ADDUCTION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE DANS LE FOKONTANY

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

DOMAINE SCIENCES ET TECHNOLOGIES

MENTION PHYSIQUE ET APPLICATION

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR

L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN

PARCOURS

GEOPHY

Mademoiselle

Devant les membres du jury

Président : RANAIVO NOMENJANAHARY

Rapporteur : RATSIMBAZAFY Jean Bruno, Professeur titulaire

Examinateur : GARO JOELSON Sebille, Maitre de conférences

ADDUCTION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE DANS LE

FOKONTANY MANDREVO, COMMUNE RURALE

ANALAVORY, DISTRICT






PARCOURS : SCIENCES ET TECHNIQUES EN

GEOPHYSIQUE ET GEOMATIQUE

Option : Eau et Environnement

Présenté et soutenu le 4 Avril 2016 par

Mademoiselle RAHARINIRINATAHIRY Narindra Anjaramiarisoa

Devant les membres du jury :

RANAIVO NOMENJANAHARY Flavien, Professeur titulaire

RATSIMBAZAFY Jean Bruno, Professeur titulaire

GARO JOELSON Sebille, Maitre de conférences

ION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE DANS LE


ANALAVORY, DISTRICT MIARINARIVO, REGION ITASY




L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN PHYSIQUE

SCIENCES ET TECHNIQUES EN

SIQUE ET GEOMATIQUE

RAHARINIRINATAHIRY Narindra Anjaramiarisoa

Flavien, Professeur titulaire


ION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE DANS LE


MIARINARIVO, REGION ITASY






PARCOURS


Mademoiselle

Président : RANAIVO NOMENJANAHARY Flavien, Professeur titulaire

Rapporteur : RATSIMBAZAFY Jean Bruno, Professeur titulaire

Examinateur : GARO JO

TRAVAUX D’ADDUC

GRAVITAIRE DANS LE

COMMUNE R







PARCOURS : SCIENCES ET TECHNIQUES EN


Option : Eau et Environnement

Présenté et soutenu le 4 Avril 2016 par

Mademoiselle RAHARINIRINATAHIRY Narindra Anjaramiarisoa

Devant les membres du jury :



GARO JOELSON Sebille, Maitre de conférences

TRAVAUX D’ADDUCTION D’EAU POTABLE

GRAVITAIRE DANS LE FOKONTANY MANDREVO,

COMMUNE RURALE ANALAVORY, DISTRICT





L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN PHYSIQUE

SCIENCES ET TECHNIQUES EN


RAHARINIRINATAHIRY Narindra Anjaramiarisoa



TION D’EAU POTABLE

FOKONTANY MANDREVO,

DISTRICT


i

REMERCIEMENTS

Nous voudrions remercier toutes les personnes qui ont bien voulu

apporter leur contribution à la réalisation de ce mémoire.

Nous remercions en particulier :

- le Professeur Marson RAHERIMANDIMBY, Doyen de la

Faculté des Sciences de l’Université d’ Antananarivo, ainsi

que Monsieur RAKOTONDRAMIARANA , responsable de

la mention PHYSIQUE et APPLICATIONS, qui m’a permis

de faire l’inscription au sein de l’Université d’ Antananarivo

et au Département Physique.

- le Professeur Flavien RANAIVO NOMENJANAHARY,

Responsable de la formation de Master en Sciences et

Technique en Géophysique et Géomatique, qui a bien voulu

m’accueillir au sein de la formation.

- le Professeur Gérard RAMBOLAMANANA , Directeur de

l’Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo,

qui a bien voulu m’accueillir au sein de l’Institut et

Observatoire de Géophysique d’Antananarivo .

- le Professeur Jean Bruno RATSIMBAZAFY, pour m’avoir

guidé et orienté dans ce travail et qui a bien voulu être mon

rapporteur pédagogique.

- Monsieur FENOMANANA RAKOTONIRINA Damien,

Directeur Régional de l’Eau, de l’Assainissement et de

l’Hygiène, qui par ses efforts de formateur, son soutien,

nous a encadré tout au long de cette étude.

- le Docteur GARO JOELSON Sebille, d’avoir bien voulu

examiner mon travail et faire partie des membres de Jury.

- Les enseignants du Master en Sciences et Techniques en

Géophysique et Géomatique pour la qualité de la formation

reçue.

- Mes parents, mes frères et à toute la famille qui m’a soutenu

à l’exécution de ce mémoire.

- Tous les amis de la promotion MSTGG 2014/2015.

- Toutes les personnes qui ont contribué de loin ou de près à

la réalisation de ce mémoire.

ii

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

LISTE DES ACRONYMES

LISTE DES TABLEAUX

LISTES DES FIGURES

INTRODUCTION

PARTIE I : LA ZONE D’ETUDE

Chapitre I:Contexte de la zone d’étude

Chapitre II : Contextes géologique et hydrogéologique

PARTIE II : METHODOLOGIE ET DONNEES DE BASE DE SYSTEME

D’ADDUCTION D’EAU POTABLE

Chapitre III: Méthodologie

Chapitre IV: Données de base de la zone d’étude

Chapitre V : Etude de sa vulnérabilité en qualité et quantité

PARTIE III : TECHNIQUE D’UN SYSTEME D’ADDUCTION D’EAU

POTABLE GRAVITAIRE

Chapitre VI : Description technique de l’ouvrage

Chapitre VII : Dimensionnement et calage des ouvrages

Chapitre VIII : Gestion de l’eau

Chapitre IX : Etude environnementale et évaluation du coût de réalisation du projet

CONCLUSION

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXES

TABLES DES MATIERES

RESUME

iii

LISTE DES FIGURES Figure 1 : Carte de localisation de la zone d’étude ................................................................. 4

Figure 2 : Carte de délimitation de la zone d’étude ................................................................. 5

Figure 3 : Carte du relief et hydrographie de la zone d’étude .................................................. 8

Figure 4 : Répartition par âge de la population du Fokontany de Mandrevo .......................... 9

Figure 5 : Carte géologique régional ...................................................................................... 13

Figure 6 : Mode d’approvisionnement en eau du Fokontany Mandrevo ............................... 17

Figure 7 : Carte d’analyse hydrologique des sous bassins versants dans la zone d’étude ..... 22

Figure 8 : Carte d’humidité et de perméabilité du sol dans le sous BV numéro 10 ............... 24

Figure 9 : Végétation autour des sources à exploiter, octobre 2015 ...................................... 28

Figure 10 : Carte géologique locale de la zone d’étude ......................................................... 30

Figure 11 : Kit d’analyse utilisé ............................................................................................. 37

Figure 12 : Présentation des cartes thématiques .................................................................... 42

Figure 13 : Carte de vulnérabilité à la contamination d’eau souterraine ............................... 44

Figure 14 : Borne fontaine achevée ....................................................................................... 57

Figure 15 : Borne fontaine en voie de construction ............................................................... 57

Figure 16 : Tronçons général d’un réseau .............................................................................. 59

LISTE DES SCHEMAS Schéma 1 : Cycle de l’eau (source : wikipedia, 2002) ........................................................... 26

Schéma 2 : mesure de débit par méthode volumétrique ........................................................ 32

Schéma 3 : Coupe d’une boite de captage ............................................................................ 47

Schéma 4 : Coupe d’un filtre à sable ..................................................................................... 49

Schéma 5 : Profil en travers d’une conduite enterrée ............................................................ 63

iv

LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Hameaux du Fokontany Mandrevo ....................................................................... 6

Tableau 2 : Répartition mensuelle de la pluviométrie ............................................................. 7

Tableau 3 : Zone altimétriques dans le Fokontany Mandrevo ................................................. 8

Tableau 4 : Occupation culturale et production ..................................................................... 10

Tableau 5 : Population actuelle et évolution à l’horizon de 15 ans........................................ 18

Tableau 6 : Calcul des besoins en eau.................................................................................... 20

Tableau 7 : Analyse spatial des sous bassins versants dans le Fokontany Mandrevo ........... 21

Tableau 8 : Caractéristiques physiques du Bassin versant ..................................................... 23

Tableau 9 : Densité de drainage dans le sous bassin versant numéro 10 ............................... 25

Tableau 10 : Densité de drainage dans le sous bassin versant issus des sources émergences 25

Tableau 11 : Caractéristiques des végétations en amont des sources .................................... 28

Tableau 12 : Infiltration mensuel dans la nappe du bassin versant ........................................ 28

Tableau 13 : Analyse spatiale de la formation géologique dans le sous bassin- versant cible

............................................................................................................................................... 29

Tableau 14 : Localisations des ressources ............................................................................. 31

Tableau 15 : Essais de mesure de débit volumétrique .......................................................... 32

Tableau 16 : Localisation des autres ressources .................................................................... 33

Tableau 17 : Débit d’eau infiltrée dans la nappe du bassin versant ....................................... 34

Tableau 18 : Débits moyens mensuels infiltré enregistrés dans le bassin versant ................. 35

Tableau 19 : Adéquation ressource- besoin ........................................................................... 35

Tableau 20 : Les paramètres de potabilité de l’eau analysés ................................................. 39

Tableau 21 : Poids des paramètres utile ................................................................................. 41

Tableau 22 : Intervalles des valeurs de l'indice DRASTIC et classes correspondantes ......... 42

Tableau 23 : Analyse de vulnérabilité des eaux souterraines à la contamination .................. 43

Tableau 24 : Calcul du dimensionnement du réservoir .......................................................... 50

Tableau 25 : Débits de la borne fontaine ............................................................................... 56

Tableau 26 : Débits traversant les tronçons ........................................................................... 60

Tableau 27 : Estimation du coût de la réalisation .................................................................. 70

v

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Coefficient de ruissellement ................................................................................... I

Annexe 2 : Bilan hydrologique mensuel et annuel .................................................................. II

Annexe 3 : Caractéristiques hydrologiques du bassin versant ............................................... III

Annexe 4 : Normes de potabilité malagasy (décret n°2004-635 du15/06/04) ....................... IV

Annexe 5 : Résultat d’analyse d’eau de source ...................................................................... VI

Annexe 6 : Résultats de calcul de dimensionnement ............................................................ VII

Annexe 7 : Profil en long de la conduite ................................................................................ IX

Annexe 8 : Plan d’une borne fontaine ..................................................................................... X

Annexe 9 : Bordereau détail estimatif .................................................................................... XI

vi

LISTE DES ACRONYMES

AEPG : Adduction d’Eau Potable Gravitaire

BF : Borne fontaine

BV : Bassin Versant

CEPE : certificat d’étude primaire élémentaire

CPE : Comite de Point D’eau

CEG : Cycle d’Enseignement Général

CNEAGR : Centre National d’Etudes et d’Applications du Génie Rural

CSB : Centre de Santé de Base

EPP : Ecole Primaire Public

ETP: Evapotranspiration potentielle

ETR: Evapotranspiration réelle

GPS: Global position system

INSTAT: Institut National de la Statistique

IEC: Information Education Communication

MEM : Ministère de l’énergie et des mines

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

PeHD : Polyéthylène Haute Densité

PRDR : Programme Régional de Développement Rural

RN : Route Nationale

Mémoire de fin d’étude en STGG, domaine sciences et technologies Année 2015

~ 1 ~

INTRODUCTION

Durant l’année 2012 - 2013,le Fokontany Mandrevo a été alimenté par un

système d’Adduction d’Eau Potable Gravitaire AEPG avec des onze (11) bornes

fontaines et quelques branchement particuliers. Par la suite il a rencontré des

difficultés, des insuffisances d’approvisionnement en eau potable à cause de

l’accroissement rapide de la population et de la mauvaise gestion des points d’eau.

Toutes les infrastructures ont été ruinées à cause de l’inexistence de comité de

gestion et aussi le manque d’entretien des infrastructures, entrainant le non

fonctionnement de toutes les bornes fontaines. A partir de 2014, l’approvisionnement

en eau de la population du Fokontany Mandrevo a été basé sur l’utilisation des puits

traditionnels, d’eaux de rivières ( Imazy et Sahora) qui sont malheureusement

exposés à des risques de contamination.

Diverses actions ont été entreprises dans le but, non seulement d’assurer

l’accès à l’eau des habitations, mais surtout d’œuvrer à faire en sorte que cette eau

soit potable. Le véritable problème hydraulique du Fokontany Mandrevo se décline

en termes de quantité et de gestion ainsi que de qualité.

Cet état de faits, nous a encouragé à faire une étude de réhabilitation d’ un

système d’ adduction d’eau potable gravitaire AEPG à partir des sources d’

Andoharano situé à 1200m du Fokontany Mandrevo afin de dissiper les différentes

inquiétudes de population en la matière , et permettant à la population de consommer

de façon durable des eaux respectant les normes malagasy en vigueur. C’est dans

cet ordre d’idée que nous avons intitulé ce mémoire « Adduction d’eau potable

gravitaire dans le Fokontany Mandrevo, Commune rurale Analavory , District

Miarinarivo, Région Itasy ».Il s’agit ainsi de répondre à la question suivante : la

méthode d’adduction d’eau potable gravitaire est- elle encore efficace pour le

Fokontany Mandrevo face aux problèmes déjà rencontrés antérieurement ?

La présente étude a pour but la réalimentation en eau potable efficace et

durable du Fokontany, la résolution des difficultés d’approvisionnement en eau à

l’horizon 2030, et l’instauration d’une bonne gestion de l’eau. Ainsi elle est

composée de trois parties:

- la première partie est consacrée à la présentation du Fokontany Mandrevo,

- la deuxième partie est destinée à la méthodologie de travail et à la

détermination des besoins en eau potable du Fokontany,


~ 2 ~

- la troisième partie présente le dimensionnement du réseau et du réservoir,

propose une politique efficace de gestion de l’eau et évalue le coût de

réalisation du projet.


PARTIE I: LA ZONE D’ETUDE


~ 3 ~

PARTIE I : LA ZONE D’ETUDE

Chapitre I: Contextes de la zone d’étude

1 . Historique et contexte du projet

1.1 Historique

La dénomination du Fokontany Mandrevo est tirée la caractéristique

générale de la zone, Mandrevo signifie zone marécageuse et boueuse ou selon

l’explication des doyens des habitants, la traversées des troupeaux de bovins venant

de l’ouest en passant par la zone trouvent parfois des difficultés à l’époque pour aller

à Antananarivo.

1.2 Contexte du projet

Le Fokontany Mandrevo a été alimenté par une adduction d’eau potable

pour 10 bornes fontaines et 1borne fontaine à l’EPP avec quelques branchements

particuliers à partir du système AEPG. Mais à cause de l’accroissement rapide de la

population, ces ouvrages d’alimentation en eau ne sont plus à même de

satisfaire la demande de plus en plus croissante en eau, et surtout, d’eau potable, en

plus l’infrastructure est actuellement en panne et les habitants ont des difficultés à l’

accès à l’eau potable. Il est alors indispensable de voir une autre solution pour le

système d’alimentation en eau de la Fokontany Mandrevo se conformant à la

situation démographique de la localité.Une étude de faisabilité de la réhabilitation du

système d’adduction d’eau potable s’avère alors nécessaire.

1.2.1. L’objectif général du projet

L’objectif général est de contribuer à améliorer les conditions de vie et de

santé des habitants à travers un accès étendu, durable et équitable à l’eau potable.

1.2.2. Les objectifs spécifiques

Les objectifs spécifiques de cette étude consistent à :

- déterminer le besoin en eau potable de Fokontany Mandrevo,

- dimensionner le réseau et de réservoir,

- proposer une gestion de l’eau,

- évaluer le coût de réalisation du projet.


~ 4 ~

2 -Contextes géographique

2.1 Situation géographique

Le Fokontany Mandrevo se trouve dans la Région Itasy, District

Miarinarivo, Commune Rurale Analavory, à 18 Km du chef-lieu de la Région Itasy

et à 5 Km du chef-lieu de la commune, traversée par la route RN1.

Les coordonnées du Fokontany Mandrevo ont été prises au GPS sur l’emplacement

de la première borne fontaine :

-Latitude : 18°58’16,8’’ S

- longitude : 046°45’18,3’’ E

- altitude : 1185m

Figure 1 : Carte de localisation de la zone d’étude (source : BD 100, Région

Analamanga, 2005)


~ 5 ~

Le Fokontany Mandrevo est délimité selon une enquête auprès du Fokontany

par les Fokontany suivants :

- à l’est par le Fokontany Antanetimboahangy de la commune Analavory,

de distance 2 Km par rapport à Mandrevo,

- à l’ouest par le Fokontany Analavory de la commune Analavory, de

distance 5Km par rapport à Mandrevo,

- au nord par le Fokontany Antanetibe de la commune Analavory, de

distance 7Km par rapport à Mandrevo,

Figure 2 : Carte de délimitation de la zone d’étude (source : BD 100, Région

Analamanga, 2005)


~ 6 ~

- au sud par le Fokontany Ambohijafy de la commune Analavory, de

distance 6Km par rapport à Mandrevo.

La localité inclut 6 hameaux qui sont réparties dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Hameaux du Fokontany Mandrevo

Hameaux Distance par

rapport au chef-

lieu du FKT

(en m)

Mandrevo

0

Tanamasoandro 150

Ambohitsivalana 300

Andrarahasy 600

Manerinerina 400

Avaradalana 700

2.2 Milieu physique

Les données collectées concernent le climat, la végétation, le relief et

l’hydrographie.

2-2-1 Le climat

Au fur et à mesure que l’on avance vers l’Ouest, la température s’élève et la

précipitation diminue. La zone de Mandrevo a un climat tempéré avec deux saisons

bien distinctes :

- une saison sèche : Avril au mois d’octobre. Cette période est dominée par

un vent fort,

- une saison pluvieuse : de novembre en Mars.

La température moyenne est comprise entre 20° C en Janvier à

10° C en Août. La température moyenne annuelle est de 17,7 ° C, avec

une pluviométrie annuelle estde 1399 mm.


~ 7 ~

Les données pluviométriques pour Mandrevo ressemblent à celles de la

station Arivomamo. Celles disponibles ont été obtenues auprès du Service

météorologique d’Antananarivo et données par le tableau suivant :

Tableau 2 : Répartition mensuelle de la pluviométrie

J F M A M J J

A S O N D

Total/

moye

nne

Précipitatio

n [mm] 303 238 280 39 13 6 7

11 19 43 141 299 1399

T° moyenne 20,2 20 19,7 18,6 16,3 14,6 13,9 14,6 16,4 18,3 19,8 20,1 17,7

ETP [mm] 88 78 78,5 68,3 55 44,7 42,7 46,2 54,1 73,1 81,6 88,5 798,7

Source : Données météorologiques (1999- 2008) à partir de la station

d’Arivonimamo – Météo Ampandrinomby

L’évapotranspiration potentielle (ETP) a été calculée à partir de la formule de

THORNTHWAITE.

De ce Tableau, on peut observer que les mois les plus secs (Précipitation P

inférieure à 20 mm), s’étend de mai à septembre, la fin de l’étiage est en novembre.

Les mois les plus arrosés vont de novembre à mars avec un maximum en janvier. Par

conséquent, la réalimentation de la nappe, à partir de ces données de l’ETP, ne

pourra donc excéder 88,5 mm par an.

2.2.2. Le relief et hydrographie

Le Fokontany Mandrevo est entouré par d’un relief construit sur une vaste

plaine, de plateau à faibles altitudes. Il est parcouru par la rivière Sahora qui irrigue

les bas fonds et ses alentours sont contournés par la rivière Imazy au Nord et le lac

Itasy au Sud- Ouest.

Le principal bassin versant est Ambatolokana situé au Sud à 2 Km de

Mandrevo et dispose des nombreuses sources exploitables pour l’approvisionnement

en eau du Fokontany.


~ 8 ~

Tableau 3 : Zone altimétriques dans le Fokontany Mandrevo

Altitude (en mètre) Superficie en Km² Superficie en %

[ 1 180 - 1 200 [ 4.9652 56.80

[ 1 200 - 1 250 [ 1.8521 21.19

[ 1 250 - 1 300 [ 0.863 9.87

[ 1 300 - 1 350 [ 0.6866 7.86

[ 1 350 - 1 440 [ 0.3739 4.28

TOTAL 8.7408 100.00

Figure 3 : Carte du relief et hydrographie de la zone d’étude (source : BD 100, Région

Analamanaga, 2005)

Mémoire de fin d’étude en STGG,

2.2.3. La végétati

La végétation qui domine

couverture forestière et, les montagnes environnantes sont couvertes par les savanes

arbustives.

2.3 Milieu socio

2-3-1 Milieu humaine et social

Le Fokontany compte envir

estimée à 22 ans. C’est une

en 259 ménages, un ménage é

La population du Fo

majoritairement dominée pa

les restes venant des différentes

Figure 4 : Répartition par âge de la population du Fokontany de Mandrevo

Source : D

2-3-2 Potentiel

Les activités les plus adopté

- l’agriculture

Le sol volcanique de la zone est très favorable pour les cultures sèche

de contre saison, et les cultures vivrières

production de

Mémoire de fin d’étude en STGG, domaine sciences et technologies

~ 9 ~

végétation

La végétation qui domine le paysage de Fokontany Mandrevo es


Milieu socio- économique

1 Milieu humaine et social

tany compte environ 1984habitants dont la moyenne d’âge est

ans. C’est une population jeune et active. Les habitations sont répartis

en 259 ménages, un ménage étant constitué en moyenne de 6 personnes.

La population du Fokontany de Mandrevo est très cosmopo

majoritairement dominée par les Merina environ 46% et le Betsileo

les restes venant des différentes régions de Madagascar.

: Répartition par âge de la population du Fokontany de Mandrevo

: Données du Fokontany

Potentiel économique

Les activités les plus adoptées dans le Fokontany sont :

’agriculture

sol volcanique de la zone est très favorable pour les cultures sèche

de contre saison, et les cultures vivrières consistent essenti

tion de riz.

25%

31%

12%

29%

3%

Repartition par âge de la population

0- 5ans

6- 15 ans

16-18 ans

19-60 ans

60 ans

domaine sciences et technologies Année 2015

aysage de Fokontany Mandrevo est de faible


la moyenne d’âge est

Les habitations sont répartis

6 personnes.

tany de Mandrevo est très cosmopolite,

etsileo environ 40% et

: Répartition par âge de la population du Fokontany de Mandrevo

sol volcanique de la zone est très favorable pour les cultures sèches et

essentiellement à la

5ans

15 ans

18 ans

60 ans

60 ans- pl


~ 10 ~

Tableau 4 : Occupation culturale et production

Types de

cultures

Surface

cultivables

( Ha)

Surface

cultivée

(Ha)

Production

par hectare

(Tonne/Ha)

Production

annuelle

(Tonne)

Riz irrigués 135 132 3 396

Riz Sèche 15 15 2 30

Haricot 28 28 3 84

Maïs 12 12 3 36

Manioc 20 20 2 40

Légumes 03 03 1 03

Arachides 04 04 1 04

Voanjobory 0 .3 0.3 1 0.3

Canne à sucre 05 05 5 25

Tomate 03 03 2 06

Source : Monographie Fokontany, 2010

- l’élevage

L’élevage aussi est une activité pratiquée dans cette zone, qui est un

complément de l’agriculture, destiné aux travaux de champs et aux besoins de

consommation comme les zébus, porcs, et les volailles. (Source : monographie

Fokontany, 2010)

2-3-3 Infrastructures sociales

a) Voies d’accès

La zone est accessible pendant toute l’année par la RN 1 et les transports des

villageois et des produits sont assurée par les taxi- brousses, camion, charrette, moto,

bicyclette,…

b) Equipements sociaux

- au niveau du Fokontany, il existe une école primaire publique EPP sise à

Mandrevo. Par contre le Fokontany ne dispose pas encore

d’établissement scolaire de niveau secondaire pour les élèves ayant le

diplôme de CEPE, donc ils continuent leurs études au niveau du CEG d’

Antanetimboahangy situé environ 2 Km plus loin.


~ 11 ~

Cet établissement est bénéficiaire d’une borne fontaine mais l’absence de

latrines améliorées, ainsi que l’insuffisance de salles de classe sont aussi des

problèmes majeurs.

- aucun centre de santé de base, la population en cas d’urgence de maladies

doit rejoindre le CSB II d’ Analavory situé à une distance de 5 Km.

- un système d’approvisionnement en eau potable gravitaire non

fonctionnel, les moyens d’approvisionnement en eau potable de la

population sont donc des puits traditionnels, l’eau au niveau des ruisseaux

et la rivière Sahora et Imazy.


~ 12 ~

Chapitre II : Contextes géologiques et hydrogéologique

de la zone du projet

1 Contexte géologique

Au point de vue géologique, la région Itasy est située sur des terrains

cristallins anciens du Précambrien, essentiellement constitués de gneiss et de granites

stratoïdes de la série du graphite. Dans sa partie ouest et aux environs du lac Itasy,

les terrains sont d’origines volcaniques plus récentes Néogène à Quaternaire.

Au point de vue pédologique et en fonction de leurs aptitudes agronomiques,

trois types de sols classés selon les ensembles topographiques locaux caractérisent la

région :

- les sols d’alluvions, ou baiboho, aux aptitudes culturales élevées sur les

berges du lac Itasy et le long des larges vallées d’Analavory et d’Ifanja

- les sols volcaniques fertiles des secteurs deSoavinandriana et du Sud

d’Analavory

- les sols ferralitiques couvrant une grande partie de la région mais

généralement sur les collines, à des stades d’évolution très divers et

souvent à fertilité médiocre sinon incultes dans lecas des cuirasses de

Tampoketsa crevassées de « lavaka ». Dans l’ensemble ces sols sont

compacts, difficiles à travailler et très sensibles à l’érosion. Néanmoins,

convenablement amendés, ils sont favorables à la culture de maïs ou de

manioc et peuvent se prêter à la culture de pommes de terre et à

l’arboriculture. (Source: TBG – 2005, feuille m47)

La formation géologique dans la zone d’étude est essentiellement constituée

d’alluvion, de quartz, de gneissico- migmatitique et en fin de granite alcalin

(550 000 Années).


~ 13 ~

Figure 5 : Carte géologique régional (source : BD 100, Région Analamanga, 2005)

2 Contexte hydrogéologique

La Localité se trouve sur une formation de métamorphisme et magmatique

constituée principalement de migmatite.

Dans ce sous-sol, des formations diverses se sont constituées :

- les massifs quartziques

- les massifs granitiques

- les pénéplaines latéritiques

- les plaines alluviales le long des fleuves généralement aménagées en rizière


~ 14 ~

Les eaux souterraines sont contenues dans l’altération et les réseaux de

fractures des roches métamorphiques et magmatiques, et dans les alluvions. Elles

sont en général de bonne qualité physico-chimique, faiblement minéralisées, mais

riches en fer pour les nappes d’alluvion.(Source: APD de l’étude d’AEP dans le

Fokontany d’Antsahamaina Commune Rurale de Miarinarivo II, 2012).


PARTIE II : METHODOLOGIE

ET DONNEES DE BASE DE

SYSTEME D’ADDUCTION

D’EAU POTABLE


~ 15~

PARTIE II : METHODOLOGIE ET DONNEES DE

BASE DE SYSTEME D’ADDUCTION D’EAU

POTABLE

Chapitre III: Méthodologie La méthode utilisée pour réaliser ce travail a adopté les phases suivantes qui

sont :

- une phase de revue et analyse documentaire ;

- une phase d’enquête sur le terrain pour la collecte des données

complémentaires ;

- une phase d’élaboration du rapport d’étude sur la base de l’analyse des

informations collectées.

1 La recherche documentaire

Elle est de deux types :

- une revue des connaissances bibliographiques et, la collecte des données

relatives à l’adduction d’eau potable telles les différentes études déjà effectuées

dans la Région d’ Itasy par des projets , et enfin, celles qui ont trait à

l’alimentation en eau potable des centres socio –économiques comme celle du

Fokontany de Mandrevo.

-la recherche documentaire a été également faite parle biais dela

consultation de certains sites sur Internet où nous avons pu collecter quelques

informations relatives au thème d’étude.

2 Descente sur terrain et collecte des données complémentaires :

Notre descente sur terrain a été effectuée conformément aux différentes

phases suivantes:

- visite des sites et échanges avec les acteurs de terrain concernés,

- analyse des problèmes de l’approvisionnement en eau de la zone,

- observation des différentes ressources existantes,

- récupération des informations par l’outil GPS (Global Position System),

- étude des données socio- économiques disponibles pour appréhender les

caractéristiques démographiques,

- actualisation des données collectées lors des études de préfaisabilité,

- proposition d’aménagement technique,


~ 16~

- analyse de la répartition spatiale de l’habitat et implantation des bornes

fontaines.

3 Traitement des données :

Cette phase a pour objet l’analyse et la synthèse des informations issue de la

recherche documentaire, l’enquête sur le terrain et enfin, la rédaction du rapport.


~ 17~

Chapitre IV: Données de base de la zone d’étude

1 . Situation actuelle de l’approvisionnement en eau et assainissement

Le Fokontanyde Mandrevo a été alimenté par un système d’AEPG de 11

bornes fontaines. Les infrastructures ont été construites en 2012.Actuellement, une

grande partie de ces infrastructures ne fonctionnent plus et ce, depuis 2014. Ainsi, la

population a été obligée de puiser de l’eau soit dans des puits traditionnels d’ une

profondeur de 15 à 20 m (non busé, sans air d’assainissement, sans couvercle,…),

soit de l’eau de source non protégée( détériorée par l’inondation pendant la saison

de pluies , polluée par les êtres vivants :hommes, bêtes) ,soit de l’eau des ruisseaux,

de la rivière de Sahora et d’ Imazy( où il y a grands risque de contamination).

Cette situation a causé beaucoup de problèmes à la population du

Fokontany comme:

- la réduction du temps des femmes pour s’occuper de leurs ménages et

travailler pour avoir une source de revenu.

- l’apparition des maladies liées à des eaux malsaines : bilharziose, diarrhée,

maladies de peau, paludisme surtout pour les enfants.

Figure 6 : Mode d’approvisionnement en eau du Fokontany Mandrevo

2 Evaluation des besoins en eau de la population dans le Fokontany Mandrevo

Les besoins en eau dépendent de l’effectif de la population, ils seront

calculés sur la base du nombre de population projeté à l’horizon du projet et du débit

unitaire par habitant. Une bonne conduite du projet consiste à prévoir les futurs

usagers. L’horizon du projet est fixé à 15 ans, paramètre indispensable pour le

dimensionnement des ouvrages qui dépend de l’évolution future de la demande.


~ 18~

2.1 Population actuelle et horizon du projet

Actuellement, le Fokontany de Mandrevo compte environ 984 habitants

répartis dans 150 toits. Seulement 711habitants sont bénéficiaires de cette adduction

d’eau.

Malgré l’inexistence des données démographiques précises disponibles et la

différence du taux moyen d’accroissement de la population adopté par l’INSTAT à

3% et de 2,5% pour celui du CSBI d’Antanetimboahangy et, dont l’horizon du projet

retenu pour l’estimation de la population future est fixé à 15 ans. En tenant compte

de la durée de vie technique que nous avons un horizon de dimensionnement de 15

ans (Annexe2), la projection de la population pour l’année 2030 est calculée par la

formule suivante :

(I)

N : nombre de la population à l’horizon de projet

N0 : nombre de population actuelle

t : taux d’accroissement de la population (2,5%)

n : nombre à l’horizon 15 ans

Le tableau ci-dessous résume la répartition de la population par secteur

Tableau 5 : Population actuelle et évolution à l’horizon de 15 ans

Secteurs Population

actuelle

Population

en 2030

Andrahasina 48 70

Manarintsoa 79 115

Mandrevo 250 362

Manerinerina 114 165

Avaradalana 220 318

TOTAL 711 1 030

Source : Données du Fokontany

2.2 Consommation journalière

Les besoins en eau de la population correspondent à la somme des

consommations résidentielles, commerciales, institutionnelles, ainsi que des pertes.

N= N0 (1+t/100) n


~ 19~

Ces besoins en eau servent à déterminer les volumes prélevés pour chaque tranche

d’heure, ainsi que le débit de pointe utilisé pour le dimensionnement du réservoir.

- Pour une consommation journalière généralement admise pour une

agglomération du milieu rural C= 30 litres/ habitant/jour. Par ailleurs, pour

les institutions, ce débit est fixé comme suit : (i) 5 l/j/ élève pour l’école, et,

(ii) 70 l/semaine pour l’église. Il faut appliquer la même formule pour les

besoins des élèves et des populations, le besoin de la population est estimé

comme suit :

(II)

Où C : consommation journalière 30l/ hab /j

N : le nombre d’habitants projeté pour quinze ans= 1030 habitants

B : besoin journalière de la population

Bj= 30* 1030= 30900l/j

Bj= 30900 / 1000= 30,9 m3/j

Soit Q= Besoin journalier en litre par jour/ 86400 secondes

Donc Q= 30900 / 86400= 0,35 l/s

- pour un coefficient de majoration, nous tenons compte un 10% de besoin

pour la réserve d’incendie.

B*[B100%+ 10%] = B* 1,1

Donc, un coefficient de majoration est égal à 1,1 et on obtient le besoin réel

BR de la population.

(III)

Dont C : Consommation journalière unitaire 30l / hab /j

N : Nombre d’habitants projeté pour quinze ans

m : coefficient de majoration= 1,1

B’ : Besoin réel de la population

- la consommation journalière totale est la somme de la consommation

quotidienne de la population et de la consommation particulière qui est la

consommation des élèves avec une majoration de 10%. Elle est évaluée en l/j.

La consommation totale journalière est calculée à partir de la formule suivante:

(IV)

B j= C*N

B’=C*N*m

C j t = (B j+B je)*1,1


~ 20~

C j t: Consommation journalière totale

B j : Consommation journalière de la population

B je : Consommation journalière des élèves.

Soit 34,45 m3 / j et est égal à 0,39 l/ s avec lesquels les ouvrages de captage jusqu’

au réservoir seront dimensionnés.

Le tableau ci-après récapitule les besoins en eau journalière de la population

dans le Fokontany Mandrevo.

- Presque tous les habitants du Fokontany sont des paysans, et que leur

besoins en eau pour l’agriculture et l’élevage ne font pas partie des besoins en

eau journalier calculé, car la consommation en eau des cultures et des

animaux seront les rivières Imazy et Sahora, et aussi d’autre source non

protégé.

Tableau 6 : Calcul des besoins en eau

Nombre d’habitants 711

Besoin journalier de la population

(l/s)

30900

Nombres des élèves 84

Besoin journalier des élèves (l/s) 420

Taux de croissance [%] 2,5

Horizon du projet (ans) 15

Projection Nombre d’habitants 1030

Débit unitaire (l/j/hab.) 30

Consommation journalière total (l/j) 34452

Débit moyen journalier (l/s) 0,39

La consommation journalière du Fokontany Mandrevo est donc de34,452

m3 / jour soit 0,39 l/ s.


~ 21~

3 Analyse hydrologique

3.1 Etude de bassin d’apport

Le bassin versant, en une section de cours d’eau, est définis comme la surface

drainé par ses cours d’eau et ses affluents en amont de section.

D’après l’analyse spatiale dans le Fokontany Mandrevo, nous avons des sous bassins

versants au nombre de13 représenté dans le tableau suivant :

Tableau 7 : Analyse spatial des sous bassins versants dans le Fokontany Mandrevo

Numéro du sous bassin

versant

Superficie en

Km²

Superficie en

%

1 0.3928 4.49

2 0.115 1.32

3 0.18 2.06

4 0.8579 9.81

5 1.3666 15.63

6 1.1887 13.60

7 0.3469 3.97

8 0.6531 7.47

9 0.1639 1.88

10 0.7933 9.08

11 1.0261 11.74

12 0.3594 4.11

13 1.2971 14.84

TOTAL 8.7408 100.00

Le sous bassin versant cible de notre zone étude est le sous bassin versant

numéro 10 avec une superficie 0,7933 km2 et le sous bassin versant issu des sources

émergences a une superficie de 0,1946 km2.


~ 22~

Figure 7 : Carte d’analyse hydrologique des sous bassins versants dans la zone d’étude

(source : BD 100, Région Analamanga, 2005)


~ 23~

Les caractéristiques du BV sont obtenues en traçant leur limite sur une carte

en courbe de niveau, en suivant la ligne de crête bordant le bassin. Pour avoir ces

valeurs, il suffit d’utiliser le logiciel SIG (Arc Gis, Mapinfo).

Dont, les caractéristiques physiques du bassin versant (Annexe 5) issu de ces

sources d’émergence sont résumées dans le tableau suivant :

Tableau 8 : Caractéristiques physiques du Bassin versant

Source Andoharano

Superficie du bassin versant en km2

(S)

0,1946 Km2

Côte maximal existant sur le BV en

m (Zmax)

1364 m

Côte minimal existant sur le BV en

m (Zmin)

1246m

Côte moyenne existant sur le BV

( Zmoy)

1305 m

Longueur du rectangle équivalent

en km (L)

1,81 km ou 1810 m

Largeur du rectangle équivalent en

km(l)

0,01 km

Pente du BV en m/km( I) 0,06 m/Km égal à 6%

Périmètre du BV en km P 1, 762 km

Dénivellation en m (D) 118m

Coefficient Gravelus (K G) 2,53

L’indice de compacité de Gravelius KG permet de représenter la forme du BV.

Le coefficient de Gravelius caractérise le BV s’il est de forme « ramassée »

ou bien « allongée ».

-si KG≈ 1 : le BV est de forme ramassée.

-si KG>> 1 : le BV est de forme allongée.

Comme KG est supérieur à 1, le BV est de forme ramassée ; ce qui favorise

un plus fort débit de pointes. Cela est dû à la proximité de l’exutoire.


~ 24~

3.2 Estimation de la densité de drainage

Figure 8 : Carte d’humidité et de perméabilité du sol dans le sous BV numéro 10 (source :

BD 100, Région Analamanga, 2005)

A partir des mesures et observations effectuées sur le sous bassin-versant

cible, sous différentes conditions d'humidité et perméabilité, on a estimé les


~ 25~

longueurs de la rivière permanente et de la rivière temporaire calculée pour une

surface donnée. Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :

Tableau 9 : Densité de drainage dans le sous bassin versant numéro 10

Type de rivière Longueur en

Km

Longueur en

%

Rivière permanente 3.191 63.97

Rivière temporaire 1.797 36.03

TOTAL 4.988 100.00

Tableau 10 : Densité de drainage dans le sous bassin versant issus des sources émergences

Type de rivière Longueur en

Km

Longueur en

%

Rivière permanente 0.687 53.01

Rivière temporaire 0.609 46.99

TOTAL 1.296 100.00

La densité de drainage dans le sous bassin versant cible issus des sources

émergences est calculée à partir de la formule ci-après :

Densité de drainage= �� ′��

�� (V)

En conclusion, la forme du réseau hydrographique du bassin versant est de la

forme dendritique, à réseau à forte densité de supérieur à 1.


4 Etude de réalimentation de nappe

4.1 Le cycle de l’eau

Schéma

Les éléments qui composent le cycle de l’eau sont respectivement :

• Les précipitations: eaux météoriques qui tombent sur la surface de la terre, sous

forme liquide (bruine, pluie, averse) et / ou solide (neige, grésil, grêle) ainsi que les

précipitations déposées ou occultes (rosée, gelée blanche, givre,...).

• L’évaporation: passage de

l'évaporation physique.

• L’évapotranspiration: englobe les processus d’évaporation et de transpiration de la

végétation.

• L’interception: processus selon lequel la pluie (ou dans certains cas la neige) es

retenue par la végétation, puis redistribuée en une partie qui parvient au sol et une

autre qui s'évapore.

• Le ruissellement ou écoulement de surface : mouvement de l’eau sur ou dans les

premiers horizons du sol (écoulement de subsurface), consécutif à

• Le stockage dans les dépressions: processus au cours du quel l’eau est retenue dans

les creux et les dépressions du sol pendant une averse.

• L’infiltration: mouvement de l'eau pénétrant dans les couches superficielles du sol.

• La percolation: mouvement de l’eau en profondeur dans les sols faisant suite à

l’infiltration.

Le bilan hydrique de la zone d’étude est donné par la formule de

THORNTHWAITE :


~ 26~

Etude de réalimentation de nappe

Le cycle de l’eau

Schéma 1 : Cycle de l’eau (source : wikipedia, 2002)


ions: eaux météoriques qui tombent sur la surface de la terre, sous



• L’évaporation: passage de la phase liquide à la phase vapeur, il s'agit de

l'évaporation physique.


• L’interception: processus selon lequel la pluie (ou dans certains cas la neige) es



premiers horizons du sol (écoulement de subsurface), consécutif à


les creux et les dépressions du sol pendant une averse.


colation: mouvement de l’eau en profondeur dans les sols faisant suite à


: (VI) P= ETP+R+I+/-ΔS


: Cycle de l’eau (source : wikipedia, 2002)


ions: eaux météoriques qui tombent sur la surface de la terre, sous



la phase liquide à la phase vapeur, il s'agit de


• L’interception: processus selon lequel la pluie (ou dans certains cas la neige) est



premiers horizons du sol (écoulement de subsurface), consécutif à une précipitation.



colation: mouvement de l’eau en profondeur dans les sols faisant suite à



~ 27~

Avec

P: Précipitation (lame d’eau tombée pendant une période donnée) en mm

I: Infiltration (quantité d’eau infiltrée dans le sol) en mm

ETP: Evapotranspiration en mm par mois

R: Ruissellement (quantité d’eau écoulée pendant une période donnée) en mm.

Δ S: Variation de la réserve d’eau en mm

La réalimentation des nappes aquifères est assurée pendant quatre mois dans

l’année (Décembre, Janvier, Février, Mars) et que la zone dispose en général un bilan

hydrique positif. En conclusion, les ressources en eaux souterraines sont

potentiellement en quantité suffisante pour satisfaire les besoins de la population

concernées avec un surplus de 755 mm par année indique que P- ETP est supérieur à

zéro (P-ETP>0).Le bilan hydrologique mensuel et annuel est présenté dans

l’annexe 2.

4.2 Recharge de la nappe

La recharge correspond à la quantité d’eau qui alimente l’aquifère depuis

l’infiltration de surface et qui constitue le renouvellement de l’eau souterraine.

L’estimation de la recharge d’un aquifère est essentielle pour assurer la pérennité de

l’eau souterraine et son exploitation.

La recharge efficace de la nappe d'eau souterraine peut se calculer au moyen de la

formule suivante :

Ou (VII)

IE : recharge efficace ou infiltration efficace en mm

P : précipitation en mm

ET P : évapotranspiration potentielle en mm

R : ruissellement est donné par R = Cr * P

Cr : coefficient de ruissellement

Le coefficient de ruissellement (Cr) est obtenu suivant la couverture végétale du BV

et la pente de la surface d’alimentation, soit une pente égale à 6,19%. La photo ci-

dessous montre la végétation autour des sources à exploiter.

IE = P - (ETP + R)


~ 28~

Figure 9 : Végétation autour des sources à exploiter, octobre 2015

La caractéristique de la végétation en amont du point d’eau du Fokontany est

récapitulée dans le tableau qui suit

Tableau 11 : Caractéristiques des végétations en amont des sources

Source : descente sur terrain, octobre 2015

La transpiration et l’infiltration varient avec la couverture végétale sur le Bassin

Versant. L’augmentation de la couverture végétale diminue le ruissellement. La

valeur du coefficient de ruissellement (Cr) est donnée à partir de la couverture

végétale existante dans les BV et la surface occupée.(Annexe 1)

Tableau 12 : Infiltration mensuel dans la nappe du bassin versant

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

P mm 303 238 280 39 13 6 7 11 19 43 141 299 1399

ETP mm/j 2,83 2,78 2,53 2,20 1,77 1,49 1,37 1,49 1,80 2,35 2,72 2,85 26,18

nombre

de jour 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

ETP

mm/mois 88 78 78,5 68,3 55 44,7 42,7 46,2 54,1 73,1 81,6 88,5 798,7

R mm

151,2

5 119 140 19,5 6,5 3 3,5 5,5 9,5 21,5 70,5 149,5 699,25

I mm 63,75 41 61,5 0 0 0 0 0 0 0 0 61 227,25

Bassin Versant Végétation Cr

Ankadindrangahy

Prairies brousses dense 20%

Sous-bois touffus 70%

Terrain déjà utilisé 10%

0,50


~ 29~

L’infiltration dans la nappe du bassin versant est assurée pendant les mois de

Janvier, Février, Mars et Décembre indique que (ETP + R) est inférieur à la P

précipitation. L’infiltré total par an est donc de 227,25 mm.

5 Evaluation du potentiel en eau du bassin versant

L’étude des ressources a pour but d’évaluer les systèmes

d’approvisionnement en eau du Fokontany. C’est aussi un procédé permettant

d’avoir un aperçu sur la durabilité de l’exploitation(en qualité et quantité) des

ressources en rapport avec l’accroissement de la population.

5.1 Classification des nappes et structure des aquifères

L’approche géologique permet d’identifier la structure du corps géologique.

La formation géologique de notre bassin versant cible est présentée dans le tableau

suivant:

Tableau 13 : Analyse spatiale de la formation géologique dans le sous bassin- versant cible

Type de formation

géologique

Superficie en

Ha

Superficie en %

Alluvions 12.3687 15.59

Granite alcalin 25.006 31.52

Quartzites 4.791 6.04

Série gneissico-

migmatitique

37.1645 46.85

TOTAL 79.330 100.00

On peut classer la nappe de la zone d’étude par le critère géologique, nous

avons une nappe de terrain cristallin ou éruptive classé par de terrain fissuré ou

nappe de fracture.

Suivant la structure géologique, on peut aussi distinguer le type d’aquifère par

des aquifères fracturés présenter sous forme des failles et les fractures dominants

suivent la direction nord. Les fractures sont aussi peuvent correspondre à la

schistosité de la roche.

Donc, la potentialité des sources proviennent de la formation quartzitique,

aquifère quartzitique fracturé qui dépend du degré d’ouverture des fractures, de

l’intercommunication des fissures, de la densité et fréquences de fracturation, des

longueurs surtout les longueurs cumulées (total des fractures).


~ 30~

Figure 10 : Carte géologique locale de la zone d’étude (source : BD 100, Région

Analamanga, 2005)

5.2 Inventaire des sources

La mission de la descente sur terrain a permis de réaliser la prospection des

différentes ressources d’eau pouvant être exploitées pour l'adduction d'eau du

Fokontany de Mandrevo.


~ 31~

D’après les enquêtes effectuées auprès des autorités locales, deux sources

d’eau dans un lieu dite Andoharano sont reconnues et pouvant répondre aux

besoins de la population. Ces sources se trouvent à 1,2 km du village.

Les reconnaissances de ces sources permettent de déterminer les

caractéristiques suivantes :

Tableau 14 : Localisations des ressources

Lieu de la

source

Localisation

(altitude,

longitude)

Altitude

(m)

Caractéristiques

Andoharano :

-source1

18°58’32,8’’ S

046°45’14,5’’ E

1242m Source d’émergence ayant un

débit d’étiage du 0,41 litre par

seconde

-source2 18°58’36,3’’S

046°45’12,8’’E

1246m Source d’émergence ayant un

débit d’étiage du 0,50 l/s

Source : descente sur terrain, Octobre 2015

Le débit d’étiage marque l’abaissement des niveaux d’eau au niveau des

ressources, dû à l’absence de pluie. Cette période s’étale au mois de mai jusqu'au

mois d’octobre à Madagascar.

L’inventaire des sources a pour objectifs d’aboutir à un captage pour assurer

l’approvisionnement en eau dont la garantie de qualité de potabilité de l’eau est

assurée de façon définitive, avec un débit satisfaisant et une possibilité

d’augmentation dans le futur en fonction de l’accroissement de la population.

Le choix de la source s'effectue en fonction de la quantité, la qualité et la sécurité de

la source. Ces sources doivent être situées à une altitude supérieure à celle du

réservoir ainsi que les bornes fontaines pour assurer l’écoulement gravitaire vers

l’ensemble de la localité concernée.

5.3 Estimation des débits des sources

L’estimation de la capacité de productivité des sources existantes est

importante car les sources à exploiter doivent assurer une production durable, c’est à

dire sans risque de diminution de débit ou d’assèchement, même en saison sèche. Il

est aussi important de bien faire l’estimation puisque le dimensionnement du

réservoir dépend du débit des sources.


5-3-1 Mesure de débit direct

Schéma

Les mesures de débit sont effectuées par la méthode volumétrique utilisant un

récipient de capacité bien déterminée (seau de 15 litres) et d’un chronomètre. Le

débit est déterminé directement à partir du temps nécessaire pour

par de l’eau. La formule qui permet de calculer le débit est la suivante

Où

Q : débit en litre par seconde (l/s)

V : quantité d’eau en litre (l)

T : temps de remplissage d’eau en seconde (s)

Tableau

Essai (source 1) Volume(l)

1 15

2 15

3 15

Débit optimal moyen

Essai (Source 2) Volume( l)

1 15

2 15

3 15

Débit optimal moyen

Source : Mesures effectuée

Les deux tableaux

sur site. Les deux sources ont des débits

l/s) qui sont due aux points des exutoires et leurs altitudes différents.


~ 32~

1 Mesure de débit direct

Schéma 2 : mesure de débit par méthode volumétrique



débit est déterminé directement à partir du temps nécessaire pour remplir le récipient

par de l’eau. La formule qui permet de calculer le débit est la suivante

(VIII)

: débit en litre par seconde (l/s)

’eau en litre (l)

: temps de remplissage d’eau en seconde (s)

Tableau 15 : Essais de mesure de débit volumétrique

Volume(l) Temps(S) Débits (l/s)

15 37,5 0,40

15 33,33 0,45

15 37,5 0,40

0,41

Volume( l) Temps(s) Débit (l/s)

15 27,27 0,55

15 25 0,60

15 77,5 0,40

Débit optimal moyen 0,5

effectuées sur site, octobre 2015

Les deux tableaux ci-dessus montrent les essais de débit que nous avo

Les deux sources ont des débits moyens différents (source 1 : 0,41l/s

qui sont due aux points des exutoires et leurs altitudes différents.

Q=V/T


ébit par méthode volumétrique



remplir le récipient

par de l’eau. La formule qui permet de calculer le débit est la suivante :

(VIII)

: Essais de mesure de débit volumétrique

Débits (l/s)

Débit (l/s)

montrent les essais de débit que nous avons effectués

: 0,41l/s, source 2 : 0,50


~ 33~

A noter que d’autres ressources d’eau (rivière Sahora, une autre eau de

source) ont été aussi observées mais n’offrent pas la possibilité d’alimenter le

village (sources non pérennes : débit faible et/ou en basse altitude).

Tableau 16 : Localisation des autres ressources

Ressources Latitude et

longitude

Altitude(m) Observations

Rivière Sahora 18°12’66’’S

046°29’20’’E

1212m Eau insalubre et de

basse altitude

Source naturelle

d’Andohakely

18°58’37,7’’S

046°45’38,1’’E

1218m Source non pérenne à

débit faible de 0, 30l/s

et de basse altitude

Source : levé GPS sur site

5-3-2 Autre méthode de calcul du débit des apports

L’estimation du débit d’une source se base sur la connaissance de la

superficie du Bassin Versant (BV) qui l’alimente et la précipitation tombée dans ce

bassin.

La formule donnée par N.A PLOTNIKOV suivante permet de déterminer la

précipitation infiltrée dans la nappe.

(IX)

Avec :

Q : quantité d’eau infiltrée dans la nappe par mois, en m3 ;

I : précipitation infiltrée par mois en mm ; et

S : surface de la région d’alimentation ou du Bassin Versant, en km².

D’après le tableau n°12 résulte l’infiltration dans la nappe du bassin versante,

en appliquant la formule ci-dessus, on a le débit d’eau infiltrée dans la nappe donnée

dans le tableau suivant:

Q = 1000 x I x S


~ 34~

Tableau 17 : Débit d’eau infiltrée dans la nappe du bassin versant

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

P mm 303 238 280 39 13 6 7 11 19 43 141 299 1399

I mm 63,75 41 61,5 0 0 0 0 0 0 0 0 61

Q i

m3/mois

12405,75 7978,6 11967,9 0 0 0 0 0 0 0 0 11870,6 44222,85

D’après ce tableau, les mois de rétention d’eau minimum pour le Bassin Versants du

Mandrevo sont les mois de juin, juillet et le mois d’Août, qui sont des mois

considérés comme la période d’étiage. Du mois d’Avril au mois de Novembre, la

valeur sur le tableau est nulle, car si les précipitations moyennes mensuelles tombées

dans le BV sont inférieures à celle des évapotranspirations, les quantités infiltrées

sont nulles. Le volume total d’eau annuelle infiltrée est de 44222,85 m3/mois.

Le débit moyen annuel infiltré Q a est obtenu par la formule qui suit :

(X)

Avec

Q a : débit moyen annuel (l/s)

Qi : Volume d’eau infiltré (m3)

T j : nombre de jour dans un an (365 jours)

Soit un débit moyen annuel Q a égal à 1,40 l/s.

6 Débit tenu pour le projet

Les débits mensuels ont été obtenus en utilisant le coefficient de répartition

mensuelleR1associé à tous les Bassins Versants de la Haute Terre Centrale, défini

par l’ORSTOM. (Source : Fleuves et rivières de Madagascar, 1993)

(XI)

Avec

Q me : débit moyen mensuel (l/s)

Q a : débit moyen annuel (l/s)

R1 : coefficient de répartition mensuelle

La répartition des débits moyens mensuels est donnée par le tableau n°18 suivant :

Q a= Q i * 1000/ (T j * 86400)

Q me= Q a *12*(R1/100)


~ 35~

Tableau 18 : Débits moyens mensuels infiltré enregistrés dans le bassin versant

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

R1 16,9 16,4 17 9,7 5,7 4,1 3,7 3,4 2,6 2,4 4,8 12,8

Q

me(l/s)

2,83 2,75 2,85 1,6

2

0,9

5

0,6

8

0,6

2

0,57 0,4

3

0,40 0,80 2,15

D’après le tableau, le débit du mois octobre est le débit le plus faible Q= 0,40

l/s. Tous les calculs des ouvrages et surtout les dimensionnements des conduites

seront calculés à partir de ce débit. Mais le mois de mars présente le débit maximal

de rétention avec Q = 2,85 l/s.

6.1 Adéquation des ressources aux besoins

L’adéquation entre ressource et besoin équivaut à l’évaluation de la quantité

d’eau disponible et la consommation journalière de la population. Il convient de

s’assurer que les débits des sources en période d’étiage permettent de fournir la

quantité d’eau nécessaire pour le besoin de la population.

La production journalière de la ressource sera calculée à partir de la formule

suivante :

(XII)

Avec :

Pr : production journalière de la nappe (m3/j)

Q : débit estimé (l/s)

La mise en adéquation entre la production et le besoin est dans ce tableau ci-

après :

Tableau 19 : Adéquation ressource- besoin

Besoin journalier en 2030 (l/s) 0,39 l/s ou 34452 l/j

Débit de la nappe (l/s) 0,4 l/s

Débit mesuré sur terrain, on prend la

source 2 (l/s)

0,50 l/s

Production journalière de la nappe (m3/j) 34,45m3/jou34452 l/j

Pr (m3/j)= Q (l/s)* (86400/1000)


~ 36~

Au Fokontany Mandrevo l’adéquation ressource en eau et besoin de la

population est analysé. D’après l’évaluation des besoins en eau de la population, il

faut un débit moyen journalier de 0,39 l/s pour assurer l’approvisionnement en eau

du Fokontany Mandrevo en 2030. Le débit disponible à la source d’Andoharano

(débit mensuel le plus faible) est de 0,40 l/s, la production journalière de la source est

de 34,45 m3/j soit 34452 l/j dans le BV, mais un débit de 0,50 l/s est obtenu par

mesure lors de la mesure direct sur terrain.

La mise en place d’un réservoir de stockage s’avère indispensable pour

assurer la continuité de la desserte que ce soit pour le besoin actuel qu’à l’horizon

2030.

6.2 Comparaison de débit estimé et le débit mesuré sur terrain

Le débit estimé sur la nappe et le débit mesuré sur terrain (0,40l/s> 0,39 l/s) et

(0,50l/s > 0,39 l/s) sont en quantité supérieure au besoin. Le débit fourni par les

sources d’Andoharano peut couvrir le besoin en eau de l’ensemble des usagers à

l’horizon de 15 ans en tenant compte de du phénomène de changement climatique

surtout l’augmentation du réchauffement de la terre qui entraine la perturbation de

cycle de l’eau d’où le volume d’eau souterraine baisse et les besoins en eau de la

population sont insuffisants.

7 Qualité de l’eau

Etant donné que l’eau de source à capter est issue d’une émergence

montagneuse ne présentant aucune activité humaine ni animale en amont d’après la

vérification sur site, il est inutile de faire soit un examen bactériologique soit une

analyse physico-chimique de ces deux sources.

En effet, l’examen bactériologique de l’eau est nécessaire et utile afin

de déterminer la potabilité de l’eau : eau non infectée par des pollutions d’origine

organique, fécale contenant des parasites, des bactéries tels Escherichia coli ,virus

cholériformes, coliformes, streptocoques fécaux , clostridium sulfito - réducteurs.

L’analyse physico-chimique de l’eau est important aussi même si les eaux de la

source d’Andoharano ne sont pas exposées à une menace chimique due aux activités

industrielles .En effet ces dernières n’existent même pas aux alentours d’un rayon

de 10 km. Seulement un traitement physique est nécessaire tel un filtre muni d’une

masse filtrante afin de retenir les matières en suspension ainsi que les sables.


~ 37~

A titre de rappel, le tableau Normes de potabilité malagasy (décret n°2004-

635 du15/06/04 en annexe 6) nous sert de référence sur les taux limites des ions que

doit contenir un échantillon d’eau passé à une analyse physico- chimique.

7.1 Objectifs d’analyse

L’objectif de cette étude c’est d’apprécier la qualité de l’eau destinée à la

consommation humaine, afin de vérifier et de s’assurer que l’eau fournie soit :

- sans aucun risque pour la santé lors de son utilisation

- dans la mesure du possible, conforme aux normes nationales pertinentes établies et

en tout cas acceptable pour les autorités locales et nationales

- acceptée par les consommateurs en son apparence, odeur et goût.

Toute eau livrée à la consommation humaine devrait être potable, sans être

susceptible de porter atteinte à la santé de ceux qui la consomment. Alors, l’eau

captée à partir de ces sources devrait respecter la norme de potabilité.

7.2 Analyse de l’eau de source d’Andoharano

On a utilisé des méthodes fiables, rapides, avec un appareillage simple

transportable sur sites, le POTAKIT (portable water test kit).

Figure 11 : Kit d’analyse utilisé

Les principes d’analyses de l’eau comporte deux actions

complémentaires .Le guide de l’OMS donne de nombreux paramètres de potabilité

de l’eau, mais les paramètres de base sont essentiellement : les aspects chimiques,

physiques et bactériologiques.

a) Les paramètres chimiques

Les paramètres analysés ont été classés en deux groupes :

- éléments de pollution d’origine organique : la variation en teneur de ces éléments

est d’origine anormale et indique une pollution chimique. Pour Madagascar, il

indique les matières organiques comme le nitrate, le nitrite et le fluorure.


~ 38 ~

- éléments indésirables : la présence de ces éléments à des teneurs dépassant des

doses spécifiques provoque des gênes dans l’utilisation de l’eau. Pour le cas de

Madagascar les éléments les plus courants cités sont le fer, le manganèse, l’iode et

le paramètre « salinité».

A défaut, l’analyse de la teneur en Fer et en Manganèse a été confiée au

laboratoire spécialisé du JIRAMA.

Le kit d’analyse à notre disposition ne permet pas d’effectuer les analyses

- des éléments toxiques tels que l’arsenic et l’uranium

- des éléments normaux comme le calcium, le magnésium, le chlorure, les

sulfates que l’eau potable doit en contenir, si possible, en quantité souhaitable.

b) Les paramètres physiques de l’eau

Ils comportent le pH, la turbidité, la conductivité, la température, la couleur,

le goût et l’odeur.

- La conductivité

La conductivité indique la quantité totale des sels dissous. Une haute

conductivité indique la possibilité de la présence à un niveau important des ions

dangereux à la santé et de la corrosivité de l’eau. Elle est facilement mesurée sur

place avec un conductimètre, colorimètre ou photomètre.

- Le pH

Le pH mesure l’acidité ou l’alcalinité. Il a un effet important sur le goût de

l’eau et indique aussi des possibles problèmes de corrosion et de présence de métaux

toxiques.

- La turbidité

Le terme « turbidité » renvoie au degré de limpidité de l’eau. Pour l’eau

souterraine, la turbidité est fréquente; elle provient de la géologie du terrain. Elle est

mesurée pour assurer l’acceptabilité de l’eau aux usagers et non pas pour son impact

direct sur la santé.

c) Les paramètres bactériologiques

Analyser les éléments bactériologiques permet de s’assurer que l’eau n’a pas

été infectée par des pollutions d’origine organiques surtout les matières fécales, elle

ne contient ni organismes parasites ou pathogènes, ni d’organismes indices de


~ 39 ~

pollution fécale (Escherichia coli, coliformes, streptocoques fécaux, clostridium

sulfito-réducteurs).

Tableau 20 : Les paramètres de potabilité de l’eau analysés

Paramètres chimiques Paramètres physiques Paramètres

bactériologiques

Nitrate (NO3-)

Nitrite (NO2-)

Fluor

Fer

Manganèse

Couleur

Odeur

Goût

Température

Turbidité

pH

Conductivité

Coliformes thermo

tolérants

A- Evaluation des risques de contamination

L’analyse de ces paramètres est toujours accompagnée d’une investigation

sanitaire pour comprendre l’origine d’une éventuelle pollution en vue de prendre les

mesures de correction ou de protection.

Ces investigations répondent à un questionnaire servant à déterminer l’origine

d’une contamination bactériologique constatée ou pour suivre la probabilité de

contamination d’une source d’eau dans le temps.

B- Normes quantitatives, teneurs limites

Le Manuel de Procédure pour la mise en place des Projets Eau et

Assainissement reprend les normes de l’OMS avec des adaptations jugées pertinentes

au cas de Madagascar. Il décrit pour chaque élément deux valeurs :

- une « limite souhaitable » qui est une gamme des valeurs données par les

Directives de l’OMS, sauf pour l’Arsenic où la limite est plus stricte

- une « limite tolérable » pour le cas de Madagascar, définies dans le souci de

sauvegarder toujours la santé des consommateurs.

Les résultats d’analyses sont dans l’annexe 5.


~ 40 ~

Chapitre V- Etude de sa vulnérabilité en qualité et

quantité

1 Définition

La vulnérabilité de la ressource en eau souterraine à la pollution est leur

sensibilité aux différents facteurs physiques déterminant la mesure où cette

ressource est plus ou moins exposée à la pollution. Cette définition nous a permis

d’avancer que la vulnérabilité des ressources en eau est l’ensemble des

différentes sensibilités de ces ressources vis-à-vis d’un certain nombre de facteur.

2 Facteurs de vulnérabilité des ressources en eau

La vulnérabilité résulte donc de plusieurs facteurs:

- la croissance démographique provoque une augmentation de besoin en eau potable

donc de l’exploitation des ressources existantes.

- les facteurs anthropiques en particulier les pollutions dues aux activités agricoles

par l’utilisation des engrais chimiques, des déchets humains et déchets des animaux

(berger) en amont de la source.

- les facteurs physico - chimique du sol et sous-sol dont la nature

lithologique (porosité et perméabilité, la structure et texture de l’aquifère) pour les

eaux souterraines.

- les facteurs climatiques surtout la variabilité et le changement du climat avec

une faible ou forte pluviosité (cyclone, inondation, sécheresse) ou une forte

évapotranspiration, …

Dans nos cas, nous penserons aux facteurs physico- chimique du sol et sous-

sol comme facteur de vulnérabilité des ressources en eau du Fokontany Mandrevo à

cause des activités culturels en amont du bassin lors de notre descente sur terrain.

3 Evaluation des sept paramètres « DRASTIC »

3.1 La méthode DRASTIC

La meilleure approche pour la protection d’un aquifère est d’utiliser des outils

préventifs à sa contamination. Les méthodes d’estimation de la vulnérabilité des

nappes permettent de répondre à ce besoin.

Suivant les variations de la topographie, de l’occupation du sol et de la géologie,

certains portions de l’aquifère sont naturellement mieux protégées que d’autres et

sont ainsi moins vulnérables à une éventuelle contamination causée par les activités

de surface.


~ 41 ~

La méthode « DRASTIC » évalue la vulnérabilité d’un aquifère à la

contamination à partir de sept (7) paramètres :

DEPTH (Profondeur de la nappe d'eau)

RECHARGE (infiltration efficace)

AQUIFER (la nature de l’aquifère)

SOIL (la texture du sol en surface)

TOPOGRAPHY (qualification du relief ou topographie)

IMPACT OF THE VADOSE ZONE (type de sol constituant le volume au-dessus de

la nappe d'eau)

CONDUCTIVITY (conductivité hydraulique de la formation aquifère)

La méthode affecte une note variant entre 1 et 10 à chaque paramètre utilisé.

La méthode affecte également des poids différents (variant entre 1 et 5) pour les

paramètres utilisés.

Tableau 21 : Poids des paramètres utile

Paramètre

Poids

[D] Profondeur de la nappe 5

[R]Recharge de la nappe 4 [A]Nature lithologique de l’Aquifère 3

[S]Nature du Sol

2

[T] Topographie 1 [I] Impact de la zone non saturée

5

[C]Conductivité hydraulique

3

Un indice de vulnérabilité est alors calculé en additionnant la contribution des

sept paramètres, pondérée selon l’importance de chacun de ces paramètres dans

l’évaluation de la vulnérabilité à l’aide de l’équation :

I DRASTIC = D w Dr + R w R r+ A w A r +S w S r+ T w T r +I w I r +C w C r

I DRASTIC : indices de vulnérabilité ;

• D, R, A, S, T, I, C: les paramètres utilisés par la méthode DRASTIC ;

• r, w: poids et note attribués à chaque paramètre utilisé.

Aux fins d’interprétation, les valeurs possibles de l’indice DRASTIC sont

subdivisées en huit (8) intervalles ou classes.


~ 42 ~

Tableau 22 : Intervalles des valeurs de l'indice DRASTIC et classes correspondantes

Intervalle 23-79 80-99 100-119 120-139 140-159 160-179 180-199 200-226 Classe DRASTIC

8 7 6 5 4 3 2 1

L’indice de vulnérabilité est entre 23 et 226, si l’indice de vulnérabilité est

inférieur à 80 (I DRASTIC< 80) le degré de vulnérabilité est très faible et, si I DRASTIC

est supérieur à 200 (I DRASTIC> 200) le degré de vulnérabilité est très élevé.

3.2 Résultats et interprétations

Les différents paramètres décrits dans la partie méthode nous ont

permis de d’élaborer les cartes thématiques. L’analyse de l’ensemble de ces

cartes thématiques montre que les zones qui présentent les moindres risques de

menaces sont concentrées dans la partie Sud-ouest de la zone d’étude.

Figure n° 12:carte occupation du sol et de la pente- topographie de sous bassin-versant

Afin d’élaborer la carte de vulnérabilité de la nappe du Fokontany Mandrevo, on a

apprécié une répartition des différents degrés de vulnérabilité en fonction de la

superficie. Cette répartition se fait par l’intermédiaire des couleurs méticuleusement

choisis en fonction de l’indice de vulnérabilité.

Figure 12 : Présentation des cartes thématiques (sources : BD 100, Région Analamanga,

2005)


~ 43 ~

Le tableau suivant représente les résultats d’analyse de vulnérabilité des eaux

souterraine.

Tableau 23 : Analyse de vulnérabilité des eaux souterraines à la contamination

Classe de vulnérabilité Superficie en

Ha

Superficie en

%

Très faible 0.640 0.81

Faible 25.201 31.77

Moyenne 30.235 38.11

Elevée 16.361 20.62

Très élevée 6.894 8.69

TOTAL 79.330 100.00

La figure ci-dessous représente une carte de la vulnérabilité à la pollution

par la méthode DRASTIC du Fokontany Mandrevo.


~ 44 ~

Figure 13 : Carte de vulnérabilité à la contamination d’eau souterraine (sources : BD 100,

Région Analamanga, 2005)


~ 45 ~

D’après les résultats obtenus, on constate que la zone d’étude présente en gros

quatre (4) zones de A, B, C, D d’indice de DRASTIC différent. D’abord les zones à

faible (A), moyen (B) et élevé (C) indice qui occupent respectivement les grandes

superficies, puis les zones à un indice très élevé avec moins de superficie.

La classe de vulnérabilité la plus importante est la classe moyenne suivie de

la classe faible. Ces deux classes s’alternent dans les zones Sud et Ouest. Quant

à la classe de forte vulnérabilité(D) qui fait ressortir les zones menacées par

la pollution, elle couvre respectivement 8,69 % de la superficie de la zone. La

présence de ces fortes vulnérabilités pourrait se justifier par l’existence des

zones de fortes recharges auxquelles il faut associer les secteurs de faibles

profondeurs de la nappe. Toutefois, le paramètre qui influence fortement cette

vulnérabilité est le type de sol. L’importance du type de sol qui a indiqué que la

présence d’un sol très perméable associée à une faible profondeur de la nappe et à

une forte recharge serait une condition propice pour accroitre la vulnérabilité à

la pollution des aquifères.

Quant aux classes de vulnérabilités moyenne et faible qui s’alternent dans

les parties Sud et Ouest couvrant à peu près de 69,88 % de la zone d’étude, elles se

rencontrent dans les zones où la recharge reste forte. A ces zones de fortes recharges,

il faut ajouter la nature de la zone vadose ou du type d’aquifère. En effet, l’analyse

de cette carte montre que les zones de faibles vulnérabilités sont observées

généralement dans les secteurs où le type d’aquifère ou zone vadose peut être

constituée de grès qui sont des formations imperméables. Les zones de

vulnérabilité moyennes se rencontrent quant à elles globalement au niveau des sables

argileux avec quelques rares apparitions de sables grossiers.


PARTIE III : TECHNIQUE

D’UN SYSTEME

D’ADDUCTION D’EAU

POTABLE GRAVITAIRE


~ 46 ~

PARTIE III : TECHNIQUE D’UN SYSTEME

D’ADDUCTION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE

Chapitre VI : Description technique de l’ouvrage

1 Description générale

Les ressources en eau, potentiellement mobilisables, par l’AEPG dans le

Fokontany de Mandrevo sont les deux sources à Andohakady (46°45'43.6"E,

18°58'37.3"S, 1262m),(46°45'38.1"E, 18°58'30.7"S, 1218m), et les deux sources

d’Andoharano (46°45’14,5’’E,18°58’32,8’S,1242m) ,(46°45’12,8’’E, 18°58’36,3’’S,

1246m).

Chacun des deux sources d’Andohakady débitant 0,30 l/s ont été prévues pour

l’adduction d’eau dans le Fokontany de Mandrevo mais ont présenté une

difficulté : la mise en place de la conduite d’amenée en terme de contournement

s’élève à plus de 62m d’altitude, ce qui a pour effet de rallonger encore le conduite.

Quant aux deux sources d’Andoharano ,elles sont plus proches de la zone

à desservir , d’environ à 1, 2km avec des altitudes 1242 m et 1246 m. Par

conséquent, le choix a été porté sur la source 2 débitant 0,50l/s. Ainsi, nous

suggérons de protéger toute la zone du bassin versant de ces deux sources afin

d’assurer la protection de l’adduction en eau du Fokontany de Mandrevo.

2 Présentation générale

L’adduction est gravitaire, car l'écoulement de l'eau est causé par la différence

d’altitudes. L’altitude du captage est supérieure égal à 1246m à celle du point du

réservoir de stockage 1211 m, alors l’eau se déplace grâce à la force de gravitation

dans des canalisations fermées.

Le système d’Adduction d’Eau Potable proposé sera composé en premier lieu

par un ouvrage de captage d’eau, puis par une conduite d’amenée reliant le captage et

le réservoir de stockage en passant par le bassin de traitement, et enfin un réseau de

distribution dirigeant l’eau vers les Bornes Fontaines (BF).


Chapitre VII Le dimensionnement et le calage des ouvrages sont basés sur trois paramètres

fondamentaux : le débit

débit des points d’eau.

1 Ouvrage de captage

Le captage a pour fonction de collecter le maximum de débit disponible des

sources, tout en préservant la qualité de l’eau et, évitant toutes

contaminations extérieures.

Compte tenu des résultats de l’étude des besoins en eau pour la consommation,

l’ouvrage de captage sera conçu de façon à soutirer la totalité du débit de la source.

Ainsi, l’ouvrage de captage est comp

implantée sur le fond de la couche imperméable avec un massif filtrant en gravier,

placé immédiatement à la sortie de l’émergence. La chambre est équipée d’une prise

d’adduction à crépine, un système de trop plei

la source et de vidange.

Schéma 3 : Coupe d’une boite de captage

La source ne doit jamais être mise en charge. Aussi, durant les phases de

travaux et de service du captage, il fau

eaux de la source.

Les différents choix pour l’implantation d’un ouvrage de captage de source

sont les suivants :

- l’ouvrage de captage nécessite d’être implanté

ligne d’émergence apparente.


~ 47 ~

Chapitre VII: Dimensionnement et calage des ouvragesLe dimensionnement et le calage des ouvrages sont basés sur trois paramètres

fondamentaux : le débit de pointe, le profil en long des côtes pi

des points d’eau.

Ouvrage de captage


sources, tout en préservant la qualité de l’eau et, évitant toutes

contaminations extérieures.



Ainsi, l’ouvrage de captage est composé d’une chambre de captage en béton armé



d’adduction à crépine, un système de trop plein calé en dessous du niveau statique de

la source et de vidange.

: Coupe d’une boite de captage

a source ne doit jamais être mise en charge. Aussi, durant les phases de

travaux et de service du captage, il faut éviter tout risque de détour du captage des


ptage nécessite d’être implanté à la ligne d’émergence et non à la

ence apparente.


: Dimensionnement et calage des ouvrages Le dimensionnement et le calage des ouvrages sont basés sur trois paramètres

de pointe, le profil en long des côtes piézométriques et le


sources, tout en préservant la qualité de l’eau et, évitant toutes les risques de



osé d’une chambre de captage en béton armé



n calé en dessous du niveau statique de

a source ne doit jamais être mise en charge. Aussi, durant les phases de

t éviter tout risque de détour du captage des


à la ligne d’émergence et non à la


~ 48 ~

- le site doit dominer topographiquement l’ensemble des villages à approvisionner.

En fin, il ne doit pas présenter un niveau de vulnérabilité important ni de point de vue

environnemental ni social.

Pour limiter les risques de contamination des sources, la mise en place des

périmètres de protection sont nécessaires et utiles.

2 Ouvrage de traitement

2.1 Système de traitement

Selon l’importance de la turbidité de l’eau et du risque de contamination de

l’eau par des germes fécaux, l’eau destinée à la consommation humaine doit suivre le

système de traitement à implanter entre le captage et le réservoir. Le système de

traitement comporte les étapes suivantes :

- Le pré filtre : le pré filtre peut être mise en place avant le filtre à sable pour

permettre la réduction de la turbidité de l’eau en dessous du seuil de 30 NTU (dans

le cas où celle-ci est élevée à l’entrée). Il sert aussi à extraire les matières en

suspension et volumineuses dans l’eau.

- Le décanteur : il est nécessaire quand la turbidité de l’eau dépasse 30 NTU. Il

consiste à déverser l’eau dans un bassin de façon à ce que les particules lourdes se

déposent au fond du bassin.

-Le filtre à sable : le filtre à sable (filtration lente) est un procédé de traitement

biologique très efficace contre les pollutions fécales, sur la régulation de plusieurs

paramètres tels que le goût, la couleur et l’élimination d’autres substances telles que

le fer, l’ammonium et le nitrite.

Il retient aussi des particules fines et des colloïdes favorisant le développement

d’une membrane biologique à l’intérieur du filtre.

- la chambre de chloration sert à traiter biologiquement l’eau avec du chlore ou de

l’eau de Javel.

2.2 Choix de traitement du Fokontany Mandrevo

Comme notre source provient de l’eau souterraine, seul le filtre à sable lente a

été utilisé dans le système d’AEPG du Fokontany Mandrevo.

D’après le Centre International de l’Eau et de l’Assainissement dans le

document technique n° 24 donnant les critères techniques généraux régissant la

filtration lente sur sable pour l’eau potable :


~ 49 ~

La vitesse de filtration doit être égal à 0,1 à 0,2 m/h. Ainsi, pour respecter cette

vitesse de filtration, l’aire A du bassin doit être calculée suivant la formule ci-

dessous :

(XIII)

Avec :

A (m2) : Aire du filtre ;

Q (m3/s) : Débit maximal ;

V f (m/s) : la vitesse de filtration.

A= 0 ,40/ 0,2= 2 m2

D’après ce calcul, l’air du bassin devra être égal à 2 m2.

L’épaisseur du sable est au début de l’ordre de 0,8 à 0,9 m afin de pouvoir effectuer

à plusieurs reprises le nettoyage du filtre. Il ne faut jamais que l’épaisseur de la

couche s’abaisse en dessous de 0,6m.

L’épaisseur totale du gravier et drain caillasse est de 0,3 à 0,5 m.

Pour avoir un bon fonctionnement et la durabilité de l’ouvrage, il est nécessaire de

faire l’entretien de ce filtre.

2.3 Entretien du filtre

Le filtre a besoin de l’entretien durant l’existence de l’infrastructure pour

éviter le colmatage de ce filtre et son débit diminue. L’entretien consiste à enlever les

premiers centimètres de sable de 2 à5 cm, puis remettre le filtre en fonctionnement.

Si l’eau à l’entrée du filtre présente une turbidité inférieure à 30 NTU, la fréquence

d’entretien est de l’ordre de 2 mois.

3 Réservoir de stockage

Pour jouer convenablement son rôle, le réservoir doit avoir une capacité

suffisante. L’évaluation de cette capacité est effectuée en fonction de la variation

A=Q/v f

Schéma 4 : Coupe d’un filtre à sable


~ 50 ~

de la demande. Ainsi, il faut déterminer l’heure optimale de démarrage des bornes

fontaines afin de minimiser les capacités du réservoir. A partir de ce raisonnement,

nous déduisons le volume utile du réservoir d’eau.

3.1 Rôles du réservoir

Le réservoir d’eau est un élément indispensable du réseau de distribution. Il

apporte les avantages suivants :

- régularité dans le fonctionnement du puisage ;

- sollicitation régulière des points d’approvisionnement en eau ;

- régularité de la pression dans le réseau de distribution ;

- sécurité en cas d’incendie ;

- enfin, le réservoir d’eau agit aussi comme un véritable volant de distribution

surtout aux heures de consommation maximum pendant lesquelles les débits

de pointes demandés sont parfois supérieurs au débit potentiel de captage.

3.2 Dimensionnement du réservoir

Le dimensionnement de réservoir est déterminé à partir des paramètres suivants:

la consommation journalière de la population ; le débit de l’apport de la source et ; la

quantité d’eau puisée à chaque tranche d’heure. Le tableau suivant montre les

résultats des calculs pour avoir la capacité minimale du réservoir du Mandrevo.

Tableau 24 : Calcul du dimensionnement du réservoir

Horaires 6-8h 8-12h 12-14h 14-18h 18-21h 21-6h Total

Durée(h) 2 4 2 4 3 9 24

Volume puisé(l) 10335,6 8613 12058,2 1722,6 1722,6 0 34452

Volume puisé

cumulé(l)

10335,6 18948,6 31006,8 32729,4 34452 34452

Apport(l) 2880 5760 2880 5760 4320 12960

Volume apport

cumulé(l)

2880 8640 11520 17280 21600 34560

Ecart (l) -7455,6 -10308,6 -19486,8 -15449,4 -12852 108 19486,8


~ 51 ~

Note de calcul :

Apport (l) = débit de source * durée* 3600 s

Ecart(l) = Volume d’apport cumulé – volume puisé cumulé

Ce tableau présente les différentes étapes à suivre pour avoir le calcul de

capacité du réservoir.

D’après ces calculs, la valeur de la capacité du réservoir doit être choisie entre

ces écarts de signe négative et en prenant celle qui donne la valeur absolue la plus

grande. Donc d’après cette théorie la capacité du réservoir doit être supérieure à

19486 litres. Pour ce projet, la capacité totale du réservoir est prise égale à 20 m3.

3.3 Hauteur du réservoir

Nous avons choisi un réservoir d’eau semi-enterré de forme parallélépipédique

ayant une capacité de 20 m3 et dont la longueur est de 3,5 mètres, la largeur à 2

mètres et la hauteur est de 2,85m. En effet, un réservoir d’eau semi- enterré est

moins vulnérable aux actions cycloniques.

L’emplacement du réservoir du réservoir exige une étude approfondie en

topographie surtout si l’adduction se fait par adduction gravitaire. La côte inférieure

du réservoir doit être supérieure à la côte de la borne fontaine la plus haute. Sinon,

l’eau n’arrive pas jusqu’ à la borne fontaine parce que la pression sera insuffisante.

La dominance de la côte du réservoir est primordiale dans l’étude d’une adduction

gravitaire.

Pour avoir une pression suffisante à toutes les bornes fontaines, le réservoir est

implanté à Faliarivo avec les coordonnées suivantes : 18°58’16,6’’S ;

046°45’20,3’’E ; 1211m.

Comme notre réservoir est de forme parallélépipédique, sa hauteur est calculée

suivant la formule ci-dessous :

(XIV)

H : hauteur du réservoir (m)

V : volume du réservoir (m3)

L : Longueur de la base du réservoir (m)

l : Largeur de la du réservoir (m)

H= 20/ (3,5*2)= 2,85 m

La hauteur de notre réservoir est alors égale à 2,85 mètres.

H= V (m3) / (L*l)


~ 52 ~

3.4 Temps de remplissage du réservoir

Le temps de remplissage d’un réservoir d’eau est calculé suivant la formule ci-

dessous :

(XV)

Tr : Temps de remplissage du réservoir (h)

V : volume du réservoir (l)

Q apport : Débit d’apport (l/s)

Tr= [(20*1000)/ 0,40] / 3600 = 13,88 ≈ 14 heures

Avec le débit actuel des deux sources d’Andoharano, le réservoir d’eau devrait

être rempli après 14heures de temps lorsque tous les robinets sont fermés.

3.5 Equipement du réservoir

a- La Conduite d’arrivée

L’arrivée de l’eau dans le réservoir d’eau par averse, en chute libre, provoque

une oxygénation de l’eau, favorable pour les eaux souterraines ordinairement

pauvres en oxygène dissous.

b- Conduite de distribution

Le départ de la conduite de distribution s’effectue de 0.15 à 0.20 m au-dessus

du radier, et doit être muni d’une crépine en vue d’éviter l’introduction dans la

distribution des boues ou des sables qui peuvent se déposer dans la cuve.

c- Conduite de vidange

Elle permet de vider le réservoir d’eau en vue du nettoyage ou de

réparation. Cette conduite partira au point le plus bas du château d’eau. Elle sera

munie d’un robinet vanne et sera raccordée à la conduite de trop plein.

Avant de dimensionner la conduite de vidange il faut savoir le temps de vidange du

réservoir d’eau donnée par la formule suivante :

(XVI)

D’où :

T v : Temps de vidange du réservoir(h)

V : Volume du réservoir (l)

Q s : débit sortant au réservoir, donc Q s= 0,40 l/s

T v = [(20*1000)/ 0,40] / 3600 = 13,88≈ 14 heures

Le temps de vidange du réservoir est 14heures aussi comme le temps de

remplissage.

T r= V (l)/ Q apport (l/s)

T v = V/Q s


~ 53 ~

d- Conduite de trop plein

Cette conduite permet d’évacuer l’excès d’eau arrivant dans le réservoir

d’eau, évitant ainsi que le réservoir ne soit pas trop plein. La conduite de trop

plein ne comportera pas de robinet sur son parcours : il s’agit d’ un tuyau en

fonte, d’ un diamètre assez large, longeant la paroi interne de la réserve et dont la

partie supérieure est calée à quelques centimètres du niveau limite de la réserve.

Sa sortie doit se déverser sur une hauteur de 30 à 60 cm au-dessus d’une

entrée de drain ou d’une plaque de dispersion.

d-1 Dimensionnement de la conduite de vidange et la conduite de trop plein du

réservoir

La conduite de vidange et de trop plein doit être capable d’évacuer la totalité

du débit Q arrivant et sortant au réservoir. Ainsi, Q entrant = Q sortant, le

dimensionnement de ces deux conduites seront le même.

Q= V*S avec S= π * D2 / 4

(XVII)

D’où

D: diamètre de la conduite(m)

V: vitesse d’écoulement (m/s)

Q: débit de remplissage/ vidange (m3/h), Q= volume du réservoir/ temps de

remplissage

Le volume du réservoir est de 20 m3 et le temps de remplissage et de vidange

est de 14 heures.

Donc,

Q= 20/ 14= 1, 42 m3/ h

Q= 1,42m3 /h qui est un débit minimal pour remplir de 20m3 en 14 heures.

La vitesse d’écoulement de l’eau doit comprise entre 0,5 et 1,5 m/s d’après un

guide de dimensionnement ; prenons pour le calcul une vitesse d’écoulement de V=

1m/s pour échapper aux dépôts des algues dans les conduites.

D= [4* (1,42/3600) /(1*3,14)]1/2 = 0, 022 m

D= 22 mm. Nous choisissons un tuyau en PEHD PN 10 bar et le diamètre

commercial le plus proche est de D= 26,2 mm.

D= [4*Q/ V* π] 1/2


~ 54 ~

d-2 Vérification de la vitesse d’écoulement avec le diamètre commercial

Vérifions à nouveau la vitesse d’écoulement avec le diamètre d’un tuyau

commercial pris :

V= 4* (1,42/3600) / (π *(0,022)2) = 1,04m/s qui est correcte.

La conduite de vidange et du trop-plein du réservoir d’eau seront donc en

PEHD avec un diamètre de 26,2 mm.

e- Conduite by-pass

Cette conduite relie les conduites d’arrivée et de distribution. Il fait circuler

l’eau sans le faire passer au réservoir d’eau permettant ainsi d’isoler ce dernier en

cas de besoin comme :

- le nettoyage de la cuve du château d’eau ;

- la réparation du château d’eau.

3.6 Entretien du réservoir d’eau

Pour éviter la détérioration de la structure du réservoir d’eau et afin de le

maintenir en bon état de service, celui-ci doit faire l’objet de surveillance et

d’entretiens réguliers. Pour cela, on s’attache au respect de certaines dispositions

suivantes telles :

- la surveillance régulière concernant des éventuelles fissures et des

phénomènes corrosifs sur les parties métalliques en raison de l’humidité qui y règne;

- des soins particuliers à apporter lors du nettoyage des cuves : isolation

et vidange de la cuve, élimination des dépôts sur les parois, désinfection à l’aide des

produits chlorés.

-par ailleurs, il faudra veiller aux conditions d’hygiènes et de sécurité

en couvrant le réservoir d’eau pour le protéger des fortes variations de

température, et en mettant en place un système de grille d’aération. Le réservoir

d’eau doit être étanche.

4 Des bornes fontaines

4.1 Critères de choix de site d’implantation des bornes fontaines

Nous sommes basés sur deux(2) critères qui nous guideront dans le choix du

nombre de bornes fontaines :

- la répartition spatiale :la distance de parcours entre le domicile du

consommateur et la borne-fontaine, doit être minimisée pour éviter le


~ 55 ~

risque de maintien d’un approvisionnement aux ressources traditionnelles.

La distance maximale entre bornes-fontaines est égale à 500m. Il serait

aussi recommandé d’éviter que les habitants traversent les grandes voies

pour accéder à ce type de branchement pour des questions de sécurité.

- aspect population: Dans le Manuel de Procédures pour la mise en place

des projets eau et assainissement (MEM), un borne fontaine peut

desservir 50 à 250 en milieu rural.

4.2 Débit des bornes fontaines

Les débits à chaque borne résultent des débits moyens journaliers (Q mj), et le

débit de pointe (Q p). Le débit de pointe par BF est calculé à partir du coefficient de

pointe. Il est donné par la formule suivante :

Cp= Q p max/ total Q mj (XVIII)

Cp : coefficient de pointe.

Q p max : débit de pointe maximal

Q mj : total débit moyen journalier en l/s qui est donné par la formule :

Q mj= C j/ 86400 (XIX)

Le coefficient de pointe Cp est le rapport total d’heure d’une journée sur le

total d’heures d’ouverture du réservoir. Alors, Cp de Mandrevo est égal à 1,6.Ce

coefficient permet d’avoir le débit de pointe d’une BF (Q p BF) en le multipliant par le

Q mj propre de chaque BF. Le tableau suivant expose ces différents débits pour le

réseau de Fokontany Mandrevo.


~ 56 ~

Tableau 25 : Débits de la borne fontaine

Secteur N° BF N0 N CjT(l/j Qm/j Qp (l/s) Q BF

Andrahasy 1 48 70 2100 0,02 0,032 0 ,2

Manarintsoa 2 79 115 3450 0,03 0,04 0 ,2

Mandrevo 3 250 362 7500 0,08 0,12 0 ,2

Manerinerina 4 114 165 3420 0,03 0,04 0 ,2

Avaradalana 5 220 318 6600 0,07 0,11 0 ,2

EPP 6 84 84 420 0,004 0,006 0 ,2

Dans ce tableau, nous avons pris que chaque hameau dans le Fokontany

Mandrevo possède une borne fontaine. Donc, il y a 6 bornes fontaines pour le projet

d’AEP du Fokontany. Mais pour des raisons économiques, les bornes fontaines qui

se trouvent dans chaque hameau sont équipées d’un robinet avec un débit de 0,2l/s.

Avec :

Population N0 : nombre de population à l’année de projet (2015)

Population N : nombre de population après horizon (horizon de projet 15 ans)

C jT( l/j) : consommation journalière total de la population N.

Le débit sur une BF ne doit pas être inférieur à 0,2l/s pour éviter des dépôts

dans la conduite mais si c’est le cas, la valeur 0,20 l/s sera adoptée. Pour cela, le

débit que transite une BF est la valeur maximale entre 0,2 et QpBF.

4.3 Les éléments de la borne fontaine

Une borne fontaine présente normalement les différents éléments suivants :

- la borne fontaine c’est le corps de l’ouvrage qui supporte la robinetterie.

- la plate – forme consiste en l’ouvrage supportant la borne fontaine, elle est

construite en béton armé. Une pente aménagée sur la surface doit permettre la

canalisation des eaux perdues vers un ouvrage de collecte. Une petite tablette

peut être aménagée sous les robinets de puisage pour permettre de poser les

récipients. L’adaptation de sa hauteur à la nature des récipients et par rapport

à celle du robinet peut diminuer les pertes en eau au moment du puisage.

- le drainage, représente le point le plus important dans la conception des

bornes fontaines à cause de son impact sanitaire. En principe le drainage est

constitué d’un regard qui collecte les eaux s’écoulant de la plateforme. Un


~ 57 ~

tuyau canalise ces eaux vers un puisard suivant l’implantation de la borne

fontaine.

- puisard : évacuation d’eau perdue au niveau de la borne fontaine.

- clôtures : les bornes fontaines doivent être protégées contre l’intrusion

humaine et des animaux par la mise en place des clôtures équipées de portail

cadenassé.

- des équipements comme la vanne d’arrêt et le compteur.

5 Conduite d’amenée et réseau de distribution

5.1 Méthodologie et critères de dimensionnement

La conduite d’amenée et le réseau de distribution sont conçus pour satisfaire

le mieux possible, les différents besoins exprimés dans les villages.

Le type de réseau que nous avons ici est un réseau de ramifications successives à

partir d’une conduite principale qui se divise en plusieurs conduites secondaires.

L’écoulement s’effectue toujours dans le même sens : du réservoir vers les

extrémités, ce qui constitue son principale avantage par sa simplification et une

meilleure maîtrise de l’exploitation et de fonctionnement.

Au niveau de la conception de la conduite d’amenée, les contraintes

hydrauliques à respecter sont :

- vitesse minimum de l’eau : 0,6 m/s.

- vitesse maximum de l’eau : normalement 2 m/s.

- pression dynamique minimale : 5 mCE.

- pression statique maximale : 80 % de la Pression Nominale des conduites posées.

- diamètre nominal minimum : 25 mm pour captage de source;

- débit d’amenée minimum : débit horaire moyen des besoins en eau.

Au niveau de la conception du réseau de distribution, les contraintes

hydrauliques à respecter sont :

- vitesse minimum de l’eau : 0,3 m/s.

Figure 14 : Borne fontaine achevée Figure 15 : Borne fontaine en voie de construction


~ 58 ~

- vitesse maximum de l’eau : normalement 1 m/s.

- pression dynamique minimale : 5 m CE en pied de borne fontaine.

- pression statique maximale: idéalement 20 m CE en pied de borne fontaine.

- diamètre nominal minimum : 25 mm pour réseau ramifié avec borne fontaine

publique.

- débit maximum : produit du débit unitaire d’une borne fontaine par le nombre de

borne fontaines desservies.

Le respect d’une contrainte peut s’opposer au respect d’une autre contrainte

(exemple : vitesse minimum non respectée pour obtenir une pression dynamique

suffisante).

5.2 Réseau de distribution

Après avoir évalué les besoins en eau de la population, il nous appartient de

faire un choix convenable de réseau, à mettre en place pour distribuer de l’eau à la

population. L’objectif est de parvenir à satisfaire la demande des

consommateurs tant en débit qu’en pression et pour cela, différents tronçons de

canalisation du réseau devront avoir des diamètres optimum et seront

dimensionnés en conséquence.


~ 59 ~

5-2-1 Calcul de débit par tronçon

Les tronçons indiquent les différents points de passage et de bifurcation vers les

points d’eau ou BF. Le débit par tronçon est calculé depuis la BF la plus éloignée

jusqu’au réservoir (de l’aval vers l’amont) en faisant la somme de débit. Le schéma

suivant représente le réseau de distribution d’eau en général.

N1

N2

N 3

N4

Figure 16 : Tronçons général d’un réseau

Réservoir

BF1

BF 3

BF2

BF4

Q= 1,2

0,2l/s

1 l/s

0,2l/s 0,8l/s

0,2l/s

BF5

0,2l/s 0,2l/s

0,6l/s

EPP


~ 60 ~

L’eau part du réservoir vers la BF le plus éloigné du réseau. Les parties qui se

trouvent entre Réservoir – N1, N1 – N2, N2-N3, N3-N4, sont appelés les tronçons.

Tableau 26 : Débits traversant les tronçons

Points Tronçon Débits en l/s

Amont Aval

Réservoir N1 R- N1 1,2

N1 BF1 N1-BF1 0,2

N1 N2 N1-N2 1

N2 BF2 N2-BF2 0,2

N2 N3 N2-N3 0,8

N3 BF3 N3-BF3 0,2

N3 N4 N3-N4 0,6

N4 BF4 N4-BF4 0,2

N4 EPP N4-EPP 0,2

N4 BF5 N4-BF5 0,2

Les débits traversant les tronçons sont compris entre 0,2 l/s et 1,2 l/s.

5-2-2 Choix du matériau des canalisations du réseau de distribution

Le choix du matériau des conduites se fait en tenant compte de la nature du

sol (agressivité du sol) et de critères d’ordre économique (coût, disponibilité sur le

marché des conduites ainsi que de leurs accessoires de réparation) et liés à la

performance des matériaux.

La couche superficielle de terre est constituée essentiellement des dépôts de quartz,

latérites, ne présente aucune agressivité pour les conduites en PEHD.

Dans notre cas, on choisit le tuyau en PEHD avec la pression nominale PN 10 bars.

5-2-3 Structuration du réseau

Le réseau de distribution a une longueur totale de 1520 ml. Les canalisations

sont en PEHD de diamètre nominal 32 mm à 50 mm et de pression nominale 10 bars.

Le réseau de distribution sera constitué :

- des conduites principales tertiaires au niveau des bornes fontaines en PEHD ;

- des installations de sécurité et de régulation telles que :


~ 61 ~

les ventouses pour se débarrasser de l’air dans les conduites qui

peuvent empêcher la circulation de l’eau entrainant la cassure de

celles-ci.

les vannes de sectionnement pour le tronçonnage du réseau selon

les besoins.

des vidanges placées au bout du réseau et aux points de faible

pente pour l’entretien des réseaux

- les bornes fontaines sont au nombre de six(6).

Tout ce réseau de distribution sera alimenté par un réservoir d’eau situé à

1211m d’altitude.

5-2-4 Profil en long

Les conduites seront enterrées pour des raisons de sécurité, de commodité

d’exploitation et de régularité de la température de l’eau.

Le profil en long des conduites est différent de celui du terrain naturel, mais

son choix tiendra compte des objectifs qui sont les suivantes :

- la minimisation des terrassements à l’excavation ;

- l’évacuation de l’air susceptible de s’y accumuler et pouvant engendrer la

réduction des débits, des coups de bélier etc.

Ainsi, les dispositions suivantes seront prises lors du choix du tracé des

profils en long :

- créer des pentes et des rampes minimales respectivement de 2%0 à 3%0 pour

éviter la cavité dans la conduite ;

- réduire au maximum le nombre de changement de pente dû au relief du

terrain naturel .(Annexe 7)

5.3 Conduites d’amenée

La conduite d’amenée, a une longueur de 550 ml. Les canalisations sont

principalement en PEHD de diamètre nominal 30 mm et de pression nominale 10

bars. Les principaux paramètres hydrauliques de la conduite d’amenée sont présentés

ci-dessous :

- cote captage : 1246 m

- longueur tronçon captage-filtre : 450 ml


~ 62 ~

- cote filtre : 1226 m

- longueur tronçon filtre-réservoir : 100 ml

- cote radier réservoir : 1211 m

- débit de projet : 0,40 l/s

- diamètre nominal retenu : 30 mm

- vitesse dans la conduite : 0,74 m/s

- perte de charge linéaire : 0,03 m

5.4 Protection des conduites contre le coup de bélier

Le coup de bélier est un phénomène oscillatoire provoqué par une

variation du régime d’écoulement et propageant dans le milieu constitué par l’eau

et la conduite qui la contient. Il engendre ainsi les déformations élastiques de la

conduite et du liquide.

a) Causes et conséquences de coup de bélier

Dans notre cas de conduite à écoulement gravitaire, la variation brusque de

la vitesse de l’eau par suite d’une fermeture ou ouverture rapide d’une vanne peut

causer l’origine du phénomène de coup de bélier.

Par conséquent, le coup de bélier peut provoquer la rupture de la tuyauterie si la

pression atteinte devient trop élevée. Des poches d’air peuvent être ajoutées sur le

réseau afin d’obtenir un effet amortisseur, protégeant le système.

Face au danger potentiel que représente le coup de bélier pour la

durée des conduites hydrauliques en charge, leur préservation contre ce

phénomène est une nécessité absolue. Pratiquement, il n’est pas possible de

supprimer intégralement les effets du coup de bélier, mais de les réduire à une

valeur compatible avec la résistance des installations.

Les éléments suivants permettent de diminuer le coup de bélier :

- réduire la pression de l’alimentation en eau par l’installation d’un régulateur

de pression.

- réduire la vitesse de l’eau dans le tuyau, afin de réduire le coup de bélier

certains guides dimensionnement recommandent une vitesse inferieure égale

à 0,5 à 1 m/s.

- installer des robinets avec une vitesse de fermeture lente.

- utiliser des procédures d’ouverture et de fermeture sur une installation.


b) Mode de pose des conduites

Pour des mesures de sécurité et de commodité, les conduites seront

toutes enterrées afin d’éviter l’encombrement des voies de communication ou leur

écrasement par les charges trop lourdes. Ce qui évitera du coup

l’eau et l’ensoleillement des conduites qui pourrait leur être préjudiciable.

On aura des tranchées de dimensions suivantes :

H min ≥ 0,5m + D ext

L min ≥0,4m + D ext

Avec : H min: Profondeur minimale de la tranchée

L min: Largeur minimale de la tranchée

D ext: Diamètre extérieur de la conduite

Précaution de pose : Pour obtenir un bon remblai, utiliser une couc

ou une terre purgée de pierres de 10cm sera posée au fond du trou avant la pose de la

conduite. Puis on procèdera au nettoyage et à la désinfection des canalisations:

les conduites seront lavées intérieurement au moyen de chasses d

procédés adéquats. Ces lavages seront répétés, si nécessaire, afin que la turbidité de

l’eau soit inférieure au maximum admis

en vigueur pour la qualité des eaux destinées à la consommation humaine

ensuite procédé à la désinfection et au rinçage des conduites, aux prélèvements d’eau

pour le contrôle conformément aux instructions en vigueur

2001. Cours d’adduction d’eau potable

Schéma 5 : Profil en travers d’une conduite enterrée

Remarque : Pour les conduites traversant les grands axes routiers elles

seront placées dans des fourreaux pour éviter sa cassure lors du passage de charges

lourdes.


~ 63 ~

Mode de pose des conduites



écrasement par les charges trop lourdes. Ce qui évitera du coup le réchauffement de


On aura des tranchées de dimensions suivantes :

: Profondeur minimale de la tranchée

: Largeur minimale de la tranchée

: Diamètre extérieur de la conduite

Précaution de pose : Pour obtenir un bon remblai, utiliser une couc



les conduites seront lavées intérieurement au moyen de chasses d


l’eau soit inférieure au maximum admis égale à 5 NTU par les normes et règlements

en vigueur pour la qualité des eaux destinées à la consommation humaine


pour le contrôle conformément aux instructions en vigueur. (Rasolofoniaina

2001. Cours d’adduction d’eau potable, CNEAGR)

: Profil en travers d’une conduite enterrée

Pour les conduites traversant les grands axes routiers elles





le réchauffement de


Précaution de pose : Pour obtenir un bon remblai, utiliser une couche de sable



les conduites seront lavées intérieurement au moyen de chasses d’eau ou autres


par les normes et règlements

en vigueur pour la qualité des eaux destinées à la consommation humaine. Il est


Rasolofoniaina. J. D.,

Pour les conduites traversant les grands axes routiers elles



~ 64 ~

5.5 Calculs des dimensionnements des conduites

L'utilisation des tuyaux en matière plastique est plus économique et facile à

réaliser pour les petits projets dans les milieux ruraux. Ce projet exige des

études très sérieuses les plus importantes pour les dimensionnements de la

conduite. Le calcul à réaliser a pour but de déterminer les diamètres (D) ou section

des tuyaux à utiliser ainsi que leurs longueurs qui influenceront sur les exigences du

réseau (vitesse, pression).

Limitation des pressions

En général, la pression (en hauteur d'eau) dans le point de puisage

(borne -fontaine ou autre) est comprise entre 3 et 40m.

Pression au sol = côte piézométrique - côte au sol

Vitesse de l'eau

La vitesse de l'eau dans les conduites est de l'ordre de 0,30 à 1,50m/s. Ceci

pour éviter la formation de dépôt et la perturbation dans les conduites. Mais dans

cette étude la valeur 0,25m/s est tolérable puisqu'on n'utilise plus de produit

chimique. Seuls les petits grains de sable, qui risquent de se déposer sur le point

le plus bas; sont facile à évacue à l'aide du système de vidangelors de l’entretien

courant ou périodique.

V= 4Q/π D2 (XX)

Diamètre des conduites

En général, les conduites en charge sont de forme circulaire. Connaissant les

débits Q, vérifions les vitesses de l'écoulement. On peut calculer le diamètre de la

conduite à l'aide de la formule suivante:

Q=πD2/4*V V= 4Q/π D2 (XXI)

Q : débit de l'écoulement [m3/s]

D : diamètre intérieur de la conduite [m]

V: vitesse de l'écoulement [m/s]

Les pertes de charge

Dans les conduites en charge, il n'y a que 2 pertes de charge :

- perte de charge singulière

- perte de charge linéaire.


~ 65 ~

La perte de charge singulière est en fonction de plusieurs facteurs (vitesse de l'eau,

diamètre et la longueur de la conduite, rugosité des parois intérieures de la

conduite).

J= 0,000831* Q 1,75* D-4,75 (XXII)

Perte de charge linéaire

La perte de charge dans la conduite est donnée par la formule suivante

d H= j x L (XXIII)

Où

d H : perte de charge linéaire

J : perte de charge linéaire dans les tronçons (conduite) [m]

L : longueur du tronçon [m]

Les résultats des calculs de dimensionnements des conduites sont représentés dans

l’annexe 6.

Interprétations

Tous ces paramètres dépendent du diamètre intérieur des tuyaux et des débits

de l’eau pour chaque tronçon.

Si le débit Q = 1,2m/s et le diamètre D= 53,6 mm sont élevés, la vitesse et les deux

pertes de charges diminuent alors que la pression au sol augmente.

Si le débit est faible avec Q= 0,2l/set le diamètre élève supérieur égale à 26,2mm, la

vitesse et les deux pertes de charges diminuent toujours, alors que la pression au sol

augmente. On peut conclure que la diminution des débits d’écoulements n’a pas

l’effet sur les changements des valeurs des paramètres de dimensionnements, donc

tous ces paramètres dépendent réellement du diamètre intérieur des tuyaux.

Si le débit est élevé et le diamètre est petit, la vitesse et les deux pertes de

charges augmentent alors que la pression au sol augmente.

D’après les calculs de dimensionnement, les vitesses des conduites sont entre à 0,5 à

0,7 m/s, elles sont en sécurité contre le coup de bélier.


~ 66 ~

Chapitre VIII : Gestion de l’eau

1 Mode de gestion

La maintenance est l’ensemble des mesures permettant la préservation

des dispositifs techniques dans leur état initial et observation de l’état évolutif. La

gestion consiste à veiller de manière rationnelle aux opérations qui conservent le

potentiel du matériel. C’est à dire il faut entretenir les ouvrages et équipements,

pérenniser la production pour être dans une marge de dépense raisonnable.

Selon l’article 41 du code de l’eau, ce sont les communes qui sont les

maîtres d’ouvrage des systèmes d’approvisionnement en eau potable et

d’assainissement, situés dans leur territoire. Mais tant que les communes ne sont pas

habilitées à exercer pleinement leur responsabilité de Maîtres d’ouvrage, c’est le

Ministère chargé de l’eau qui agit comme Maîtres d’ouvrage délégué des Communes

dans une phase intermédiaire.

Il est obligatoire pour toute infrastructures d’Adduction d’Eau Potable

d’avoir un système de gestion placé sous la responsabilité d’un gestionnaire, pour

assurer son efficacité et sa durabilité.

Il existe différents types de gestion :

- la gestion déléguée à la communauté ou gestion communautaire

- la gestion déléguée : concession, affermage, gérance

- la gestion en régie direct

2 Choix du mode de gestion de point d’eau du Fokontany Mandrevo

Après analyse, nous retenons comme mode de gestion, la gestion

communautaire. A cet effet, il sera nécessaire de mettre en place un comité de

pilotage qui sera constitué de :

- un (1) président

- un (1) secrétaire

- un (1) trésorier

- un(1) responsable à l’hygiène

- des fonteniers

Le Comité aura la charge de mettre en place le personnel permanent pour la

distribution de l'eau et assurera sa rémunération qui est prélevée et intégrée au prix

du litre. Il est responsable de la propreté, de l'hygiène et des conditions de


~ 67 ~

distribution de l'eau aux points d'eau lui correspondant. Il assure aussi le suivi

général des installations de contrôle et d’inspection.

Les opérations de contrôle et d’inspection des ouvrages et les actions

accessoires consistent à :

- veiller au bon fonctionnement des bornes fontaines ;

- organiser des réunions et de rendre compte à la communauté ;

- fixer en collaboration avec la population le prix de l’eau ;

- gérer les fonds pour l’exploitation des points d’eau ;

- organiser des séances de travail pour assainir les bords des bornes fontaines.

Nous aurions souhaité que celui qui doit assurer la présidence soit une

personnalité influente de la localité. Il serait également intéressant de motiver les

membres du bureau par une petite rémunération forfaitaire, même s’il est vrai qu’ils

sont volontaires.

La gestion financière sera organisée de sorte à ce que le

renouvellement des installations puisse être possible à l’échéance du projet. A

cet effet, une rigueur s’impose au niveau de cette gestion.

Les recettes proviennent de la vente de l’eau des bornes fontaine. Les

fonteniers devraient verser leur recette journalière auprès du trésorier qui, à son tour

fera le bilan hebdomadaire et produira des pièces justificatives. L’ouverture d’un

compte à la banque la plus proche serait idéale. Ce compte sera un compte bloqué

et servira au renouvellement de l’installation au moment convenable. Pour ce

faire, il sera alimenté par des redevances prélevées sur la vente d’eau et sur

chaque m3 d’eau vendu. Un autre compte sera ouvert au niveau de la caisse

d’épargne et sera mouvementé pour les dépenses courantes telles que

l’entretien, les carburants, le paiement du salaire des fontainiers…

Les dépenses seront effectuées pour assurer la continuité des

installations et le paiement éventuel des différents acteurs qui entrent dans le

processus du mode de gestion.


~ 68 ~

Chapitre IX : Etude environnementale et évaluation du

coût de réalisation du projet Le projet d’AEP du Fokontany comporte la réalisation des différentes

activités de préparation, de construction et d’exploitation qui peuvent avoir des

répercussions sur l’environnement. Donc deux impacts sont mis en valeur, ce sont les

impacts positifs et les impacts négatifs.

1 Aperçu sur les impacts environnementaux au niveau du Fokontany

Mandrevo

Le projet aura des impacts positifs très importants au niveau social et des

retombées significatives au niveau environnemental. Les actions à court terme du

projet d’AEP du Fokontany auront des résultats positifs immédiats sur les villageois

bénéficiaires. Ces retombées vont de la satisfaction des besoins vitaux tels accès à

l’eau potable provoquant la réduction des maladies d’origine hydrique. Par ailleurs le

projet contribuera à l’amélioration des revenus des ménages par l’allègement du

budget et du temps consacrés à la recherche de l’eau. Au niveau environnemental, le

projet va apporter une protection accrue des ressources par la protection des zones de

captage et le suivi qualificatif de l’eau.

En terme d’impacts négatifs, le présent projet a un potentiel d’impacts

négatifs limités et ne comporte pas de déplacement de la population ni de destruction

d’habitations ni d’aliénation d’autres biens. Il y a toutefois la possibilité de la

survenance des impacts éventuels suivants :

- Le risque d’érosion dû au défrichement des sites pour les ouvrages

d’adduction d’eau et de stockage surtout dans les zones de forte déclivité ; les

surfaces concernées sont cependant assez restreintes ; des travaux de

terrassement auront lieu mais les déblais dans la plupart des cas seront remis

en place

- Les nuisances occasionnées par les travaux qui seront essentiellement les

bruits, les gênes pour le trafic dans certaines zones.

2 Impact sur le changement climatique

Le changement climatique est en train de modifier le bilan hydrologique du

Fokontany et pourrait limiter les quantités d’eau dont peuvent disposer les

populations et porte atteinte sur les caractéristiques physico-chimiques (quantité

et qualité) des ressources en eau que ce soit eau de surface ou eaux souterraines.


~ 69 ~

Dans le Fokontany, la forte évaporation due à l’augmentation de température

à cause du réchauffement de l’atmosphère engendrera une variation de la valeur

des différents termes du bilan hydrique : nouvelle répartition temporelle et

spatiale des précipitations et des écoulements, faible infiltration, intensification

de l’évapotranspiration qui conduira à un assèchement ou tarissement des points

d’eau naturels (lacs, rivière, ruisseau, source, … )

La variation des précipitations et de température pourrait faire baisser

les niveaux d’eau dans le bassin et rivières. La saison de pluie devient de

plus en plus irrégulière et de moins en moins pluvieuse qui pourrait entraîner le

tarissement des points d’eau.

Il pourrait aussi occasionner des dangers tels que des sécheresses et la

dégradation des eaux, l’érosion et le glissement de terrain.

Dans le cas où la menace par rapport à la dégradation de l’environnement est

élevée, il convient d’instaurer un périmètre de protection éloignée sur la totalité ou

une partie de bassin versant de façon limité l’évolution à moyen terme de la

dégradation de la couverture végétale du bassin versant et de favoriser l’infiltration,

alimentant les sources.


~ 70 ~

3 Evaluation du coût de réalisation du projet

L’estimation du coût du projet a été basée sur les quantités de matériaux

nécessaires sur l’ensemble des ouvrages dans le présent projet.

Tableau 27 : Estimation du coût de la réalisation

DESIGNATION MONTANT (Ar)

Bénéficiaire Projet

Frais généraux 900 000 2 150 000

Ouvrage de captage 64 350 507 848

Conduite d’amenée 541 500 1 830 722

Réservoir 848 750 4 777 580

Réseaux de distribution 1 535 000 10 041 967

Bornes fontaines 323 000 2 355 660

Fournitures diverses 0 275 600

Frais de réalisation 7 800 000

Total 4 212 600 29 739 377

Total général 33 951 977

Pour la réalisation des travaux d’adduction d’eau potable dans le

Fokontany de Mandrevo, le coût total des travaux est estimé à Trente-trois millions

neuf cent cinquante un mille neuf cent soixante-dix-sept Ariary (33 951 977 Ariary).

(Le bordereau détail estimatif du projet est donné à l’annexe 9)


CONCLUSION


~ 71 ~

CONCLUSION

Dans ce mémoire, nous avons abordé un projet sur la mise en place d’un

système d’alimentation en eau potable au sein du Fokontany Mandrevo, Commune

Rurale Analavory, District Miarinarivo, Région Itasy. Cette étude a été menée à ce

que la population bénéficie d’une eau suffisante, de qualité et de potabilité

requise par l’OMS. Il convient de relever que les problèmes liés à l’eau concernant

la quantité et la qualité ne sont pas encore résolus dans le Fokontany Mandrevo.

Cette situation consiste à faire une série de travaux sur le site, de faire des

enquêtes auprès des élus locaux, de la population bénéficiaire pour la collecte des

données et sur leur attente concernant la construction des infrastructures sociales au

sein de leur village. Comme, le Fokontany Mandrevo possède encore une potentialité

notable de ressources en eau exploitable aussi bien en eau souterraine qu’en eau de

surface. Ces quantités d’eau exploitable nécessitent une stratégie de gestion intégrée

et une évaluation des ressources en eau avec les besoins correspondants des

utilisateurs afin de pouvoir faire un choix sur le type d’exploitation. Compte tenu du

caractère essentiel des ressources dans le Fokontany Mandrevo, nous avons fait

l’étude d’un système d’Adduction d’Eau Potable Gravitaire pouvant permettre à

toute la population d’avoir accès à l’eau potable et suffisante.

Tout au long de notre travail, nous avons essayé d’orienter nos

recherches basées sur la vulnérabilité et des risques de pollution des eaux, les

aspects techniques de l’ouvrage: le captage, le réservoir, la distribution ; afin

d’assurer la qualité de l’eau à exploiter et d’obtenir un débit suffisant ainsi qu’ une

pression raisonnable aux usagers au point le plus défavorable. L’analyse physico-

chimique que nous avons effectuée sur site, un système de traitement, se basant sur

la filtration lente permettra d’assurer la potabilité de l’eau. Nous espérons que ce

travail sera un outil de référence pour les concepteurs, les réalisateurs et les

exploitants du système d’Alimentation en Eau Potable Gravitaire du Fokontany

Mandrevo et qu’il contribuera ainsi à la résolution des problèmes d’eau dans ces

villages.

Une grande implication des services locaux des villages dans le système de

gestion de l’eau potable et une véritable mobilisation de moyens financiers est

souhaitée ; l’objectif est d’apporter un appui aux associations qui œuvreront

dans le domaine de l’eau afin de contribuer au bien-être de la population.


~ 72 ~

Enfin, un aperçu sur les impacts environnementaux au niveau du Fokontany

Mandrevo nous semble un outil efficace pour prendre des décisions valables dans

ce genre de projet.

En effet, cette étude environnemental va nous servir comme un outil de prise

de décision pour la réalisation des projets futurs.

Pour terminer, l’approvisionnement en eau potable est un critère de développement,

nous avons estimé quelques mesures d’adaptation générale pour la conservation et la

protection des ressources en eau pour éviter le gaspillage dont :

- applications des 3 périmètres de protections

- une implication des élus locaux en Information Education et Commune (IEC) en

matière d’adduction d’eau potable ;

- une organisation de la distribution d’eau;

- un suivi rigoureux de la maintenance et du contrôle des ouvrages

(étanchéité, des vannes, des robinetteries);

- un suivi des prix fixés par les livreurs d’eau;

- une veille sur le fonctionnement de tous les ouvrages (vidange, ne pas vider

totalement le réservoir).


REFERENCES

BIBLIOGRAPHIQUE


73

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

1- APD de l’étude d’AEP dans le Fokontany d’Antsahamaina Commune Rurale

de Miarinarivo II, 2012. Page 30.

2- Directive Nationale pour des infrastructures AEP résistantes aux aléas

climatiques, 2012. Page 35, 65, 83.

3- INSTAT, 2015.Estimation de la population. Page 5

4- LECOMTE P., 1995. Les sites contaminés, traitement des sols et des

eaux souterraines. Technique et documentation. Lavoisier, 1995. Page 196.

5- Manuel de Procédure pour la mise en place des projets Eau et

Assainissement, Juin 2005. Page 81- 89.

6- Ministère de l’Environnement et des Eaux et Forets, Décembre

2006.Préparation de la Seconde Communication Nationale Elaboration des

scénarios de changement climatique pour les études de vulnérabilité et

adaptation. Page 20.

7- Ministère de l’Environnement et des Eaux et Forêts, Décembre

2006.Préparation de la Seconde Communication Nationale Elaboration des

scénarios de changement climatique pour les études de vulnérabilité et

adaptation. Page 20.

8- ORSTOM, 1993. fleuves et rivières de Madagascar. Page 711.

9- Programme Régional de Développement Rural Région Itasy (PRDR),

2010.Monographie Régional. Page 71- 72, 74.

10- Rasolofoniaina. J. D., 2001. Cours d’adduction d’eau potable. Ingénieur

d’Equipement Rural, Docteur- Ingénieur en Mécanique des fluides,

CNEAGR (Centre National d’Etude et Application du Génie Rural). Page

64

11- Ministère des mines, 2005. TBG. Feuille m47.

Sites web :

12- Madagascar- Environnement : www.Droit- Africain. Com .Janvier 2016

13- Etude d’impacts sur l’environnement http : //www. Environnement. gouv. Fr.

Janvier 2016

14- Encyclopédie Encarta 2009.

http://www.droit-/


ANNEXES


I

ANNEXES Annexe 1 : Coefficient de ruissellement

NATURE DE

COUVERTURE

VALEUR Cr

PETITS BASSIN : 0-10 ha avec une

pente %

PETITS MOYENS : 10- 400 ha

avec une pente %

Inférieur

à 5

5-10 10-30 Supérieur

à 30

Inférieur

à 5

5-10 10-30 Supérie

ur à 30

Plates-formes

Haussées de routes,

cours

0,95

Terrain dénudé, ou a

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 claire

0,75

0,80

0,85

0,90

0,52

0,60

0,72

0,80

Prairies brousses

dense savane a sous-

bois

0,70

0,75

0,80

0,85

0,30

0,36

0,42

0,50

Foret ordinaire en

futaie sous-bois

touffus

0,30

0,50

0,60

0,70

0,13

0,20

0,25

0,30

Grand foret primaire

0,20

0,25

0,30

0,40

0,15

0,18

0,22

0, 25

Le coefficient de ruissèlement sert à déterminer l’infiltration efficace

dans la nappe du bassin versant. La valeur du coefficient de ruissellement (Cr) est

donnée à partir de la couverture végétale existante et la pente dans le bassin versant.

Il est compris entre 0,13 et 0,95.


II

Annexe 2 : Bilan hydrologique mensuel et annuel

Mois/

désignation J F M A M J J A S O N D

Total/

moye

nne

Précipitation

[mm] 303 238 280 39 13 6 7 11 19 43 141 299 1399

T° moyenne 20,2 20 19,7 18,6 16,3 14,6 13,9 14,6 16,4 18,3 19,8 20,1 17,7

Indice

mensuel I 8,28 8,16 7,97 7,31 5,98 5,07 4,7 5,07 6,04 7,13 8,03 8,22 81,96

ETP [mm] 88 78 78,5 68,3 55 44,7 42,7 46,2 54,1 73,1 81,6 88,5 798,7

P – ETP 215 160 202 -29 -42 -39 -36 -35 -35 -30 59 211 -

ETR 88 78 78,5 65 39 22 17 17 24 46 81,6 88,5 644,6

Déficit

cumulé - - - 29 71 110 146 181 216 246 - - -

ETR/ETP en

%

100,0

0%

100,0

0%

100,0

0%

95,17

%

70,91

%

49,22

%

39,81

%

36,80

%

44,36

%

62,93

%

100,0

0%

100,0

0%

80,71

%

Stock 100 100 100 74 48 32 22 16 11 8 67 100

Δ S 0 0 0 -26 -26 -16 -10 -6 -5 -3 59 33 -92

Surplus 215 160 202 - - - - - - - - 178 755

Ce tableau est le bilan hydrologique mensuel et annuel de la zone d’étude, il a été

mesuré au niveau de la station pluviométrique Arivonimamo. Il montre la

réalimentation de la nappe du bassin versant dans le Fokontany.


III

Annexe 3 : Caractéristiques hydrologiques du bassin versant

Les caractéristiques du bassin versant du périmètre du Fokontany Mandrevo sont

données par les formules suivantes.

- Coefficient de capacité de GRAVELIUS KG

K = 0,28 x (P/S)

P : Périmètre du bassin versant (km)

S : Surface du bassin versant (km2)

- Longueur du rectangle équivalent en km

L = { [ K x S^(1/2) ] / (1,12) } x { 1 + [ 1 - (1,12 / K)^2 ]^(1/2) }

K : Coefficient de capacité de GRAVELIUS


- Largeur du rectangle équivalent en km

l = { [ K x S^(1/2) ] / (1,12) } x { 1 - [ 1 - (1,12 / K)^2 ]^(1/2) }

K : Coefficient de capacité de GRAVELIUS


- Pente du bassin versant I(m/km)

I = (DeltaH / L) ou = 0,95 x (Zmax - Zmin) / L

DeltaH : Dénivelée entre l'altitude des points d'abscisse 5% et 95% de la

courbe hypsométrique (m)

L : Longueur de rectangle équivalent (km)

Zmax : Altitude maximale du bassin versant (m)

Zmin : Altitude minimale du bassin versant (m)

- Temps de concentration Tc(h)

Tc = 0,108 x ((S x L)^(1/3)) / (I^(1/2))

S : Superficie du bassin versant (km2)

L : Longueur de rectangle équivalent (km)

I : Pente du bassin versant (m/m)

Toutes ces formules nous servent à déterminer les caractéristiques du bassin versant

de notre zone d’étude.


IV

Annexe 4 : Normes de potabilité malagasy (décret n°2004-635 du15/06/04)

PARAMETRE ORGANOLEPTIQUE NORME

Odeur ABSENCE

Couleur INCOLORE

Saveur désagréable ABSENCE

PARAMETRE PHYSIQUE UNITE

NORME

Température °C <25

Turbidité NTU <5

Conductivité µS/cm <3000

Ph 6,5-9,0

PARAMETRE CHIMIQUES UNITE

NORME

ELEMENTS NORMAUX MINIMA VMA

Calcium mg/l 200

Magnésium mg/l 50

Chlorure mg/l 250

Sulfate mg/l 250

Oxygène dissous % de saturation % 75

Dureté TH

mg/l en

CaCO3 500

ELEMENTS INDESIRABLES

MATIERES ORGANIQUES mg/l

2(milieu

Alcalin)

5(milieu

Acide)

Ammonium mg/l 0,5

Nitrite mg/l 0,1

Azote total mg/l 2

Manganèse mg/l 0,05

Fer total mg/l 0,5


V

Phosphore mg/l 5

Zinc mg/l 5

Argent mg/l 0,01

Cuivre mg/l 1

Aluminium mg/l 0,2

Nitrate mg/l 50

Fluore mg/l 1,5

Baryum mg/l 1

ELEMENTS TOXIQUES

ARSENIC mg/l 0,05

Chrome total mg/l 0,05

Cyanure mg/l 0,05

Plomb mg/l 0,05

Nickel mg/l 0,05

Polychloro-biphenyl PCB mg/l 0

Cadmium mg/l 0,005

Mercure mg/l 0,001

SOLVANTS CHLORES

Chloroforme mg/l 0,05

Tétrachlorure de carbone mg/l 0,05

GERMES PATHOGENE ET INDICATEURS

DE POLLUTION FECALE

Coliformes totaux 0/100ml

Streptocoques fécaux 0/100ml

Coliformes thermo-tolérants (e.coli) 0/100ml

Clostridium sulfito-réducteur <2/20ml

Toute eau destinée à la consommation humaine doit être suivre les normes de

potabilité malagasy décrit dans décret n°2004-635 du15/06/04 ou la norme de

potabilité selon la norme de l’OMS.


VI

Annexe 5 : Résultat d’analyse d’eau de source

Date de

prélèvement

23/10/2015

Date d'analyse 23/10/2015

Lieu Fokontany Mandrevo, CR Analavory

Sources de

prélèvement

Eau de

source

Limites

souhaitables

selon normes

OMS

Observations

Température (°C) 25° C < 25°C Température normale

Turbidité (NTU) 5 < 5 NTU Eau non turbide

Conductivité

(µS/cm) 26.6 < 2000 µS/cm eau satisfait la limite souhaitable

Couleur Limpide Limpide Eau clair

Goût neutre Neutre aucunes anomalies

Odeur absence Inodore

Nitrate (mg/l) 0.11 < 50 mg/L la teneur en nitrate et en nitrite sont dans les

normes Nitrite (mg/l) 0.00 < 0,1 mg/L

Ammoniaque

(mg/l) 0.01 < 0,05 mg/L

la valeur est dans la limite souhaitable

Fluorure (mg/l) 1 <1,5 mg/L

Ph 6.8 6,5 < pH < 8,5 Valeur de pH souhaitable

Coliformes fécaux

ou CTT (UFC) 0

0 à

44°C/100ml

pendant 16h

Aucuns coliformes fécaux

Remarque l’eau est en bonne qualité

D’après l’analyse effectuée sur site, nous avons constaté que la source a exploité est en

bonne qualité, elle respect la valeur maximal admissible VMA dans la norme de la potabilité

Malagasy.


VII

Annexe 6 : Résultats de calcul de dimensionnement

Points Tronçon

Q de

calcul D J V L dH H piézométrique cote au

sol (m)

P au

sol (l/s) Mm m m/s m M Amont aval

S(Andoharano) 1246

Collecteur S-C 0.4 26.2 0.030639 0.742314 100 3.063902 1246 1242.936 1235 7.94

P1 C-P1 0.4 26.2 0.030639 0.742314 50 1.531951 1242.936 1241.404 1234 7.40

P2 P1-P2 0.4 26.2 0.030639 0.742314 50 1.531951 1241.404 1239.872 1236 3.87

P3 P2-P3 0.4 26.2 0.030639 0.742314 50 1.531951 1239.872 1238.34 1232 6.34

Traitement P3-T 0.4 26.2 0.030639 0.742314 200 6.127804 1238.34 1232.212 1226 6.21

P4 P3-P4 0.4 26.2 0.030639 0.742314 50 1.531951 1232.212 1230.68 1220 10.68

P5 P4-P5 0.4 26.2 0.030639 0.742314 50 1.531951 1230.68 1229.149 1211 18.15

R(sis à

Faliarivo) Réservoir 1211

K1 R-K1 1.2 53.6 0.006993 0.532086 100 0.699255 1211 1210.301 1200 10.30

K2 K1-K2 1.2 53.6 0.006993 0.532086 100 0.699255 1210.301 1209.601 1195 14.60

K3 K2-K3 1.2 53.6 0.006993 0.532086 100 0.699255 1209.601 1208.902 1190.2 18.70

N1 K3-N1 1.2 53.6 0.006993 0.532086 200 1.39851 1208.902 1207.504 1190 17.50

BF1 N1-BF1 0.2 19 0.041911 0.705754 50 2.09553 1207.504 1205.408 1185 20.41

N2 N1-N2 1 42.6 0.015132 0.701958 200 3.026463 1205.408 1202.382 1180 22.38

BF2 N2-BF2 0.2 19 0.041911 0.705754 50 2.09553 1205.408 1203.313 1178.35 24.96


VIII

K4 K4-N2 0.8 42.6 0.01024 0.561566 100 1.024031 1202.382 1201.358 1175 26.36

K5 K4-K5 0.8 42.6 0.01024 0.561566 50 0.512015 1203.313 1202.801 1170.5 32.30

K6 K5-K6 0.8 42.6 0.01024 0.561566 50 0.512015 1201.358 1200.846 1170 30.85

N3 K6-N3 0.8 42.6 0.01024 0.561566 100 1.024031 1202.801 1201.777 1169 32.78

BF3 N3-BF3 0.2 19 0.041911 0.705754 50 2.09553 1200.846 1198.75 1167 31.75

K7 N3-K7 0.6 34 0.018065 0.661186 100 1.806512 1198.75 1196.944 1167.5 29.44

K8 K7-K8 0.6 34 0.018065 0.661186 100 1.806512 1196.944 1195.137 1165 30.14

N4 K8-N4 0.6 34 0.018065 0.661186 50 0.903256 1196.944 1196.04 1165 31.04

BF4 N4-BF4 0.2 19 0.041911 0.705754 20 0.838212 1196.04 1195.202 1163 32.20

BF5 N4-BF5 0.2 19 0.041911 0.705754 50 2.09553 1195.202 1193.107 1160 33.11

EPP N4-EPP 0.2 19 0.041911 0.705754 50 2.09553 1193.107 1191.011 1160 31.01

Le but de tous ces calculs est de voir les valeurs des pressions aux bornes fontaines, c’est-à-dire la pression aux bornes

fontaines doit être comprise entre 5 à 40 mètres. Si les resultats sont en dessous de 5 mètres, on recommence les calculs et deux choix

peuvent être pris. Soit, on augmente la dimension de la conduite ou la hauteur du réservoir. L’une de ces deux choix provoque

l’augmentation de la pression.Les pressions aux bornes fontaines sont : 20,41 – 24,96- 31,75- 32,20- 33,11- 31,01 mètres


IX

Annexe 7 : Profil en long de la conduite

1100

1120

1140

1160

1180

1200

1220

1240

1260

0

10

0

15

0

20

0

25

0

45

0

50

0

55

0

65

0

75

0

85

0

10

50

11

00

13

00

13

50

14

50

15

00

15

50

16

50

17

00

18

00

19

00

19

50

19

70

20

20

20

70

Profil en longSource

Bornefontaine

Longueur du tuyau (m)

Alt

itu

de

(m

)

Réservoir


X

Annexe 8 : Plan d’une borne fontaine

Vue en plan d’une borne fontaine


XI

Annexe 9 : Bordereau détail estimatif

DESIGNATION DES TRAVAUX U QTTE PU(Ar) MONTANT(Ar)

Bénéficiaires Projet

FRAIS GENERAUX

Frais d’étude Fft 1 750 000 750 000

Frais de magasinage et

d’hébergement

Fft 1 900 000 900 000

Installation de chantier Fft 1 900 000 900 000

Repli de chantier Fft 1 500 000 500 000

Sous total frais généraux

900 000

2 150 000

OUVRAGE DE CAPTAGE

Décapage et débroussaillage m2 3,75 2 000 7 500

Fouille d’ouvrage m3 1,50 5 000 7 500

Ciment 10 24 000 240 000

Fers à béton 13 13 000 169 000

Planches pour coffrage 12 2 800 33 600

Pose de vanne d’arrêt en

laiton33/42

1 22 000 22 000

Pose de SR13 à serrer yc tts

sujétions de mise en œuvre 40

2 7 368 14 736

Pose de coude PVC yc tts


1 4 752 4752

Pose des tuyaux PEHD de PN

10 DN 26,2 /32

ml 10 2376 23 760

Gravillons m3 25 000

Sable m3 5 000

Mains d’œuvres H/j 16 3000 48 000

Remblai pour comblement de

fouilles

m3 1,35 1000 1 350

Sous total ouvrage de captage 64 350 507 848

CONDUITE D’AMENEE

Fouille en tranchée ml 555 500 277 500


XII

Pose des tuyaux PEHD de PN

10 DN 26,2 /32

ml 550 2376 1 306 800

Pose de tuyaux galvanisés yc

tts sujétions de mise en œuvre

DN 34

Barre 5 2490 124450

Pose de SR 12 à serrer yc tts


U 20 14 016 280 320



U 12 7 246 86 952

Pose de raccord union galva yc

tts sujétions de mise en œuvre

40/49

U 4 8 050 32 200

Remblai pour comblement des

fouilles

Ml 1320 200 264 000

Sous total conduite d’amenée 541 500 1 830 722

RESERVOIR

Décapage et débroussaillage m2 36 2 000 72 000

Fouille d’ouvrage m3 20 5 000 100 000

Ciment U 94 24 000 2 256 000

Fers à béton 8 Barre 101 13 000 1 313 000

Fers à béton 10 Barre 19 21 000 399 000

Gravillons m3 9,5 25 000 237 500

Sable m3 7 5 000 35 000

Bois carré de 4m U 30 7 000 210 000

Bois rond de 3,50m U 90 1 800 162 000

Planche de 4m pour coffrage U 150 2 800 420 000

Pose de vanne en laiton

sujétions de mise en œuvre

33/42

U 2 22 000 44 000



U 2 7 368 14 736

Pose de coude en PVC


U 2 3 192 6 384

Pose Te galva sujétions de U 2 3 990 7 980


XIII

mise en œuvre 40/49

Pose de Mamelon sujétions de

mise en œuvre 40/49

U 4 4 980 19 920

Pose de coude Galva sujétions

de mise en œuvre 40/49

U 5 3 700 18 500

Pose de tuyaux galva 0,30 m

40/49

U 4 4 920 19 680

Pose de tuyaux PEHD

sujétions de mise en œuvre

42,6/50

ml 10 4 838 48 380

Main d’œuvres H/j 80 3 000 240 000


fouille

m3 2,25 1 000 2 250

Sous total réservoir 848 750 4 777 580

CONDUITE DE DISTRIBUTION

Fouille en tranchée ml 1800 500 900 000

Pose tuyaux PEHD 42,6/50 ml 700 7020 4 914 000

Pose tuyaux PEHD 34/40 ml 300 4 510 1 353 200

Pose tuyaux PEHD 26 ,2/32 ml 250 3 450 862 500

Pose tuyaux PEHD 19/20 ml 270 1 490 402 300

Pose tuyaux galva 40/49 barre 7 74 000 518 000



Pose SR 12 à serrer 50 U 11 18 887 207 757

Pose SR 12 à serrer 40 U 10 14 016 140 160

Pose SR 12 à serrer 32 U 8 8 899 71 192

Pose SR 12 à serrer 25 U 3 6 896 20 688

Pose SR 14 à serrer 50 U 8 11 124 88 992

Pose SR 14 à serrer 40 U 14 7 946 111 244

Pose SR 14 à serrer 32 U 2 5 562 11 124

Pose de raccord union galva

40/49

U 4 10 260 41 040

Pose de raccord union

galva33/42

U 6 8 050 48 300

Pose de raccord union

galva26/34

U 2 5 676 11 352


XIV

Pose de coude galva 40/49 U 8 3 700 29 600

Pose de coude galva 33/42 U 12 3 180 38 160

Pose de coude galva 26/34 U 4 5676 22 704

Pose de Té réduit à serrer

50/25

U 5 28 538 142 690


40/25

U 4 20 856 83 424


32/25

U 1 13 240 13 240

Pose de Red à serrer 50/40 U 2 18 370 36 740




Main d’œuvres H/j 25 3 000 75 000


fouille

ml 2800 200 560 000

Sous total conduite de distribution 1 535 000 10 041 967

BORNE FONTAINE AVEC CLOTURE Nombres=6

Décapage sur terrain de toute

nature

m2 52 2 000 104 000

Fouille d’ouvrage m3 28,8 5 000 144 000

Ciment m3 3,84 24 000 92 160

Fers à béton m2 39,1 13 000 508 560

Planche de 4m pour coffrage m2 28,8 2 800 80 640

Bois carrée m 96 7 000 672 000

Pose de tuyaux galva 20/27 ml 29 4 500 130 500

Pose de robinet de puisage

20/27

U 6 15 000 90 000

Pose de coude de galva 20/27 U 24 1 100 26 400

Pose de Manchon galva 20/27 U 12 1 100 13 200

Pose se SR 14 à serrer 25 U 12 3 960 47 520

Pose de tuyaux PEHD PN 12,5

DN 40 ,8/50

ml 120 5 789 694 680

Main d’œuvres H/j 25 3 000 75 000

Sous total bornes fontaines 323 000 2 355 660

FOURNITURES DIVERSES


XV

Fourniture de peinture

bicouche extérieur

Kg 35 2 500 87 500

Fourniture de peinture à

l’huile

Kg 2 7 000 14 000

Fourniture de rouleau à

peindre

U 1 7 000 7 000

Fourniture de pinceau U 2 800 1 600

Fourniture de filasse poupé 1 7 000 7 000

Fourniture de fer recuit Kg 15 4 000 60 000

Fourniture de colle Girfix U 2 7 400 14 800

Fourniture de Sikalite Kg 6 8 500 51 000

Fourniture de lame de scie à

métaux stanley

U 10 3 000 30 000

Fourniture de white spirit L 3 900 2 700

Sous total fournitures diverses 0 275 600


Table des matières REMERCIEMENTS ................................................................................................................. i

SOMMAIRE .............................................................................................................................ii

LISTE DES FIGURES ............................................................................................................ iii

LISTE DES SCHEMAS .......................................................................................................... iii

LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ iv

LISTE DES ANNEXES ........................................................................................................... v

LISTE DES ACRONYMES .................................................................................................... vi

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

PARTIE I : LA ZONE D’ETUDE ........................................................................................... 3

Chapitre I: Contextes de la zone d’étude ............................................................................. 3

1 . Historique et contexte du projet ..................................................................................... 3

1.1 Historique ................................................................................................................. 3

1.2 Contexte du projet .................................................................................................... 3

2 -Contextes géographique.................................................................................................. 4

2.1 Situation géographique ............................................................................................ 4

2.2 Milieu physique ....................................................................................................... 6

2.3 Milieu socio- économique ........................................................................................ 9

Chapitre II : Contextes géologiques et hydrogéologique de la zone du projet .................. 12

1 Contexte géologique ...................................................................................................... 12

2 Contexte hydrogéologique ............................................................................................. 13

PARTIE II : METHODOLOGIE ET DONNEES DE BASE DE SYSTEME

D’ADDUCTION D’EAU POTABLE ................................................................................... 15

Chapitre III: Méthodologie ................................................................................................ 15

1 La recherche documentaire ............................................................................................ 15

2 Descente sur terrain et collecte des données complémentaires : .................................... 15

3 Traitement des données :................................................................................................ 16

Chapitre IV: Données de base de la zone d’étude.............................................................. 17

1 . Situation actuelle de l’approvisionnement en eau et assainissement ........................... 17

2 Evaluation des besoins en eau de la population dans le Fokontany Mandrevo ............. 17

2.1 Population actuelle et horizon du projet ................................................................ 18

2.2 Consommation journalière ..................................................................................... 18

3 Analyse hydrologique .................................................................................................... 21

3.1 Etude de bassin d’apport ........................................................................................ 21


3.2 Estimation de la densité de drainage ...................................................................... 24

4 Etude de réalimentation de nappe .................................................................................. 26

4.1 Le cycle de l’eau .................................................................................................... 26

4.2 Recharge de la nappe ............................................................................................. 27

5 Evaluation du potentiel en eau du bassin versant........................................................... 29

5.1 Classification des nappes et structure des aquifères .............................................. 29

5.2 Inventaire des sources ............................................................................................ 30

5.3 Estimation des débits des sources .......................................................................... 31

6 Débit tenu pour le projet ................................................................................................ 34

6.1 Adéquation des ressources aux besoins ................................................................. 35

6.2 Comparaison de débit estimé et le débit mesuré sur terrain ................................... 36

7 Qualité de l’eau .............................................................................................................. 36

7.1 Objectifs d’analyse ................................................................................................. 37

7.2 Analyse de l’eau de source d’Andoharano............................................................. 37

Chapitre V- Etude de sa vulnérabilité en qualité et quantité .............................................. 40

1 Définition ....................................................................................................................... 40

2 Facteurs de vulnérabilité des ressources en eau ............................................................. 40

3 Evaluation des sept paramètres « DRASTIC » .............................................................. 40

3.1 La méthode DRASTIC........................................................................................... 40

3.2 Résultats et interprétations ..................................................................................... 42

PARTIE III : TECHNIQUE D’UN SYSTEME D’ADDUCTION D’EAU POTABLE

GRAVITAIRE ....................................................................................................................... 46

Chapitre VI : Description technique de l’ouvrage ............................................................. 46

1 Description générale ...................................................................................................... 46

2 Présentation générale ..................................................................................................... 46

Chapitre VII: Dimensionnement et calage des ouvrages ................................................... 47

1 Ouvrage de captage ........................................................................................................ 47

2 Ouvrage de traitement .................................................................................................... 48

2.1 Système de traitement ............................................................................................ 48

2.2 Choix de traitement du Fokontany Mandrevo ....................................................... 48

2.3 Entretien du filtre ................................................................................................... 49

3 Réservoir de stockage .................................................................................................... 49

3.1 Rôles du réservoir .................................................................................................. 50

3.2 Dimensionnement du réservoir .............................................................................. 50


3.3 Hauteur du réservoir .............................................................................................. 51

3.4 Temps de remplissage du réservoir ........................................................................ 52

3.5 Equipement du réservoir ........................................................................................ 52

3.6 Entretien du réservoir d’eau .................................................................................. 54

4 Des bornes fontaines ...................................................................................................... 54

4.1 Critères de choix de site d’implantation des bornes fontaines ............................... 54

4.2 Débit des bornes fontaines .................................................................................... 55

4.3 Les éléments de la borne fontaine .......................................................................... 56

5 Conduite d’amenée et réseau de distribution ................................................................ 57

5.1 Méthodologie et critères de dimensionnement ...................................................... 57

5.2 Réseau de distribution ............................................................................................ 58

5.3 Conduites d’amenée ............................................................................................... 61

5.4 Protection des conduites contre le coup de bélier .................................................. 62

5.5 Calculs des dimensionnements des conduites ........................................................ 64

Chapitre VIII : Gestion de l’eau ......................................................................................... 66

1 Mode de gestion ............................................................................................................. 66

2 Choix du mode de gestion de point d’eau du Fokontany Mandrevo ............................. 66

Chapitre IX : Etude environnementale et évaluation du coût de réalisation du projet ..... 68

1 Aperçu sur les impacts environnementaux au niveau du Fokontany Mandrevo ............ 68

2 Impact sur le changement climatique ............................................................................. 68

3 Evaluation du coût de réalisation du projet .................................................................... 70

CONCLUSION ...................................................................................................................... 71

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................... 75

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

RESUME .............................................................................................................................. XIX


RESUME

L’eau, en tant que ressource indispensable à la vie, reste inaccessible dans le

Fokontany Mandrevo surtout en terme de qualité et quantité.

Le système d’adduction d’eau potable gravitaire est installé pour adapter à la situation

démographique de la localité, mais surtout pour le moderniser afin d’améliorer l’accès à

l’eau potable des populations.

Un captage direct d’une source a été choisi avec une production d’eau dans la nappe 0,40

l/s, dont la capacité de réservoir est de 20m3. Il sera prévu aussi cinq (6) bornes fontaines.

L’application de la méthode DRASTIC, les zones ont de vulnérabilités moyenne et faible

qui s’alternent dans les parties Sud et Ouest couvrant à peu près de 69,88 % de la zone

d’étude.

Quelque soit les résultats obtenus, une application des périmètres de protection

rapprochée des sources sera nécessaire. Ceci, afin d’assurer une protection maximale des

sources contre la pollution.

Mots clés : AEPG ; Fokontany Mandrevo ; source ; vulnérabilité, eau potable ; population.

ABSTRACT:

Water, as an essential resource essential to the life, particularly remains inaccessible in

Fokontany Mandrevo in term of quality and quantity.

The system of gravitating drinking water adduction is installed to adapt to the

demographic situation of the locality, but especially to modernize it in order to improve the

access to drinking water of the populations.

A direct collecting of a source was selected with a production of water in the tablecloth 0,4

l/s, whose capacity of reservoir is of 20 m3. It will be envisaged five (6) terminals fountains

for the inhabitants. The application of method DRASTIC, the zones have vulnerabilities

average and weak which are alternated in the Southern part and West covering about of 69,

88 % of the zone of study.

Some is the results obtained, an application of the parameters of protection brought

closer to the sources will be necessary. This, in order to ensure a maximum protection of the

sources against pollution.

Key words: AEPG, Fokontany Mandrevo, source, vulnerability, drinking water, population.

Encadreur

Jean Bruno RATSIMBAZFY

Mail : [email protected]

Tél : 0331158019

L’impétrant

RAHARINIRINATAHIRY Narindra

Anjaramiarisoa

Mail : famantanana@gmail . com

Tel : 0330447495 /0345287841

Documents

ADDUCTION D’EAU POTABLE GRAVITAIRE DANS LE FOKONTANY