurant P et S sur la carte du bassin. Un bassin
versant peut être de forme allongée si ou de forme ramassée si .
La pente du bassin :
Elle est calculée à partir de la formule suivante :
Zmax étant l’altitude maximale, qui définit la côte du point culminant observé à
l’intérieur du Bassin Versant.
Zmin indique la côte de l’exutoire, qui est l’altitude minimale observée à
l’intérieur du Bassin Versant.
L est le plus long cheminement hydraulique.
Le facteur est la dénivellation moyenne calculée à partir de l’altitude
maximale et minimale.
Le temps de concentration :
28
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Le temps de concentration des eaux sur un bassin versant se définit comme le
maximum de durée nécessaire à une goutte d'eau pour parcourir le chemin hydrologique entre
un point du bassin et l'exutoire de ce dernier.
Il est pratiquement calculé par la formule de Passini :
√
√
Avec :
S : est la superficie du bassin versant en [km2]
L : est la longueur du plus long cheminement hydraulique en [km2]
I : est la pente du bassin versant en [m/m]
Tc : Temps de concentration en [h]
Ces facteurs et paramètres seront tirés d’une levée de points par GPS sur les lieux
suivis d’un recoupement par l’utilisation de logiciels de cartographie tels que Google earth, et
Map info. (Voir annexe N°05, Page iv et v le carte du bassin versant de la zone d’étude et
les différents calculs du BV).
Concernant l’étude, les caractéristiques du BV sont résumées dans le tableau suivant :
Bassin
Versant
Surface
[km2]
Périmètre
[km]
Zmax
[m]
Zmin
[m]
Plus long
cheminement
[km]
Pente
[m/km]
Pente
[m/m]
K, Forme
BV 1,45 4,43 1462 1147 1304,5 243,29 0,243 1,02(Ramassée)
Tableau 13 : Bassin versant de la zone d’étude
IV.5.2 Méthode des stations de références
Par définition, station de références est une station hydrométriques qui possède une
longue observation de données afin qu’on puisse calculer des débits spécifiques (débits par
km2 du BV). Alors, Cette méthode est basée sur l’exploitation des données recueillies sur la
station hydrométrique existante la plus proche de la zone d’étude. Ces données sont tirées de
l’ouvrage : « Fleuves et rivières de Madagascar ».
La station la plus proche étant le bassin de la Tsiribihina à Betomba (Fleuves et
rivières de Madagascar P.578).
La formule de l’apport annuel de fréquence donné est sous la forme :
Avec :
29
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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QF étant l’apport annuel exprimée en [l/s]
est le débit spécifique du bassin de référence exprimée en [l/s/km2]
étant la surface du bassin versant étudiée.
Le débit spécifique du bassin de référence est donné dans le tableau suivant :
Années sèches Médiane Années humides
Récurrence 20 10 5 2 5 10 20
Q (m3/s) 129 136 146 165 186 197 2,8
Q (l/s/km) 2,9 3 3,2 3,7 4,1 4,4 4,6
Tableau 14: Débit spécifique dans la station de Betomba
Alors la valeur de l’apport annuel du BV est comme suit :
Apport
moyenne
annuel [l/s]
Apport annuel sec [l/s] Apport annuel humide [l/s]
5ans 10ans 5ans 10ans
BV 5,4 4,6 4,4 5,9 6,4
Tableau 15 : Apport annuel du BV
Concernant Les apports mensuels, Ils seront obtenus en appliquant les coefficients de
répartition mensuelle définis par ALDEGHERI dans l’Étude hydrologique des PPI (Petits
Périmètres Irrigués) de la première tranche.
Avec :
Qm : apport mensuel de fréquence donnée
Qf : apport annuel du BV
Rm : coefficient de répartition d’ALDEGHERI qui est résumé dans le tableau
suivant :
Rm Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Année
R1 16,9 16,7 17,1 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,9 100
R2 17,9 18,2 20,5 8,8 4,8 3,7 3,1 2,8 2,2 2 4,4 11,6 100
R3 13,4 14,8 15,8 9,9 6,9 5,7 5,8 6 4,4 3,6 4,5 9,2 100
R4 23,8 19 17,2 6,8 3,8 2,7 2,4 2,1 1,6 1,5 3,3 15,8 100
Tableau 16 : coefficient de répartition d’ALDEGHERI
Les valeurs de R correspondent aux bassins versants suivants :
R1 = Bassins versants des hautes terres centrales
R2 = Grands bassins versant du Nord-Ouest
30
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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R3 = Bassins versants de la bordure orientale
R4 = Bassins versants du Centre Ouest. du Sud-Ouest. et petits bassins
versants du Nord-Ouest
Pour notre cas, on prend R4 car Les bassins étudiés font partie des Bassins versants du
Centre Ouest, du Sud-Ouest, et des petits bassins versants du Nord-Ouest.
La valeur des apports quinquennaux secs mensuels pour le Bassin versant est alors :
Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Année
BV 13,3 10,6 9,6 3,8 2,1 1,5 1,3 1,2 0,9 0,8 1,8 8,8 4,6
Tableau 17 : Apport quinquennaux secs mensuels
IV.5.3 La méthode CTGREF
La méthode CTGREF est une méthode empirique établie par des hydrologues du
CTGREF (Centre Technique du Génie Rural et des Eaux et Forêts d’Anthony). Cette méthode
a été établie à partir de plusieurs bassins versant de France.
⁄
⁄
Avec :
S : Surface du BV en [km2]
PF : Pluviométrie moyenne annuelle de fréquence F en [mm]
B : Paramètres régionalisé dépendant des rivières environnantes. Pour cette étude, on
prend B=46
Zm : Altitude moyenne du BV exprimé en [m]
QF : Apport moyen annuel de fréquence F en [l/s]
Le résultat des calculs sont les suivants pour la méthode CTGREF:
Barrage Apport moyen
annuel (l/s)
Apport annuel
sec (l/s)
Apport annuel
humide (l/s)
5 ans 10 ans 5 ans 10 ans
BV 42,1 26,1 19,0 60,9 71,9
Tableau 18 : Apport annuel par la méthode CTGREF
La valeur des apports quinquennaux secs mensuels (en l/s) pour le bassin versant en
appliquant le coefficient de répartition d’ALDEGHERI est :
Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Année
BV 74,6 59,6 53,9 21,3 11,9 8,5 7,5 6,6 5,0 4,7 10,3 49,6 26,1
Tableau 19 : Apport quinquennaux secs mensuels selon CTGREF
31
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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IV.5.4 Synthèses de résultats
Le résultat de chaque méthode est ensuite comparé au débit observé sur terrain
détaillés dans l’annexe N°02, Page i pendant le mois d’Août 2013, et la valeur à prendre en
compte pour le calcul sera la valeur moyenne des deux méthodes.
Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Année
BV 43,9 35,1 31,8 12,6 7,0 5,0 4,4 3,9 3,0 2,9 6,1 29,2 15,4
Tableau 20 : synthèses de résultats
D’après ce tableau, On constate que Q5smoy atteint un maximal de 43,9 [l/s] en mois
de Janvier, et un minimal de 2,9[l/s] en mois d’Octobre. C’est cette valeur minimale qu’on va
utiliser dans l’adéquation ressource-besoin.
IV.6 Estimation du débit de crue
L’estimation du débit de crue est indispensable au dimensionnement des ouvrages
hydrauliques. On utilise couramment les deux méthodes suivantes pour estimer le débit de
crue :
La méthode rationnelle valable pour les bassins versants ayant une superficie ne
dépassant pas 4 [km²] ;
La méthode Louis Duret valable pour les bassins de superficie supérieure à 10[km2].
Pour notre cas, le bassin versant ne dépasse pas une superficie de 4km², alors seule la
méthode rationnelle sera utilisée.
IV.6.1 La méthode rationnelle
La méthode rationnelle est une méthode empirique basée sur la formule suivante :
Avec :
Q= débit de crue (m3/s)
C= coefficient de ruissellement, il est fonction de la couverture végétale et de la pente
du bassin versant. Sa valeur sera prise égale à 0,36 selon le tableau montré dans
l’annexe N°04 Page iii
i : intensité de pluie (mm/h) exprimée par la formule de MONTANA
b= variable régional. On prend b=0,2888 (Reference : Annexe N°04 Page ii)
P(24,F) = Pluie maximale journalière de fréquence F.
32
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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La crue maximale pour une fréquence donnée est obtenue en prenant un temps t égal
au temps de concentration Tc. Pour déterminer le temps de concentration Tc, on utilisera la
méthode classique du PASSINI :
⁄
Avec :
Tc= Temps de concentration (heures)
S= superficie du bassin versant (km2)
L=longueur du plus long cheminement hydraulique (km)
I : pente du bassin versant (m/m)
D’après calcul, la valeur du débit de crue de fréquence quinquennale et décennale est
donnée dans le tableau suivant :
Tc(h) i (t) S (km2) Q5(m
3/s) Q10(m
3/s)
Barrage 0,3 117,2 1,45 15,1 17,0
Tableau 21 : débit de crue
IV.7 Adéquation Ressources-Besoins
Le besoin journalier réel de la population sur une prévision de quinze ans est estimé à
2,77 [L/s] (Tableau N°08, page 22). Mais après les calculs des apports, on constate que
l’apport quinquennal sec en mois d’octobre est Q5s = 2,9[l/s].
Alors, on peut dire que le débit de la source d’Ambohiby est suffisant pour alimenter
en eau les Fokontany d’Ambararatabe et Ambatomitsangana pendant toute l’année.
IV.8 Analyse de l’eau
Concernant l’article 38 du Code de l’eau «Toute eau livrée à la consommation
humaine doit être potable. Une eau potable est définie comme une eau destinée à la
consommation humaine qui, par traitement ou naturellement, répond à des normes
organoleptiques, physico-chimiques, bactériologiques et biologiques fixées par décret».
IV.8.1 Pour l’alimentation en eau potable en milieu rural
Pour rendre l’eau potable, il est nécessaire de faire une analyse systématique du pH, de
la turbidité, de la conductivité de toutes les ressources en eaux destinées.
L’Analyse bactériologique systématique et analyse physico-chimique jusqu’à la
recherche des éléments indices de pollution organique des ressources en eaux destinées à
l’approvisionnement en eau potable, montrant des variations anormales de conductivité, ou
situées dans les environs de sources potentielles de pollution organique (latrines, habitations
33
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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surpeuplées, dépôts d’ordures, rejets d’eaux usées domestiques, dépôts de fumiers, étables,
pâturages, utilisation d’engrais).
IV.8.1.1 Les normes physico-chimiques et bactériologiques des eaux
Une eau, pour être considérée comme potable et être distribuée aux usagers, doit
satisfaire aux conditions suivantes :
Ne pas contenir d’organismes parasites ou pathogènes ;
Ne pas contenir, dans le cas d’une eau non traitée, d’escherichia coli (dans 100 ml
d’eau) ni de streptocoques fécaux (dans 50 ml d’eau) ni de clostridium sulfito-
réducteurs (dans 20 ml d’eau) ;
La présence, en petit nombre, de clostridium-sulfito-réducteurs est tolérable dans une
eau traitée et n’implique pas à elle seule la non potabilité de l’eau.
Ne pas présenter de coloration dépassant 20 unités (échelle colorimétriques au platino
cobalt) ni de turbidité supérieure à 15 gouttes de solution alcoolique de gomme mastic
à 1/1 000 en période normale d’exploitation.
Ne pas avoir un pouvoir colmatant dû aux éléments en suspension supérieure à 0,1 et
ne pas contenir d’algues.
Ne pas présenter d’indice chimique de pollution ni de concentration en substances
toxiques ou indésirables supérieures à celles qui sont fixées dans le tableau n°17.
La minéralisation totale ne doit pas excéder 2 grammes par litre. En outre, l’eau ne
doit présenter ni odeur, ni saveur désagréable.
Enfin, une eau doit être pauvre en matières organiques (moins de 3 mg/l).
Les normes des différents paramètres et composantes chimiques citées ci-dessus, sont
définis par la JIRAMA comme des normes malgaches et mentionne dans le tableau suivant :
PARAMETRES V.M.A (Norme Malagasy)
Aspect Limpide
Odeur Absence
Couleur Incolore
Turbidité (en NTU) <5NTU
Température (en °C) 25°C
Conductivité à 20°C, en μs/cm 3000
Dureté TH en °F 50
pH 6,5-9,0
M.O mgO2/l alcalin / acide 2/5
CATIONS V.M.A (Norme Malagasy)
Calcium Ca++
-
Magnésium Mg++ -
Potassium K+ 12
Sodium Na++ -
Ammonium NH4+ 0,5
Fer totale Fe++
, Fe+++ 0,5
Fer Fe2+ 0,5
34
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Aluminium Al3+ 0,2
Manganèse Mn++ 0,05
ANIONS V.M.A( Norme Malagasy)
Carbonates CO32- -
Bicarbonates HCO3- -
Sulfates SO42- 250
Chlorures Cl- 250
Nitrites NO2- 0,1
NitratesNO3- 50
Fluorures F- 1,5
Hydroxydes OH- -
Phosphates PO4- - - 5
Tableau 22: Normes d’eau potable Malagasy
L’analyse de l’eau est exigée pour les projets en partenariat avec WaterAid
Madagascar et son existence demeure sur les résultats d’investigation sanitaires. Des
paramètres ont été analysés comme :
La température
La turbidité
Le taux de chlore
IV.8.1.2 La Température
On utilise le thermomètre pour mesurer la température de l’eau brute. Pour que l’eau
soit potable, la température devrait être inférieure ou égale à 25 °C pour une eau de source et
pour eau profonde des lacs 4°C.
IV.8.1.3 La Turbidité
La présence de matière en suspension finement divisée en : Argile, limon grains de
silice et matières organiques provoque la turbidité de l’eau. La turbidité peut être mesurée par
des nombreuses méthodes qui sont pratiquées suivant les nécessités sur terrain ou au
laboratoire. Si le traitement de l’eau aura été plus efficace alors la turbidité de l’eau est plus
faible.
IV.8.1.4 Le Taux de chlore
En général, on mesure la quantité de chlore existant dans l’eau brute. La détermination
de cette quantité se fait avant la réalisation du projet d’alimentation en eau potable
IV.8.1.5 Résultats d’analyses
Les analyses physico chimique faites sur l’eau de la source d’Ambohiby effectuées par
les techniciens de CARITAS vérifient ses conformités à la norme, le matériel utilisé est le Kit
DelAgoua.
35
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Les caractéristiques de la potabilité de l’eau indiquées dans les résultats d’analyses
sont les suivantes :
Aspects physiques
Limites acceptables selon normes
Température (°C) 25°C <25°C
Turbidité (NTU) 2,5 <5NTU
Conductivité(S/cm) 78,6 <2000S/cm
Couleur Incolore Limpide
Goût Neutre Neutre
Odeur Absence Inodore
Aspects chimiques
Nitrate (mg/l) 4,5 <50mg/l
Nitrite (mg/l) 0,01 <0,1mg/l
Ammoniaque (mg/l) 0 <0,05mg/l
Fluorure (mg/l) 0,03 <1,5mg/l
pH 6,9 6,5<pH<8,5
Aspects microbiologiques
Coliformes totaux
(UFC)
8 0 à 37°C/100ml pendant 16h
Coliformes fécaux
ou CTT
6 0 à 44°C/100ml pendant 16h
Tableau 23 : Résultats de l’analyse de la qualité de l’eau
Selon les résultats de l’analyse de la qualité de l’eau, on constate que toutes aspects
sont respectées les normes de la potabilité de l’eau, d’ où elle a une qualité bonne et peut être
potable. Mais pour mesure de sécurité, il faut faire un traitement physique comme décantation
et filtration pour éliminer les matières en suspension de l’eau brute.
36
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre V: ETUDE TECHNIQUES DES OUVRAGES DANS LE SYSTÈME
D’ADDUCTION D’EAU
Dans ce chapitre, on va étudier tous les infrastructures en génie civil concernant les
systèmes d’adduction d’eau par gravitaire dont :
Ouvrage de captage
Ouvrage de traitement
Réseau d’amenée
Réservoir
Réseau de distribution
Bornes fontaines, Dispositifs de Lavage de Main (D.L.M)
V.1. Ouvrages de captage
Il s’agit de capter l’eau de ruisseau dans la montagne d’Ambohiby. Le type de captage
est un barrage de dérivation mobile. Dans notre cas, le barrage est en maçonnerie de moellon.
Le barrage mobile est fondé sur un rocheux. Le barrage de dérivation ou barrage en rivière a
pour rôle de dériver une partie de l’eau vers la conduite d’amené, l’autre partie continue à
suivre son chemin naturel après avoir traversé l’obstacle. Il sert également à maintenir un
niveau d’eau suffisant à son amont, en vue d’assurer un débit convenable vers le conduite
d’amené. En période de crue, il doit permettre le passage des eaux excédentaires vers l’aval de
la rivière.
L’ouvrage de captage comprend les éléments suivants :
le seuil évacuateur de crue ;
ouvrages de chasse ;
l’ouvrage de prise d’eau ;
Un bassin de décantation ;
un radier amont et aval.
V.1.1. Détermination de débit de captage
Le débit à capter dans le barrage c’est le besoin en eau continue de la population pour
satisfaire la demande de la population.
Le besoin en eau de la population serait égal à 2,77 [l/s].
V.1.2. Dimensionnement du barrage
V.1.2.1. Le seuil évacuateur de crue
37
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
En général, le seuil évacuateur de crue est dimensionné à partir du débit de crue
décennale. Pour obtenir le débit utile à l’alimentation en eau d’Ambararatabe et
d’Ambatomitsangana, et pour assurer une charge suffisante au-dessus de la conduite, la
hauteur du seuil sera prise égale à 1,5[m]. La longueur du seuil dépend de la largeur du
lit du ruisseau, dans ce cas la longueur du seuil sera prise égale à 8[m].
Mais pour avoir les dimensions de l’évacuateur de crue, on doit décomposer la
longueur du seuil en L1 et L2, dont L1 la longueur de la partie fixe et L2 la longueur de la
partie mobile formée par les passes batardables.
La détermination de L1 et L2 sera effectuée sous-programme Excel par le principe de
valeur cible. On utilise les systèmes d’équations ci-après pour déterminer ces deux valeurs
(L1, L2) :
{
√ ⁄
⁄
Avec :
Qn = débit de crue du projet de fréquence n choisie. Pour notre cas, le barrage sera
dimensionné pour une crue décennale Q10=17[m3/s]
L= longueur du seuil en [m]
h = hauteur d’eau au-dessus du seuil fixe en [m]. Elle sera fixée à partir de la côte des
berges Hberge, de la revanche R=0,5[m], et de la côte de la crête seuil.
Côte berge= 1185[m]
Côte crête seuil=1183,5[m]
h =1185-1184-0,5=1[m]=h
m= coefficient de débit, Dans notre cas, le barrage est considéré comme un déversoir à
seuil épais donc m est égal à 0,40.
g : accélération de la pesanteur égale à 9,81 [m/s²].
Figure 3 : Exemple type de décomposition du seuil
38
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
D’après le calcul sur Excel, On obtient pour L1 = 7 [m] et L2 = 1 [m]. Cette valeur de
la longueur L2 indique donc le nombre de passe batardable de 1[m] suffisant pour évacuer le
débit de crue sans risque de rupture de l’ouvrage ni débordement sur les 2 rives. Les détails de
calcul de détermination de L1 et L2 sont représentés dans l’Annexe N°06, Page vi
Les résultats de calcul sont donnés dans le tableau suivant :
Barrage Q [m3/s] L [m] L1 [m] L2[m] Hb [m] h [m]
Seuil évacuateur
de crue
17 8 7 1 1,5 0,89
Tableau 24 : Longueur seuil et hauteur d’eau
Hb = la hauteur du seuil
V.1.2.2. Ouvrage de chasse
Pour raison de sécurité, on construit une de vanne de chasse pour éviter le colmatage
de la prise par accumulation de dépôt derrière de seuil. Pendant la période d’étiage, la vanne
de chasse est fermée à l’aide d’une double rangée de bois dur afin d’assurer la retenue de
l’eau. Elle doit être placée le plus près possible du seuil de la prise pour qu’elle soit efficace.
Pour notre cas, on utilise une vanne de chasse de 1[m] de longueur pour le barrage.
V.1.2.3. Prise d’eau
La prise d’eau est dimensionnée en fonction de la besoin en eau continue de la
population pour satisfaire la demande de la population.
Elle est constituée par une ouverture aménagée dans une paroi et elle fonctionne
toujours en orifice noyé.
√
Avec :
Q= débit de l’eau à capter en [m3/s] qui est égale à 2,77[l/s]
m = coefficient de contraction qui est égal à 0,6
g= accélération de la pesanteur (9,81 m/s2)
H= charge sur le centre de l’orifice en [m]. C’est la différence de niveau d’eau amont
et aval de la prise.
S= aire de l’orifice
V.1.2.4. Radier amont et aval
D'une manière générale, le seuil déversant est muni d'un radier aval dont la longueur et
l'épaisseur dépendent des contraintes hydrauliques telles l'énergie cinétique à dissiper et la
39
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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sous-pression. Ce radier peut être séparé du corps du barrage (cas de bonne fondation) ou
faire partie intégrante de l'ouvrage.
La présence d'un radier amont peut être indispensable selon la nature de la fondation.
Si le sol de fondation n’est pas rocheux, le radier aval doit être prolongé par une protection en
enrochement arrêté par des pieux en bois jointifs.
Dimensionnement du radier et des parafouilles
Pour mesure de sécurité de l’ouvrage, on a besoin d’implanter des parafouilles et du
radier même si le site de l’ouvrage de captage est dans une fondation rocheux. Le
dimensionnement du radier et des parafouilles sont fixés de telle sorte que les règles de LANE
soient vérifiées au niveau de la fondation.
Ainsi, on a adopté les valeurs suivantes comme dimensions du radier et des
parafouilles :
Radier amont = 0,50[m]
Radier aval = 1[m]
Épaisseur radier = 0,10[m]
Parafouille amont = 0,50[m]
Parafouille aval = 0,40[m]
Epaisseur parafouille = 0,10[m]
La formule de règle de LANE est représentée comme suit :
( )
Avec :
: La longueur des cheminements verticaux qui est donné par la formule suivante :
D’après calcul, on obtient lv = 1,6[m]
: La longueur des cheminements horizontaux
D’après calcul, on obtient lh = 3,5[m]
C' : coefficient dépendant de la nature du sol de fondation (Reference : Annexe N°04
Page iv)
h : La dénivelée entre le niveau d’eau amont et le niveau d’eau aval du barrage qui
est égale à 0,30[m], donné par la formule suivante :
Hamont du barrage est donnée par la formule suivant :
40
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Avec h, la lame d’eau au-dessus du barrage est obtenue à l’aide de la formule suivante :
(
√ )
⁄
Avec :
Q est le débit de crue décennale du projet égale à 17[m3/s]
L est la longueur totale du barrage égale à 8 [m]
D’après calcul,
√ ⁄
D’où Hamont=1,5+1,13=2,63[m]=Hamont
La hauteur d’eau en aval du barrage (Haval) est obtenue par calage hydraulique en
utilisant la formule de Manning-Strickler :
⁄
⁄
Avec :
K: Coefficient de Strickler dépendant de la rugosité du fond et des berges K = 20,
Pour les cours d’eau de montagne, fond avec gros gravier et rives escarpées, arbre et
broussailles (source : Manuel d’Hydraulique Général, LENCASTRE),
S : Section du lit de la rivière en fonction de H aval,
R : Rayon hydraulique,
I : Pente du fond de la rivière,
Le calage hydraulique est un programme sous- Excel permettant de déterminer la
hauteur d’eau en ayant le débit du projet, la largeur du lit et la pente du fond.
Le principe du calage hydraulique est la même que la méthode de valeur cible. Le
résultat du calage hydraulique est donné par le tableau suivant :
Qn (m3/s) b (m) Haval (m) S (m²) P (m) Rh (m) Qc (m3/s) DQ/Q (%)
17,01 8,00 2,52 20,13 13,03 1,54 17,01 0,0%
Tableau 25 : résultat du calage hydraulique pour déterminer Haval
Alors, la hauteur d’eau en aval du barrage est de 2 ,52[m]. D’après calcul, on a :
lv= 1,6[m]
lh = 3,5[m]
( )
lv + (lh/3) = 2,77= C’ Δh D’où, la règle de LANE est vérifiée.
41
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V.1.3. Stabilité du barrage
Du point de vue génie civil, c’est surtout la stabilité du barrage qu’il faut assurer :
La stabilité au glissement
La stabilité au renversement
Stabilité élastique ou condition de non poinçonnement de la fondation
Le calcul de stabilité nécessite une connaissance approfondie des actions auxquelles
est soumis l’ouvrage. Pour bien étudier la stabilité du barrage, on prend toujours le cas le plus
défavorable tel que le barrage tout entier est considéré comme un déversoir à seuil épais.
Le profil type du barrage sera représenté comme la figure ci-dessous :
Figure 4 : Profil type du barrage
V.1.3.1. Inventaires des forces agissants sur le barrage
Les forces à considérer sont :
La pression de l’eau sur les parois ;
Les pressions dues aux sédiments dans l’eau ;
Le poids de la structure et de charges supplémentaires éventuelles.
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V.1.3.1.1. Poussée de l’eau
La profondeur hydrostatique à une profondeur z est donnée par la formule suivant :
Avec :
p = pression hydrostatique
= poids volumique de l’eau (kg/m3)
Alors, la poussée résultante est :
H étant la charge maximale immédiatement en amont du barrage. Son point
d’application se trouve au tiers inférieur de H.
V.1.3.1.2. Poussée des dépôts solides
La poussée des dépôts solides stockés en amont du barrage se traduit par :
Avec :
étant le poids volumique immergé (1,6 T/m3)
= épaisseur du dépôt en amont du barrage
= angle de frottement interne
V.1.3.1.3. Le poids de la structure
C’est la somme du poids du massif (seuil), du radier amont et aval, de parafouille :
Les résultats du calcul sont donnés dans le tableau suivant :
Forces (kg) Valeurs
Poids du barrage 5 788
Poussée de l’eau 2 819
Poussée des dépôts solides 20
Tableau 26 : valeurs des forces agissant sur le barrage
V.1.3.2. Stabilité au glissement
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Pour que la stabilité au glissement soit assurée, il faut que :
∑
∑
Avec :
∑ est la résultante des forces horizontales
∑ est les forces verticales dues au poids propre du barrage
Il faut donc vérifier la relation :
∑
∑
= coefficient de sécurité pour le glissement
Le résultat de calcul détaillé en annexe N°07(Page vii à xi) donne les valeurs de
suivantes:
qui est supérieur à 1 alors le barrage est stable au glissement.
V.1.3.3. Stabilité au renversement
L'ouvrage a en général tendance à basculer vers l'aval. La poussée de l'eau et la sous-
pression agissent pour renverser l'ouvrage autour de l'axe passant par l'extrémité aval de la
fondation. Seul le poids de l'ouvrage agit pour le stabiliser. Dans ce cas, l'ouvrage doit être
suffisamment lourd et la base suffisamment grande pour que la résultante du poids et de la
poussée passe à l'intérieur du tiers central de la fondation.
La stabilité de l'ouvrage sera obtenue lorsque la somme des moments des forces
tendant à le faire basculer autour du point de rotation est inférieure à la somme des moments
des forces tendant à le stabiliser avec un coefficient de sécurité comprise entre 1,5 et 2.
Dont les forces déstabilisatrices étant la poussée de l’eau et la force stabilisatrice est le poids
propre du barrage.
Le résultat de calcul détaillé en annexe N°07(Page vii à xi) donne les valeurs de Kr
suivantes:
Kr =1,98 qui est supérieur à 1,5 alors le barrage est stable au renversement.
V.1.3.4. Stabilité élastique ou condition de non poinçonnement de la
fondation
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La vérification de la stabilité élastique consiste à calculer les contraintes à la base et
dans le corps de l’ouvrage. La condition de non poinçonnement est vérifiée si la contrainte sur
le sol de fondation est admissible, c’est-à-dire :
Avec :
σsol est la résistance du sol de fondation,
Dans ce cas, = 100 à 150[T/m2] pour le cas des roches compactes (Référence :
annexe 04 page iv).
σmax est obtenue par la formule suivante :
Avec :
N : Somme des efforts normaux à la section en [T]
S : Aire de la section en [m2]
Mv : Moment fléchissant dans la section par rapport à l'axe passant par le centre de
gravité de la section du radier en [kg.m]
I : moment d'inertie rapport à l'axe passant par le centre de gravité de la section du
radier en [kg.m]
Le moment d’inertie I est obtenu par la formule :
v = distance maximale de l'axe neutre = b/2 en [m]
Après calcul, on obtient : = 1,93[T/m2]˂100[T/m2].
Donc la stabilité élastique ou condition de non poinçonnement de la fondation est
assurée. Le résultat de calcul détaillé est représenté en annexe N°07(Page vii à xi).
V.1.4. Récapitulation du dimensionnement du barrage
Les différents travaux à mettre en œuvre pour ce barrage seront résumés dans le
tableau suivant :
DESIGNATION CARACTERISTIQUES
Construction de barrage de
dérivation en maçonnerie de
moellons
Prise en rive droite
Longueur du seuil : 8m
Hauteur du seuil : 1,5m
Largeur crête : 0,5m
Radier amont : 0,5m
Radier aval : 1m
Parafouille amont : 0,5m
Parafouille aval : 0,4m
Épaisseur du radier : 0,10m
Tableau 27 : caractéristiques du barrage
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V.2. Ouvrage de traitement
Pour rendre l’eau brute en eau potable, le traitement physico-chimique n’est pas
nécessaire dans cette étude car les qualités physico chimique de l’eau ne requièrent aucun
traitement préalable. Seule une filtration de l’eau brute est effectuée. Il se fait juste sur le lieu
de captage de la source d’Ambohiby. (Dessin technique Cf. Annexe N°14 Page xxxix)
On installera une filtration lente de type renversé. Ce choix de filtre améliore les
qualités physico chimiques et bactériologiques de l’eau brute. La circulation de l’eau brute est
verticale ascendante à travers les couches filtrantes.
V.2.1. Constitution du filtre
Le filtre est composé de trois (03) compartiments, tels que :
Une chambre d’entrée d’eau brute. Le rôle de ce compartiment est de réduire l’énergie
de la chute d’eau arrivante et d’assurer la répartition uniforme de l’eau brute sur toute
la surface filtrante. Il joue aussi le rôle de pré filtre dans le traitement,
Un bassin de filtration dans lequel se trouvent les couches filtrantes composées de
sables et de graviers. Le rôle du filtre est d’arrêter les flocs ou les matières en
suspension non décanter dans le pré filtre et arrivant au niveau de filtration.
Une chambre de réception pour recueillir les eaux filtrées.
Le sens de l’écoulement de l’eau se différencie dans les 2 compartiments. Les couches
filtrantes sont constituées des matériaux locaux. L’ordre des couches filtrantes est prédéfini
dans le tableau suivant :
CHAMBRE D’ENTREE BASSIN DE FILTRATION
Désignation Epaisseur [cm] Désignation Epaisseur [cm]
Couche supérieure :
Caillasse
20 Couche supérieure :
Caillasse
20
Couche intermédiaire =
Gravillon
25 Couche filtrantes = Sable
gravier
30
30
Couche inférieure=
Gravier
25 Couche inférieure : gravier 25
Total dimension couche 70 Total dimension couche 105
Tableau 28 : couches filtrantes dans les 2 compartiments
V.2.1.1. Hauteur d’eau nécessaire sur le filtre
Les pertes de charges ne sont pas négligeables dans les couches filtrantes, elles
nécessitent une charge de l’eau dans la chambre d’entrée pour faire passer l’eau vers le bassin
de filtration. Les pertes de charges sont matérialisées par la différence de niveau d’eau dans
les deux bassins, ses valeurs sont en fonction de plusieurs paramètres cités ci-après :
Le débit de l’eau à filtrer,
La surface filtrante,
46
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La perméabilité relative à chaque matériau, qui dépend du coefficient de perméabilité
K. La valeur du K est résumée sur le tableau suivant :
Désignation Valeur coefficient de perméabilité [m/s]
Sable 10-2
Gravier moyen 1
Gravier gros 10
Tableau 29 : Coefficient de perméabilité K
La loi de DARCY est applicable pour évaluer les pertes de charges car l’écoulement
de l’eau à travers les couches filtrantes est lent, elle a les caractérisés d’un écoulement
laminaire.
Avec :
H : Perte de charge [m]
L : Epaisseur de la couche traversée par l’eau [m]
K : Coefficient de perméabilité [m/s]
Q : Débit d’infiltration [m3/s]
S : Surface filtrante [m2]
On prend les valeurs du coefficient de perméabilité le plus défavorable, alors :
K=1[m/s] pour la Chambre d’entrée
K=10-2
[m/s] pour le bassin de filtration
Les résultats de calcul de H est donnée dans le tableau ci-dessous :
CHAMBRE Q[m3/s] L [m] K[m/s] S[m
2] H*10
-3 [m]
Chambre d’entrée 0,002 0,7 1 2 0,7
Bassin de filtration 0,002 1,05 0,01 2 105
Total 105,7
Tableau 30 : Détermination de la charge de l’eau
D’après ce tableau, la différence minimale entre la hauteur d’eau dans les ouvrages
d’entrée et du bassin de filtration est égale à 10,57 [cm], mais pour assurer le fonctionnement
de l’ouvrage de traitement, on prendre une marge à 15[cm]. Les niveaux d’eau nécessaire à
chaque chambre par rapport au radier sont égaux à 1,40[m] dans la chambre d’entrée et à
1,25[m] dans le bassin de filtration.
V.2.1.2. Dimensionnement du filtre
Le filtre est construit en béton armé dosé à 350[kg/m3], d’épaisseur 8[cm]. Le filtre est
en semi enterré muni :
d’une vanne sortie,
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de conduite de sortie avec crépine, en Tuyau Galva DN63 vers la conduite d’amenée
un trop plein et une vidange de fond avec vanne. Ils seront en PEHD DN63, PN6
(Dessin technique Cf. Annexe N°14Page xxxix)
Concernant les compartiments, on doit laisser un vide au-dessus du niveau d’eau pour
faire circuler l’oxygène de l’air. La vitesse de filtration est de 3,6[m/h].
Les dimensions de chaque compartiment sont présentées dans le tableau suivant :
Dimension Chambre d’entrée Bassin de filtration Bassin de réception
Largeur [m] 1 1 1
Longueur [m] 2 2 2
Hauteur
[m]
revanche 0,4 0,55
1,8 eau surnageante 0,7 0,2
couches 0,7 1,05
Total 1,8 1,8
Tableau 31 : dimensionnement de l’ouvrage de traitement
V.3. Brises charges
Dans un calcul d’un réseau d’adduction, une fois le calcul de diamètre est effectuée,
on porte sur un profil en long établit selon le tracé de la canalisation le profil piézométrique
correspondant.
Supposons que le profil piézométrique est entièrement situé au-dessus du sol, on
examine dans ces conditions si certains tronçons du tracé ne supportent pas de pression
exagéré. Si cela arrive les tronçons intéressés doivent comporter des tuyaux spécialement
étudiée ou bien on y construit un brise charge.
Une brise charge est un ouvrage intermédiaire dans les conduites, qui sert à réduire les
pressions pour assurer la sécurité des conduites.
V.3.1. Emplacement et dimensionnement du brise charge
L’emplacement d’une brise charge dépend de la pression nominale des conduites (Si la
pression est supérieur à 50 [m] colonne d’eau, on a besoin de construire un brise charge pour
réduire ce pression) et de la topographie du terrain naturel. D’après l’étude du profil en long
du tracé de la canalisation, on y trouve que 6 brises charges sont installées dans la conduite
d’amenée et les emplacements sont représentés dans les profils en long Annexes N°14.
La dénivellation, la distance entre le barrage de captage, BC 1, BC 2, BC 3, BC 4, BC
5, BC 6 sont présentées dans le tableau suivant :
Captage-BC1 BC1-BC2 BC2-BC3 BC3-BC4 BC4-BC5 BC5-BC6 BC6-Réservoir
Dénivellation [m] 50 51 50 45 50 62 46
Distance[m] 660 289 236 2400 226 7121 3535
Tableau 32 : Emplacement des brises charges
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La dimension des brises charges est identiquement du l’ouvrage de traitement car ils
jouent un rôle de filtration de l’eau brute provenant dans le captage. Alors, on construit à
chaque brise charge un filtre composé de 3 compartiments dont :
Une chambre d’entrée d’eau brute
Un bassin de filtration
Une chambre de réception
Le brise charge est en semi enterré muni :
d’une vanne sortie,
de conduite d’entrée en Tuyau PEHD DN63, PN 10
de conduite de sortie avec crépine, en Tuyau PEHD DN63, PN 10 vers la
conduite d’amenée
un trop plein et une vidange de fond avec vanne. Ils seront en PEHD DN63,
PN10
V.3.2. Armatures du brise charge et ouvrage de traitement
V.3.2.1. Procédé du calcul d’armature
Les brises charges sont de formes rectangulaires, dont les caractéristiques sont les
suivantes : de largeur b0, d’une hauteur totale h, d’une hauteur utile d et d’une hauteur
d’enrobage d’ ; La détermination des armatures s’effectue par mètre linéaire.
Il est à noter que les brises charges se spécifient de deux manières distinctes suivant
leur disposition :
Assimilé à une dalle horizontale se reposant sur deux appuis simples, pour le radier et
le couvercle
Assimilé à une dalle verticale encastrée sur l’une de ces extrémités, pour le paroi du
brise charge.
V.3.2.1.1. Dalle horizontale se reposant sur deux appuis simples
La procédure de calcul des armatures de ce type de poutre est représentée dans le
schéma suivant, avec le cas d’une fissuration préjudiciable d’ = 3 [cm].
49
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Figure 5 : Procédure de calcul pour une dalle horizontale se reposant sur deux appuis
simples
V.3.2.1.2. Dalle verticale encastrée sur une extrémité
Les armatures seront déterminées à partir des efforts normaux à la dalle. La procédure
de calcul des armatures longitudinales est la même que la précédente, sauf que ces
emplacements seront verticales.
Détermination valeur b0 ;
h ; d[m]
Détermination des
Moments MQ ; MG avec
Mser=MQ+MG
{ {
√
{
Section à simple
armature
Section à double
armature
50
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La poutre est verticale encastrée sur l’un de ses extrémités. Il faut vérifier la résistance
de la section courante, elle permet de déterminer la répartition des armatures d’âme, dont le
rangement est horizontal. La méthode de détermination de la répartition des armatures d’âmes
est illustrée dans la figure suit :
Figure 6 : Procédure de calcul des armatures des dalles verticales encastrées sur une
extrémité
Détermination de l0 : la longueur ou l’effort
tranchant s’annule ou change de sens {
Vérification de :
)
Les armatures d’âme ne sont
pas nécessaires, mais on
mettra des armatures
transversales pour maintenir
les armatures longitudinales
On mettra des armatures verticales ou droites,
perpendiculaires aux armatures longitudinales
(
)
Détermination de l’espacement initiale st :
Disposition des armatures d’âmes :
Distance par rapport au nu d’appui
Répétition de l’armature d’âme de distance
(
)
(
)(
)
Calcul l’0 espacement à partir de ⁄ Détermination de la répartition
des armatures d’âmes suivant la
méthode de CAQUOT
Sinon
Si oui
51
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La disposition des armatures dans les brises charges en béton armé se résume dans le
tableau suivant, les détails de calcul sont présentés dans l’annexe N°09, selon la règle de
calcul du B.A.E.L 91.
Ouvrages Intitulés Armatures
Longitudinales
Armatures
Transversales
Brise charge Dalle (radier) 410 46
Paroi
Verticale 510 56
Couvercle 56 56
Tableau 33 : Armatures du brise charge (filtre)
V.4. Conduites d’amenée et Distribution
V.4.1. Conduite d’amenée
L’alimentation en eau d’Ambararatabe se fait par gravité du captage vers la réservoir,
l’eau est amenée par des tuyaux en Polyéthylène de haute densité PEHD pouvant supporter
une pression de service inférieure ou égal à 12,5 bars et enterré à 80 cm de profondeur.
Conduites d’amenée
Réseau C.A. N°1 (Conduite
d’Amené)
Vers Ambararatabe
- Dimension : Ǿ 75 en Tuyau PEHD 12,5 bars
- La longueur totale de la CA est de 14470 m
Tableau 34 : Dimension de la conduite d’amenée
V.4.2. Type de réseau de distribution
Selon A. DUPONT dans le livre « Hydraulique Urbaine » Tome II P.363 1979 : « à
partir du réservoir, l’eau est distribuée dans un réseau de canalisations sur lequel les
branchements seront piqués en vue d’alimenter les abonnés.
Les canalisations devront en conséquence présenter un diamètre suffisant de façon à
assurer le débit maximal avec une pression au sol compatible avec le lieu de distribution. »
En générale, il y a deux types de réseau en adduction d’eau :
Réseau maillée
Le réseau maillé est constitué par des conduites sous formes maillées qui permettent
de modifier le sens d’écoulement selon l’incident apparu durant le fonctionnement. Ce type de
réseau est plus adéquat pour les grandes agglomérations et les zones de forte densité humaine.
Il est plus coûteux pour son établissement mais pour plus de sécurité.
52
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
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Figure 7 : Schéma type d’un réseau maillé
Réseau ramifié
Le réseau ramifié est constitué par des canalisations dont le sens choisi de la
circulation de l’eau ne peut plus être modifié. En effet, en cas de rupture en amont, tous les
abonnés en aval sont tous privés d’eau. Il y a donc un risque de le choisir car il manque de
sécurité et de souplesse en cas de rupture. Ce type de réseau est utilisé en zone de faible et
moyenne densité humaine.
Mais le réseau ramifié est plus économique et facile à réaliser.
Figure 8 : Schéma type d’un réseau ramifié
Pour notre cas, Ambararatabe fait partie d’une zone faible et moyenne densité
humaine alors, on adoptera un réseau simple de type « ramifié » avec une conduite principale
et des conduites secondaires, tertiaires sur lesquelles les branchements pour les points de
puisage sont piqués en raison des caractéristiques du relief du site, en pente suivant la
montagne d’Ambohiby.
53
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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V.4.3. Canalisation
Le transport de l’eau depuis la source au réservoir et du réservoir à la borne fontaine se
fait gravitairement à l’aide des tuyaux Polyéthylène en haute densité (PEHD). Les diamètres
nominaux du tuyau sont variés de 25 à 75[mm], ces tuyaux peuvent supporter jusqu’à une
pression maximale de 10 à 12,5[bars]. Les canalisations destinées au transport de l'eau sous
pression se composent de tuyaux droits cylindriques et d'éléments de raccordement.
La profondeur de tuyau dans le tracé est de l’ordre de 0,80[m] à 1[m] en cas de
passage en rizière ou zone cultivée. On utilise des tuyaux en galva dans le tracé traversé de
rivières ou petites ruisseaux. Avant la pose de conduite, il faut :
Enlever les pierres et les racines qui pourraient abîmer le tuyau
Ouvrir la tranchée au dernier moment, sinon elle risque de s'écrouler ou d'être ravinée
par les eaux de ruissellement en cas de pluie. Si ce n’est pas possible, faire des
barrages de terre à l’intérieur de la tranchée aussi souvent que la pente le demande
Si le fond de la fouille n’est pas plan, ou si le sol risque d’abîmer les tuyaux (roches
altérées), poser une couche de sable ou à défaut de « terre triée » dans le fond de la
tranchée,
poser les tuyaux en soignant leur assemblage.
V.4.4. Principe de calcul
Les paramètres de dimensionnement des conduites dépendent sur les besoins en eau de
la population et sur le débit de source disponible. L’écoulement dans la conduite est en
charge. Le calcul du dimensionnement du réseau se base sur l’équation de Bernoulli :
Avec :
: pression en [mCE] ou en [bar]
: vitesse en [m/s]
z : côte du terrain naturel en [m]
J : Perte de charge entre les deux points en [m]
D’après cette équation, on doit connaître pour chaque tronçon les paramètres suivants :
La charge amont Hamont et aval Haval
54
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La pression amont Pamont/ρg et aval Paval/ρg
La grandeur
La détermination de ces valeurs dépend de plusieurs données collectées sur terrain ou
par calcul, ces données sont les suivantes :
La longueur du tronçon
Les côtes des points amont et aval du tronçon
Le débit véhiculé
La vitesse moyenne de l’eau
La pression au point de départ (ex : au sortie de réservoir)
Les pertes de charges linéaires et singulières
Choix du diamètre de la conduite
Les diamètres seront choisis à partir du débit nécessaire et de type d’agglomération.
Comme pour les grandes villes, le diamètre minimal admissible est de 60[mm].
Mais dans notre projet, on peut utiliser des conduites de diamètre au-dessous de
60[mm] car il s’agit d’une Commune Rurale.
Vitesse de l’eau
La vitesse de l’eau acceptable dans les conduites est de l’ordre de 0,4 à 1,7[m/s]. En
effet, si la vitesse est inférieure à 0,4[m/s], il y a une formation de dépôt dans les conduites ;
tandis que si la vitesse est supérieure à 1,7[m/s], il y a un risque de rupture des tuyaux.
La pression
Afin d’éviter les bruits désagréables dans les conduites ou installation intérieure des
usagers et des désordres (la fuite par exemple), les pressions minimales acceptables sont de
5[m] colonne d’eau et ne doivent pas dépasser de 50[m] colonne d’eau.
V.4.4.1. Perte de charge linéaire unitaire j
La formule adoptée pour le calcul de perte de charge linéaire unitaire est la formule
suivante:
Avec :
j : Perte de charge linéaire par mètre de longueur [m/m]
Q : débit à transiter dans le tronçon [m3/s]
D : Diamètre intérieur de la conduite [m]
55
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V.4.4.2. La Perte de charge linéaire totale J
La perte de charge linéaire totale est obtenue par la perte de charge unitaire j en
multipliant par la longueur L du tronçon :
Avec :
J : Perte de charge linéaire totale [m]
L : Longueur totale du tronçon [m]
j : perte de charge linéaire unitaire [m/m]
V.4.4.3. Les pertes de charges singulières h
La détermination de la valeur de la perte de charges singulières d’une conduite à
section circulaire varie suivant la disposition du tronçon. On tient compte tous les paramètres
qui se relient à son emplacement, à l’aide de la formule suivante :
Avec :
h étant la perte de charge [m]
V est la vitesse moyenne du liquide dans la section considérée [m/s]
g : Accélération de la pesanteur [m/s2]
k : Coefficient sans dimension dépendant de la nature du point singulier dont il s’agit.
La perte de charge singulière est variée suivant les dispositions des conduites, de
même la valeur de k est en fonction de l’arrangement du réseau.
Raccord d’une conduite avec saillie à l’intérieur du réservoir, schématisé par
la figure suivant :
56
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Pour le passage d’un réservoir à une conduite, s’il est à arête vive, k0,5 ; si la
conduite est rentrante, on peut avoir k est égale à 1 ; si l’entrée est ronde et bien dessinée, k
varie entre 0,01 à 0,05 et la perte de charge peut être négligée.
Les branchements de prise de la ramification du réseau,
Avec :
Qt : débit total ou débit d’arrivée [m3/s]
Qb : débit dans le branchement ou débit de prise latérale [m3/s]
Dans ce cas, la perte de charge singulière s’exprime par :
Avec Vt : vitesse du courant d’arrivée [m/s]
Le coefficient sur les deux conduites kr et kb sont donnés par le tableau ci-après, en
fonction de la valeur du rapport Qb avec Qt
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
kr 0,04 -0,08 -0,05 0,07 0,21 0,35
kb 0,95 0,88 0,89 0,95 1,10 1,28
Tableau 35 : Valeurs des coefficients kr et kb suivant le rapport Qb et Qt pour branchement
de prise
Remarque : k et h prennent chacun deux valeurs suivant que l’on considère le tuyau
rectiligne d’arrivée (kr et hr) ou le branchement (kb et hb)
Le branchement d’amenée qui transite les eaux provenant des sources vers
une seule conduite
57
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Avec :
Qt : débit total ou débit de départ [m3/s]
Qb : débit dans le branchement ou débit d’amenée [m3/s]
Alors, la formule de la perte de singulière pour le branchement d’amenée s’exprime par :
Avec Vt : vitesse du courant d’arrivée [m/s]
Le coefficient sur les deux conduites kr et kb sont donnés par le tableau ci-après, en
fonction de la valeur du rapport Qb avec Qt
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
kr 0,04 0,17 0,30 0,41 0,51 0,60
kb -1,12 -0,40 0,08 0,47 0,72 0,91
Tableau 36 : Valeurs des coefficients kr et kb suivant le rapport Qb et Qt pour branchement
d’amenée
Remarque : k et h prennent chacun deux valeurs suivant que l’on considère le tuyau
rectiligne d’arrivée (kr et hr) ou le branchement (kb et hb)
Changement brusque du diamètre de la conduite du réseau en se rétrécissant,
Avec :
D1 = diamètre intérieur de la conduite avant rétrécissement [m]
D2 = diamètre intérieur de la conduite après rétrécissement [m]
Alors, la formule de la perte de singulière pour le branchement brusque de diamètre
s’exprime par :
V2 étant la vitesse moyenne après rétrécissement [m/s]
La valeur de k est donnée par le tableau suivant, en fonction de D1 et D2
0,01 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0 ,80 0,90 1
k 0,500 0,477 0,452 0,425 0,396 0,358 0,310 0,243 0,166 0,086 0
Tableau 37 : Valeurs du coefficient K en fonction de D1 et D2 pour le changement
brusque du diamètre
58
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SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Dans le cas pratique, les paramètres ne sont pas bien connus, alors la valeur de la perte
de charge singulière s’obtient par un pourcentage de la perte de charge linéaire inférieure ou
égale à 10%.
V.4.4.4. La perte de charge totale H
La perte de charge totale est la somme des pertes de charge qui ont des influences sur les
conduites ou les tronçons c’est –à-dire la perte de charge linéaire et singulière, elle est
exprimé par la formule suivant :
Avec :
H : Perte de charge totale
J : Perte de charge linéaire
h : Perte de charge singulière
V.4.5. Procédure du calcul hydraulique
Concernant le calcul hydraulique, des éléments hydrauliques sont entrants dans la
détermination du réseau :
Les charges Hamont et Haval. Hamont est la charge au point du départ du réseau, Elle est
connue lorsque de départ au niveau de l’ouvrage de captage, au niveau du brise charge
et celle à la sortie du réservoir seront connues. Haval est connue par la relation
suivante :
H : perte de charge totale dans le tronçon [m]
La pression amont
⁄ et aval
⁄ : Elles sont obtenues par la relation
suivante :
et
Le calcul hydraulique se fait par plusieurs étapes, le principe de la détermination du
réseau est donné par le schéma suivant :
59
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Figure 9 : Procédure du calcul hydraulique d’un réseau d’adduction d’eau
Saisie des données de base L ; Z(amont,aval) ;Hamont ; Nombres de populations ;BF
Calcul de la consommation moyenne et pointe journalière
Calcul du débit du tronçon
Choix du diamètre de la conduite en P.H.E.D
D [10-3. m]
Détermination de la vitesse d’écoulement ⁄
Vérification
Sinon
Si oui
⁄ ⁄
Calcul pertes unitaires de charges par tronçon Calcul de la perte de charge totale
H = j x L + h [m]
Calcul de la charge aval
Haval = Hamont - H [m]
Calcul de la Pression aval
La conduite est bien dimensionnée
Si vrai
Sinon
Redimensionner
la conduite
60
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SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Le résultat de calcul hydraulique du réseau de distribution et de la conduite d’amenée est donné dans le tableau suivant :
Tronçon Longueur [m]
Débit [l/s]
Débit [m3/s]
Diamètre Vitesse [m/s]
Perte de charge Charge [m]
Côtes Pression [m]
linéaire Total
tronçon
Tronçon En [mm] Unitaire j [m/m]
Total J[m]
H [m] Amont Aval Amont Aval
Source-BC 01 660 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 4,05 4,45 391 386,55 0,02 391 341 45,53
BC01-BC 02 289 2,77 0,0028 75 0,63 0,006 1,77 1,95 341,00 339,05 0,02 341 291 48,03
BC02- BC 03 236 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 1,45 1,59 291,00 289,41 0,02 291 241 48,39
BC 03-BC 04 2411 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 14,78 16,26 241,00 224,74 0,02 241 193 31,72
BC04 –BC05 214 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 1,31 1,44 193,00 191,56 0,02 193 143 48,54
BC 05-BC06 7121 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 43,65 48,01 143,00 94,99 0,02 143 85 9,97
BC 06 - Réservoir 3535 2,77
0,0028 75 0,63 0,006 21,67 23,83 85,00 61,17 0,02 85 45,20 15,95
Réservoir-a 150 1,68 0,0017 63 0,54 0,006 0,87 0,96 45,20 44,24 0,01 45,20 37,90 6,32
a- Masera 270 1,34 0,0013 50 0,68 0,012 3,19 3,51 44,24 40,73 0,02 37,9 34,62 6,08
Réservoir-pts 202 90 1,34 0,0013 75 0,72 0,008 0,70 0,78 45,20 44,42 0,03 45,2 37,53 6,87
pts 202- pts205 120 1,01 0,0010 50 0,51 0,007 0,86 0,94 44,42 43,48 0,01 37,53 35,12 8,35
pts205 -pts 209 200 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 2,03 2,23 43,48 41,25 0,01 35,12 33,30 7,93
pts 209 - pts211 130 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 1,32 1,45 41,25 39,80 0,01 33,3 32,13 7,65
pts 211-BF 6 230 0,34 0,0003 32 0,42 0,009 2,00 2,20 39,80 37,59 0,01 32,13 30,78 6,81
pts 211-BF5 80 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 2,25 2,48 39,80 37,32 0,02 32,13 31,32 5,98
61
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SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Tronçon Longueur [m]
Débit [l/s]
Débit [m3/s]
Diamètre En [mm]
Vitesse [m/s]
Perte de charge Charge [m]
Côtes Pression [m] Linéaire Total
tronçon
Tronçon Unitaire j [m/m]
Total J[m]
H [m] Amont Aval Amont Aval
pts209- BF4 100 0,34 0,0003 32 0,42 0,009 0,87 0,96 41,25 40,29 0,01 33,3 34,65 5,63
PTS 202- pts6 300 1,84 0,0018 63 0,59 0,007 2,07 2,27 44,42 42,15 0,02 37,53 32,20 9,93
pts 6- pts 9 170 1,51 0,0015 63 0,48 0,005 0,82 0,91 42,15 41,24 0,01 32,2 30,77 10,46
pts 9 -BF 08 210 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 5,91 6,50 41,24 34,75 0,02 30,77 29,00 5,72
pts 9 -pts 12 150 0,84 0,0008 40 0,67 0,015 2,25 2,47 41,24 38,77 0,02 30,77 30,36 8,39
pts 12 -BF10 50 0,50 0,0005 40 0,53 0,010 0,51 0,56 38,77 38,21 0,01 30,36 29,33 8,87
BF10- BF 09 150 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 4,22 4,64 38,21 33,57 0,02 29,33 24,10 9,45
Réservoir-pts20 1030 2,68 0,0027 75 0,61 0,006 5,97 6,57 45,20 38,63 0,02 45,2 25,45 13,16
pts 20- pts 24 200 2,35 0,0023 63 0,75 0,011 2,10 2,31 38,63 36,32 0,03 25,45 23,65 12,64
pts 24 BF13 80 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 2,25 2,48 36,32 33,85 0,02 23,65 24,86 8,96
pts 24 - pt33 450 2,01 0,0020 63 0,65 0,008 3,61 3,97 36,32 32,35 0,02 23,65 21,95 10,38
pts33 - BF16 140 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 3,94 4,33 32,35 28,02 0,02 21,95 21,63 6,36
pts 33-pts 35 100 1,68 0,0017 63 0,54 0,006 0,58 0,64 32,35 31,71 0,01 21,95 22,33 9,36
pts 35- BF EPP 100 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 2,81 3,09 31,71 28,61 0,02 22,33 22,03 6,56
pts 35 - pts 38 140 1,34 0,0013 63 0,43 0,004 0,55 0,61 31,71 31,10 0,01 22,33 21,88 9,21
pts 38 -pts 38b 90 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 0,91 1,00 31,10 30,10 0,01 21,88 20,28 9,80
pts38b- BF15 270 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 7,59 8,35 30,10 21,74 0,02 20,28 13,19 8,53
pts 38 - pts 39 50 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 0,51 0,56 31,10 30,54 0,01 21,88 21,79 8,74
pts 39 - pts39a 80 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 0,81 0,89 30,54 29,65 0,01 21,79 21,52 8,12
pts 39a-hopital 110 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 3,09 3,40 29,65 26,25 0,02 21,52 20,68 5,54
Réservoir- pts 46 2500 2,68 0,0027 75 0,61 0,006 14,49 15,94 45,20 29,26 0,02 45,2 11,72 17,52
62
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SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Tronçon Longueur [m]
Débit [l/s]
Débit [m3/s]
Diamètre En [mm]
Vitesse [m/s]
Perte de charge Charge [m]
Côtes Pression [m] Linéaire Total
Unitaire j [m/m]
Total J[m]
H [m] Amont Aval Amont Aval
pts 46- CEG 50 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 1,41 1,55 29,26 27,71 0,02 11,72 10,9 16,79
pts 46 - pts49 300 2,35 0,0023 63 0,75 0,011 3,15 3,47 29,26 25,79 0,03 11,72 9,66 16,10
pts 49- BF 17 150 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 4,22 4,64 25,79 21,15 0,02 9,66 8,8 12,33
pts 49- pts 52 290 1,68 0,0017 63 0,54 0,006 1,69 1,86 25,79 23,93 0,01 9,66 7,57 16,35
pts 52- pts 52c 150 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 1,52 1,67 23,93 22,26 0,01 7,57 6 16,24
pts 52c- BF 22 120 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 3,38 3,71 22,26 18,54 0,02 6 5,94 12,58
pts 52c- BF 23 200 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 5,63 6,19 22,26 16,07 0,02 6 1,13 14,91
pts 52 -pts 56 350 0,67 0,0007 40 0,53 0,010 3,55 3,91 23,93 20,02 0,01 7,57 3,5 16,51
pts 56- BF20 160 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 4,50 4,95 20,02 15,07 0,02 3,5 3,3 11,75
pts 56- BF21 130 0,34 0,0003 25 0,68 0,028 3,66 4,02 20,02 16,00 0,02 3,5 2,6 13,38
Tableau 38 : Calcul hydraulique du réseau de distribution et conduite d’amenée
63
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
V.5. Stockage de l’eau
Le réservoir permet d’assurer une réserve pour les imprévus (rupture, réparations,…)
dans l’adduction d’eau. Ils servent à compenser l'écart entre les apports d'eau (par gravité ou
pompage) et la consommation (débit de pointe et autres) pour satisfaire les besoins en période
de pointe.
V.5.1. Emplacement du réservoir
Pour bien fonctionner le réseau de distribution, il faut que l’altitude du réservoir doit
se situer à un niveau supérieur à la plus haute côte piézométrique exigée sur le réseau. Mais
lors de notre descente sur terrain, Le village d’Ambararatabe se trouve dans un terrain presque
plat alors on choisira de préférence de réservoir surélevé par des 3 culées de 2 [m] de hauteur.
L’emplacement envisageable pour l’implantation du réservoir est au quartier
d’antsinanantsena de la fokontany Ambararatabe. La côte du terrain naturel est de 39,70 [m]
alors la côte du radier est à 41,70 [m].
V.5.2. Capacité du réservoir
La capacité du réservoir est déterminée de différente manière en fonction du
promoteur. Pour notre cas, on a deux méthodes de calcul provenant des différents auteurs
pour calculer la capacité du réservoir.
V.5.2.1. A partir de la formule de FONLLADOSA
Selon la formule de FONLLADOSA, la capacité du réservoir dépend de la
consommation journalière de la population. Le dimensionnement de notre réservoir est à 42%
de la consommation moyenne Journalière, alors on a :
Avec :
C= Capacité du réservoir [m3]
Cmj= Consommation moyenne journalière de la population [m3]
D’après calcul, on trouve C= 100,58 [m3]
V.5.2.2. A partir de la règle de calcul de l’O.N.G CARITAS Madagascar
La Capacité du réservoir a été calculé sur la base de la consommation de 30 l / j /
Pers. Elle est donnée par la formule suivant :
64
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Avec :
C= Capacité du réservoir
C2= Coefficient de débit consommée par la population qui varie de 1 à 1,15. on prend
la valeur 1,1 pour notre cas.
t = temps de remplissage du réservoir. On prend 10h pour temps de remplissage.
D’après calcul, on trouve C= 107,94 [m3]
Alors, le volume du réservoir sera pris à celui de la moyenne des deux méthodes, égale
à
mais on prend C=105[m
3] pour raison de sécurité et de
construction.
V.5.3. Caractéristiques du réservoir
Pour faciliter sa construction et des raisons économiques, le réservoir est construit en
B.A. d’une épaisseur de 0,25 [cm] dosé à 375[kg/m3] de section rectangulaire en deux
compartiments redressé sur trois culées en maçonnerie de moellons et recevra un enduit et une
chape étanches avec incorporation de produits hydrofuges. (Dessin technique Cf. Annexe
N°14 Page xxxviii)
Le dimensionnement du réservoir est donné dans le tableau suivant :
Réservoir Nbre Dimension
En B.A. dosé à 375kg/m3 Dimension extérieure : 6[m] x 5[m]x 4[m]
2 compartiments Dimension intérieure : 5,75[m] x 4,75[m] x 3,875[m]
(Mur de séparation en B.A.) Capacité : 105[m3]
Culée en Maçonnerie de
moellons
3
3
Dimension Niveau 1 : L=6 [m] l=1[m] H = 1[m]
Dimension Niveau 2 : L=6[m] l=0,90 [m] H = 1[m]
Chevêtre en B.A. dosé à
350kg/m3
3 Dimension : L= 6 [m] l = 0,90 [m] e = 0,20 [m]
Tableau 39 : Dimension du réservoir
Les détails de calcul de dimensionnement du réservoir est donnée dans l’annexe N°10,
page xx.
Le réservoir comprend des équipements suivants:
Une conduite de trop plein sert à évacuer le surplus d’eau ;
Deux systèmes d’aération du réservoir sert d’entrée de l’oxygène de l’air pour
entretenir la qualité de l’eau stockée ;
Une vanne de vidange avec ses accessoires de raccordements sert à vider le réservoir
lors de l’entretien ou de la réparation ;
Trois conduites de distribution de départ munies chacune des vannes d’arrêts sert pour
distribuer l’eau du réservoir vers les points de puisage ;
65
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Deux trous d’hommes munis des tampons en B.A. (0.80[m] x 0.80[m] ) sert d’accès à
l’intérieur du réservoir durant les entretiens périodiques ;
Des regards en béton armé avec tampons pour abriter les vannes.
V.5.4. Stabilité du réservoir sur élevée
Concernant la stabilité du réservoir sur élevée, il faut assurer que l’ouvrage est stable
au renversement. Elle sera obtenue lorsque la somme des moments des forces tendant à le
faire basculer autour du point de rotation est inférieure à la somme des moments des forces
tendant à le stabiliser avec un coefficient de sécurité comprise entre 1,5 et 2.
Comme le réservoir est un réservoir surélevé, les forces qui tendent à bousculer
l’ouvrage sont surtout les forces du vent, alors il faut déterminer ces efforts dus au vent. La
pression du vent dans la Région Bongolava est d’environ Pv = 217[Kg/m2] (source : Règle
pour constructions para-cycloniques, Météorologie Nationale).
RESERVOIR Surface
exposée S
[m2]
Forces de
pression : Pv x S
[Kg]
Bras de levier
par rapport à
l’axe au sol [m]
Moment de
renversement Mr
[Kgm]
dalle supérieure 4,4 954,8 5,93 5669,12 cuve 24 5208 4 20832
dalle inférieure 4,4 954,8 2,3 2196,04 culée 9 1953 1 1953
Chevêtre 2,4 520,8 2,1 1093,68
Tableau 40 : Calcul du moment de renversement dû au vent
Après le tableau : 𝛴Mr = 31743,84[kg.m]
Ces moments de renversement total seront affectés d’un coefficient 5/3 car on
considère que le réservoir est vide et que le vent est maximale.
D’où, Mr’ = 5/3 x 𝛴Mr
Soit, Mr’ = 52906,40[kg.m]
Comme tous les efforts dus au poids de l’ouvrage sont transmis aux semelles par
l’intermédiaire des culées, le bras de levier sera d/2.
d étant la distance entre axe culées
Soit, Ms= Ptotale x
= 87375x
= 103976,25 [kg.m]
D’où
alors L’ouvrage est stable au renversement.
66
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
V.6. Bornes fontaines et Dispositifs de lavage de main
Les bornes fontaines sont des ouvrages mis à la disposition de la population pour
utiliser l’eau. Elles servent à distribuer l’eau à chaque point de puisage choisi pour desservir
les bénéficiaires. Dans notre étude, on va proposer de construire (25) Vingt-cinq Bornes
fontaines Communautaires seront accessibles mais en fonction de la configuration du terrain
destiné à recevoir l’ouvrage. Toutes les bornes fontaines seront bien clôturées et bien
entretenues par les futurs bénéficiaires.
Quatre dispositifs (4) de Lave-mains Scolaires D.L.M.S dans l’EPP, CEG, EPC sont
des endroits destinés pour les lavages des mains avec du savon pour tous les élèves et les
personnels enseignants afin de véhiculer les 3 principaux messages clés de WASH. Les
ouvrages seront réalisés aussi en béton armé dosé à 350 Kg/m3.
Quatre Blocs sanitaires (4) à 4 compartiments pour les Quatre institutions (EPP,
EPC, CEG et Lycée) à Ambararatabe et Ambatomitsangana.(Dessin technique .Cf. Annexe
N°14, Page xl à xliv).
67
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre VI: SIMULATION DU RÉSEAU SUR LE LOGICIEL EPANET 2.0
VI.1. Introduction sur l’EPANET 2.0
EPANET est un logiciel de simulation du comportement hydraulique et qualitatif de
l’eau sur de longues durées dans les réseaux sous pression. Un réseau est un ensemble de
tuyaux, nœuds (jonctions de tuyau), pompes, vannes, bâches et réservoirs. EPANET calcule le
débit dans chaque tuyau, la pression à chaque nœud, le niveau de l’eau dans les réservoirs, et
la concentration en substances chimiques dans les différentes parties du réseau, au cours
d’une durée de simulation divisée en plusieurs étapes. Le logiciel est également capable de
calculer les temps de séjour et de suivre l’origine de l’eau.
EPANET est distribué gratuitement par l’E.P.A (U.S Environmental Protection
Agency) depuis le mois de septembre 1993. Depuis, il est largement utilisé dans le monde
entier grâce à :
ses algorithmes de calcul les plus avancés
son interface graphique conviviale et intuitive
aux possibilités de relations avec d’autres logiciels d’application
à l’existence d’une liste d’utilisateurs, lieu de communications et d’échanges.
L’utilisation d’EPANET est très diversifiée, et porte principalement sur :
la régulation des pressions dans le réseau,
la détection des zones de fonctionnement déficitaire
le dimensionnement de travaux d’amélioration du réseau ou d’extension
l’évolution de la qualité de l’eau et l’étude de retraitement en différents points du
réseau
l’amélioration de la gestion des équipements (marnage des réservoirs, du contrôle des
débits d’eau (sectorisation du réseau…), de la gestion de crise (suppression d’une
ressource, rupture d’une canalisation maîtresse, introduction de contaminants dans le
réseau…).
VI.2. Les étapes de l’utilisation d’EPANET 2.0
Le logiciel EPANET 2.0 est un logiciel classique pour modéliser un système de
distribution d’eau. Les étapes à faire pour simuler le réseau de distribution sont la suivante :
Dessiner un réseau représentant le système de distribution ou importer une description
de base du réseau enregistrée dans un fichier au format texte
Saisir les propriétés des éléments du réseau
Décrire le fonctionnement système
68
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Sélectionner un ensemble d’options de simulation
Lancer une simulation hydraulique ou une analyse de la qualité
Visualiser les résultats d’une simulation
Dans la suite, l’explication des éléments à utiliser pour effectuer la simulation sera
exposée en détail.
VI.3. Environnement de travail EPANET 2.0
Pour lancer l’EPANET 2.0, on fait un double clic sur l’icône de lancement qui figure
La fenêtre d’accueil se présente comme suit :
Figure 10 : Fenêtre d’accueil du logiciel EPANET 2.0
L’environnement de travail de base d’EPANET est affiché dans la figure ci-dessus.
Les éléments d’interface sont: une Barre de Menu, deux Barres d’Outils, une Barre d’État,
une fenêtre du Schéma du Réseau, une fenêtre de Navigateur, et une fenêtre d’Éditeur des
Propriétés.
69
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
VI.3.1. Barre de menu
La barre de menu se trouve dans la partie supérieure de l’environnement de travail
d’EPANET. Elle contient un ensemble de menus utilisés pour contrôler le programme comme
suit :
Menu fichier : contient les commandes pour ouvrir et enregistrer les fichiers et pour
imprimer,…
Menu Edition : contient les commandes pour éditer et copier.
Menu affichage : Les commandes contrôlent la manière dont le schéma du réseau est
visualisé.
Menu projet : inclut des commandes qui s’appliquent sur le projet en cours de
simulation.
Menu rapport : contient les commandes pour visualiser les résultats d’analyse dans le
format choisit.
Menu fenêtre : inclut les commandes qui présentent dans le tableau suivant :
Commande Description
Réorganiser Réorganise toutes les fenêtres filles sur la
fenêtre principale
Fermer tout Ferme toutes les fenêtres ouvertes (sauf le
schéma et le navigateur)
Liste de fenêtres Présente une liste de toutes les fenêtres
ouvertes actuellement, et indique la fenêtre
active
Tableau 41 : Menu fenêtre
Menu aide : contient l’aide qu’offre EPANET 2.0
VI.3.2. Les barres d’outils
Les barres d’outils peuvent se fixer sous la barre de menu principal ou bien peuvent
être déplacées dans l’environnement de travail d’EPANET. Quand elles ne sont pas attachées
à la barre de menu, elles peuvent être redimensionnées. Les barres d’outils peuvent être
rendues invisibles en sélectionnant Barres d’Outils dans le menu Affichage.
Les Barres d’Outils favorisent un accès rapide aux commandes les plus utilisées. Il y a
deux barres d’outils:
La barre d’outils standard : contient les boutons pour accès par raccourci aux
commandes les plus utilisées
: Crée un nouveau projet d’EPANET
: Ouvre un projet existant
: Enregistre le projet actuel
70
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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: Imprime la fenêtre actuelle
: Copie le contenu de la fenêtre actuellement active dans la presse papiers ou dans
un fichier
: Efface l’objet sélectionné
: Localise un objet dans le réseau
: Exécute une simulation
: Recherche des éléments dans le réseau qui répondent à des critères spécifiques
: Visualise graphiquement les résultats dans une nouvelle fenêtre
: Montre un nouveau tableau des valeurs numériques des résultats
: Définit les options pour la visualisation du schéma, du rapport, du graphique ou
du tableau actuellement actif
La barre d’outils du schéma : contient les boutons de manipulations et de modification
du schéma du réseau.
: Permet la sélection d’un objet dans le schéma
: Permet la sélection des sommets du tracé sur le schéma
: Permet la sélection d’une région limitée dans le schéma
: Déplace le schéma du réseau
: Permet de voir le schéma de plus près (zoom avant)
: Permet de voir le schéma de plus loin (zoom arrière)
: Redessine la carte en pleine échelle
: Ajoute un Nœud de Demande au schéma
: Ajoute une Bâche au schéma du réseau
: Ajoute un Réservoir au schéma du réseau
: Ajoute un Tuyau au schéma du réseau
: Ajoute une pompe au schéma du réseau
: Ajoute une vanne au schéma du réseau
: Ajoute un Texte au schéma du réseau
VI.3.3. La barre d’état
La Barre d’Etat se situe en bas de l’environnement de travail d’EPANET et est divisée
en cinq sections, qui offrent les informations suivantes:
Long-Auto: indique si le calcul automatique de la longueur des tuyaux est activé ou
non
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Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Unités de débit: affiche les unités actuelles de débit
Niveau du Zoom: affiche le niveau actuel du zoom (100% correspond à la pleine
échelle)
État de la simulation: une icône représentant un robinet indique:
s’il n’y a pas d’eau qui coule, il n’y a pas de résultats de calcul disponibles;
s’il y a de l’eau qui coule, il y a des résultats de calcul disponibles et
valables;
VI.3.4. La fenêtre du schéma du réseau
Le Schéma du Réseau fournit un diagramme schématique en deux dimensions des
objets composant un réseau de distribution d’eau. La position des objets et les distances entre
eux ne correspondent pas nécessairement à leur échelle physique réelle. Les propriétés
sélectionnées de ces objets, telles que la qualité de l’eau aux nœuds ou le débit dans les
tuyaux, peuvent être affichées en utilisant différentes couleurs. Les codes couleur sont décrits
dans une légende, ils peuvent être modifiés. De nouveaux objets peuvent être ajoutés
directement au schéma et les objets existants peuvent être modifiés, effacés ou repositionnés
en cliquant dessus.
VI.3.5. La fenêtre de navigateur de donnée et de schéma
La rubrique Navigateur des Données permet l’accès aux différents objets du réseau
classifiés par catégorie (nœuds de demande, tuyaux, etc.). Les boutons du bas de la fenêtre
sont utilisés pour ajouter, supprimer ou modifier ces objets.
Figure 11 : fenêtre de navigateur des données
La rubrique Navigateur de Schéma (ci-après) permet de sélectionner les paramètres
représentés et l’instant auquel ils sont calculés, visibles au moyen de codes couleur dans le
schéma du réseau. Il contient aussi les boutons de contrôle pour afficher les résultats sur le
schéma au moyen d’animation.
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Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Figure 12 : Fenêtre de navigateur de schéma
VI.3.6. Editeurs de propriétés
L’Éditeur des Propriétés est utilisé pour éditer les propriétés des nœuds, des arcs, des
textes et des modalités de calcul. Il s’active automatiquement avec un double-clic sur un des
objets (du schéma ou du Navigateur des Données) ou bien sur l’icône éditer du navigateur.
Figure 13 : Editeurs de propriétés
VI.4. Configuration du projet
Après le démarrage de l’EPANET 2.0, la première étape à faire est de définir l’option
de valeur par défaut et l’affichage du schéma pour le projet.
Alors, choisissez Menu Projet par Défaut pour ouvrir la boîte de dialogue figurée
ci-après. Les propriétés importantes à définir sont : la rubrique de l’étiquette d’Identification
ou ID et la rubrique Hydraulique.
Sous la rubrique ID (Étiquettes d’Identification) de la boîte de dialogue, effacez tous
les champs de préfixe et choisissez 1 comme valeur d’Incrément ID.
- Paramètre des nœuds qui sera représenté
- Paramètre des arcs qui sera représenté
- Heures à laquelle les paramètres sont représentés depuis le
début de la simulation
- Bouton pour contrôler l’animation
- Barre pour définir la vitesse de l’animation
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Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
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Puis, choisissez la rubrique Hydrauliques de la boîte de dialogue et sélectionnez
comme Unités de Débit LPS (litres par seconde). Ceci implique dans ce cas que les unités
métriques SI seront utilisées pour toutes les autres quantités (longueurs en mètres, diamètres
en millimètres, pressions en mètres, etc.).
Concernant formule pour les Pertes de Charge, On choisit Darcy-Weisbach (D-W).
Elle est théoriquement la plus correcte, car elle s'applique à tous les régimes d'écoulement et à
tous liquides.
Avec :
= Pertes de charge [m] = Longueur du tuyau [m]
= accélération de la pesanteur = Facteur de friction
= Vitesse d’écoulement [m/s]
= Diamètre du tuyau [m]
= Débit [m3/s]
Il est à remarquer que le facteur de friction est fonction du rapport du coefficient de
rugosité relative avec le diamètre de la conduite et du nombre de Reynolds.
Si vous désirez sauvegarder cette configuration pour les projets futurs, vous pouvez
cocher la case Utiliser ces valeurs par défaut dans les futurs projets en bas de la rubrique
avant de valider en cliquant sur Accepter.
Figure 14 : Boîte de Dialogue Valeurs par Défaut du Projet
74
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Ensuite, nous choisirons les options d’affichage du schéma de sorte qu’en ajoutant des
objets au schéma, leurs étiquettes d’identification et leurs symboles soient affichés.
Choisissez Affichage >> Options du Schéma dans le menu principal pour atteindre la boîte
de dialogue Options du Schéma. Choisissez la rubrique Affichage et cochez les cases comme
représentées dans la figure 15. Puis, cochez toutes les cases de la rubrique Symboles. Cliquez
enfin sur le bouton Accepter pour confirmer votre choix et fermer la boîte de dialogue.
Après avoir défini les diverses options de travail dans chaque boîte de dialogue, il faut
toujours confirmer leurs validations en cliquant sur le bouton Accepter. L’échelle de
présentation du schéma n’est pas réelle, malgré cela la disposition des nœuds est exacte.
Figure 15 : Boîte de Dialogue Options du Schéma
VI.5. Tracé du réseau
L’étape suivant à faire après la configuration du projet est le traçage du réseau. Elle
peut s’effectuer à l’aide des boutons de la barre d’outils du schéma affichée ci-dessous (si la
barre d’outils n’est pas visible sélectionnez Affichage >> Barres d’Outils >> Schéma).
Le traçage du réseau aussi peut être calqué à partir d’une carte routière, un plan
d’aménagement du territoire,… EPANET peut accepter comme fond d’écran les cartes ou
plans. La mise en place de ce fond d’écran se fait par le menu AffichageFond d’écran et
enfin on clique sur Importer…; le nom du fichier de fond d’écran et l'alignement sont
sauvegardés au moment où l’enregistrement du projet s’effectue.
75
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Il existe deux types d’objet à tracer : les nœuds du réseau qui permet de présenter les
objets ponctuels ; et l’autres linéaire qui permet de tracer les conduites.
Le mode traçage du réseau est comme suit :
Premièrement, nous allons placer les nœuds du réseau. Tout d’abord, nous allons
positionner la bâche (source). Cliquez sur le bouton Ajouter Bâche , et indiquez
ensuite l’emplacement de la bâche en cliquant dans le schéma avec la souris.
Ensuite, nous allons ajouter les nœuds de demande. Cliquez sur le bouton Ajouter
Nœud de Demande et indiquez ensuite la position des nœuds en cliquant sur le
schéma.
Ajoutez enfin le réservoir en cliquant sur le bouton Ajouter Réservoir et en
marquant son emplacement dans le schéma.
Deuxièmement, nous allons ajouter les tuyaux, Le traçage des conduites se fait à l’aide
du bouton ajouté un tuyau , un tuyau se place toujours entre deux nœuds du
réseau. Les procédures d’insertion de la conduite sont les suivantes : cliquez d'abord
sur le bouton Ajouter Tuyau dans la Barre d'Outils, puis dans le schéma sur le premier
nœud avec la souris, ensuite sur le deuxième nœud qui délimite la canalisation.
Pour terminer, mettre des indicateurs sur les objets du réseau facilitera les
manipulations du schéma, ces textes peuvent se placées à tout endroit du schéma du
réseau. L’action à faire pour étiqueter un objet est la suivante : sélectionner le bouton
Ajouter Texte ; puis cliquer près de l’objet, une zone de texte apparaît dans
laquelle on tape les informations à introduire ; afin valider le texte, en appuyant sur la
touche entrée.
VI.6. Saisie des propriétés des objets
Pour modifier la valeur d’une propriété particulière d’un objet, il faut sélectionner cet
objet dans l’Éditeur de Propriétés. Il y a plusieurs manières d’y arriver. Si l’éditeur est déjà
visible, vous pouvez simplement cliquer sur l’objet ou le sélectionner dans le Navigateur des
Données. Si l’éditeur n’est pas visible, vous pouvez le faire apparaître d’une des manières
suivantes:
Double-cliquez sur l’objet dans le schéma
Cliquez sur l’objet avec le bouton droit de la souris et choisissez Propriétés dans le
menu contextuel qui apparaît.
76
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Sélectionnez l’objet dans le Navigateur des Données et cliquez ensuite sur le bouton
Édition (ou double cliquez sur l’objet).
L’exécution de la simulation hydraulique d’un réseau nécessite certaines données de
base aux objets du projet :
Pour la bâche, il faut savoir : son altitude qui est égale à la charge totale au niveau de
la surface de l’eau si la bâche n’est pas sous pression,
Pour les tuyaux, il faut savoir : les nœuds initial et final, le diamètre, la longueur, le
coefficient de rugosité pour déterminer la perte de charge, l’état de la conduite ouvert
ou fermé.
Pour les nœuds de demande : il faut savoir : son altitude par rapport à point de
référence et le débit sur le réseau.
VI.7. Exécution de la simulation
Pour lancer la simulation, il faut cliquer sur le bouton
La simulation se divise en deux parties :
Soit par une simulation hydraulique d’un écoulement permanent, qui consiste à une
simulation à un instant déterminé.
Soit par une simulation hydraulique sur une longue durée, qui est proche de la réaliste.
Grâce à la variation de la demande aux noeuds représentée par la courbe de
Modulation.
VI.8. Affichage des résultats
On a deux modes de représentations différents pour afficher les résultats de la
simulation :
l’enregistrement des résultats complet en format texte, en cliquant le menu rapport et
le sous menu complet
à l’aide du Navigateur du schéma (les paramètres à afficher sont définis au niveau des
noeuds et les arcs). Les valeurs et les légendes seront présentées sur des échelles
graphiques colorées.
VI.9. Simulation hydraulique du réseau d’AEPAH d’Ambararatabe et
Ambatomitsangana
Dans notre étude, la simulation que nous effectuerons est une question de vérification
du dimensionnement du réseau qui a été calculé auparavant.
77
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
La simulation du système se fait sur une longue durée, ainsi dans :
La configuration la perte de charge est celle de D.W et l’unité de mesure est LPS
La durée de notre simulation est de 24 h pendant lequel le système est soumis au
rythme de demande journalière. L’intervalle d’heure du résultat de la simulation est de
6 heures, et le temps de séjour de l’eau dans le réseau est aussi l’un des critères de la
simulation.
La saisie des propriétés des objets : le coefficient de rugosité des conduites en
plastique est égal à 0,0015. Pour le réservoir, qui est rectangulaire, le rayon du
réservoir s’obtient en multipliant 1,128 fois la racine carrée de la surface du radier, ces
données proviennent d’EPANET.
Le résultat sous format texte de la simulation se trouve en annexe 11 (Page xxiv à
xxv), dans laquelle on y obtient : les charges, la vitesses aux niveaux de chaque arcs et
noeuds. Tandis que, le résultat graphique de la simulation est le suivant à une heure
donnée de la journée:
78
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Figure 16 : résultat graphique de la simulation
79
Partie II.ETUDE DE FAISABILITE TECHNIQUE POUR LA MISE EN PLACE DU
SYSTÈME D’ADDUCTION D’EAU
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
VI.10. Interprétations des résultats
Selon le rapport complet de la simulation hydraulique du réseau d’AEP
d’Ambararatabe pendant une journée, on constate que :
La pression dans le nœud 7 (BF 06) est en dessous de 5 [m] colonne d’eau alors il est
optimal de changer le diamètre de la conduite à 32 [mm] non 25 [mm] afin d’avoir une
simulation réussie et pour que la pression est supérieure à 0,5 [bar].
La vitesse de l’eau dans les conduites ne dépasse pas la valeur de 1,70 [m/s], ce qui
permet de dire que l’eau à distribuer n’est pas gaspillé à l’ouverture du robinet, mais
avec les différents coefficients de la courbe de modulation, certaines vitesses de l’eau
dans les tronçons sont inférieures à 0,40 [m/s] voir même nulle, ce qui expose le
réseau aux risques de dépôts de particules fins dans les conduites ;
La pression de l’eau au niveau du réseau est favorable pour l’adduction d’eau sous
pression surtout pour la partie distribution, car elle est toute supérieure à 5 [m]. Mais
pendant les heures de fermeture des robinets auxquels les besoins sont nuls, la
pression de l’eau dans le réseau est très grande supérieure à 40 [m], ainsi le choix
d’emploi des tuyaux en P.H.E.D PN 10 sera favorable car il supporte une pression de
100 [m];
VI.11. Conclusion
D’après le calcul du dimensionnement du réseau par la méthode classique et la
simulation sur le logiciel EPANET 2.0, on peut dire que le choix des tuyaux est favorable car
les résultats sont presque les mêmes en se référant aux annexes 11 (Page xxiv, xxv) et le
tableau N°38.
Au cours de 24 heures d’observation, le réseau d’adduction d’eau potable définit pour
le projet d’AEP d’Ambararatabe se comporte bien au niveau hydraulique avec certain
changement de dimension de diamètre pour certains tronçons du réseau.
80
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre VII: ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL (E.I.E)
VII.1. QUELQUES DEFINITIONS SUR L’E.I.E
VII.1.1. Environnement
Selon la charte de l’environnement Malagasy (loi 90-033 du 21.12.90),
l’environnement est l’ensemble des milieux naturels et artificiels, y compris les milieux
humains et les facteurs sociaux et culturels qui intéressent le développement (ce qui fait que
l’environnement et le développement sont interdépendants). (Source : cours Mr Alain
RANDRIAMAHERISOA : Étude d’Impact sur l’Environnement).
VII.1.2. Impact
Selon la Directive Générale des études d’impacts de l’ONE, un impact sur
l’environnement d’un projet peut se définir comme l’effet, sur une période de temps donnée et
dans un espace défini, d’une activité humaine sur une composante de l’environnement
biophysique et humaine, en comparaison de la situation en l’absence du projet.
VII.1.3. Étude Impact Environnemental
L'étude d'impact sur l'environnement est une procédure systématique d'évaluation des
impacts des projets, des actions et de leurs variantes qui peuvent affecter significativement
l'environnement naturel, social ou bâti, et des possibilités d'atténuation des impacts
défavorables correspondants. (Source: Leduc G.A. et Raymond M., 2000).
Selon le décret 99-954 relatif à la MECIE, l’Étude Impact Environnemental est
l’étude qui consiste en l’analyse scientifique et préalable des impacts potentiels prévisibles
d’une activité donnée sur l’environnement, et en l’examen de l’acceptabilité de leur niveau et
des mesures d’atténuation permettant d’assurer l’intégrité de l’environnement dans les limites
des meilleures technologies disponibles à un coût économiquement acceptable.
VII.2. MISE EN CONTEXTE DU PROJET
Ambararatabe et Ambatomitsangana sont évaluées actuellement 5188 personnes. En
général, ces gens sont pauvres en raison de l’inexistence d’activités génératrices de revenus
autres que l’agriculture et l’élevage. En outre, les infrastructures d’alimentation en eau
potable n’existent pas dans ces villages et seuls les puits traditionnels et les sources non
protégés leur fournissent de l’eau. Cette eau n’a pas la qualité requise pour être considérée
comme potable.
81
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
WaterAid Madagascar a financé un projet d’adduction d’eau potable et assainissement
hygiène, pour le village d’Ambararatabe et le hameau d’Ambatomitsangana.
Pour se faire, WaterAid Madagascar a passé une convention avec le CARITAS
Madagascar pour faire l’étude et la réalisation du projet.
VII.3. ANALYSE DES IMPACTS
Cette partie porte sur l’identification et l’évaluation des impacts probables sur
l’environnement, associés à la réalisation du projet. Elle vise à proposer les mesures à prendre
pour atténuer les impacts néfastes à la qualité de l’environnement ou mieux, pour les prévenir.
Il existe 2 sortes d’impacts :
Impacts positifs
Impacts négatifs
VII.3.1. Impacts positifs
Un impact est dit positif s’il porte un changement avantageux aux milieux récepteurs
(milieux physiques, milieux biologiques, milieux humains) par rapport à la situation sans
projet.
VII.3.1.1. Milieux physiques
Aucun changement n’est apparu sur la zone d’étude pendant la phase d’étude alors
aucun impact positif.
VII.3.1.2. Milieux biologiques
Aucune influence et changement sur la biologique du milieu est apparu sur La collecte
des données et l’identification des travaux.
VII.3.1.3. Milieux humaines
Par rapport au milieu humain, Les impacts positifs sont :
Création d’emploi, les travaux d’adduction d’eau nécessite beaucoup de main d’œuvre
lors de la construction des différents ouvrages (barrage, Réservoir,..) ; et la
surveillance du service en période de fonctionnement
Gain de temps. Le temps peut utiliser pour le développement
Augmentation du taux d’accroissement naturel car il y a diminution du taux de
mortalité
Développement et amélioration de vie de la population.
82
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
VII.3.2. Impacts négatifs
Contrairement aux impacts positifs, Un impact est négatif s’il est défavorable ou
affecte des désordres sur les milieux récepteurs (milieux physiques, biologiques et humains).
VII.3.2.1. Milieux physiques
Eau :
Pollution de l’eau lors de l’implantation de l’ouvrage, Changement de la qualité d’eau
par contamination par les polluants chimiques (engrais), le rejet des terres de
déblayage dans l’eau.
Diminution du débit d’eau utilisée pour les autres secteurs (Agriculture, …) en aval du
barrage
Diminution des apports de cours d’eau à cause du transport solide.
Air :
Pollution de l’air lors de la réalisation des ouvrages à cause de transport matériaux à
l’aide des kubota, camions,…
Sol :
Défrichement du sol dû à l’installation des ouvrages et lors du traçage de la conduite
Dégradation du sol par le ruissellement
Destruction du sol pour le remblai et déblai.
Démolition de la route
Pollution du sol par le déchet des matériaux durant l’exécution de l’ouvrage.
VII.3.2.2. Milieux biologiques
Flore :
Destruction et dégradation de la végétation en raison de la présence du chantier
Dégradation des cultures causée par la pollution de d’eau et la pollution du sol
Destruction d’arbres utile à la construction de l’ouvrage.
Faune :
Perturbation de la vie faunique
Risque de migration et de disparition des animaux, oiseaux sauvages sur le site à cause
des bruits.
VII.3.2.3. Milieux humaines
Santé :
Risque des maladies liée à l’eau c'est-à-dire à la stagnation des eaux laissées par le
chantier.
MST (Maladie Sexuellement Transmissibles) due à la présence des employés non-
résidents dans la région.
83
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Socio-économique :
Risque des provoquer des conflits fonciers et sociaux
Risque des accidents lors de la réalisation des travaux
VII.4. Évaluation des impacts
Cette partie consiste à étudier à déterminer les caractéristiques ou les critères de
chaque impact suivant leur intensité et leur importance relative à travers une analyse
multicritère plus ou moins objective.
L’évaluation des impacts considère les critères suivants :
Intensité de l’effet : se traduit par le degré de perturbation de l’élément
environnemental considéré relative à son intégrité, sa qualité et sa fonction ou son
dynamisme interne ;
Durée dans le temps : se réfère à la période pendant laquelle l’impact se fait sentir ;
Étendue dans l’espace : exprime l’emprise ou la portée spatiale des effets de l’effet
considéré.
L’analyse multicritères a pour but d’évaluer objectivement en attribuant un coefficient
pour chacun de ces trois critères :
Intensité : Forte : correspond à un coefficient 3
Moyenne : correspond à un coefficient 2
Faible : correspond à un coefficient 1
Durée : Permanent : correspond à un coefficient 3
Temporaire : correspond à un coefficient 2
Occasionnel : correspond à un coefficient 1
Étendue : Régionale : correspond à un coefficient 3
Zonale : correspond à un coefficient 2
Locale : correspond à un coefficient 1
Importance de l’effet : on peut classer l’importance de l’impact en fonction des
totalités des coefficients dans les trois critères.
Impact majeur : correspond à un changement très important quand il est
compris entre [7 ; 9]
Impact moyen : correspond à un changement important quand il est compris
entre [5 ; 6]
Impact mineur : correspond à un changement peu important quand il est
compris entre [3 ; 4]
84
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Milieux Physiques
Identification de l’impact Évaluation de l’impact
Éléments Impact Intensité Durée Étendue Importance
Eau
Pollution de l’eau due aux réalisations des
ouvrages,
2 2 1 5 moyen
Diminution du débit d’eau utilisée pour les
autres secteurs (Agriculture, …) en aval du
barrage
2 3 1 6 moyen
Diminution des apports de cours d’eau à cause
du transport solide
2 3 1 6 moyen
Air Pollution de l’air lors de la réalisation des
ouvrages à cause de transport matériaux à
l’aide des kubota, camions.
2 2 1 5 moyen
Sol
Défrichement du sol dû à l’installation des
ouvrages et lors du traçage de la conduite
1 2 1 4 mineur
Destruction du sol pour le remblai et déblai 1 2 1 4 mineur
Démolition de la route 2 2 1 5 moyen
Pollution du sol par le déchet des matériaux
durant l’exécution de l’ouvrage.
2 3 1 6 moyen
Milieux biologiques
Identification de l’impact Évaluation de l’impact
Éléments Impact Intensité Durée Étendue Importance
Faune Perturbation de la vie faunique 2 2 1 5 moyen
Risque de migration et de disparition des
animaux, oiseaux sauvages sur le site à cause
des bruits.
2 3 1 6 moyen
Flore Destruction et dégradation de la végétation en
raison de la présence du chantier
1 1 1 3 mineur
Dégradation des cultures causée par la
pollution de d’eau et la pollution du sol
2 2 1 5 moyen
Destruction d’arbres utile à la construction de
l’ouvrage
2 2 1 5 moyen
Milieux humaines
Identification de l’impact Évaluation de l’impact
Éléments Impact Négatif Intensité Durée Étendue Importance
Santé Risque des maladies liées à l’eau 2 1 1 4 mineur
MST (Maladie Sexuellement Transmissibles)
due à la présence des employés non-résidents
dans la région
2 1 1 4 mineur
Sociale Risque des provoquer des conflits fonciers et
sociaux
2 1 1 4 mineur
Risque des accidents lors de la réalisation des
travaux
1 1 1 3 mineur
Éléments Impact Positif Intensité Durée Étendue Importance
Sociale Création d’emploi 3 3 1 7 majeur
Gain de temps 3 3 1 7 majeur
Développement et amélioration de vie de la 3 3 1 7 majeur
85
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
population.
Santé Augmentation du taux d’accroissement naturel
car il y a diminution du taux de mortalité
3 3 1 7 majeur
Tableau 42 : Évaluation de l’impact
D’après ce tableau, on constate que :
Les impacts négatifs dans le milieu humaine sont d’intensités moyen avec de durée
très occasionnelles ; ils sont aussi locaux, donc classés mineurs.
Les impacts négatifs dans les milieux physiques et biologiques sont d’intensité moyen
mais avec de durée presque temporaire ; ils sont aussi locaux alors ils sont classés en
général moyen.
La création d’emploi s’accroit fortement avec une intensité forte de durée permanente
qui dépend de la vie du projet. Alors l’étendue de cette amélioration est classée locale.
L‘amélioration de la vie de la population et l’augmentation du taux d’accroissement
naturel à cause de la diminution du taux de mortalité sont d’intensité forte avec de
durée permanent ; ils sont aussi locaux. Alors Tous les impacts positifs sont classés
majeur.
VII.5. Mesures d’atténuations
La mesure d’atténuation est une mesure à prendre pour réduire ou éviter les impacts
négatifs mais favoriser les avantages des impacts positifs.
Impacts Mesures d’atténuations
Pollution du sol, eau, et de l’air Utilisation des matériaux constitués d’éléments non toxiques et
non polluants à l’eau et à l’air
Mouillage ou arrosage des pistes en terre
Utilisation des bacs ordures
Défrichement du sol Remise en état correct du sol après remblaiement pour faciliter la
restauration de la végétation
Fouille – déblai - remblai Creuser le sol à la taille nécessaire pour la mise en place des
tuyaux
Utiliser le produit de fouille et de déblai pour remblayer
Accident Implantation de panneaux préventifs bien en vue sur les Routes ou
pistes (danger particulier, sortie de camion, limitation de vitesse)
Porte obligatoire des gants et du casque pour les ouvriers
Maladies Éloignement de la population à une distance bien précise du
chantier
sensibilisations et prévention contre l’alcoolisme, la drogue qui
favorise la propagation des IST et VIH SIDA
Contrôler les émissions des poussières par arrosage régulier et
fournir des équipements de protection
Assuré de garder la propreté et la salubrité autour des points d’eau
Destructions des arbres Reboisements des arbres sur les lieux des destructions
Création d’emploi Encouragement de la population à participer à l’offre d’emploi
privilégier autant que possible l’embauche des mains d’œuvres
86
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
locales et aussi l’achat des matériaux et produits locaux
(nourriture, matériaux de base,…)
Risque des provoquer des
conflits interne et sociaux sur
mauvais entretien et gestion du
réseau
Information et sensibilisation des bénéficiaires
Proposition d’une meilleure gestion de l’eau ex : DINA
Tableau 43 : Mesures d’atténuations des impacts
VII.6. Plan de gestion environnemental du projet
Le plan de gestion environnementale est un programme qui constitue la base du cahier
de charges environnementales du promoteur. Il garantira la surveillance et la suivi de la
réalisation de ces mesures d’atténuations des impacts durant et après la réalisation
d’adduction d’eau potable d’Ambararatabe et Ambatomitsangana.
VII.6.1. Le programme de suivi et de surveillance
Le programme de surveillance consiste à s’assurer que le promoteur respecte ses
engagements et ses obligations de prise en compte de l’environnement et d’application des
mesures d’atténuation des impacts négatifs requises pendant toute la durée du projet.
Le suivi consiste à suivre et contrôler l’évolution de certaines composantes des
milieux récepteurs affectées par la réalisation du projet. Alors pour notre projet d’AEPG
d’Ambararatabe, on peut résumer ces programmes et les différentes tâches dans les tableaux :
Critères à
contrôler
Indicateurs de suivi Mode d’acquisition de donnée et
fréquence
Responsables
Qualité de l’eau,
sol, air
Nombres des observations Observation visuelle tous les jours CARITAS
Accident Nombres d’accident tous les
jours
Observations par jours dans le
chantier ou au CSB II
CARITAS
CSB II
Santé Nombres des malades par
jours
Observations ou enquêtes par
jours
CSB II
Installation WC Nombre nouveaux WC Observations par mois CARITAS
Chef Fokontany
CPE
Respect us &
coutumes
Nombre de conflits
Nombre de discordes
Enquête ou Journal d’évènement Chef Fokontany
Quartier mobile
Création
d’emploi
Nombre de mains d’œuvres
locales embauchées
Archiver chez la direction de
CARITAS M/car
CARITAS
Bénéficiaires
Réduction
culture sur
brûlis
superficie en moins Estimation par an Chef Fokontany
CPE
Remise en état
du site
Nombre des matériaux non
Utilisés et volume de déblai
non gazonné
Visite du site
Fin des travaux
CARITAS
Commune +
Chef FKT
CPE
Tableau 44 : Programme de suivi
87
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Chapitre VIII: ETUDE ECONOMIQUE DU PROJET
VIII.1. Estimation du coût de projet
Pour l’estimation du coût du projet, On utilise les prix unitaires et les métrés de chaque
matériau et matériel qui se referons au Sous Détail de Prix établi par L’ONG CARITAS en
considérant les conditions économiques actuelles. La récapitulation du coût total du projet
pour la réalisation de l’adduction d’eau potable dans les deux fokontany (Ambararatabe et
Ambatomitsangana) se présente sur le tableau ci-dessous.
N° DÉSIGNATIONS MONTANT
(ARIARY)
0 FRAIS GENERAUX 25 970 000
100 OUVRAGE DE CAPTAGE ET FILTRATION 5 146 700
200 BRISES CHARGES 18 722 040
300 CONDUITE D’AMENÉE 179 175 836
400 RÉSERVOIR 23 329 848
500 CONDUITE DE DISTRIBUTION 38 775 516
600 BORNES FONTAINES 8 555 000
700 4 DISPOSITIF DE LAVAGE DE MAIN 3 047 400
800 INFRASTRUCTURES D'ASSAINISSEMENT
(4 L.S.H.Institutionnelles)
22 185 500
900 FOURNITURES DIVERSES AEPG 1 847 000
TOTAL 326 754 840
T.V.A 20% 65 350 968
TOTAL TTC 392 105 808
Tableau 45 : Récapitulation du coût du projet
Le coût du projet d’alimentation en eau potable et assainissement hygiène de la
Commune d’Ambararatabe est estimé à Trois cent quatre-vingt-douze millions cent cinq
mille huit cent huit Ariary (392 105 808Ar) y compris la taxe sur les valeurs ajoutées au taux
de 20% pour un montant de soixante-cinq millions trois cent-cinquante milles neuf cent
soixante-huit Ariary (65 350 968 Ar). Les détails estimatifs sont présentés dans l’annexe
N°12 (Page xxvi à xxxiii).
VIII.2. Apports bénéficiaires
Le projet d’adduction d’eau potable et assainissement hygiène d’Ambararatabe est un
travail communautaire alors les bénéficiaires doivent apporter leur participation pour la
réalisation des ouvrages. En général, les participations des bénéficiaires consistent à garantir
la main d’œuvre comme le creusement du canal, le transport des matériaux/matériels vers le
lieu de l’ouvrage à réaliser et aussi d’héberger les techniciens et les manœuvres.
Les apports bénéficiaires sont présentés sur les tableaux suivants :
88
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
DÉSIGNATION MONTANT (Ariary)
1-APPORT EN MAIN D’OEUVRE
Décapage et débroussaillage 36 000
Fouille en rigole et en tranchée 2 740 720
Main d'œuvre 5 920 000
Sous total 1 8 696 720
2-APPORT EN MATERIAUX
Sable de rivière 1 125 000
Sous total 2 1 125 000
3-APPORT EN LOGISTIQUE
Hébergement des techniciens et ouvriers
spécialisés
465 000
Frais de magasin/transport 14 000 000
Sous total 3 14 465 000
Total des apports hors taxe 24 286 720
T.V.A 20% 4 857 344
COUT TOTAL DES APPORTS 29 144 064
Tableau 46 : Coûts des apports bénéficiaires
Arrêté à la somme de Vingt-neuf millions cent quarante-quatre milles zéro soixante-
quatreAriary.
VIII.3. Proposition sur le prix de mètre cube d’eau
Pour assurer la survie de ce projet, il est nécessaire de faire l’étude de prix d’un mètre
cube d’eau. Cette étude consiste à déterminer un tarif supportable et rentable aux
bénéficiaires. Cette étude s’effectue sur la base des dépenses annuelles suivantes :
Charges fixes
Charges d’exploitations
Charges financières
Charges fixes :
Les charges fixes sont composées de :
Frais de renouvellement et entretien des matériels estimés à 5 % du montant total des
travaux de canalisation et des travaux de Génie Civil.
Dépenses des personnels.
Travaux Canalisations Génie Civil
Montant [Ar] 217 951 352 80 986 488
10% ou 5% 10 897 567,6 80 98 648,8
TOTAL [Ar] 18 996 216,4
Tableau 47 : Frais de traitement et renouvellement
Les frais de renouvellement et entretien des matériels sont évalués à 18 996 216,40 [Ar].
89
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Désignations PU [Ar] U Salaire mensuel [Ar]
Salaire techniciens 30000 4 120000
Responsables point d’eau 10000 25 250000
TOTAL annuel 4 440 000
Tableau 48 : Dépenses des personnels
Alors, les charges fixes sont estimées à 23 436 216,4 [Ar].
Charges d’exploitation :
Elles sont composées deux variables :
Les frais éventuels d’énergie pour élever l’eau jusqu’au réservoir
Les frais de traitement
Dans notre projet, cette charge est nulle parce qu’il n’y a ni frais de traitement, ni coût
d’élévation par pompage.
Charges financières :
Puisque notre projet est financé directement par WaterAid Madagascar, sans emprunt
auprès d’une Banque ou d’autres Organismes, la charge financière sera fixée à 15 % du
montant initial de l’investissement.
Prix du m3 d’eau
Par définition, le prix du m3
d’eau est le rapport de l’amortissement annuel des
investissements plus les dépenses annuelles de fonctionnement par la consommation annuelle
en m3.
Avec :
a = amortissement annuel
C = volume d’eau consommée par jour en m3 en 2028 égal à 239,48 [m
3/jr]
Prix d’un m3 en Ariary
Détermination de l’amortissement annuel « a »
Avec :
I : investissement TTC à mettre en œuvre (Ar)
d : durée de vie du projet dans 15 ans.
Le coût de l’investissement pour le calcul du prix d’eau est 392 105 808 [Ar].
90
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
D’après calcul, la valeur de l’amortissement « a » est de 3 921 058,08Ar/an tel que le
prix d’un mètre cube d’eau est de 262 [Ar] et le prix d’un seau de 15litres est 4 [Ar] .Afin
que le projet soit rentable, on propose le prix du m3 d’eau à 900 [Ar] pour le village
d’Ambararatabe et Ambatomitsangana et, le prix du sceau de 15 litres que la population
propose est de 15 [Ar].
VIII.4. Détermination de la Valeur Actuelle Nette (VAN) et du taux de rentabilité
interne (TRI)
VIII.4.1. La Valeur Actuelle Nette (VAN)
Par définition, La valeur actuelle nette (VAN) est la somme des bénéfices nets pendant
la période considérée se fait en effectuant la différence entre les capitaux investis et les cash-
flows actualisés. Elle est donnée par la formule suivante :
∑
Avec :
CF : Cash-flow qui est la solde des flux de trésorerie engendrée par un investissement
à la clôture d’une période. Il s’exprime par la relation suivante :
i : Taux d’actualisation
n : Année
I : Investissement total en TTC
Un projet est rentable si la valeur Actuelle nette est supérieure à zéro. Pour notre
étude, avec un taux d’actualisation de 12%, on a : VAN 12%= 56 822 772 [Ar] >0. Alors, le
projet est rentable. (Les calculs détaillés de la VAN sont données en annexes N°13, Page
xxxiv).
VIII.4.2. Le taux de rentabilité interne (TRI)
Concernant le TRI ou taux de rentabilité interne, C’est le taux d’actualisation pour
lequel l’investissement initial s’annule avec la somme des cash-flows.
Pour déterminer le TRI, on utilise la méthode d’interpolation linéaire suivante:
91
PARTIE III. ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET ECONOMIQUE
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Avec un taux d’actualisation :
Après calcul, on obtient TRI=14,41%. À Madagascar, le taux d’actualisation national
est égal à 13% alors le TRI=14,41% > 13%, on peut dire que le projet est rentable.
92
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
CONCLUSION GENERALE
L’accès en eau potable, assainissement et hygiène du village d’Ambararatabe et
Ambatomitsangana fait partie des actions recommandées dans l’objectifs millénaires du
développement. Cette étude technique sur l’approche intégrée en eau, assainissement et
hygiène dans la commune rurale d’Ambararatabe est un projet prioritaire et urgent vu la
situation actuelle du village.
Vu la manque de système d’AEPAH dans la zone d’étude, on va proposer une
adduction d’eau par système Gravitaire (AEPG). Le système d’AEPG envisagés est constitué
par les ouvrages hydrauliques suivants :
Un Barrage de captage
Des Brises charges
Une conduite d’amené
Un réservoir
Des conduites de distributions
Des Bornes fontaines, DLM et LSHI.
Ce projet entre dans les objectifs de l’Etat Malagasy (Alimentation en eau potable,
assainissement et hygiène) dans le développement du pays. Mais, elle ne pourrait être réalisée
sans le financement de certains organismes œuvrant dans le développement du milieu rural
comme le WaterAid Madagascar. Mais les bénéficiaires doivent participer à la réalisation du
projet par la prise en charge des matériaux locaux (Sable,…) et dans le but de les intégrer et
de les responsabiliser.
Le montant total des investissements atteint la somme de 392 105 808[Ar]. L’étude
financière a permis de dégager le prix de vente du m3 d’eau à 900[Ar]. L’analyse économique
que nous avons effectuée montre que ce projet est faisable et rentable.
Ce projet AEPAH entraine le changement de comportement et l’amélioration des
conditions de vie de la population en milieu rural du point de vue économique, social et
sanitaire. Il serait un facteur de développement de la zone.
La réalisation de ce mémoire m’a donné l’opportunité d’appliquer et augmenter les
connaissances acquises pendant les cinq années d’études au sein du Département Hydraulique
dans le cas pratique et réel. Elle m’a fait vraiment familiariser avec le monde professionnel et
l’application, l’apprentissage des divers logiciels en particulier le MapInfo et l’Epanet,
Autocad.
93
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
BIBLIOGRAPHIE
OUVRAGES GENERALES ET RAPPORT D’ETUDES
[1] : Aide-mémoire d’hydraulique urbaine -1982- Collection de la Direction des
Etudes et de la Recherche d’EDF – Eyrolles-
[2] : ALDEGHERI M ; 1995 ; Fleuve et rivière de Madagascar ; ORSTOM
[3] : André DUPONT ; Hydraulique Urbaine ; 4eme édition PARTS Eyrolles.
[4] : ARMANDO LANCASTRE ,1976 . « Manuel d’hydraulique générale » ; Edition
Eyrolles
[5] : Jacques Bonvin ; Hydraulique Urbaine I; version 2005
[6] :Jean Herivelo RAKOTONDRAINIBE –RAKOTOARIMANANA, Août 1985 «
Situation d’alimentation en eau potable à Madagascar HY 796 », Service Hydrogéologique,
Antananarivo
[7] : Ministère de l'agriculture, de l'élevage et de la pêche – Juin 2003 - Monographie
de la région du Bongolava
COURS
[8] : RAKOTONDRAINIBE Jean Herivelo : « Cours Ressource en eau » ; 5ème
année ;ESPA 2012
[9] : RAMANANTSOA Benjamin : « Cours Murs de soutènement » 4ème
Année ;
ESPA 2011
[10] : RAMANARIVO Solofomampionona :«Cours d’Hydrogéologie » ; 3ème
Année,
ESPA 2010
[11] : RANDRIAMAHERISOA Alain : «Cours Étude d’impact Environnemental » ;
5ème
Année, ESPA 2012 et « cours Hydrologie appliqué » ; 4éme
Année ; ESPA 2011
[12] : RANDRIANASOLO David : « Cours Hydraulique urbaine » ; 4ème
Année ;
ESPA 2011 et « Cours Adduction d’eau potable » ; 5ème
année ; ESPA 2012
[13] : RASOLOFONIAINA Jean Donné : « Cours Hydraulique agricole » ; 4ème
Année ; ESPA2011
ANNEXES
i
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°01 : Localisation de la source par GPS
Lieu : Montagne d’Ambohiby
Fokontany : Ampizarantany
Nature : Ruisseau
Latitude : S 18,88871°
Longitude : E 046,22717°
Altitude : 1147m
Annexe N°02 : Essai de jaugeage du débit
Matériels utilisés : seau de 15 litres et un chronomètre. Date : 29/08/2013
Sources Essai Temps(s) Débit (l/s) Débit moyenne
(l/s)
Source
Ambohiby
1 3,75 4
4,8 2 3 5
3 2,70 5,5
Annexe N°03 : Pluviométrie et climatologie
Année Pmax24
(mm)
1952 63,8
1953 62
1954 85,4
1955 86,2
1961 90,5
1962 107,2
1963 79,7
1965 40,5
1968 67,1
1969 74,3
1970 115,5
1971 102,6
1972 114,9
1973 100,9
Moyenne 85,0
Ecart-type 22,1
Po 75,1
Ag 17,2
P5h 101,0
P10h 113,9
ii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Température °C
Mois Min Max Moyenne
Janvier 18,7 28,9 23,8
Février 18,4 28,9 23,65
Mars 18,3 28,9 23,6
Avril 14,8 29,1 21,95
Mai 14,5 27,8 21,15
Juin 13,4 26,2 19,8
Juillet 12,2 25,7 18,95
Août 13 27,2 20,1
Septembre 14,5 29,2 21,85
Octobre 14,4 31 22,7
Novembre 17,5 30,3 23,9
Décembre 18,3 29,7 24
Année 15 28,6 21,8
Annexe N°04 : Différentes coefficients
Coefficient b dans la formule de MONTANA
Ville b
Tananarive 0,14
Arivonimamo 0,28
Ivato 0,26
Fianarantsoa 0,26
Tuléar 0,24
Majunga 0,35
Tamatave 0,4
Diégo 0,39
Andapa 0,27
Morondava 0,29
Reste 0,288
iii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Coefficient de ruissellement C
Nature de la couverture végétale Valeur de C
Petits BV de 0 à 10ha avec une
pente de
BV moyens de 10 à 400ha avec
une pente de
Moins
de 5%
De 5
à10%
De
10 à
30%
Plus de
30%
Moins
de 5%
De 5
à
10%
De
10à
30%
Plus de
30%
Plates-formes et chaussées de routes ;
cours ;…
0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95
Terrains dénudés, ou végétation non
couvrante, Terrains déjà attaqués par
l'érosion, Labour frais
0,80 0,85 0,90 0,95 0,70 0,75 0,80 0,85
Cultures couvrantes, céréales hautes,
terrains de parcours, chiendent ras,
Petite brousse clairsemée
0,75 0,80 0,85 0,90 0,52 0,60 0,72 0,80
Prairies, brousse dense, savane à sous
obis
0,70 0,75 0,80 0,85 0,30 0,36 0,42 0,50
Forêt ordinaire en futaie, sous-bois
touffus
0,30 0,50 0,60 0,70 0,13 0,20 0,25 0,30
Grande forêt primaire 0,20 0,25 0,30 0,40 0,15 0,18 0,22 0,25
Valeur du coefficient régional B dans la formule CTGREF
Rivière B
Ikopa à Bevomanga 49 Ikopa au Bac de Fiadanana 51 Andromba à Tsinjony 50 Tafaina 47 Ikopa à Antsatrana 47 Betsiboka à Ambodiroka 46 Mangoro à Mangoro 47 Mania à Fasimena 45 Vohitra à Rogez 42 Namorona à Vohiparara 63 Mananantanana 50 Zomanadao à Ankaramena 49 Ihosy à Ihosy 47 Mahatsiatra à Malakialina 46 Mangoky à Banian 49 Mandrare à Amboasary 47 Mananara à Bevia 54 Sambirano à Ambanja 36 Petits bassins ANKABOKA 35
iv
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Résistance du sol de fondation
Nature du sol s en T/m²
Argile compacte bien sèche 80
Argile compacte humide 30
Sable humide mêlé de cailloux 60 à 80
Sable fin humide 50
Remblai ancien (1 siècle) 10
Sable argileux et aquifère 20
Roches compactes 100 à 150
Gravier terreux 20 à 50
Cailloux et graviers 40 à 60
Terre vierge non humide 20
Terre végétale rapportée qui a été tassée et
pilonnée
10
Vase et argile molle 5
Annexe N°05 : Caractéristiques du bassin versant
1) Surface et périmètre du bassin versant :
S=1,45[km2]
P=4,43[km]
2) Coefficient de compacité de GRAVELIUS :
√
√
3) Pente moyenne du bassin versant :
Alors
4) Temps de concentration :
Formule de PASSINI
√
√
√
√
Alors
v
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
vi
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°06 : Calcul de L1 et L2 (Évacuateur de crue)
Le calcul de L1 et L2 se fait par le logiciel excel, la méthode est basée sur la résolution
du système d’équation suivant :
{
√ ⁄
⁄
Q,L,m,h ;Hb sont des données connues qui va entrer dans l’excel, on fixe une valeur
de L1,alors L2=L - L1 et l’équation donne le débit calculé Qcal.Excel va résolu les 2
équations par la méthode de la valeur cible (en mettant sur la cellule à definir le Qcalculer,la
valeur de Q10 sur la valeur atteindre et L1 sur la cellule à modifier) jusqu’à obtenir une valeur
idéale de L1 et jusqu’à obtenir le résultat suivant :
( )
Avec :
ABS : valeur absolu
Qn : Débit nominal égal au débit décennale du projet [m3/s]
Qcal : Débit calculé ou débit de calage en [m3/s]
Les résultats de calcul avec Excel sont représentés dans le tableau suivant :
m= 0,4 hb= 1,5 h= 1
Q10 L L1 L2 Qcal Q
17 8 7,5 0,5 17 0,1%
Le nombre de passe batardable dépend de la valeur de L2 au choix de 1[m] ou 1,5[m].
Pour notre cas, la valeur de L2 dans le tableau est de 0,5 [m], alors on choisira la passe de
1[m].Donc les valeurs de L2 et L1 deviennent respectivement 1 [m] et 7 [m].
Dans le deuxième tableau suivant, en utilisant les mêmes formules que précédemment,
on porte ces nouvelles valeurs de L1 et L2. On recommence les mêmes opérations mais cette
fois ci, la cellule à redéfinir et à vérifier sera la valeur de la lame d’eau h’ [m].
m= 0,4 hb= 1,5 h'= 0,89
Q10 L L1 L2 Qcal Q
17 8 7,0 1,0 17 0,0%
D’après ce deux tableaux, On remarque que la valeur de h’ est inférieur à la valeur de
h, donc on n’a pas nécessaire de rehausser les berges.
vii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°07 : Stabilité du barrage de captage
Le profil type du barrage est donné dans la figure ci-dessous :
Les données de base nécessaire pour les différents calculs de stabilités sont :
Longueur seuil (m) 8
Hauteur seuil (m) 1,5
Largeur crête (m) 0,50
Talus paroi aval 1
Radier amont (m) 0,50
Radier aval (m) 1
Epaisseur radier (m) 0,10
Parafouille amont (m) 0,50
Parafouille aval (m) 0,40
Seuil aval (m) 0,20
Base (m) 2
H amont (m) 2,63
H aval (m) 2,52
Hauteur de sédiments 0,25
Angle Frottement interne (°) 25
Largeur fondation 3,5
Epaisseur parafouille 0,10
Masse volumique du barrage ρb [Kg/m3] 2 500
Masse volumique immergée des sédiments ρs [Kg/m3] 1 600
viii
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Calcul de la base du seuil et la largeur de la fondation :
Les différentes forces agissant sur le barrage
Poids du barrage
W1 (massif) 1 875
W2 (massif) 2 813
W3 (radier) 875
W4 (parafouille amont) 100
W5 (parafouille aval) 75
W6 (seuil aval) 50
Total W 5 788
Les formules utilisées pour les calculs sont :
Poussée de l’eau
P1 (lame d'eau) 1 694
P2 (réservoir eau) 1 125
Les formules utilisées pour les calculs sont :
Poussée des sédiments
Ps 20
Total P 2 840
Avec :
Surcharges
Les surcharges sont dus au poids de l’eau sur le radier
ix
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Sc radier amont 1 315
Sc crête 565
Sc radier aval 2 516
Sc parafouille aval 232
Total Sc 4 627
Les formules utilisées pour les calculs sont :
Calculs des bras de leviers
Les bras de levier, par rapport au point O extrémité aval du barrage des forces
appliquées au barrage sont donnés dans les tableaux suivants :
Bras de levier dFi en mètre
BRAS DE LEVIER % à O (m)
Poids du barrage
dW1 2,75
dW2 2,00
dW3 1,75
dW4 3,45
dW5 0,05
dW6 0,05
Poussée de l'eau
dP1 1,15
dP2 0,90
Poussée de sédiments
dPs 0,48
Les bras de levierdes forces appliquées au barrage, par rapport au point G au
centre de la base du radiersont donnés dans les tableaux suivants :
BRAS DE LEVIER % à G (m)
Poids du barrage
dW1 1,00
dW2 0,25
dW3 0,00
dW4 1,70
dW5 -1,70
dW6 -1,70
Poussée de l'eau
dP1 -0,80
dP2 -0,55
Poussée de sédiments
dPs -0,13
x
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Calculs des Moments
Les moments de toutes les forces Fi par rapport aux points O et G sont donnés par la
formule suivante :
MOMENTS % à O (kg.m)
Poids du barrage
MW1 5 156
MW2 5 625
MW3 1 531
MW4 345
MW5 4
MW6 3
Total M(W) 12 664
Poussée de l'eau
MP1 1 948
MP2 1 013
Poussée de sédiments
MPs 10
Total M(P) 2 829
MOMENTS % à G (kg.m)
Poids du barrage
MW1 1 875
MW2 703
MW3 0
MW4 170
MW5 -128
MW6 -85
Total M(W) 2 536
Poussée de l'eau
MP1 -1 355
MP2 -619
Poussée de sédiments
MPs -3
Total M(P) -1 878
Stabilité du barrage au glissement
Pour que la stabilité au glissement soit assurée, il faut que :
∑
∑
avec : ∑ 2840 [kg] et ∑
On obtient : kg = 1,22 ; le barrage est stable au glissement.
xi
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Stabilité du barrage au renversement
La stabilité du barrage au renversement est assurée lorsque le coefficient :
>1,5
Mais vaut mieux que Kr≺2 pour raison économique et sécurité.
On obtient : Kr = 1,98 ; le barrage est stable au renversement.
La stabilité élastique ou condition de non poinçonnement de la fondation
La condition de non poinçonnement est vérifiée si la contrainte sur le sol de fondation est
admissible :
Le σsol est égale à 100 [T/m2] pour notre cas (nature du sol en roches compactes).
Calcul de :
M =Moment % à G (kg.m) 559
N (kg) 5 788
v (m) 1,75
I= Moment d'inertie (m4) 3,57
S= Section (m2) 3,50
Avec :
∑
N=W
S= largeur fondation x 1
Alors d’où la condition de non poinçonnement est vérifiée.
Annexe N°08 : Stabilité de l’ouvrage de traitement(Filtration et Brises charges)
Hypothèse pour la vérification de la stabilité
On ne tient pas compte des poussées sur la semelle
On ne tient pas compte des poussées des terres et de la butée sur les faces latérales
On ne tient pas compte de la butée et de la sous pression
La sous pression de l’eau est négligeable dû à la barbacane et au drain de sable
Le mur est vertical, la poussée des terres se détermine par la méthode de RANKINE
enfonction de Φ étant l’angle de frottement interne
xii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Les efforts qui s’appliquent sur l’ouvrage de filtration dans la chambre de filtration
sont les suivantes:
La poussée de l’eau Pe
La poussée du massif filtrant P2
Le poids du massif filtrant Pmassif
Le poids de l’eau We
Le poids de la paroi vertical Pmur
Le poids du radier Pradier
L’étude de la stabilité se fait par unité de mètre.
L’étude de la stabilité de l’ouvrage de filtration se fait dans le cas défavorable, au
niveau dela chambre de filtration
Représentation des diagrammes des poussées Représentation des poids
Pe
P2
A B
Pmur
Pradier
Pmassif
s
We
xiii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Il travaille comme un mur de soutènement
MUR EAU TERRE COUCHE RADIER Unités
Hauteur du mur 1,8 Hauteur d'eau 1,25
Hauteur de
terre 0,5
Hauteur de la
couche 1,05
Hauteur du
radier 0,1 m
épaisseur 0,08 Largeur 0,8 épaisseur 0,1 Largeur 0,8 Largeur 1,08 m
Masse
volumique 2,5
Masse
volumique 1
Masse
volumique 1,6 Masse volumique 1,8
Masse
volumique 2,5 t/m3
Calcul de forces appliquées par
ml
Poussée de l'eau en T/m 0,78125 T/m
Poussée du massif 0,4028535 T/m
Poids du radier 0,27 T/m
Poids du mur 0,36 T/m
Poids de massifs
filtrants
1,52 T/m
Poids de l'eau 1,00 T/m
Moment par rapport à A
Force destabilisatrice Bras de levier
Moment destabilisateur Total Moment
Pe 0,78 0,52 0,40
0,58 P2 0,40 0,45 0,18
Force stabilisatrice Bras de levier
Moment stabilisateur Total Moment
Pr 0,27 0,54 0,1458
1,36 Pmur 0,36 0,04 0,0144
Pmassif 1,52 0,48 0,725
We 1 0,48 0,48
xiv
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
STABILITÉ AU GLISSEMENT
l'ouvrage est stable au glissement
si
25
Kg 1,592
tan 0,6
STABILITE ELASTIQUE
Vérifications des contraintes au sol Vérifications de la règle de tiers central
N : force normale à la fondation (force stabilisatrices)=3,77
S : Section de la fondation en ml= 1,08
L : largeur de la fondation=1,08
M : moment % au centre du radier=0,67
Alors
La contrainte admissible des sols est de : ⁄
e 0,151768
L/6 0,18
∑
∑ *tan
STABILITE AU RENVERSEMENT
L’ouvrage est stable au renversement si :
Kr=2,30 alors vérifié
∑
∑
xv
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AnnexeN°09 : Armatures de l’ouvrage de filtration
1) Ferraillages du radier : Le radier suppose comme une dalle horizontale
s’appuyant sur deux appuis simples.
a) Hypothèse de calcul : Les dalles horizontales sont supposées reposées sur
deux appuis simples ; elles sont de formes rectangulaires
Poids volumique ⁄
Béton Gravillon Massifs filtrants Eau
25 16 18 10
La fissuration est préjudiciable alors :
Coefficient de fissuration =0,6
fc28=25[MPa]
fe=400[MPa]
d’=0,03[m]
Avec : √
0,5fe=200
Application numérique :
{
} {
⁄
⁄}
(
) . Les caractéristiques
du radier de l’ouvrage de filtration est données dans le tableau suivant :
Désignations Base bo[m] Hauteur h[m] Portée de l’étude[m] Forces appliquées sur
la dalle
Ouvrage de
filtration
1 0,1 2,16 Poids de l’eau
Poids du massif
filtrant
Poids propre de la
dalle
{ { ⁄ √ }
=
xvi
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b) Détermination de l’effort maximal appliqué sur les ouvrages
Les efforts, qui sollicitent les ouvrages, sont supposés repartis uniformément sur la portée de la dalle ; ainsi le poids surfacique sur les
ouvrages est les suivantes.
Pour une charge repartie uniformément sur une portée l; l’effort maximal est obtenu par la relation suivant :
c) Calcul des Moments maximales sur le radier (dalle horizontale)
effort
poids
volumique h(m) b0(m)
poids
surfacique go
[kN/m2] porté l
Effort
max en
[KN]
Q en
[KN]
G en
[KN]
Mser
d [m]
KN MN
poids du massif
filtrants 18 0,1 1 1,8 2,16 1,04
1,63
3,09 0,00309 0,217 15 0 ,07
0,016 poids de l'eau 10 0,1 1 1 2,16 0,58
poids propre du
radier 25 0,1 1 2,5 2,16 1,46
1,458
d) Calcul des sections des armatures longitudinales et transversales
Armature longitudinale Armature Transversale
Mser [MN] Mrb [MN] Mser<Mrb
Type
section
Aser en [cm2]
Aser= arm
long
choix de
ferraillages
Aser/3=arm
trans choix
0,00309 0,016 oui SSA 0,0031 0,8242 0,000266 2,657521592 2,657521592 410 0,88584053 46
2) Ferraillage sur les couvercles assimilés à une dalle horizontale sur deux appuis simples
xvii
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a) Calcul des moments maximaux sur les couvercles
effort
poids
volumique h(m) b0(m)
poids
surfacique go
[KN/m2] porté l
Effort
max en
[KN]
Q en
[KN]
G en
[KN]
Mser
d [m]
KN MN
Poids propre du
couvercle
25 1 0,08 2 2 1 0 1 1 0,001 0,2174 15 0,05 0,0081
b) Calcul des sections des armatures longitudinales et transversales
Armature longitudinale Armature Transversale
Mser [MN] Mrb [MN] Mser<Mrb
Type
section
Aser en [cm2]
Aser= arm
long
choix de
ferraillages
Aser=arm
trans choix
0,001 0,008150626 oui SSA 0,001984127 0,824 0,00012 1,20 1,20 56 1,203681131 56
3) Ferraillage sur les dalles verticales encastrées à une extrémité
L’ouvrage auquel la détermination de ferraillages dans le cas des dalles verticales est : la paroi du filtre.
Les caractéristiques de la paroi du filtre de l’ouvrage de filtration est données dans le tableau suivant :
Désignations Base bo[m] Hauteur h[m] Portée de l’étude[m] Forces appliquées sur
la dalle
Ouvrage de
filtration
1 0,1 1,8 Poids de l’eau
Poids du massif
filtrant
Poids propre de la
dalle
xviii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
a) calcul de l'effort maximal appliqué sur la largeur de la dalle verticale
a-1 charge dynamique
La poussée est obtenue dans le fond des ouvrages par la relation est :
La valeur de l’angle de frottement interne pour : les massifs filtrants est de 20°
Efforts
g
[KN/m3] Kg h[m] P[KN) a=P/h q(x) q[KN] l(m] Mmax Vmax Q[MN] M[MN]
Poussée du massif
filtrant 18 0,49 1,05 4,86 4,63 4,63x 2,55 1,8 1,033 1,14 0,0011 0,001034
Poussée de l'eau 10 1 1,25 7,81 6,25 6,25x 4,88 1,8 1,977 2,19 0,00219 0,001978
Avec l’expression de la charge est sous forme :
Tel que :
Alors, l’effort total appliqué sur la dalle est : ∫ ∫
Pour une charge repartie uniformément sur une portée l :
a-2 Charge permanent
Mmax Vmax
Efforts b0 h l [KN] [MN] [KN] [KN]
Poids propre de la dalle 1 0,1 1,8 1,012 0,001 1,125 0,0011
(
) (
)
xix
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
a-3 Détermination de la répartition de l’armature d’âme
G Q Vuo=1,35G+1,5Q d
(
)
(
)
(
)
(
)
Résultat
0,0011 0,0033 0,0065376 0,07
0,093395
1,16
2,5
1,5
2,5
non
Pas
d’armatures
d’âme
a-4 Détermination des armatures sur les parois verticales
Armature longitudinale Armature Transversale
Mser [MN] Mrb [MN] Mser<Mrb
Type
section
Aser en [cm2]
Aser= arm
long
choix de
ferraillages
Aser=arm
trans choix
0,004023827 0,015975227 oui SSA 0,004073359 0,82419128 0,000345957 3,459574849 3,459574849 510 1,153191616 56
xx
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°10 : Dimensionnement du réservoir
Hypothèses de calcul
Epaisseur dalle supérieure (couvercle) : eds = 12,5[cm],
Epaisseur dalle inférieure (radier) : edi = 20[cm],
Epaisseur cuve : ecuve
Prédimensionnement
Capacité du réservoir
La capacité du réservoir est obtenue par la moyenne des 2 formules suivantes :
Alors la capacité du réservoir =
Dalle supérieure ou couvercle
La dalle supérieure sert de couvercle pour le réservoir (c’est la partie supérieure du
réservoir), et d’un tuyau d’aération munie d’un trou d’homme pour l’entretien. Sa partie
supérieure est munie d’une pente douce pour évacuer les eaux de pluie.
La dimension de la dalle supérieure est donnée dans le tableau suivant :
désignation dalle supérieure
L (Longueur)[m] l (largeurs) [m] épaisseurs [m]
Réservoir 6 5 0,125
Dimension de la cuve
Le réservoir est de section rectangulaires composé de deux compartiments égaux
séparés par un mur de 10[cm] dont les murs extérieurs ont pour épaisseur égales à 25[cm].
Les dimensions intérieures et extérieures de réservoir sont résumées dans le tableau
suivant :
désignation
dimensions extérieures dimensions intérieures
Longueur[m] Largeur [m] hauteur[m] Longueur [m] largeur [m] hauteur[m]
Réservoir 6 5
4 5,75 4,75
3,875
Dalle inférieure
La dimension de la dalle inférieure ou le radier du réservoir est donnée dans le tableau
suivant :
xxi
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
désignation dalle inférieure
L (Longueur)[m] l (largeur) [m] épaisseurs [m]
Réservoir 6 5,75 0,20
Hauteur utile de l’eau hu dans le réservoir
La hauteur utile de l’eau dans les réservoirs est donnée par la formule suivante :
Avec :
hu : hauteur utile de l’eau dans le réservoir,
Vu : volume utile de l’eau dans le réservoir qui est égale 105[m3]
Sint : section intérieure du réservoir (S=L*l=5,75*4,75= 27,31 [m] ).
On obtient :
désignation hauteur utile de l'eau hu[m]
Réservoir 3,8
CALCULS DES ARMATURES DU RÉSERVOIR
Hypothèses de calcul
Epaisseur dalle supérieure (couvercle) : eds = 12,5[cm],
Epaisseur dalle inférieure (radier) : edi = 20[cm],
Epaisseur cuve : ecuve
Poids volumique du béton : = 2500[daN/m3],
Poids volumique de l’acier : = 7850[daN/m3],
Poids volumique de l’eau : = 1000[daN/m3],
Contrainte admissible du béton : = 82,5[kg/cm2],
Contrainte admissible de l’acier : = 1600[kg/cm2].
Armatures de couvercle (Dalle supérieure)
Le couvercle est assimilé à une dalle sur trois appuis :
P1 et P2 : poids propre du couvercle par mètre linéaire tel que :
xxii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
P1 = P2 =
Avec :
x : longueur de la dalle égale à 5[m],
e : epaisseur de la dalle égale à 0,125[m],
: Poids volumique du béton égal à 2500[daN/m3]
On a : P1 = P2 =
* 0,125 * 2500 = 781,25[daN/m]
Moment maximal par mètre carré
= =
* P1et =
* 2P1
On a: = =
* 781,25= 977[daN.m]
=1953 [daN.m]
Section d’armature
: Contrainte admissible de l'armature
hu : hauteur utile = hauteur de la section – enrobage de 3[cm]
M : Moment maximal dans la section
Ԑ : coefficient à déterminer à l'aide d'un abaque tel que Ԑ = 0,7332
AN :
Tronçon I et III :
= 0,89[cm2], soit un quadrillage de 4Ф6 par mètre de section.
Tronçon II :
= 1,78[cm2], soit un quadrillage de 7Ф6 par mètre de section.
Armatures de la cuve
Pression hydrostatique
P =
z étant la profondeur d’eau dans le réservoir
Effort normale de compression
√
: Section de la cuve
Section armature
Désignation z[m] P[daN/m2] Sc[m
2] N[daNm] A[cm
2] section réelle
Réservoir 3,8 3800 22,8 20467,28 12,79 8Ф10 + 6 Ф12
xxiii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Armature de la dalle inférieure (radier)
La dalle inférieure est assimilée à une dalle sur trois appuis.
Poids P1 et P2
P1 = P2 =
+
+
+
Avec : =
= )+(
= )+(
Désignation x[m] edi[m] Peau[daN/m] Pcouvercle[daN/m] Pcuve[daN/m] P1=P2[daN/m]
Réservoir 5 0,20 2500 103787 9375 1562,5 182362,5
Moment maximal par mètre carrée
MI = MIII =
et MII = 2MI
Désignation MI=MIII MII=2MI
Réservoir 45590,62 91181,25
Section d’armature
Désignation M[daNm] A[cm2] Section réelle
Réservoir Tronçon I 22906,60 23,31 8⏀14+10⏀12
Tronçon III 22906,60 23,31 8⏀14+10⏀12
Tronçon II 45813,20 46,62 20⏀14+14⏀12
xxiv
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°11 : Extrait du résultat Complet sur les arcs et nœuds à 6 heures de la
simulation du réseau pendant 24 h dans EPANET
Résultats aux nœuds à 6:00Heures:
-------------
ID Nœud
-------------
--------------
Demande
(LPS)
--------------
----------
Charge
(m)
----------
----------
Pression
(m)
----------
N1 (ptsa) 0,34 44,26 6,36
N2(Masera) 1,34 41,22 6,6
N3(202) 0,34 44,4 6,87
N4(205) 0 43,57 8,45
N5(209) 0 39,51 6,21
N6(211) 0 38,23 6,1
N7(BF 6) 0,34 31,88 1,1
N8(BF4) 0,34 38,67 4,02
N9(BF5) 0,34 37,56 6,24
N10(pts6) 0,34 42,41 10,21
N11(pts 9) 0,17 41,62 10,85
N12(pts 12) 0,33 38,63 8,27
N13(BF8) 0,34 35,82 6,82
N14(BF10) 0,34 38,14 8,81
N15(BF 11) 0,34 34 9,9
N16(pts 20) 0,34 39,26 13,81
N17(pts24) 0 37,19 13,54
N18(BF13) 0,34 34,98 10,12
N19(pts33) 0 33,66 11,71
N20(BF16) 0,34 29,8 8,17
N21(pts35) 0 33,1 10,77
N22(EPP) 0,34 30,34 8,31
N23(pts38) 0 32,57 10,69
N24(LEG) 0,34 31,29 9,77
N25(Hôpital) 0,34 28,25 7,57
N26(pts38b) 0,34 31,68 11,4
N27(BF15) 0,34 24,34 11,15
N28(pts46) 0,34 31,09 19,37
N29(pts49) 0,34 28,03 18,37
N30(BF17) 0,34 23,95 15,15
N31(pts52) 0,34 26,41 18,66
N32(pts52c) 0 24,95 18,95
N33(BF22) 0,34 21,68 15,74
N34(BF23) 0,34 19,51 18,38
N35(pts56) 0 23 19,5
N36(BF21) 0,34 19,47 16,87
N37(BF20) 0,34 18,65 15,35
B1 -6,02 392 0 Bâche
R1 -4,32 45,09 0,09 Réservoir
xxv
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Résultats auxarcs à 6:00 Heures:
------------- -------------- ---------- ---------- ----------
ID Débit Vitesse P.Charge
U.
État
Arc LPS m/s m/km
------------- -------------- ---------- ---------- ----------
T1 6,02 1,36 23,98 Ouvert
T2 1,68 0,54 5,54 Ouvert
T3 1,34 0,68 11,26 Ouvert
T4 3,22 0,73 7,67 Ouvert
T5 1,02 0,52 6,92 Ouvert
T6 1,02 0,81 20,31 Ouvert
T7 0,68 0,54 9,84 Ouvert
T8 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T9 0,34 0,42 8,43 Ouvert
T10 0,34 0,42 8,43 Ouvert
T11 1,86 0,6 6,64 Ouvert
T12 1,52 0,49 4,63 Ouvert
T13 1,01 0,8 49,95 Ouvert
T14 0,68 0,54 9,84 Ouvert
T15 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T16 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T17 2,72 0,62 5,66 Ouvert
T18 2,38 0,76 10,35 Ouvert
T19 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T20 2,04 0,65 7,84 Ouvert
T21 1,7 0,55 5,6 Ouvert
T22 1,36 0,44 3,8 Ouvert
T23 0,68 0,54 9,84 Ouvert
T24 0,34 0,69 27,2 Ouvert
T25 0,68 0,54 9,84 Ouvert
T26 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T27 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T28 0,34 0,69 27,61 Ouvert
T29 2,72 0,62 5,6 Ouvert
T30 2,38 0,76 10,21 Ouvert
T31 0,34 0,69 27,2 Ouvert
T32 1,7 0,55 5,59 Ouvert
T33 0,68 0,54 9,73 Ouvert
T34 0,34 0,69 27,2 Ouvert
T35 0,34 0,69 27,2 Ouvert
T36 0,68 0,54 9,73 Ouvert
T37 0,34 0,69 27,2 Ouvert
T38 0,34 0,69 27,2 Ouvert
xxvi
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°12 : Coût estimatifs du projet
BARRAGE DE CAPTAGE / BASSIN DE DECANTATION
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U [Ar] Montant [Ar]
101 Ciment CEM I 42,5 N Manda-Holcim
sac 77 25 000 1 925 000
102 Fers tors à béton O 10T barre 10 19 000 190 000
103 Fers tors à béton O 8T barre 25 12 500 312 500
104 Fers tors à béton O 6T barre 5 7 500 37 500
105 Gravillons pour B.A Fft m3 5 35 000 175 000
106 Moellons 0.20 x 0.20 x 0.20m pour barrage 0.20X0.20 U 1 400
350 490 000
107 Sable de rivière Fft m3 15 25 000 375 000
108 Planches 4,00m pour coffrage 4m U 50 3 500 175 000
109 Madriers 4,00m pour batardeau 4m U 5 25 000 125 000
110 Fournitures et pose d'une Grille métallique Fft U 1
190 000 190 000
111 Gravillons pour Filtre Bassin de décantation Fft m3 2
35 000 70 000
112 Vanne en laiton O 75 U 2 50 300 100 600
113 SR 13 à serrer O 75 U 4 14 400 57 600
114 TuyauxGalva& accessoires de raccordement O 75 U 6
83 500 501 000
115 Caillasse pour Filtre Bassin de décantation Fft m3 2
25 000 50 000
116 Accessoires Divers pour ouvrage de captage Fft Fft 2
186 250 372 500
117 M.O Fokonolona pour réalisations des ouvrages H/j U 300
2 000
TOTAL BARRAGE DE CAPTAGE / BASSIN DE DECANTATION
5 146 700
OUVRAGES REDUCTEUR DE PRESSION / BRISE CHARGE (Nombres=06)
201 Ciment CEM I 42,5 N Manda-Holcim
sac 49 25 000 1 225 000
202 Fers tors à béton O 10T barre 11 19 000 209 000
203 Fers tors à béton O 8T barre 52 12 500 650 000
204 Fers tors à béton O 6T barre 6 7 500 45 000
205 Gravillons pour B.A Fft m3 5 35 000 175 000
206 Sable de rivière Fft m3 4 25 000 100 000
xxvii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
207 Planches 4,00m pour coffrage 4m U 30 3 500 105 000
208 Vanne en laiton O 75 U 2 50 300 100 600
209 SR 13 à serrer O 75 U 4 14 400 57 600
210 Tuyau PEHD PN 10 O75 U 5 14 028 70 140
211 Tuyau PEHD PN 10 O 63 U 10 9 800 98 000
212 Caillasse Fft m3 2 30 000 60 000
213 Accessoires Divers Ouvrages Fft Fft 2 112 500 225 000
214 M.O Fokonolona pour réalisation des ouvrages H/j U 150
2 000
TOTAL - OUVRAGES BRISE CHARGE (Nombres=06)
18722040
CONDUITES D'AMENEE
CONDUITES D'AMENEE BARRAGE/DECANTATION > REDUCTEUR DE PRESSION 1
3001 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 660 11 690 7 715 400
3002 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 7 55 804 390 628
3003 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 3
83 500 250 500
3004 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 660
2 000
SOUS TOTAL - CONDUITES D'AMENEE BARRAGE/DECANTATION > REDUCTEUR DE PRESSION 1
8 356 528
REDUCTEUR DE PRESSION 1> REDUCTEUR DE PRESSION 2
3101 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 289 11 690 3 378 410
3102 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 3 55 804 167 412
3103 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 2
83 500 167 000
3104 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 289
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 1> REDUCTEUR DE PRESSION 2
3 712 822
REDUCTEUR DE PRESSION 2> REDUCTEUR DE PRESSION 3
3201 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 236 11 690 2 758 840
3202 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 3 55 804 167 412
3203 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 2
83 500 167 000
3204 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 236
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 2> REDUCTEUR DE PRESSION 3
3 093 252
xxviii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
REDUCTEUR DE PRESSION 3> REDUCTEUR DE PRESSION 4
3301 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 2 411 11 690 28 184 590
3302 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 25 55 804 1 395 100
3304 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 5
83 500 417 500
3305 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 2 411
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 3> REDUCTEUR DE PRESSION 4
29 997 790
REDUCTEUR DE PRESSION 4> REDUCTEUR DE PRESSION 5
3401 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 214 11 690 2 501 660
3402 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 3 55 804 167 412
3403 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 2
83 500 167 000
3404 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 214
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 4> REDUCTEUR DE PRESSION 5
2 836 072
REDUCTEUR DE PRESSION 5> REDUCTEUR DE PRESSION 6
3501 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 7 121 11 690 83 244 490
3502 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 72 55 804 4 017 888
3503 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 5
83 500 417 500
3504 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 7 121
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 5> REDUCTEUR DE PRESSION 6
87 679 878
REDUCTEUR DE PRESSION 6> RESERVOIR
3601 Tuyaux PEHD PN 10 Bars O 75 m 3 535 11 690 41 324 150
3602 Raccord union plast. SR 12 à serrer O 75 U 36 55 804 2 008 944
3603 Tuyaux Galva & accessoires de raccordement O 75 U 2
83 500 167 000
3604 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m 3 535
2 000 0
SOUS TOTAL - REDUCTEUR DE PRESSION 6> RESERVOIR
43 500 094
TOTAL- CONDUITE D’AMMENEE
179 175 836
xxix
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
RESERVOIR DE STOCKAGE AMBARARATABE
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U [Ar] Montant [Ar]
401 Ciment CEM I 42,5 N Manda-Holcim Sac
408 25 000 10 200 000
402 Fers tors à béton O 6T barre 11 7 500 82 500
403 Fers à béton tors O 8T barre 124 12 500 1 550 000
404 Fers à béton tors O 10T barre 61 19 000 1 159 000
405 Fers à béton tors O 12T barre 71 26 500 1 881 500
406 Fers à béton tors O 14T barre 29 35 000 1 015 000
407 Moellons 0.20 x 0.20 x 0.20m pour barrage 0.20X0.20 U 4 666
350 1 633 100
408 Gravillons pour Réservoir Fft m3 33 35 000 1 155 000
409 Sable de rivière Fft m3 30 25 000 750 000
410 Planches 4,00m pour coffrage 4m U 400 3 500 1 400 000
411 Madriers 4,00m 4m U 20 25 000 500 000
412 Vanne d'arrêt en laiton O 75 U 3 135 179 405 537
413 Vanne d'arrêt en laiton O 63 U 6 50 300 301 800
414 Vanne d'arrêt en laiton O 40 U 1 18 500 18 500
415 SR 13 à serrer 75 U 6 23 935 143 611
416 SR 13 à serrer 60 U 12 13 500 162 000
417 SR 13 à serrer 50 U 2 8 500 17 000
418 SR 14 à serrer 60 U 4 13 500 54 000
419 Té égal à serrer 63 U 2 32 000 64 000
420 Coude PVC à coller 63 U 4 7 200 28 800
421 Tube Galva filetée 0,30m 40/50 U 4 7 250 29 000
422 Tube Galva filetée 0,40m 40/50 U 4 6 000 24 000
423 TUYAU GALVA pour sortie vers réseaux de distribution O 63 U 6
73 500 441 000
424 Coude Galva O 63 U 12 7 500 90 000
425 Té Galva O 63 U 3 9 500 28 500
426 Tuyau PEHD Vidange + trop plein ¤ 63 m 20
9800 196 000
427 M.O Fokonolona pour manœuvres H/j 30 600
3 500
Total - RESERVOIR DE STOCKAGE AMBARARATABE
23 329 848
CONDUITE DE DISTRIBUTION AMBARARATABE
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U [Ar] Montant [Ar]
501 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG AMBARARATABE O 75 m 3620
11 690 42 317 800
502 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG O 63 m 2100 9 800 20 580 000
xxx
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
AMBARARATABE
503 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG AMBARARATABE O 50 m 390
6 400 2 496 000
504 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG AMBARARATABE O 40 m 1250
4 100 5 125 000
505 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG AMBARARATABE O 32 m 330
3 150 1 039 500
506 Tuyau PEHD PN 10 C.D. AEPG AMBARARATABE O 25 m 1950
1 980 3 861 000
507 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 75 U 37
55 804 2 064 748
508 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 63 U 22
25 300 556 600
509 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 50 U 4
18 000 72 000
510 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 40 U 13
13 350 173 550
511 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 32 U 3
8 500 25 500
512 Raccord Union plast. SR 12 à serrer O 25 U 20
6 600 132 000
513 Réduction plast à serrer 75 > 60 U 3 40 161 120 483
514 Réduction plast à serrer 60 > 50 U 5 19 950 99 750
515 Réduction plast à serrer 60 > 40 U 3 17 400 52 200
516 Réduction plast à serrer 50 > 40 U 7 14 300 100 100
517 Réduction plast à serrer 50 > 32 U 3 14 150 42 450
518 Réduction plast à serrer 40 > 32 U 28 9 800 274 400
519 Réduction plast à serrer 32 > 25 U 28 6 800 190 400
520 Tés égaux plast à serrer O 75 U 5 62 047 310 235
521 Tés égaux plast à serrer O 63 U 10 29 500 295 000
522 Tés égaux plast à serrer O 50 U 12 23 650 283 800
523 Tés égaux plast à serrer O 40 U 16 18 650 298 400
524 Tés égaux plast à serrer O 32 U 8 10 300 82 400
525 Accessoires divers pour Réseaux de Distribution Fft U 4
125 000 500 000
526 M.O Fokonolona pour creusement des canaux ml m
2 000
TOTAL - RESEAUX DE DISTRIBUTION AMBARARATABE
38 775 516
BORNES FONTAINES AMBARARATABE & AMBATOMITSANGANA
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U [Ar] Montant [Ar]
601 Ciment CEM II 42,5 N Orimbato-Holcim
sac 125 25 000 3 125 000
602 Fers à béton tors ¤ 8 barre 25 12 500 312 500
603 Fers tors à béton ¤ 6 barre 15 7 500 112 500
604 Tube PPR 1,20m 20/27 U 25 6 000 150 000
xxxi
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
605 Tube PPR 0,14m 20/27 U 25 2 000 50 000
606 Coude PPR 20/27 U 50 1 500 75 000
607 Tube Galva 20/27 U 6 45 000 270 000
608 Robinet de puisage en laiton 1/4 Tour 20/27 U 26
12 500 325 000
609 Manchon galva 20/27 U 50 1 200 60 000
610 Coude 90° galva 20/27 U 50 1 500 75 000
611 Vanne d'arrêt en laiton pour BF 26/32 U 25 10 200 255 000
612 SR 13 plast. à serrer 25 U 50 7 200 360 000
613 Tuyau PEHD PN 10 Évacuation& B.F. O 63 m 250
9200 2 300 000
614 Gravillons pour B.F Fft m3 25 35 000 875 000
615 Planches 4,00m pour coffrage 4m U 60 3 500 210 000
616 M.O Fokonolona pour manœuvres H/j 25 500
0
TOTAL - BORNES FONTAINES AMBARARATABE & AMBATOMITSANGANA
8 555 000
INFRASTRUCTURES DLM (Dispositifs de Lave Main)
701 Ciment CEM II 42,5 N Orimbato-Holcim
sac 28 25 000 700 000
702 Fers à béton tors ¤ 8 barre 16 12 500 200 000
703 Fers tors à béton ¤ 6 barre 8 7 500 60 000
704 Tube PPR 1,00m 20/27 U 32 6 000 192 000
705 Té PPR 20/27 U 16 4 000 64 000
706 Coude PPR 20/27 U 12 3 500 42 000
707 Tube galva 1,20m 20/27 U 8 7 500 60 000
708 Tube galva 0,14m 20/27 U 16 2 500 40 000
709 Robinet de puisage en laiton 20/27 U 16 12 500 200 000
710 Manchon galva 20/27 U 32 1 200 38 400
711 Coude 90° galva 20/27 U 16 1 500 24 000
712 SR 13 plast. à serrer 25 U 8 7 200 57 600
713 Vanne d'arrêt en laiton pour DLM 26/32 U 4
10 200 40 800
714 SR 13 plast. à serrer 26/32 U 8 7 200 57 600
715 Gravillons pour DLM Fft m3 6 35 000 210 000
716 Tuyau PEHD PN 10 O 63 m 20 9800 196 000
717 Tuyaux PVC (évacuation DLM) O 100 barre 8 25 000 200 000
718 Planches 4,00m pour coffrage 4m U 40 3 500 140 000
719 M.O Fokonolona pour manœuvres H/j 25 150
3 500 525 000
TOTAL - INFRASTRUCTURES D'HYGIENE DLM
3 047 400
INFRASTRUCTURES D'ASSAINISSEMENT 4 L.S.H. Institutionnelles
xxxii
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U
[Ar]
Montant
[Ar]
801 Ciment CEM II 42,5 N Orimbato-Holcim
sac 260 25 000 6 500 000
802 Fers à béton tors ¤ 10 barre 48 19 000 912 000
803 Fers à béton tors ¤ 8 barre 48 16 500 792 000
804 Fers à béton tors ¤ 6 barre 20 10 500 210 000
805 Gravillons 5 / 15mm m3 10,0 35 000 350 000
806 Briques artisanales U 36000 50 1 800 000
807 Tuyau PVC Ø 100 Barre 6m U 24 75 000 1 800 000
808 Tuyau PEHD Ø 63 m ml 40 9 500 380 000
809 Coude PVC Ø 100 Unité U 16 9 000 144 000
8010 Tuyau PPR Ø 25 Barre 4m U 16 15 500 248 000
811 Accessoires Coudes / Raccord union en PPR
Fft Fft 4
32 500 130 000
812 Bois carré en B.O. 7cm x 6 cm 4m U 18 15 000 270 000
813 planche pin 4m 4m U 250 3 500 875 000
814 Bois rond 4m 4m U 80 2 500 200 000
815 Planche de rive 4m U 24 12 500 300 000
816 Madrier 7cmx17cmx4m 4m U 40 22 500 900 000
817 Fil recuit Kg Kg 8 4 000 32 000
818 Pointe 100 O 100 Kg 20 4 000 80 000
819 Pointe 60 / 50 O 60/50 Kg 20 4 000 80 000
820 Paumelle 140 Unité paire 32 1 500 48 000
822 Serrure type vachette avec poignée Unité U 16
45 000 720 000
823 Poignée platine Unité U 32 500 16 000
824 Targette avec porte cadenas Unité U 32 1 500 48 000
825 Tôle galvanisée 40/100 3m U 32 37 500 1 200 000
826 Vis tôle avec rondelle sachet de 100 sachet 2 12 000 24 000
827 Collier Atlas de 100 Unité U 32 2 000 64 000
828 Chaux grasse chaumad sac 30 kg sac 4 20 000 80 000
829 peinture à l'eau blanche ext bidon 25 kg bidon 4 60 000 240 000
830 peinture à l'huile bleu royal 4 kg 4 kg 8 25 000 200 000
831 white spirit Unité U 10 2 600 26 000
832 Teinte colorit bleu Flacon U 8 9 500 76 000
833 Tamis plastique m m 8 3 500 28 000
834 Porte en bois 200 X 100cm ( à Confectionner ) Unité U 8
190 000
1 520 000
835 Porte en bois 200 X 70cm ( à Confectionner ) Unité U 8
150 000
1 200 000
836 Vis à bois Bte de 100 U 2 5 000 10 000
837 Fût plastique de 200l Fût de 180 l U 8 45 000 360 000
838 Rouleau Unité U 8 6 000 48 000
839 Pinceau plat 60 Unité U 8 2 500 20 000
840 Pinceau plat 40 Unité U 8 2 500 20 000
841 Lame de scie à métaux Unité U 10 4 000 40 000
842 colle PVC Tube U 4 8 000 32 000
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843 Filasse Poupée U 1 8 500 8 500
845 Bandes de sécurité & Corde rouge Fft Fft 4 25 000 100 000
846 Pointe Tôles 50 50 Kg 12 4 500 54 000
TOTAL - INFRASTRUCTURES D'ASSAINISSEMENT 4 L.S.H.I.
22 185 500
FOURNITURES DIVERSES AEPG
N° Prix Désignations Référence Unité Quantité P.U [Ar] Montant
[Ar]
901 Colle Girflix Tube 20 8 000 160 000
902 Teflon U 30 500 15 000
903 Fil de fer recuit Kg 65 4 000 260 000
904 Lame de scie à métaux U 30 3 800 114 000
905 Filasse poupée 3 8 000 24 000
906 Peinture : verte 1 kg " 2 9 500 19 000
907 bleue 1 kg " 2 9 500 19 000
908 rouge 1 kg " 2 9 500 19 000
909 blanche 25 kg " 2 165 000 330 000
910 Rouleau à peindre U 4 2 500 10 000
911 Pinceau n°6 n°6 U 4 3 000 12 000
912 White spirit 1 litre Bte 6 3 000 18 000
913 Teinte colorit Bte 6 9 500 57 000
914 Pointes 50 / 60 50 - 60 Kg 50 4 000 200 000
915 Pointes 80 / 100 80 - 100 Kg 50 4 000 200 000
916 Sikalite Sachet Kg 20 12 500 250 000
917 Clés à griffes+ outillages 18 / 24 U 4 35 000 140 000
TOTAL FOURNITURES DIVERSES
1 847 000
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°13 : Calcul de la Valeur Actuelle Nette (VAN)
Année 1 5 7 11 15
Nb population 5333 5956 6294 7029 7850
C (m3/j) 163,96 182,65 192,79 214,85 239,48
C (m3/an) 59 845,37 66 665,96 70 369,40 78 419,12 87 408,98
Prix du m3 d’eau 900 900 900 900 900
Recette (Ar) 53 860 833,72 59 999 363,65 63 332 462,18 70 577 206,54 78 668 082,16
Charge fixe 18996216,4
18996216,4 18996216,4 18996216,4 18996216,4
Charge
d’exploitation
0 0 0 0 0
Recette nette (Ar) 53 860 833,72 59 999 363,65 63 332 462,18 70 577 206,54 78 668 082,16
Amortissement (Ar) 3921058,08 3921058,08 3921058,08 3921058,08 3921058,08
(1+i)^n (i1=12%) 1,12 1,76 2,23 3,48 5,47
(1+i)^n (i2=14%) 1,14 1,93 2,50 4,23 7,14
Cash-flow 12% 51590974,82 36270163,92 30422077,12 21416470,88 15088727,14
Cash-flow 14% 50 685 870 33 198 264,06 26 877 016,77 17 627 583,95 11 570 448,00
Investissement (Ar) 392 105 808 392 105 808 392 105 808 392 105 808 392 105 808
VAN 12% -340 514 833 -174 149 229 -110 510 408 -12 328 463 56 822 772
VAN 14% -341 419 938 -184 712 968 -127 965 892 -44 802 487 9 767 189
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RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°14 : Plans
Plan du barrage
Plan du réservoir
Plan brises charge et ouvrage filtration
Plan du DLM et LSHI
Plan de masse du projet
Profils en Long du Conduite d’amenée
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TABLES DES MATIERES
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
TABLES DES MATIERES
REMERCIEMENTS .............................................................................................................................. I
DECLARATION SUR L’HONNEUR ................................................................................................. II
LISTE DES ABREVIATIONS ............................................................................................................ III
LISTE DES FIGURES .......................................................................................................................... V
LISTE DES CARTES ........................................................................................................................... V
LISTE DES PHOTOS ........................................................................................................................... V
LISTE DES TABLEAUX .................................................................................................................... VI
SOMMAIRE ....................................................................................................................................... VIII
INTRODUCTION ................................................................................................................................. 1
.................................................... 2
Chapitre I: GENERALITES DE LA ZONE D’ETUDE ................................................................ 3
I.1 DELIMITATION ET PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ............................... 3
I.2 MILIEU PHYSIQUE ............................................................................................................ 5
I.2.1 CLIMAT............................................................................................................................. 5
I.2.2 TYPOLOGIE REGIONALE ........................................................................................... 5
I.2.3 GÉOLOGIE ....................................................................................................................... 6
I.2.4 RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE .................................................................................... 6
I.2.5 SOLS ET VÉGÉTATIONS .............................................................................................. 8
Chapitre II: ETUDE SOCIO ECONOMIQUE ET ORGANISATIONNELLE ....................... 9
II.1 PRESENTATION DU PROJET .......................................................................................... 9
II.1.1 Généralités sur l’adduction d’eau potable .................................................................. 9
II.2 POPULATION ET DEMOGRAPHIE .............................................................................. 10
II.3 SERVICES SOCIAUX ........................................................................................................ 11
II.3.1 Infrastructure scolaire ................................................................................................ 11
II.3.2 Infrastructures sanitaires ........................................................................................... 11
II.3.3 Agriculture et élevage.................................................................................................. 12
II.3.4 Voies de communications ............................................................................................ 12
II.3.5 Réseaux de communications ....................................................................................... 12
II.4 ETUDES SOCIO-ORGANISATIONNELLE ................................................................... 12
II.4.1 Organisation de la Communauté ............................................................................... 12
II.4.2 Les besoins en formation des membres de la communauté de Base ....................... 15
lxvii
TABLES DES MATIERES
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
II.4.3 Apports bénéficiaires .................................................................................................. 15
Chapitre III: DIAGNOSTIC ET INVENTAIRE DES POINTS D’EAU EXISTANTS ET DES
SYSTEMES D’ASSAINISSEMENT ................................................................................................. 16
III.1. Description du système d’approvisionnement en eau actuels des Fokontany ............ 16
III.1.1. Les sources ................................................................................................................... 16
III.1.2. Les puits........................................................................................................................ 16
III.2. Assainissement et hygiènes ............................................................................................. 16
III.2.1. Latrines......................................................................................................................... 16
III.2.2. Utilisation de l’eau pour les pratiques d’hygiènes et assainissement ...................... 17
III.2.3. Eaux de ruissellement et eaux usées ........................................................................... 17
...................... 14
.......................................................................................................................... 14
Chapitre IV: ETUDES DE BASE POUR LA CONCEPTION DE L’OUVRAGE .................. 19
IV.1 Ressources en eau ................................................................................................................ 19
IV.2 Estimation de la population à l’horizon de 15ans ............................................................. 19
IV.3 Estimation de la consommation de la population ............................................................. 20
IV.3.1 Calcul de besoin en eau ............................................................................................... 20
IV.3.2 Répartition journalière des débits de consommation ............................................... 23
IV.3.3 Calcul de débit de pointe ............................................................................................. 23
IV.4 Études pluviométriques ...................................................................................................... 24
IV.4.1 Pluviométries moyennes mensuelles interannuelles ................................................. 24
IV.4.2 Pluviométrie maximale journalière ........................................................................... 25
IV.5 Estimation des apports ........................................................................................................ 26
IV.5.1 Bassin versant .............................................................................................................. 26
IV.5.2 Méthode des stations de références ............................................................................ 28
IV.5.3 La méthode CTGREF ................................................................................................. 30
IV.5.4 Synthèses de résultats .................................................................................................. 31
IV.6 Estimation du débit de crue ................................................................................................ 31
IV.6.1 La méthode rationnelle ............................................................................................... 31
IV.7 Adéquation Ressources-Besoins ......................................................................................... 32
IV.8 Analyse de l’eau ................................................................................................................... 32
IV.8.1 Pour l’alimentation en eau potable en milieu rural .................................................. 32
Chapitre V: ETUDE TECHNIQUES DES OUVRAGES DANS LE SYSTÈME
D’ADDUCTION D’EAU .................................................................................................................... 36
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TABLES DES MATIERES
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
V.1. Ouvrages de captage ........................................................................................................... 36
V.1.1. Détermination de débit de captage ............................................................................ 36
V.1.2. Dimensionnement du barrage .................................................................................... 36
V.1.3. Stabilité du barrage ..................................................................................................... 41
V.1.4. Récapitulation du dimensionnement du barrage ..................................................... 44
V.2. Ouvrage de traitement ........................................................................................................ 45
V.2.1. Constitution du filtre ................................................................................................... 45
V.3. Brises charges ...................................................................................................................... 47
V.3.1. Emplacement et dimensionnement du brise charge ................................................. 47
V.3.2. Armatures du brise charge et ouvrage de traitement .............................................. 48
V.4. Conduites d’amenée et Distribution .................................................................................. 51
V.4.1. Conduite d’amenée ...................................................................................................... 51
V.4.2. Type de réseau de distribution ................................................................................... 51
V.4.3. Canalisation ................................................................................................................. 53
V.4.4. Principe de calcul ......................................................................................................... 53
V.4.5. Procédure du calcul hydraulique ............................................................................... 58
V.5. Stockage de l’eau ................................................................................................................. 63
V.5.1. Emplacement du réservoir.......................................................................................... 63
V.5.2. Capacité du réservoir .................................................................................................. 63
V.5.3. Caractéristiques du réservoir ..................................................................................... 64
V.5.4. Stabilité du réservoir sur élevée ................................................................................. 65
V.6. Bornes fontaines et Dispositifs de lavage de main ............................................................ 66
Chapitre VI: SIMULATION DU RÉSEAU SUR LE LOGICIEL EPANET 2.0 ..................... 67
VI.1. Introduction sur l’EPANET 2.0 ......................................................................................... 67
VI.2. Les étapes de l’utilisation d’EPANET 2.0 ......................................................................... 67
VI.3. Environnement de travail EPANET 2.0 ............................................................................ 68
VI.3.1. Barre de menu ................................................................................................................. 69
VI.3.2. Les barres d’outils ........................................................................................................... 69
VI.3.3. La barre d’état ................................................................................................................. 70
VI.3.4. La fenêtre du schéma du réseau ..................................................................................... 71
VI.3.5. La fenêtre de navigateur de donnée et de schéma ........................................................ 71
VI.3.6. Editeurs de propriétés ..................................................................................................... 72
VI.4. Configuration du projet ...................................................................................................... 72
VI.5. Tracé du réseau ................................................................................................................... 74
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TABLES DES MATIERES
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
VI.6. Saisie des propriétés des objets .......................................................................................... 75
VI.7. Exécution de la simulation .................................................................................................. 76
VI.8. Affichage des résultats ........................................................................................................ 76
VI.9. Simulation hydraulique du réseau d’AEPAH d’Ambararatabe et Ambatomitsangana ..
............................................................................................................................................... 76
VI.10. Interprétations des résultats ............................................................................................... 79
VI.11. Conclusion ............................................................................................................................ 79
.................................................. 65
Chapitre VII: ETUDE IMPACT ENVIRONNEMENTAL (E.I.E) ............................................. 80
VII.1. QUELQUES DEFINITIONS SUR L’E.I.E ................................................................... 80
VII.1.1. Environnement ........................................................................................................ 80
VII.1.2. Impact ....................................................................................................................... 80
VII.1.3. Étude Impact Environnemental ............................................................................. 80
VII.2. MISE EN CONTEXTE DU PROJET ........................................................................... 80
VII.3. ANALYSE DES IMPACTS ............................................................................................ 81
VII.3.1. Impacts positifs ........................................................................................................ 81
VII.3.2. Impacts négatifs ....................................................................................................... 82
VII.4. Évaluation des impacts ................................................................................................... 83
VII.5. Mesures d’atténuations ................................................................................................... 85
VII.6. Plan de gestion environnemental du projet ................................................................... 86
VII.6.1. Le programme de suivi et de surveillance ............................................................ 86
Chapitre VIII: ETUDE ECONOMIQUE DU PROJET ............................................................ 87
VIII.1. Estimation du coût de projet .............................................................................................. 87
VIII.2. Apports bénéficiaires .......................................................................................................... 87
VIII.3. Proposition sur le prix de mètre cube d’eau ..................................................................... 88
VIII.4. Détermination de la Valeur Actuelle Nette (VAN) et du taux de rentabilité interne
(TRI) ............................................................................................................................................... 90
VIII.4.1. La Valeur Actuelle Nette (VAN) ................................................................................ 90
VIII.4.2. Le taux de rentabilité interne (TRI) .......................................................................... 90
CONCLUSION GENERALE ............................................................................................................ 92
BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................. 93
ANNEXES ............................................................................................................................................... i
Annexe N°01 : Localisation de la source par GPS............................................................................... i
Annexe N°02 : Essai de jaugeage du débit ........................................................................................... i
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TABLES DES MATIERES
RAZAFITSIATOSIKA Sitraka Fetranirina
Annexe N°03 : Pluviométrie et climatologie ......................................................................................... i
Annexe N°04 : Différentes coefficients ................................................................................................ii
Annexe N°05 : Caractéristiques du bassin versant ............................................................................ iv
Annexe N°06 : Calcul de L1 et L2 (Évacuateur de crue) ................................................................... vi
Annexe N°07 : Stabilité du barrage de captage ................................................................................. vii
Annexe N°08 : Stabilité de l’ouvrage de traitement(Filtration et Brises charges) .......................... xi
AnnexeN°09 : Armatures de l’ouvrage de filtration ......................................................................... xv
Annexe N°10 : Dimensionnement du réservoir.................................................................................. xx
Annexe N°11 : Extrait du résultat Complet sur les arcs et nœuds à 6 heures de la simulation du
réseau pendant 24 h dans EPANET ................................................................................................ xxiv
Annexe N°12 : Coût estimatifs du projet ......................................................................................... xxvi
Annexe N°13 : Calcul de la Valeur Actuelle Nette (VAN) ........................................................... xxxiv
Annexe N°14 : Plans ......................................................................................................................... xxxv
Nom : RAZAFITSIATOSIKA
Prénoms : Sitraka Fetranirina
Titre du mémoire : « ETUDE TECHNIQUE SUR L’APPROCHE INTEGREE EN
APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE, ASSAINISSEMENT ET HYGIENE
DANS LA COMMUNE RURALE D’AMBARARATABE, DISTRICT
TSIROANOMANDIDY, REGION BONGOLAVA »
Nombre des pages : 93
Nombre des tableaux : 48
Nombre des figures : 16
Nombre des annexes : 14
RESUME
Ce mémoire de fin d’étude a pour but de faire les études techniques, de l’adduction
d’eau potable, assainissement et hygiène des villageois d’Ambararatabe. Vu la manque des
systèmes d’alimentation en eau, l’insuffisance des infrastructures d’assainissement et hygiène,
la pauvreté de la population et la disponibilité des ressources en eau, WaterAid a financé le
projet pour la mise en place les infrastructures de l’A.E.P.A.H.
Les études techniques sont basées sur la détermination du volume exploitable des
ressources en eau et le besoin en eau de la population à desservir dans une projection de 15
ans. Alors Il sera également déterminer tous les ouvrages hydrauliques concernant les
adductions d’eau comme le calcul de dimensionnement de barrage de captage, le stockage de
l’eau, brise charge,…pour atteindre notre but. Concernant le dimensionnement des conduites
de distribution, on effectue le calcul par l’utilisation la formule de perte de charge de
COLEBROOK et puis on vérifie par la logiciel de modélisation Epanet. Les cartes sont
obtenues et traités par la Google Earth, FTM(BD100,BD500) et puis on exploite à l’aide du
logiciel MapInfo professionnel 8.0 et ArcGis 9.2.
Pour bien fonctionner ce projet, on utilise les systèmes de gestion communautaires
dirigée par l’AUE et le CPE. Ils ont pour rôle d’assurer une bonne gestion financière, une
pérennisation des ouvrages ainsi qu’une meilleure exploitation du système.
Le coût total du projet est de 392 105 808 [Ar]. L’autogestion financière s’obtient par
la vente au sceau de 15 [l] à 15[Ar] durant les quinzièmes années d’exploitation pour couvrir
le taux d’inflation de 12% par an.
Mots clés : Alimentation en eau, brise charge, captage
Encadreur pédagogique : RANDRIANASOLO David, Enseignant chercheur à l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo
Encadreur Professionnel : RAKOTOMALALA Philémon, Chef de service AEPAH au sein
du CARITAS Madagascar
Adresse de l’auteur : Lot FIE 26 Commune Rurale FIERENANA-
TSIROANOMANDIDY 119
Contact : 034 28 825 08
Email : [email protected]