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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
Information Géographique et Aménagement de Territoire
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur de
Grade Master II « Information Géographique et Foncière »
Contribution des travaux topographiques dans la
mise en place de la conduite forcée servant à
alimenter la Microcentrale hydro-électrique
d’Andriamanjavona
ANDRIAMANDRANTOSOA Nomenjanahary Sitraka
Année Universitaire : 2018-2019
Encadreur Pédagogique : M. RABETSIAHINY, Docteur et Enseignant Chercheur
Encadreur Professionnel : RAKOTOMANANA Miranto Zacharie, Responsable Génie Civil
NetBuild
Maitre de stage : RAKOTONAVALONA Alain, Responsable Topo à OTI
Date de soutenance : 23 décembre 2019 à 09h30
IUNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET AMENAGEMENT DE TERRITOIRE
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention Du diplôme d’Ingénieur en Information Géographique et Foncière.
ANNÉE UNIVERSITAIRE : 2018 – 2019
≪Contribution des travaux topographiques dans la mise en place de la conduite forcée servant à alimenter la
Microcentrale hydro-électrique d’Andriamanjavona ≫
- Présenté par : ANDRIAMANDRANTOSOA Nomenjanahary Sitraka
- Président du jury : Pr. RABARIMANANA Mamy, Professeur à l’IGAT
- Rapporteurs : RAKOTOMANANA Miranto Zacharie Ingénieur Géomètre Topographe, Responsable Génie civil de NetBuild SARL, Enseignant vacataire à l’ESPA Dr. RABETSIAHINY Enseignant Chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), Enseignant à l’ESPA
- Examinateur : Pr RAMANATSIZEHENA Pascal, Professeur Titulaire à l’ESPA
Mr. RAKOTOARISON Max Simon, Ingénieur Principale Géodésien au FTM, Enseignant à l’ESPA
i
REMERCIEMENTS :
Je consacre cette page pour présenter mes reconnaissances envers tous ceux qui ont attribué à la réalisation de ce mémoire.
Ainsi en particulier, je rends grâce à Dieu car c’est par Lui que sont toutes choses. Qu’il me soit permis d’exprimer ici mes sincères remerciements et ma profonde
reconnaissance à : RAKOTOSAONA Rijalalaina, Professeur et Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), qui a donné l’autorisation de la soutenance de ce présent mémoire.
Docteur ANDRIAMASIMANANA Rado, Docteur et responsable de la mention Information Géographique et Aménagement du Territoire (IGAT) à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo.
Docteur RABETSIAHINY, Enseignant Chercheur à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), mon encadreur pédagogique, qui n’a ménagé ses efforts à m’aider et me prodiguer de rudes conseils et de précieux soutien.
Monsieur RAKOTOMANANA Miranto Zacharie, Ingénieur Géomètre Topographe, Responsable Génie civil de NetBuild SARL, Enseignant vacataire à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), mon encadreur professionnel qui a bien donné son accord d’être mon rapporteur et a bien voulu examiner ce mémoire.
Monsieur RABARIMANANA Mamy, Professeur au sein de la filière Information
Géographique et Aménagement du Territoire, d’avoir accepté d’être le président
du jury de ce mémoire ;
Messieurs RAMANANTSIZEHENA Pascal, Professeur titulaire au sein de la mention IGAT et RAKOTOARISON Max Simon, Ingénieur Principale Géodésien au FTM, enseignant à l’ESPA qui ont accepté comme membre de jury de ce mémoire ;
Monsieur RAKOTONAVALONA Alain, Chef Topographe de l’OTI qui a la gentillesse et la compréhension de vouloir m’assister pendant mes recherches.
Monsieur le Directeur Général Hary ANDRIANTEFIHASINA de l’OTI qui m’a accueilli comme stagiaire au sein de son entreprise.
A tous le personnel du bureau d’étude de l’OTI qui a la gentillesse et la
compréhension de vouloir m’assister pendant mes recherches.
A tous les professeurs, grâce à vos précieuses connaissances et à votre grande
volonté pour assurer votre responsabilité nous étudions avons pu terminer à bien
nos études. Vous resterez pour nous des modèles à suivre.
A mes parents et toute ma famille, par vos soutiens moraux, spirituels et
financiers, nous goûtons ensemble le fruit de nos efforts.
A tous mes vifs et sincères remerciements !
ii
LISTE DES ABREVIATIONS 3D Tridimensionnel
APD Avant-Projet Détaillé
APN Appareil Photographie Numérique
APS Avant-Projet Sommaire
BE Bureau d’étude
BT Basse Tension
CD Cercle Droite
CG Cercle Gauche
DAO Dessin Assisté par Ordinateur
DGPS Differential GPS
DUP Décret Déclaratif d’Utilité Publique
ESPA Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo
FTM Foiben-Taosarintanin’i Madagasikara
GNSS Global Navigation Satellite System
GPS Global Positionning System
GRET Groupe de recherche et d’Echange Technologique
IMEL Instrument de Mesure Electronique de Longueur
JIRAMA Jiro sy Rano Malagasy
MCH Microcentrale Hydroélectrique
MNT Modèle Numérique du Terrain
MT Moyenne Tension
NGM Nivellement Général de Madagascar
ONG Organisation Non Gouvernementale
OTI Ouvrage et Travaux Industriel
iii
PCH Petite Centrale Hydroélectrique
PE PolyEthylène
PF Plateforme
PL Profil en long
PT Profil en Travers
PVC Poly Vinyle Chloride
RGM65 Réseau Géodésique de Madagascar 1965
RHYVIERE Réseaux Hydroélectriques villageois Energie et Respect de l’Environnement
RN6 Route Nationale n°6
RN31 Route Nationale n°31
RTK Real Time Kinematic ou cinématique temps réel
TN Terrain Naturel
UTM Universal Transverse Mercator
WGS84 World Geodetic System
WI-FI Wireless Fidelity
iv
LISTE DES TABLEAUX Tableau 1:Différenciation par catégorie de l’hydroélectrique .................................................................... 9
Tableau 2: Coordonnées du Site .............................................................................................................. 14
Tableau 3: Population dans chaque Fokontany ....................................................................................... 16
Tableau 4: Etape et Processus de l’expropriation .................................................................................... 37
Tableau 5: Caractéristique du Nikon ....................................................................................................... 39
Tableau 6: Coordonnées des points de base en Laborde .......................................................................... 52
Tableau 7: Gisement calculés.................................................................................................................. 54
Tableau 8: Observations des angles horizontaux .................................................................................... 55
Tableau 9: Observations des angles verticaux ......................................................................................... 55
Tableau 10: Observation des coordonnées de station .............................................................................. 58
Tableau 11: Observation d’altitude de chaque station ............................................................................. 60
Tableau 12: Coordonnées en UTM des sommets ...................................................................................... 63
Tableau 13: Extrait de cubature et surface .............................................................................................. 69
Tableau 14: Coefficient de Manning........................................................................................................ 74
Tableau 15: Caractéristiques technique de la conduite ............................................................................ 75
Tableau 16: Extrait du devis estimatif du projet....................................................................................... 87
Tableau 17: Cout Topographique ............................................................................................................ 89
LISTE DES FIGURES Figure 1: Coupe d’un barrage poids ......................................................................................................... 3
Figure 2: Coupe d’un barrage voute ......................................................................................................... 4
Figure 3: Coupe d’un barrage à Contrefort ............................................................................................... 4
Figure 4: Effet d’un coude sur écoulement ................................................................................................ 6
Figure 5: Conduite forcée en acier ............................................................................................................ 7
Figure 6: Conduite forcée aérienne ........................................................................................................... 7
Figure 7: Schéma d’un aménagement hydroélectrique .............................................................................. 9
Figure 8: Angle Horizontal .................................................................................................................... 25
Figure 9: Mesure d’un angle vertical ..................................................................................................... 26
Figure 10: Gisement d’une direction AB ................................................................................................ 27
Figure 11 : Gisement zéro de la station ................................................................................................... 28
Figure 12 : Angles verticaux ................................................................................................................... 28
Figure 13: Principe de la mesure avec une Distance mètre ..................................................................... 30
Figure 14: Mesure de distance ............................................................................................................... 30
Figure 15: Nivellement indirect Trigonométrique ................................................................................... 31
Figure 16: Principe de base de nivellement direct ................................................................................... 32
Figure 17: Tolérance .............................................................................................................................. 34
Figure 18: Tracé en plan ........................................................................................................................ 45
Figure 19: Raccordement circulaire ........................................................................................................ 47
Figure 20 : Cheminement encadré par les stations .................................................................................. 51
Figure 21: Cheminement mixte encadré .................................................................................................. 61
Figure 22: Piquetage de proche en proche .............................................................................................. 62
Figure 23: Exemple de volume de remblai ............................................................................................... 65
Figure 24: MNT de la conduite ............................................................................................................... 68
Figure 25 : Détermination d’un modèle de Géoïde .................................................................................. 76
v
LISTE DES PHOTOS Photos 01: Lever sur les rochers ............................................................................................................. 24
Photos 02 : Théodolite mécanique ........................................................................................................... 29
Photos 03: Niveau Leica ......................................................................................................................... 32
Photos 04: Station totale Nikon ............................................................................................................... 39
Photos 05: Site d’Andriamanjavona ........................................................................................................ 71
Photos 06 : Eboulement de terrain .......................................................................................................... 71
Photos 07 : Cas d’un récepteur SOKKIA ................................................................................................. 77
Photos 08 : GNSS Topcon ....................................................................................................................... 78
LISTE DES PLANS Plan 01 : Commune Ambatosia ............................................................................................................... 14
Plan 02 : Région Sofia ............................................................................................................................ 16
Plan 03 : Fokontany d’Ampandrana vue sur Google Map........................................................................ 17
Plan 04 : Tracé en plan........................................................................................................................... 45
Plan 05 : Extrait de profil en travers ....................................................................................................... 64
Plan 06 : Coupe de la conduite ............................................................................................................... 73
Carte 01 : Extrait de la carte de Madagascar .......................................................................................... 74
LISTE DES ORGANIGRAMMES Organigrammes 01: Différentes phases de la topographie ...................................................................... 21
Organigrammes 02: Déterminations des sept paramètres ....................................................................... 49
Organigrammes 03: Test de ces sept paramètres .................................................................................... 50
vi
Tables des matières
REMERCIEMENTS : ...................................................................................................................i
LISTE DES ABREVIATIONS .......................................................................................................ii
LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................. iv
LISTE DES FIGURES ................................................................................................................ iv
LISTE DES PHOTOS ................................................................................................................. v
LISTE DES PLANS .................................................................................................................... v
LISTE DES ORGANIGRAMMES ................................................................................................ v
Tables des matières .............................................................................................................. vi
Introduction ...........................................................................................................................1
Partie 1 : Généralités sur les ouvrages de Génie civil dans le secteur hydroélectrique ..........2
A. Contexte générale sur les ouvrages de Génie Civil ..........................................................3
I. Dans le secteur hydroélectriques............................................................................................3 1) Barrage de dérivation ....................................................................................................................... 3 2) Canal d’amenée : ............................................................................................................................. 4 3) Vannes ............................................................................................................................................. 5 4) Conduite forcée ............................................................................................................................... 5 5) Grilles .............................................................................................................................................. 5 6) Centrale ........................................................................................................................................... 5
II. Cas de la conduite forcée ........................................................................................................5 1) Définition ......................................................................................................................................... 5 2) Ecoulement dans les conduites forcées ............................................................................................ 5
Écoulements en charge en régime permanent ...................................................................................... 5 3) Section économique d’une conduite forcée ...................................................................................... 6 4) Disposition constructives .................................................................................................................. 6
B. Généralité sur les microcentrales hydro-électrique ........................................................8
I. Définition d’une Microcentrale Hydro-électrique ...................................................................8
II. Principe de l’hydroélectricité ..................................................................................................8 1) Différents composants d’une MCH ................................................................................................... 8
a) Les Ouvrages de Génie Civil .......................................................................................................... 8 b) Les équipements de production ................................................................................................... 8
2) Grandes caractéristiques de MCH ..................................................................................................... 9
III. Le contexte à Madagascar................................................................................................. 10 1) Les lois sur l’utilisation hydroélectrique de l’eau ............................................................................. 11 2) Réserve d’entretien ........................................................................................................................ 11
C. Programme rHYviere ....................................................................................................12
I. Genèse .................................................................................................................................. 12
II. Présentation du programme ................................................................................................. 12
vii
1) Objectif du programme................................................................................................................... 12 2) Objet du stage de mémoire ............................................................................................................. 12
III. Présentation du Projet ..................................................................................................... 13 1) Localisation du site ........................................................................................................................ 13 L’accès général au projet : ...................................................................................................................... 15
La commune d’Ambatosia ............................................................................................................ 15 2) Objectifs du Projet ......................................................................................................................... 17
Partie 2 : Méthodologie et Outils .........................................................................................19
A. Introduction sur la topographie ....................................................................................20
B. Méthodologie ...............................................................................................................22
I. Application de l’étude topographique .................................................................................. 22
II. Consultations des documents topo ...................................................................................... 22
III. Choix de l’échelle .............................................................................................................. 22
IV. Choix de lever ................................................................................................................... 23 1) La méthode traditionnelle : ............................................................................................................ 23 2) La méthode moderne : ................................................................................................................... 23
V. Lever des données sur terrain............................................................................................... 23 1) Levé de détails ............................................................................................................................... 23
a) Définition et Principe ................................................................................................................. 23 b) Levé du relief ............................................................................................................................. 23
2) Mesure d’angle .............................................................................................................................. 25 a) Mesure d’angles horizontaux ..................................................................................................... 25 b) Principe ..................................................................................................................................... 25 c) Calcul de Gisement .................................................................................................................... 26 d) Gisement de station ................................................................................................................... 27 e) Calcul des coordonnées à partir de Gisement ............................................................................. 28 f) Mesure d’angle vertical .............................................................................................................. 28
3) Mesure de distance ........................................................................................................................ 29 a) Mesure altimétrique .................................................................................................................. 31 b) Nivellement Indirect .................................................................................................................. 31 c) Nivellement direct ..................................................................................................................... 32
4) Théorie des erreurs et tolérances ................................................................................................... 33 a) Erreurs ....................................................................................................................................... 33 b) Erreurs systématiques ................................................................................................................ 33 c) Erreurs accidentelles .................................................................................................................. 34 d) Erreur moyenne quadratique ..................................................................................................... 34 e) Tolérances ................................................................................................................................. 34 f) Tolérance angulaire.................................................................................................................... 35 g) Tolérance planimétrique ............................................................................................................ 35 h) Tolérance altimétrique en nivellement indirect .......................................................................... 35
VI. Inventaire des propriétaires des terrains touchées par le projet ...................................... 35 1) Cadre Juridique .............................................................................................................................. 35 2) Paiements des indemnités .............................................................................................................. 36
VII. Outils à mettre en œuvre ................................................................................................. 36 1) L’outil humain ............................................................................................................................... 37 2) L’outil matériel ............................................................................................................................... 37
viii
a) L’appareil topographique station total ......................................................................................... 38 b) Le GPS de poche........................................................................................................................ 40
Partie 3 : Aspect Techniques de l’étude du tracé .................................................................41
A. Travaux Topographiques effectués sur terrain .............................................................42
I. Reconnaissance du site ......................................................................................................... 42
II. Détermination de la bande d’étude ...................................................................................... 42
III. Lever Topographique ........................................................................................................ 42
IV. Lever par drone ................................................................................................................. 43 1) Contexte ........................................................................................................................................ 43 2) Préparation du vol .......................................................................................................................... 43 3) Réalisations des plans topo ............................................................................................................ 43
V. Traitement ............................................................................................................................ 44 1) Transfert et traitement des données brute ..................................................................................... 44 2) Report............................................................................................................................................ 44
a) Conception du tracé en plan ...................................................................................................... 45 b) Calculs des tracés des courbes de raccordement ........................................................................ 45
B. Elaboration de l’implantation .......................................................................................47
I. Objectifs ............................................................................................................................... 47
II. Problématiques .................................................................................................................... 47
III. Etude Topographiques ...................................................................................................... 47
IV. Procédure de rattachement .............................................................................................. 48 1) Choix de la projection Laborde ....................................................................................................... 48 2) Transformation des coordonnées à partir des sept paramètres....................................................... 48
V. Cheminement encadré du périmètre .................................................................................... 50 1) Principe .......................................................................................................................................... 50 2) Etape à suivre................................................................................................................................. 51
a) Calcul des angles au sommet à chaque séquence ....................................................................... 51 b) Calcul de Gisement .................................................................................................................... 51 c) Fermeture angulaire .................................................................................................................. 52 d) Tolérance sur la fermeture angulaire .......................................................................................... 52 e) Calcul de distance ...................................................................................................................... 54 f) Fermeture planimétrique ........................................................................................................... 54 g) Tolérance planimétrique ............................................................................................................ 55 h) Calcul des altitudes des stations ................................................................................................. 57 i) Fermeture altimétrique .............................................................................................................. 57 j) Tolérance altimétrique ............................................................................................................... 57
3) Lever des détails par rayonnement ................................................................................................. 59 a) Principes .................................................................................................................................... 59 b) Détails de lever .......................................................................................................................... 59 c) Synthèse .................................................................................................................................... 59
C. Implantation du conduite .............................................................................................61
I. Travaux d’implantation du Tracé en plan ............................................................................. 61
II. Levé du profil en long et en travers du tracé en plan ............................................................ 63
ix
1) La première méthode ..................................................................................................................... 63 2) La deuxième méthode .................................................................................................................... 63
III. Report du profil en long et en travers du terrain naturel du tracé en plan ....................... 63 1) Tracé du profil en long du projet .................................................................................................... 63 2) Tracé du profil en travers du projet ................................................................................................ 64
D. Cubature et Terrassement ............................................................................................65
I. Cubature du terrassement .................................................................................................... 65 1) Méthode de calcul manuelle .......................................................................................................... 65 2) Méthode de calcul informatisée ..................................................................................................... 66
Courbe de niveau ............................................................................................................................... 67
II. Terrassement de la plateforme............................................................................................. 68 1) Préparation du sol .......................................................................................................................... 68 2) Travaux de terrassement et contrôle Topographique ...................................................................... 69
E. Caractéristiques de la conduite forcée ..........................................................................70
I. Système de la conduite ......................................................................................................... 70
II. Cas de la conduite ................................................................................................................. 70 1) Objectifs ........................................................................................................................................ 70 2) Contraintes .................................................................................................................................... 70
III. Dimensionnement de la conduite ..................................................................................... 72 1) Etude ............................................................................................................................................. 72 2) Dimension ...................................................................................................................................... 72
F. Recommandations ........................................................................................................74
I. Rattachement ....................................................................................................................... 74 1) Rattachement planimétrique .......................................................................................................... 74 2) Rattachement Altimétrique ............................................................................................................ 75
a) Procédure de rattachement ....................................................................................................... 75
II. Etablissement de points d’appui de chemin directeur .......................................................... 76 1) Préparation avant les travaux de terrain ......................................................................................... 76 2) Détermination des appareils utilisés ............................................................................................... 77 3) Mode d’observation ....................................................................................................................... 79 4) Travaux de Terrains ........................................................................................................................ 79
Partie 4 : Impact du projet et coûts ......................................................................................80
A. Impacts .........................................................................................................................81
I. Impacts globaux.................................................................................................................... 81 1) Impact au niveau de la population ................................................................................................... 81
a) Création d'emplois ..................................................................................................................... 81 b) Stabilité du milieu social local ..................................................................................................... 81 c) Contribution aux recettes fiscales............................................................................................... 81
2) Impact sur l’environnement ............................................................................................................ 81 a) Impacts Négatifs ........................................................................................................................ 81 b) Impacts positifs .......................................................................................................................... 82
3) Impacts institutionnel ..................................................................................................................... 82 4) Impact techniques .......................................................................................................................... 82 5) Impact économiques ....................................................................................................................... 82
x
6) Impacts socio-culturel .................................................................................................................... 82 - Amélioration de la qualité de vie des femmes et soulagement d'une partie des tâches des femmes ...... 83
7) Effets de la poussière ...................................................................................................................... 83 a) Emission de bruits ...................................................................................................................... 83 b) Dégagement des poussières ........................................................................................................ 83 c) Pollution de I’ air ....................................................................................................................... 83 d) Erosion du sol ............................................................................................................................ 83
II. Mesure d’atténuation des impacts ....................................................................................... 84 1) Mesure d’atténuation des impacts aux bruits de poussière ............................................................... 84 2) Amélioration du paysage ................................................................................................................ 84 3) Respect de l’environnement ............................................................................................................ 84
B. Etude financière ............................................................................................................85
I. Devis Estimatif ...................................................................................................................... 85
II. Plan de financement ............................................................................................................. 85 1) Principe .......................................................................................................................................... 85 2) Besoins .......................................................................................................................................... 85 3) Ressources ..................................................................................................................................... 86
III. Tableau 17 : Coûts topographiques ................................................................................... 87 1) Personnel et main d’œuvre direct .................................................................................................. 87 2) Matériel de production .................................................................................................................. 87 3) Charge indirecte ............................................................................................................................. 87
Conclusion ...........................................................................................................................89
Bibliographie ........................................................................................................................ a
Webographie ........................................................................................................................ b
................................................................................................................................. I Annexe 01 : Fiche signalétique .................................................................................................................. II Annexe 02 : Suite ..................................................................................................................................... III Annexe 03 : Localisation .......................................................................................................................... IV Annexe 04 : Etude du tracé MT ................................................................................................................. V Annexe 05 : Tracé de ligne MT ................................................................................................................. VI Annexe 06 : Courbe de raccordement ..................................................................................................... VII Annexe suite :......................................................................................................................................... VII
............................................................................................................................................... I
1
7
Introduction
L’énergie hydroélectrique représente environ 16,2 % de la production mondiale
d’électricité et possède de nombreux atouts. Elle forme la grande famille des énergies
renouvelables avec celles fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la terre, la force de l’eau
et la biomasse. (1) Bien qu’elles soient toutes des énergies propres respectueuses de
l’environnement, elle est privilégiée par son faible coût d'exploitation.
Madagascar a un fort potentiel hydroélectrique supérieur à 8 GW. Seulement 130 MW
sont exploités dans l’ensemble de la grande île. Alors que l’électrification rurale est une des
activités indispensables au développement rapide du pays. En effet, Madagascar compte
parmi les rares pays au monde où la ressource hydraulique disponible et exploitable est
largement supérieure aux besoins de sa population.
Ainsi, l'objectif général de ce mémoire est de proposer une méthodologie pour
l'implantation du conduite forcée servant à alimenter la microcentrales hydroélectriques
d’Andriamanjavona en tenant compte des caractéristiques topographiques de la région
d’Ambatosia en vue d’électrifier ce chef-lieu de la commune avec une possibilité d’extension
à la commune urbaine de Bealanana .
En général, l’établissement des travaux de construction des ouvrages de Génie civil
nécessite des mesures topographiques précises. L’objet de ce mémoire est de décrire les
différentes interventions topographiques indispensables à la réalisation de la conduite forcée
qui permettra l’emplacement des différents ouvrages. La puissance installée de
l’hydroélectrique se base sur l’exploitation de la chute d’eau de la rivière et la dénivelée entre
l’endroit de l’emplacement de la prise d’eau du barrage et l’axe de la turbine dans le bâtiment
de la centrale.
Cette étude se divise en quatre grandes parties. Dans la première partie on parlera des
généralités les ouvrages de Génie Civil et du secteur des microcentrales hydroélectriques,
dans la deuxième partie on présentera la méthodologie topographique et l’outil menant à
l’installation de la conduite forcée, la troisième partie nous exposera l’aspect technique sur
l’implantation et installation du site d’Andriamanjavona et la dernière partie décrira les
impacts et cout du projet.
2
Partie 1 : Généralités sur les
ouvrages de Génie civil dans le
secteur hydroélectrique
3
A. Contexte générale sur les ouvrages de Génie Civil I. Dans le secteur hydroélectriques La fonction des ouvrages de génie civil est l’approvisionnement en eau de la turbine. Ils
permettent aussi de bâtir l’éventuel réservoir d’eau et comprennent aussi le bâtiment de la
centrale qui abrite les équipements mécaniques et électriques. Le plus important ouvrage de
génie civil est, soit le barrage, soit la digue de dérivation qui doit être érigée dans le lit d’un
cours d’eau pour en dériver une très grande partie, voire la totalité du débit vers la prise d’eau
de la centrale. A l’entrée de la prise d’eau, une crapaudine protège les équipements
hydrauliques des débris qui pourraient être entrainés par l’eau comme du bois ou des feuilles
d’arbre. Une vanne en bois ou en acier permet de réguler le débit d’eau envoyé dans la
conduite alimentant la centrale électrique. A la sortie de la turbine, l’eau est évacuée par un
tube d’aspiration et un canal de fuite avant de retrouver le lit de la rivière.
Les équipements d’une centrale électrique comprennent la ou les turbines actionnées par
l’eau et la ou les génératrices électriques, dont la puissance produite doit être contrôlée avant
de pouvoir être envoyée sur le réseau en passant par un poste de raccordement
1) Barrage de dérivation
Cet ouvrage de prise a pour rôle de diriger l’eau dans un canal, un tunnel, une conduite
forcée ou une entrée de turbine. Il est construit en enrochements, en gabions, en terre, en
maçonnerie ou en béton. Aussi, Il peut accroître la hauteur du chute ou crée une réserve
d'énergie malléable sur une courte durée. On dérive la quantité d’eau nécessaire pour que la
turbine reçoive le débit d’eau requis pour son fonctionnement. [2]
On trouve principalement trois catégories de barrage hydraulique :
Les barrages poids : ces barrages en béton possèdent un profil triangulaire. C’est le
poids du matériau qui assure leur stabilité sous l’effet de la poussée de l’eau. Ils
conviennent bien pour des vallées larges ayant une fondation rocheuse.
Figure 1 : Coupe d’un barrage poids [3]
Les barrages voûtes : ils conviennent bien à une topographie qui permet de fermer une
vallée par une forme arquée de longueur réduite. L’effet permet un report des efforts
de poussée de l’eau sur les rives rocheuses.
4
Figure 2 : Coupe d’un barrage voûte [3]
Les barrages à contreforts : Ils peuvent résister à la force de l’eau grâce à une série de
murs parallèles plus ou moins épais et plus ou moins espacés (les contreforts). Ils ont
aussi une bouchure entre les contreforts transmettant à ceux-ci la poussée de l'eau.
Figure 3 : Coupe d’un barrage à Contrefort [3]
2) Canal d’amenée :
Le canal d’amenée, qui peut être en terre ou bétonné, a pour rôle d’amener l'eau à l'endroit
où elle est utilisée, mais sans la mettre sous pression, c'est la différence essentielle entre une
conduite forcée et un canal. Il peut être à ciel ouvert ou dans une canalisation. Le canal est
muni d’une grille, qui retient les corps solides charriés par le cours d’eau.
5
3) Vannes
Dans une installation hydroélectrique, il peut y avoir beaucoup de vannes posés depuis
l’ouvrage de retenu, le long de tout le parcours jusqu’à l’avant de l’entrée du turbine. Une
vanne permet de faire entrer l’eau dans une conduite forcée, dans un canal ou directement
dans la turbine, selon le type de centrale.
4) Conduite forcée
Les conduites forcées amènent l’eau sous pression jusqu’à la turbine. Ce sont un assemblage
de tuyaux, fixés ou enterrés, généralement en acier ou en polyéthylène. Les pertes de charges
dans cette conduite sont liées à la vitesse d’écoulement de l’eau, la rugosité de la conduite, sa
longueur et son diamètre.
5) Grilles
Le grille sert à protéger la turbine contre les corps charriés par la rivière ou des débris qui
pourraient l’endommager ; le nettoyage peut se faire manuellement ou par l’intermédiaire
d’un dégrilleur de conception simple.
6) Centrale
La centrale est un bâtiment qui contient un ou plusieurs turbines et la plupart des équipements
mécaniques et électriques. La centrale est construite en béton et autres matériaux locaux. Afin
de limiter les coûts, il est souvent mis l’accent sur une conception simple, pratique et facile de
construction et d’entretien. Le bâtiment abrite toutes les installations de production et les
tableaux de commande qui peuvent être contrôlés sur place ou pilotés à distance.
II. Cas de la conduite forcée
1) Définition
Les conduites forcées ont pour fonction de transférer l'eau depuis les ouvrages d'amenée
(galeries, canaux, …) jusqu'aux installations qui permettent de convertir l'énergie hydraulique
en énergie électrique (turbines d'une usine hydro-électrique).
Les conduites forcées suivent la forme des reliefs: pentes, obstacles, franchissement de ravins,
etc.: elles sont donc formées de tronçons présentant des singularités ou les pressions
hydrodynamiques locales prennent des valeurs élevées
2) Ecoulement dans les conduites forcées
Un écoulement permanent se produit lorsque le débit, la profondeur et la vitesse sont
constants dans le temps. Des écoulements de ce type peuvent caractériser par exemple les
débits générés par l’infiltration par les joints de conduites ou, si on assume que les variations
sont plus ou moins lentes.
Écoulements en charge en régime permanent
La description utilisée est celle des écoulements dits filaires. Un écoulement est filaire s'il
répond à certains critères que l'observation valide a posteriori: [4]
le liquide est confine entre des parois, soit fermées (cas des conduites ou des galeries), soit
ouvertes (cas des canaux, rivières);les parois jouent un rôle prépondérant dans le régime
d'écoulement (frottements, perte de charge);l'écoulement s'effectue dans une direction
privilégiée et les lignes de courant sont parallèles aux parois suivant cette direction; on peut
définir une section droite de la conduite ou du canal, et en chaque section l'état dynamique de
l'écoulement peut être défini par la vitesse moyenne U (orientée suivant la direction
privilégiée) et la pression P, et plus précisément la charge spécifique Hs.
6
Figure 4 : Effet d’un coude sur écoulement
Hydraulique fluvial : Intrados et extrados est la partie du courbe
Intrados : c’est la surface inférieure du coude
Extrados : c’est la surface convexe du coude
A charge constante, les vitesses les plus élevées sont dans la zone voisine de l'intrados, et les
vitesses les plus faibles sont dans la zone voisine de l'extrados.
3) Section économique d’une conduite forcée
En plus des exigences physiques pour véhiculer une puissance hydraulique spécifiée, le choix
du diamètre d'une conduite forcée, D, est aussi dicté par des exigences économiques: le cout
de production d'énergie hydro-électrique ne doit pas être inférieur aux charges associées à
l'exploitation de l'ouvrage: autrement dit, celles-ci doivent être le plus faibles possible.
Comme elles sont principalement liées au diamètre D, on est donc conduit à rechercher la
valeur de la section (appelée section économique) pour laquelle les charges annuelles
d'utilisation et financières sont minimales.
4) Disposition constructives
Il existe principalement deux types de conduites forcées:
conduite en acier est formée d'une succession de viroles en tôle fabriquées en usine et
assemblées l'une à l'autre par soudage sur place.
7
Figure 5 : Conduite forcée en acier - viroles auto frettées [6]
conduite en béton armé : peuvent remplacer les conduites en acier pour les moyennes
et basses chutes, ou la pression de service est faible, et de ce fait la vitesse, donc le
débit, relativement élevés, donc avec de grandes sections. Le béton arme peut être
ordinaire ou arme précontraint.
Figure 6 : conduite forcée aérienne, avec ses appuis sur des palettes et ses ancrages
[7]
Elles peuvent être soit aériennes, soit enterrées, soit en galerie.
8
B. Généralité sur les microcentrales hydro-électrique Une centrale hydraulique est une installation qui transforme l’énergie mécanique de l’eau
en énergie électrique. Cette installation fait intervenir grossièrement une roue appelée
«turbine» et une génératrice. En effet, grâce à la force des chutes d’eau naturelle ou artificielle
à l’aide d’un barrage hydraulique, l’énergie provenant de l’eau nous permet de produire de
l’électricité, on parle de l’hydroélectricité.
Une centrale hydroélectrique utilise la force hydraulique d’une chute d’eau qui permet
d’actionner une turbine dont le mouvement est transféré à un alternateur qui produit de
l’électricité. La puissance produite est proportionnelle à la hauteur de la chute et au débit
d’eau disponible. La hauteur de chute se mesure entre la surface d’eau libre en amont de la
prise d’eau et l’axe de la turbine.
Dans une centrale hydroélectrique on distingue d’une part des ouvrages de génie civil et
d’autre part des équipements mécaniques et électriques.
I. Définition d’une Microcentrale Hydro-électrique Une MCH se définit comme une installation de production énergétique, d’une puissance
50kW à 500kW, transformant l’énergie hydraulique d’un cours d’eau en énergie électrique [8]
On peut la catégoriser en fonction de la puissance installée cité dans le tableau suivant :
Catégorie Puissance installée Hydroélectrique Artisanale ou
Pré-électrification
< 1kW
Système Hydro-domestique 5W à 2kW
Pico centrale 2kW à 50kW
Microcentrale 50kW à 500kW
Petite centrale 500kW à 10MW
Tableau 1 : Différenciation par catégorie de l’hydroélectrique (Source : Guide pour le montage de
projets de petite hydro-électrique)
II. Principe de l’hydroélectricité L’hydroélectricité est l’une des plus anciennes techniques de production de l’électricité.
Son principe est de capter l’énergie hydraulique donné par une chute d’eau considérable à
travers une turbine accouplée mécaniquement à un alternateur et qui lui transforme en énergie
électrique.
1) Différents composants d’une MCH
Le MCH est constitué de deux grandes parties telles que l’ouvrage de génie civil et les
équipements électromécaniques.
a) Les Ouvrages de Génie Civil : les ouvrages de prise d’eau (digues, barrages), les ouvrages
d’amenée et de mise en charge (canal d’amenée, conduite forcée et la chambre de mise
en charge), les ouvrages de restitution
b) Les équipements de production : la vanne de garde, la turbine, l’alternateur, les organes
de contrôle et de commande de l’installation, le transformateur, la connexion au réseau
électrique de transport (un transformateur est requis).
9
Figure 7 : Schéma d'un aménagement hydro-électrique
2) Grandes caractéristiques de MCH
Elles sont au nombre de quatre :
le débit d’équipement
la hauteur de chute
la puissance de l’aménagement
l’énergie électrique produite
Le débit d’équipement (Q) est le débit maximum susceptible d’être turbiné par la centrale,
c’est-à-dire le débit maximum absorbé par toutes les turbines lorsque celles-ci fonctionnent
ensemble à pleine puissance.
La hauteur de chute brute (Hb) est la différence d’altitude, exprimée en mètre, entre le niveau
de l’eau à la prise d’eau (cote de surface libre en eaux moyennes) et le niveau de l’eau au droit
de la restitution.
La hauteur de chute nette (Hn) tient compte des pertes de charge hydrauliques dans les
ouvrages d’amenée et de restitution.
La puissance est une fonction combinée du débit d’équipement et de la hauteur de la chute.
Elle est exprimée en kilowatts [kW] ou mégawatts [MW].
On distingue habituellement :
- La puissance maximale brute qui exprime la puissance potentielle de l’aménagement
en [kW] :
Pb = 9,81 x Q x Hb (1)
10
- la puissance installée qui représente la puissance effective de l’aménagement en
[kW] :
R : rendement de l’ensemble turbine-générateur, lequel varie principalement entre 0,6 et 0,9.
L’énergie électrique produite indique la capacité de production d’un aménagement hydro-
électrique. Elle dépend de la puissance installée et du régime du cours d’eau.
W = Pi x t x f (2)
t = durée de fonctionnement de l’aménagement en heures,
f = coefficient lié aux variations saisonnières de débit pour des installations au fil de l’eau.
D’après les formules citées ci-dessus nous avons constaté que les facteurs potentiels
qui donnent les différentes puissances sont le débit Q et la hauteur H.
Le débit Q peut se déterminer à partir d’une étude hydrologique du site en suivant le
comportement de la rivière. Elle demande beaucoup plus de temps par rapport aux autres
études parce que l’évaluation du débit Q s’effectue durant des années (environ 10ans).
La hauteur H tient le rôle important dans une étude d’aménagement hydroélectrique une fois
que le débit Q de la rivière est connu, mais sans oublier la localisation en coordonnées
rectangulaires de chaque ouvrage. [9]
(3)
III. Le contexte à Madagascar Les contextes politique et économique actuel favorisent le développement de
l’hydroélectricité à Madagascar. D’ailleurs, les ressources énergétiques les plus fréquemment
utilisées par la plupart des malgaches sont les bois de chauffage. Il tient donc la première
classe en matière de consommation énergétique, or son exploitation est incontrôlable surtout
dans les zones rurales. Tandis que l’utilisation des énergies provenant de l’électricité est en
faible pourcentage.
L’état de lieu de l’électricité montre que l’entreprise JIRAMA est le premier
fournisseur de l’électricité à Madagascar, il totalise au moins 114 centres de production
électrique dont 100 sont des centres alimentées par des groupes thermiques diesel et le reste
par des centrales hydroélectriques. 15% de la population bénéfice de l’énergie électrique et
4% seulement de celui-ci le part des zones rurales (qui constituent 70% de la population
malgache).
Ces chiffres indicatifs mettent en évidences l’exploitation des autres ressources énergétiques
(bois, produits pétroliers, charbon de bois, etc.) au sein de la population malgache surtout
dans la zone rurale ; qui engendrent le déséquilibre environnemental, les problèmes de santé,
d’approvisionnement (déforestation, pollution de l’air, etc.). Mais de nombreuses études
permettent d’estimer que Madagascar possède un très fort potentiel en hydroélectrique
inexploité de 8GW, seul 1.625% soit 130MW sont fournis par 10 centrales hydroélectriques.
De ce fait l’ONG GRET par le programme rHYviere a lancé son projet pour
l’électrification rurale.
11
1) Les lois sur l’utilisation hydroélectrique de l’eau
Entant donné que le Programme rHYviere est un programme pilote travaillant dans le
secteur hydroélectrique et exploite l’eau de la rivière comme source de production d’énergie,
prend en premier terme le respect de l’aspect juridique concernant le domaine de son étude.
Quelques lois qui encadrent le domaine de l’hydroélectricité sont citées ci-dessous :
Le secteur hydroélectricité à Madagascar est encadré par des lois énoncées par le code de
l’eau et le décret N° 2003-942 qui sont donc similaires aux travaux d’aménagement
hydroélectrique (16).
La Loi n° 98-029 du 20 janvier 1999 portant code de l’eau a mis également la mise en garde
de la protection de l’environnement suite à l’exploitation des cours d’eau, lacs, etc.
Loi 94-008 : fixant les règles relatives à l’organisation, au fonctionnement et aux attributions
des collectivités territoriales décentralisées
Loi 98-32 : portant réforme du secteur de l’électricité et ses décrets d’application.
2) Réserve d’entretien
L’implantation d’une voie d’accès jusqu’à la centrale fait partie du projet, d’ailleurs
celle-ci est utile et facilite le transport des matériaux et des matériels pour la réalisation des
ouvrages de la centrale hydroélectrique.
Elle a donc un caractère servitude de passage pour le projet qui lui est droit, et de plus les
travaux à exécuter est intérêt public.
Les chemins sont des voies de terre reliant généralement deux villages et dont la
largeur varie de un à trois mètres. Ils sont quelquefois praticables en voiture mais ils servent
surtout aux paysans comme piste charretière.
Quand ils sont praticables en voiture, leur emprise est de 15 mètres ; dans les autres cas elle
est de 10 mètres. [17]
Cette même servitude grève, uniquement pour l’exécution des travaux d’entretien, ou
de réparation, les rives des canaux, drains et ouvrages de toutes sortes appartenant à la
puissance publique et dépendant d’un réseau d’aménagement hydro-agricole. [17]
12
C. Programme rHYviere
I. Genèse Le programme rHYviere (Réseaux Hydroélectriques villageois : Energie et Respect de
l’Environnement) est né de l’analyse de cette réalité. RHYviere est un programme de
développement de la filière Micro hydroélectrique pour l’électrification rurale de Madagascar,
qui a été proposé à financement à l’Union Européenne, dans le cadre de l’appel d’offre «
Facilité Energie » en septembre 2006.
II. Présentation du programme Le programme rHYviere a pour objectif de concevoir, de tester et de vulgariser des
mécanismes de développement de la filière des petits réseaux hydroélectriques autonomes
pour l’électrification rurale à Madagascar.
Le programme est mis en œuvre par le GRET (–Groupe de recherche et d’Echange
Technologique), il a pour partenaires l’ADER, les ONG Energy Assistance (EA) et
Saint Gabriel.
Il est financé par l’Union Européenne (EU), Energy Assistance et l’ADER
1) Objectif du programme
Le programme prévoit au total la réalisation de l’électrification par centrale
hydroélectrique des communes rurales d’Ambatosia, Ambodiampana et Beandrarezona et de
Bealanana ville
Ces réseaux pilotes permettront le test de solutions techniques et économiques adaptées au
contexte rural malagasy. Ces réseaux de référence serviront d’outils de formation et de
démonstration pour le développement d’un service de l’électricité efficace et pérenne. Le
projet financé dans le cadre de l’appel à la candidature cible seulement l’électrification des 3
communes rurales d’Ambatosia, d’Ambodiampana et Beandrarezona et le Fokontany
d’Anandrobato de la Commune urbaine de Bealanana, qui ne sont pas sous le périmètre de la
concession de la JIRAMA.
2) Objet du stage de mémoire
L’objet du stage de mémoire est de résoudre les éventuels problèmes reliés à la réalisation
d’installation d’une microcentrale (étude topographique et installation de la conduite forcée).
Dans ce présent ouvrage, on a proposé une étude technique qui aboutit à l’élaboration d’un
plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andriamanjavona de la commune
d’Ambatosia.
On a effectué une descente sur terrain avec l’équipe de l’OTI (Ouvrage et Travaux Industriel)
le mois de Janvier 2019. Deux autres descentes ont été faites les mois de Juillet 2019 pour
confirmer l’emplacement retenu avec les équipes des contrôles. Les coordonnées utilisées au
cours de la réalisation de cet ouvrage sont des coordonnées UTM prise par lever de drone
mais on a quand même conseillé le responsable du projet de les rattacher avec les repères
nationaux (points géodésiques et les repères de nivellement) durant l’établissement de l’étude
APD et dans la phase de construction.
13
III. Présentation du Projet
1) Localisation du site
Le Projet d’implantation de la conduite forcé se situe dans la partie Nord de Madagascar
plus précisément dans le District de Bealanana, Région Sofia, Commune d’Ambatosia,
Fokontany d’Ampandrana.
L’emplacement du site est à 92 km d’Antsohihy, de 75 km de la bifurcation à droite de la
RN6, 5km bifurcation à droite de la RN31 et 30 km avant Bealanana.
Quant à Ambatosia la commune, elle se trouve à 82 km du croisement de la RN6 avec la
RN31. C’est-à-dire 18 km avant d’arriver à Bealanana.
La chute d’Andriamanjavona se trouve à 7,2 km du village d’Ampandrana dans la commune
d’Ambatosia. Elle est accessible pour les 5 premiers kilomètres par une piste saisonnière (à
entretenir) puis par un sentier pédestre de 2,200 km qu’il faudra certainement aménager.
Coordonnées GPS à partir de WGS 84 Bourg d’Ambatosia:
Long: 48°39'35.87"E
Latitude : 14°40'33.28"S
Alt: 1066 m
Chute d’Andriamanjavona
Prise d’eau:
Long : 47° 5’ 0.88’’E
Lat. : 20° 59’ 34.58’’S
Alt : 1167m
Chute d’Andriamanjavona
Centrale:
Long : 48° 36’ 14,20” E
Lat.: 14° 43’ 35,60” S
Alt : 1077 m
Tableau 2 : Coordonnées du site
14
Plan 01 : District de Bealanana
15
L’accès général au projet :
- 17 km route nationale goudronné (RN6) + 70 km route nationale semi-goudronné
(RN31) + 5 km piste en terre (nouvellement créer)
- 87 km d’accès au piste en terre partant d’Antsohihy se fait en 2h à 2h30 mn en
véhicule 4x4
- 30 km d’accès à la piste en terre partant de Bealanana se fait également en 2h en
véhicule 4x4 (Saison sèche sans pluie)
La commune d’Ambatosia La commune rurale d’Ambatosia est la plus proche du site de production. La centrale se
trouve à Beanantsindra, un des Fokontany dans cette commune.
Cependant, parmi les douze Fokontany dans la Commune Rurale d’Ambatosia, seuls six
(d’entre eux seront à desservis par l’électricité du projet dont Ambatosia, Ankijanimavo,
Ambalabe, Ampandrana, Ambohimitsinjo et Beanantsindra.
La répartition des ménages et de la population par chaque Fokontany s’établit comme suit :
Fokontany Nombre de ménages Nombre de population Ambatosia 768 3817
Ankijanimavo 320 1407
Ambalabe 165 757
Ampandrana 96 452
Ambohimitsinjo 163 718
Beanantsindra 212 969
Total 1724 8120
Tableau 3 : Population dans chaque Fokontany bénéficiaire (Source : rHYviere)
16
Plan 02 : Commune d’Ambatosia
17
Plan 03 : Fokontany d’Ampandrana vue sur Google Map
2) Objectifs du Projet
Le projet consiste à implanter la conduite forcée servant à alimenter la centrale
hydroélectrique du site d’Andriamanjavona afin d’assurer l’alimentation en énergie électrique
la commune et le chef-lieu de la commune.
En tant que zone rurale non électrifiée, chaque foyer utilise comme éclairage soit la lampe à
pétrole, la bougie ou la lampe torche LED. Bealanana à différence de la zone rurale, elle est
desservie déjà en électricité par un réseau de la JIRAMA. Toutefois, cette dernière, avec une
capacité limitée, ne peut pas satisfaire le besoin en électricité de la ville. Le taux de
raccordement actuel des ménages à Bealanana est de 33%.
Concernant le chantier
L’Artelia : Mission de contrôle
OTI: Se charge de la conduite forcée
BTP MAREL : Se charge de la piste et du central,
ILO BTP : Se charge du barrage
Ce sont les 3 entreprises titulaires de travaux
Installation de chantier :
2 emplacements peuvent accueillir l’installation de chantier :
Près du village d’Ampandrana (Au début de la piste d’accès nouvellement créer
Sur l’aval de la conduite forcée (Près de la centrale hydroélectrique
18
Dans la situation générale actuelle,
Le site du projet est déjà occupée par les 2 entreprises collaboratrices depuis quelques
mois (début aout 2018) par
ILO BTP : ils ont déjà extractés plusieurs cubages d’agrégats (moellon et
gravillon) près de l’emplacement du barrage
BTP MAREL : ils ont déjà effectué 70% du terrassement de la piste d’accès et
il nous a demandé de faire le levé de la piste parce qu’ils n’ont pas de matériels
topographique, mais il reste encore les petites ouvrages, la confortation des
talus et compactage de la piste).
19
Partie 2 : Méthodologie et
Outils
20
A. Introduction sur la topographie
Etymologie : topographie vient du grec "topos" qui signifie "lieu" et "graphein" qui signifie
"décrire".
La topographie est l’art de la mesure puis de la représentation sur un plan ou une carte des
formes et détails visibles sur le terrain, qu’ils soient naturels (notamment le relief) ou
artificiels (comme les bâtiments, les routes, etc.). Son objectif est de déterminer la position et
l’altitude de n’importe quel point situé dans une zone donnée, qu’elle soit de la taille d’un
continent, d’un pays, d’un champ ou d’un corps de rue.
En schématisant, on peut dire que la topographie a pour objectifs principaux de
permettre l’établissement de cartes et de plans graphiques sur lesquels sont représentées, sous
forme symbolique, toutes les informations ayant trait à la topologie du terrain et à ses détails
naturels et artificiels. Cette cartographie de données existantes permettra par exemple de
s’orienter sur le terrain ou bien d’étudier un projet de construction. [10]
Pour pouvoir atteindre ses objectifs, une acquisition de donnée sur terrain doit être
effectuée à l’aide des instruments de mesure topographique à savoir les goniomètres et
distances mètres, les niveaux pour les mesures de dénivelée en nivellement direct, le GPS
pour le positionnement en temps réel d’un point quelconque dans un système de coordonnée
géographique quelconque. Ainsi, pendant ces levées topographiques qui doivent suivre des
règles ou méthodes de mesure afin d’atteindre une certaine précision voulu et ceci pour éviter
de commettre des fautes ou erreurs grossières de levé.
C’est après cette acquisition de données que se déroule une étape très importante de la
topographie: le traitement des données ou plus précisément le calcul topographique. C’est
dans cette phase que se trouvent les procédés ou méthodes de calcul selon le levé de
détermination effectué sur terrain. Durant ces calculs, des compensations des mesures doivent
être réalisées afin de rendre homogène les données obtenus sur terrain.
Pour finaliser, la phase de report des points sur plans ou cartes constitue la dernière
étape pour la topographie. Ce report consiste à utiliser les données calculés pour réaliser des
figures géométriques sur un plan ou carte à l’aide des dessins manuels à la main sur un papier
de dessin ou à l’aide des dessins assistés par l’ordinateur qui sont très utilisés de nos jours.
21
Organigramme 01 : Différents phases de la Topographie
22
B. Méthodologie
A cause de l’importance de ses données, la topographie demeure l’outil de base pour les
autres disciplines d’études à savoir: Travaux Fonciers, Génie Civil, Mines, Géologie,
Défense, Métrologie, Environnement. Ces domaines d’études utilisent des données
topographiques pour pouvoir débuter leurs propres travaux de réalisation des projets.
I. Application de l’étude topographique
L’application de l’étude Topographique dans l’implantation de la conduite forcée permet
de savoir la variation en altitude de la zone à intervenir, conduit à la proposition des variantes
des tracés de chaque axe des conduites et l’emplacement des ouvrages hydroélectriques.
En connaissant l’aspect topographique du site, il est facile d’évaluer l’emplacement de ces
différents ouvrages du génie civil.
En plus, ces travaux demandent des mesures de hautes précisions car de mauvaises
précisions peuvent engendrer des problèmes de continuité des travaux de réalisation car tout
dépend des levés topographiques et de fabrication de la conduite forcée car les experts en
fabrication ne peuvent pas commencer leurs activités si la topographie n’est pas bien assurée.
II. Consultations des documents topo La reconnaissance du terrain assure la collecte des documents existants sur la zone d’étude. A
cet effet, dans une étude topographique, la reconnaissance du terrain aide le topographe à
connaître les caractéristiques du terrain [11]
La consultation des documents topographiques est une opération liée à l’étude
bibliographique mais purement technique et de façon pratique, elle se fait avant la
spécification de la méthode apportée aux travaux de levés topographiques.
Les documents à consulter sont :
- Les cartes topographiques 1 / 100000ème incluant la commune d’intervention et le site
du FTM
- Image Orthophoto
- Image Google Earth
Ces documents permettent à priori de localiser le site en coordonnées liées à la projection
Laborde Madagascar. Et l’acquisition de ces documents accède à la compréhension du
comportement topographique de la zone à intervenir et sa variation en relief (courbes de
niveaux).
III. Choix de l’échelle Le choix des échelles est fonction des précisions pour chaque site des ouvrages du génie
civil. Ces précisions sont contenues dans le cahier des charges de conception des réseaux
hydroélectriques ruraux à Madagascar que le programme rHYviere a conçu.
On a tenu compte de l’erreur maximale à celle de l’erreur graphique (ex=1/10 mm) qui
conduit à définir les échelles à utiliser durant les travaux topographiques.
23
IV. Choix de lever Il existe deux méthodes de lever :
1) La méthode traditionnelle :
Les méthodes traditionnelles, qui ne font l’objet que d’une description sommaire car,
abondamment traitées par ailleurs, elles sont peu à peu abandonnées ; elles utilisent le
matériel classique du géomètre topographe : ruban, fil, roue, niveaux, cercles, théodolites,
tachéomètres optico-mécaniques, boussoles, jalons, équerres optiques...
2) La méthode moderne :
La méthode moderne est la méthode qui utilise les matériels comme l’appareil station total et
le GPS différentiel (Global Positionnement System).
Le choix de méthode menée aux travaux topographiques dans un projet dépend de certains
paramètres et qui doit être bien déterminé pour que le rendement au niveau du temps, coût,
précision voulue soient meilleurs.
Nous avons choisis la méthode moderne durant les travaux topographiques sur terrain puis
qu’elle correspond au contexte du projet tant qu’à la disposition au niveau des matériels qu’au
niveau budgétaire.
V. Lever des données sur terrain Les données à collecter sur terrain sont les détails relatifs aux précisions voulues de chaque
infrastructure et les noms des propriétaires des parcelles touchés par le terrain d’implantation
des ouvrages.
1) Levé de détails
a) Définition et Principe
Le levé topographique est l’opération qui consiste à mesurer un ou plusieurs points sur
une région ou une surface bien déterminée de la terre en utilisant des instruments et méthodes
appropriées aux levées. Parmi la multitude d’objets géographiques susceptible d’intéresser le
topographe, on peut distinguer les détails artificiels: clôtures, bâtiments, etc. et les détails
naturels: cours d’eau, bois, etc.
Pendant ces levées, il existe des mesures angulaires pour les angles horizontaux (AH)
et verticaux (AV), sans oublier les mesures de distances horizontaux (Dh) et inclinées (Di), et
la détermination des altitudes (H) qui se fait par la mesure de dénivelés entre deux points.
Sachant que durant ces descentes sur terrains, l’existence des points d’appuis est essentielle
pour le référencement des levées. Ces points peuvent être des points géodésiques en
coordonnée Laborde (X, Y) ou repère de nivellement géodésique (Z) pour le cas de
Madagascar.
b) Levé du relief
Sur un plan, le relief est figuré par des points côtés et des courbes de niveau.
Les points côtés, obtenus par nivellement direct, indirect ou GPS selon la précision
recherchée, précisent notamment les lignes caractéristiques naturelles: crêtes, thalwegs,
24
changements de pente par exemple, et artificielles: axes des voies, hauts et bas talus, etc. ainsi
que les détails qui présentent un intérêt particulier comme le fil d’eau ou l’axe d’un passage à
niveau.
Le dessin manuel des courbes de niveau tient compte des lois de la géomorphologie; en
conséquence, lever le chevelu de manière qu’entre deux points de crête C ou de thalweg T
consécutive la pente constante autorise l’interpolation.
Entre les lignes caractéristiques, réaliser un semis de points de manière à pouvoir ensuite
interpoler les courbes entre des couples de points situes sur la ligne de plus grande pente [12]
Les détails à lever sont principalement le niveau d’eau en amont et en aval du site de barrage,
les laisses de crues, la bande d’étude du barrage avec la conduite d’amenée, le talweg, la
berge de la rivière, l’emplacement de la chambre de mise en charge et le site de
l’emplacement du bâtiment de la centrale avec le canal de restitution. Dans notre cas, on a fait
les levés topographiques à l’échelle 1/500 pour le site des ouvrages.
Le but de toute levée topographique est l’établissement d’un plan graphique ou plan
numérique qui est utilisé actuellement.
Un plan graphique est la représentation obtenue en reportant les divers éléments descriptifs du
terrain sur un support approprié, quel que soit le mode d’établissement. Tandis qu’un plan
numérique est un fichier comprenant l’enregistrement sur support informatique des
coordonnées des points et des éléments descriptifs du terrain quel que soit le mode
d’établissement. Les plans topographiques ont des finalités très diverses; c’est souvent leur
destination qui imposera la précision du lever et le choix des détails.
Photo 01 : Lever sur les rochers
25
2) Mesure d’angle
a) Mesure d’angles horizontaux
Tout appareil de mesure topographique possède toujours un cercle horizontal ou limbe gradué
et peut être numérique ou non, à partir de ce cercle qu’on peut lire les lectures des angles
horizontaux. Un théodolite est un appareil permettant d'effectuer des mesures d'angles dans un
plan horizontal et dans un plan vertical.
Figure 08 : Angle horizontal
Le cercle horizontal est fixé par rapport à l'embase : cette partie fixe du système de mesure
est appelé le limbe.
Les lectures sont effectuées grâce à un dispositif tournant autour de l'axe principal en même
temps que la lunette. Cette partie mobile est appelée l'alidade.
b) Principe
Après la mise en station de l’appareil (Une mise en station est l'opération qui consiste à positionner
l'axe principal d'un théodolite suivant la verticale passant par le point de station au sol.) l’opérateur
fixe et vise une référence qui doit être un point stable ou un repère fixe, la lecture obtenue sera
la référence. Toutefois, la plupart des opérateurs topographiques initialise la lecture à 0 mais
ce n’est pas obligatoire surtout lors de l’utilisation de l’appareil station total. Après qu’on a terminé cette opération, on peut procéder au lever de détails en une même station.
Application :
La mesure d'un angle entre deux directions s'effectue en visant successivement les deux points
(A et B) et en prenant les lectures azimutales .
L'angle entre les deux directions vaut alors : [13]
26
Figure 09 : Mesure d’un angle horizontal
Lorsqu’on a fini de lever tous les détails nécessaires à l’étude, on vise une autre station et on
refait les opérations que précédemment mais sans oublier de prendre la lecture de la dernière
station.
c) Calcul de Gisement
Le gisement est un angle horizontal très utilisé par les topographes puisque très pratique dans
les calculs. [12]
Le gisement d'une direction AB est l'angle horizontal mesuré positivement dans le sens
horaire entre l’axe des ordonnées du système de projection utilisé et cette direction AB Nous
le notons (ou ) et il existe aussi une relation entre et :
(4)
27
Figure 10 : Gisement d’une direction AB
A partir de cette figure, on peut avoir la valeur du gisement AB par la formule suivante :
(5)
Pour le calcul de , posons :
(6)
Alors quatre cas se présente selon la position du point B par rapport au point A, en d’autre
sens, nous jouons sur le signe de :
Si donc :
Si donc :
Si donc :
Si donc :
d) Gisement de station
Le de station (ou ) est une constante d'orientation de la station S, c'est aussi le gisement
du zéro du limbe ou l'angle horizontale entre la direction de l'axe des ordonnées et le zéro du
limbe de l'appareil stationné (Figure 11). [12]
28
Figure 11 : Gisement zéro de la station
D’où le de station S et le Gisement s’écrit :
e) Calcul des coordonnées à partir de Gisement
En topographie, il est très fréquent de connaître un point ) et de chercher les
coordonnées d’un point P visible depuis S. On dit que P est rayonné depuis S si l’on peut
mesurer la distance horizontale et le gisement . Quel que soit le quadrant, on peut
alors calculer les coordonnées du point P par les formules suivantes :
(8)
f) Mesure d’angle vertical
Contrairement au cercle horizontal, l'orientation du cercle vertical est définie : l'origine du
cercle se trouve en général vers le zénith de la verticale passant par le centre du cercle. Un
angle mesure depuis cette origine est appelé angle zénithal.
Figure 12 : Angles Verticaux
29
Dans certains cas, on utilise préférentiellement les angles par rapport à l'horizontale (angle de
site "i") ou par rapport au nadir (angle nadiral "n").
Le cercle vertical est solidaire de l'axe secondaire qui passe par son centre.
Apres un double retournement, on à la relation suivante entre les lectures vers un même point
en positions cercle à gauche et cercle à droite :
L’angle zénithal moyen vaut donc :
(9)
3) Mesure de distance
Un Instrument de Mesure Electronique de Longueur, appelé IMEL ou distance mètre, est un
appareil qui permet de mesurer des distances par émission d'une onde électromagnétique en
général avec mesure du déphasage de l'écho du renvoi de cette onde sur un réflecteur.
Les premiers IMEL étaient autonomes et indépendant des théodolites. Ils ont ensuite été fixes
sur les théodolites.
Photo 02 : Théodolite mécanique
30
Figure 13 : Principe de la mesure avec une distance mètre
Pour mesurer une distance Di entre deux points au moyen d’un IMEL, il suffit de stationner
l’appareil sur un point de station et on met la mire prisme bien verticale sur le point à visé
puis on lance la commande de la distance mètre.
Un train d’ondes est envoyé à partir de la distance mètre vers la mire prisme : c’est son retour
au point de station après réflexion sur la mire qui permet de calculer la distance
Di parcourue. [14]
La formule qui relie la distance inclinée et la distance horizontale est :
(10)
Si on calcule à partir de l’angle vertical, on a :
Avec :
Figure 14 : Mesure de distance
31
a) Mesure altimétrique
Le nivellement est l'ensemble des opérations qui permettent de déterminer des altitudes et des
dénivelées.
L'altitude d'un point est la distance en mètre par rapport à une surface de niveau zéro.
Le nivellement peut s'effectuer selon trois procédés qui sont par ordre de précision décroissant
[15] :
- le nivellement direct ou géométrique;
- le nivellement indirect ou trigonométrique;
- le nivellement barométrique.
b) Nivellement Indirect
Le nivellement indirect trigonométrique permet de déterminer la dénivelée DH entre la station
T d’un théodolite et un point P visé. Ceci est fait par la mesure de la distance inclinée suivant
la ligne de visée Di et de l’angle zénithal
Figure 15 : Nivellement indirect trigonométrique
On peut avoir,
(12)
On peut en déduire la distance horizontale
On en déduit la distance suivant la pente
√ (13)
32
c) Nivellement direct
Le nivellement direct s'appuie exclusivement sur des visées horizontales. En général, il est
exécuté avec un niveau. Les niveaux sont classes en trois catégories dont chacune correspond
à des besoins différents, et à des méthodes appropriées. [18]
- niveau de précision pour le nivellement direct de haute précision;
- niveau d'ingénieur pour nivellement direct de précisons;
- niveau de chantier pour le nivellement direct ordinaire.
Photo 03 : Niveau Leica
Le principe consiste à déterminer la "dénivelée " entre deux points A et B à l’aide d’un
"niveau", et d’une échelle verticale appelée "mire". Le niveau est constitué d’une optique de
visée tournant autour d’un axe principale (axe vertical): il définit donc un plan de visée
horizontal
Figure 23 : Principe de base de nivellement direct
33
On emploi aussi l'expression de nivellement géométrique qui traduit le fait que les mesures
obtenues sont des longueurs de mire:
(14)
L'altitude de B est égale à l'altitude A plus la dénivelée prise algébriquement avec son signe.
Notre lever a été limité sur une moyenne portée c'est-à-dire qu’une mesure de distance
toujours inférieure à 1500 mètres
4) Théorie des erreurs et tolérances
a) Erreurs
En topographie, les erreurs ou inexactitudes sont inévitables, elles résultent de
l’imperfection des instruments utilisés et de l’imperfection des sens de l’individu, des
conditions atmosphériques et d’autres facteurs externes. Nous distinguons deux sortes
d’erreurs : l’erreur systématique et l’erreur accidentelle.
b) Erreurs systématiques
Ces erreurs se reproduisent toujours identiquement à elles-mêmes. Elles sont dues à une cause
permanente connue ou inconnue. Il est toujours possible de la corriger soit par le calcul soit
par un mode opératoire. Prenons comme exemple : [12]
Les mesures de longueurs par chaînage : les erreurs systématiques sont essentiellement
des erreurs d’étalonnage. Pour les éliminer, il faut apporter aux valeurs observées des
corrections d’étalonnage comme: tensions, température, étalonnage. Il existe aussi
l’erreur de chaînette, d’alignement et le défaut d’horizontalité.
Les mesures angulaires : les erreurs de collimation horizontale puis l’erreur de
tourillonement sont les plus connus. Pour les éliminer, nous effectueront le double
retournement pendant la lecture de l’angle horizontale. C'est-à-dire, mesurer l’angle en
cercle gauche et en cercle droite :
Et est la valeur lue en CD
(15)
La différence entre les valeurs et représente la combinaison des
erreurs de collimation, de mise en station, de lecture.
34
Donc l’angle horizontal Hz mesuré donne :
Si
Si
c) Erreurs accidentelles
Ce sont les erreurs qui ne présentent pas un caractère systématique, c’est-à-dire qui ne
peuvent être ni calculées d’avance ni éliminées par la méthode opératoire ; elles sont dues à
des causes non analysables ; on ne peut que constater leur existence. Ils existent deux types
d’erreurs accidentelles : [12]
- L’erreur absolue qui est la différence algébrique entre le résultat du mesurage et
la valeur de µ
(17) - L’erreur relative qui est le quotient de l’erreur absolue par la quantité mesurée :
(16)
d) Erreur moyenne quadratique
L’erreur moyenne quadratique est la valeur dont le carré est la moyenne des carrées des écarts
entre les valeurs mesurées et la valeur conventionnellement vraie . [12]
√∑
(18)
e) Tolérances
On fixe toutefois arbitrairement la probabilité de la tolérance en convenant que l’écart
maximal tolérable est celui qui a une probabilité de 99 % de ne pas être dépassé. [12]
Figure 16 : Tolérance ou écart maximale
Le calcul donne :
(19)
35
Avec
l’erreur équiprobable d’une mesure
f) Tolérance angulaire
La tolérance angulaire est donnée par la formule : [19]
√ (20) g) Tolérance planimétrique
√ (21) Avec n : nombre des cotés (dans le cas d’une fermeture par triangulation on a n= 3) [19]
h) Tolérance altimétrique en nivellement indirect
La tolérance altimétrique complète est donnée par la formule suivante : [19]
√∑ (22)
Avec √
VI. Inventaire des propriétaires des terrains touchées par le projet
Le tracé de la conduite passera sur des terrains appartenant à la commune et aux
villageois. La réalisation de celle-ci entre dans le cadre d’utilité publique, donc toutes
objections venant de propriétaires des terres touchées par le projet pourront être rejetées. Mais
pour éviter le conflit qui pourra se produire entre les villageois et le projet, on a mis un accord
avec la commune pour la résolution de l’expropriation. Cet accord régit que l’expropriation
des personnes possédant des terres touchées par le tracé de la conduite seront pris en charge
par la commune. La commune s’est engagée à mettre à la disposition du projet les terrains
nécessaires à la construction et l’implantation de la conduite forcée de la microcentrale
hydroélectrique, ainsi que les accès indispensables au chantier.
1) Cadre Juridique
La législation Malgache, Ordonnance n° 62-023 du 19 septembre 1962 relative à
l’expropriation pour cause d’utilité publique, à l’acquisition amiable de propriétés
immobilières par l’Etat ou les collectivités publiques secondaires et aux plus-values foncières
(J.O. n°244 du 28.9.62, p.1951) et Décret no 63 030 du 16 janvier 1963fixant les modalités
d’application de l’ordonnance n° 62-023 du 19 septembre 1962 relative à l’expropriation pour
cause d’utilité publique, à l’acquisition amiable de propriétés immobilières par l’Etat ou les
collectivités publiques secondaires et aux plus-values foncières(J.O. n°270 du 26.01.63, p.
245,Errata : J.O. n° 271 du 02.02.63, p. 314), modifié par Décret n° 64-399 du 24 septembre
1964, (J.O. n° 378 du 03.10.64, p.1940), prévoit un processus d’expropriation qui respecte les
grandes étapes ci-dessous :
36
Etape Processus d’expropriation 1 Identification préliminaire des terrains touchés et de leur statut en réalisant si
possible des états parcellaires préliminaires
2 Consultation publique pour valider et compléter l’identification grâce à
l’enquête Commodo et Incommodo
3 Établissement des plans et des états parcellaires
4 Décret Déclaratif d’Utilité Publique (DUP)
5 Organisation d’une Commission Administrative qui détermine les indemnités
6 Production d’un Procès-Verbal (PV) par la Commission administrative
7 Révision du PV par le chef de service de la Direction des Domaines et par
le(s) Ministère(s) dont relève le sous projet
8 Approbation du PV par le Ministère des Finances
9 Budgétisation des indemnités et autres coûts par le Ministère des Finances
pour un sous projet d’utilité publique
10 Notification des indemnités aux personnes intéressées
11 Acceptation ou non des indemnités offertes
12 Si acceptation, préparation des actes de cession amiable et paiement des
indemnités
13 Si refus, le tribunal civil est saisi du dossier
Tableau 4 : Etape et Processus de l’expropriation
2) Paiements des indemnités
Il n'y a jamais eu à Madagascar de barèmes d'indemnisation arrêtés par les différents
ministères (agriculture, travaux publics et habitat). Celles-ci sont calculées au cas par cas au
cours des enquêtes effectuées.
D'autre part, d'après l'article 28 de la loi 62-023, il est indiqué que « l'indemnité
d'expropriation ne doit couvrir que le préjudice direct, matériel et certain causé par
l'expropriation ». Aussi celle-ci est établie en tenant compte dans chaque cas de la valeur du
bien à la date du décret d'utilité publique.
Si un accord amiable est obtenu entre la Commission d'Expropriation et l'exproprié, procès-
verbal de cet accord est dressé. L'indemnité doit alors être payée à l'exproprié avant
déguerpissement.
VII. Outils à mettre en œuvre
Elle concerne les outils à déployer durant l’étude technique effectuée sur le terrain
jusqu’au traitement sur le bureau et les résultats obtenus.
On distingue en général deux outils menant à l’accomplissement de l’étude d’un
aménagement hydroélectrique tel que :
L’outil humain
L’outil matériel
37
1) L’outil humain
C’est tous les équipes qui ont participé à l’achèvement des travaux techniques sur terrain
relatifs au projet.
Elle est formée par les équipes d’OTI qui est en charge de l’emplacement et implantation de
la conduite forcée, les équipes du programme rHYviere, l’entreprise ILO BTP qui se charge
du barrage, l’entreprise du BTP MAREL qui se charge de la piste d’accès et la centrale, les
équipes d’ARTELIA qui se charge de la mission de contrôle.
Composition de l’équipe d’OTI (Ouvrage et Travaux Industriel) qui est titulaire du Marché:
- Un chauffeur
- Un ingénieur en Génie Mécanique et Industriel
- Un ingénieur en Génie Civil
- Un responsable chargé de l’étude topographique du site et un stagiaire
- Un aide topographe
- Deux portes mires
On était au nombre de 8 au total qui ont participé à la descente sur le site et chacun a tenu sa
responsabilité selon sa spécialité.
Les équipes recueillis sur le terrain sont composées des "Tangalamena" et des jeunes vivant
près du village d’Andrianambo sous la proposition du Secrétaire Générale de l’OPCI Mazava
qui est l’autorité local du projet. Ils ont été en nombre de douze au total et partager en trois
groupes d’équipes différents.
Les "Tangalamena" ont été utiles pour être consulté sur le comportement de la rivière
(laisse de crue, l’année de la dernière crue pour l’étude hydrologique) et donner des
propositions sur le passage du tracé de la piste à implanter pour tirer une variante plus
raccourcie mais pratiquement réalisable et économique pour le projet.
Les différents groupes d’équipes sont :
- L’équipe du Génie Civil y compris la topographie
- L’équipe du Génie mécanique
- L’équipe hydrologique
- Conducteur de travaux
- Chef de chantier
- Des ingénieurs de contrôle
2) L’outil matériel
C’est l’ensemble des matériels à mobiliser et à disposer durant l’étude technique effectuée sur
le terrain jusqu’au traitement des données sur bureau.
Concernant les matériels à déployer durant les travaux topographiques pour la contribution à
l’élaboration du projet d’implantation du site d’Andriamanjavona, ils sont relatifs directement
à la méthode choisie citée dans la méthodologie.
On peut récapituler comme suit les matériels nécessaires à utiliser pour la réalisation de
l’étude topographique dans un projet d’implantation hydroélectrique :
Un véhicule 4x4 de très grande capacité d’adaptation en milieu très difficile avec
chauffeur expérimenté
Appareils topographiques et ses équipements
Un ordinateur
Logiciel de traitements donnés
38
Les appareils topographiques employés pendant le lever sur terrain sont principalement : La
station totale et le GPS
a) L’appareil topographique station total
Le Station Total est un appareil topographique numérique permettant de lever un grand
nombre de points dans un court temps grâce à ses différentes fonctions et sa facilité de
manipulation.
Il est équipé d’un distance mètre qui mesure directement la distance entre la position du
point de station et l’emplacement de la mire prisme.
Cet appareil possède les mêmes caractéristiques que les autres appareils topographiques
utilisés dans des travaux topographiques mais avec des précisions beaucoup plus grandes.
L’avantage de l’emploi de cet appareil par rapport aux autres appareils topographiques est
l’obtention simultanément de la position d’un point avec des coordonnées rectangulaires X,
Y, et Z ou coordonnées polaire AH ; AV ; et D (c'est-à-dire facilité de la lecture).
D est la distance donnée par l’appareil qui peut être une distance inclinée ou une distance
horizontale.
La figure 25 nous montre l’appareil Station Total Nikon que nous avons utilisé pendant les
travaux topographiques.
Station Total Spécificités Utilisations
Nikon
Mise au point automatique
Rapide et puissant
Deux écrans tactiles
Compatible Trimble Locate2
Protect
Sécurité par code PIN
Précisions de 1’’ (0,3mgr),
2’’ (0,6mgr), 3’’ (1mgr) et
5’’ (1,5mgr)
Batteries remplaçables à
chaud
Relevés d’intérieur
Relevés de façades
Levés de corps de rue
Implantation sur chaise
Terrassement
Fondations
Elévations
Implantations directes
Tableau 5: Caractéristiques du Nikon
39
Photo 04 : Station total Nikon
40
b) Le GPS de poche
Le GPS ou Global Positionnement System est l’appareil qu’on a utilisé dans les travaux
de repérage.
Il permet de déterminer instantanément la position d’un point à partir des satellites qui
émettent des données au récepteur GPS.
Nous avons utilisé le GPS 60CSx comme étant un navigateur enfin de rendre facile la
localisation du site, de lever quelque point sur le lieu d’implantation des ouvrages du génie
civile et les points d’implantation des poteaux pour servir comme repère. En notant que la
précision maximale qu’on peut obtenir avec cette GPS est de l’ordre de 4 m.
Le GPS consiste à relever les coordonnées et l’altitude des points de polygonation de base.
Les coordonnées obtenues sont différent par rapport aux cordonnées Laborde (Ortho photo),
donc, on fait le calage de deux points à partir des paramètres Laborde. Le calage se fait
comme suit :
MENU SETUP NAVIGATION USER GRID ENTRE ON MODIFIE LES
COORDONNEES LABORDE
41
Partie 3 : Aspect Techniques
de l’étude du tracé
42
A. Travaux Topographiques effectués sur terrain Avant les travaux topographiques sur terrain, il faut effectuer l’étude d’avant-projet qui
consiste à tracer les variantes de tracé sur une cartes à l’échelle 1/10000e. Ces variantes
doivent être identifiées lors de la reconnaissance du terrain afin d’en retenir une.
Notamment, la démarche qu’on évoque dans cette partie a été passée sur le terrain, on l’a
divisé en trois étapes telles que la reconnaissance du site, la détermination de la bande
d’étude, le lever topographique.
I. Reconnaissance du site La reconnaissance est une visite du site avec l’équipe technique et les «Tangalamena»
vivant près du site d’Andriamanjavona, l’objectif de la reconnaissance a été de voir
réellement la situation et le comportement du terrain afin de procéder des analyses techniques
du terrain d’implantation des ouvrages du génie civil.
II. Détermination de la bande d’étude La bande d’étude est la zone de travaux où se trouvent les terrassements à effectuer.
Elle sera obtenue soit par des procédés terrestres de lever, soit par des procédés
photogrammétries.
Dans notre cas pour l’implantation de la conduite, on a adopté le procédé photo car on
effectuée un lever par drone du site avec une largeur de bande environ 15 m. La largeur de
cette bande d’étude est variable suivant la nature et l’importance du projet.
III. Lever Topographique Un tel projet nécessite primordialement un levé topographique de la zone touchée par
l’implantation. Les données topographiques collectées sur le site permettent de dresser la
bande d’étude, ainsi que les profils en long et profils en travers représentatifs du
comportement du terrain naturel sujet d’implantation des ouvrages du génie civil.
On effectue le lever de détails de la bande d’étude. Le lever se fait par rayonnement en
planimétrie et par nivellement indirect en altimétrie. La bande d’étude se présente sous une
largeur variable selon la nature du terrain ainsi que le projet à effectuer.
Le levé des détails de la bande d’étude de la conduite s’effectue par un maillage des points
couvrants la zone à étudier. L’espacement entre les points détails est en moyenne cinq mètres
(5m) suivant le sens transversal et tous les quinze mètres (15m) dans le sens longitudinal de la
bande d’étude.
Le levé des points de détails de la bande d’étude s’appuie toujours sur les sommets de la
polygonale de base en stationnant sur les sommets de la polygonale de base et en rayonnant
les points de détails.
Dans notre cas, les différents points levés sont :
Les hauts et les bas talus
Les marais et plantations
Les bords de cours d’eau
Les falaises
Les rochers
Les profils en travers à chaque changement de pente
Les profils en travers tous les 15 mètres
43
IV. Lever par drone Le drone, initialement réservé aux militaires, est bel et bien entré dans le domaine civil, et
ce, à toutes les échelles. S’il reste un jouet pour certains qui n’en connaissent pas très bien les
règles. Le drone trouve aujourd’hui sa place dans des utilisations professionnelles toujours
plus variées. Le milieu de la topographie et de la surveillance d’ouvrages commence à adopter
cet outil.
1) Contexte
A l’intérieur du drone se trouvent : un récepteur GPS, un gyroscope, un accéléromètre, un
baromètre, un magnétomètre ainsi qu’un capteur d’ultrasons. Ces éléments envoient des
informations au pilote et lui indiquent notamment l’altitude et la vitesse de l’appareil. Le GPS
fournit la position du drone à plus d’un mètre et permet juste un prépositionnement des
clichés, ce qui est largement suffisant pour des applications de lever ou de cartographie.
L'objectif étant, pour des géomètres topographes de profession, d'utiliser le drone
facilement et ce, même à une fréquence moyenne, grâce à l'assistance du drone. Il est par
exemple possible de lâcher les commandes, le drone se maintient de façon stable, ce qui reste
rassurant et sécurisant pour l'utilisateur.
2) Préparation du vol
Avant d’effectuer le vol, il est possible d’étalonner l’appareil photographique numérique
(APN). Cette étape est réalisée en deux phases : la prise de photographies d’un polygone ou
d’un mur d’étalonnage, puis la détermination des paramètres en utilisant ces clichés dans un
logiciel adéquat.
Dans le plan de vol il est possible de faire un stop sur certains “waypoints” pour faire par
exemple des vues obliques en même temps, ou encore de faire monter le drone pour avoir des
prises de vues à des hauteurs différentes. Il est possible de faire des plans de vol verticaux
pour les levés de façade.
Une fois le vol effectué, le logiciel Aiproflight permet aussi de vider les points GPS du
drone par câble ou par wifi et de les intégrer aux photos. Ainsi chaque photo est correctement
placée dans le logiciel de traitement et donc le calcul de l’aérotriangulation est plus rapide.
La dernière phase de préparation du vol consiste en la mise en place de points de contrôle
au sol qui permettront le référencement du nuage de points dans le système souhaité. Ces
repères doivent être facilement identifiables sur le terrain et judicieusement répartis. Si trois
points sont théoriquement suffisants pour déterminer un plan, au minimum cinq points seront
utilisés, ce qui permet d’avoir des contrôles.
3) Réalisations des plans topo
Pour des besoins de délimitation du site un plan topographique à l’échelle du 1/1000
couvrant une zone de 12 ha (600 x 200 m) a été réalisé à l’aide d’une prise de vues aériennes
effectuée par un drone. Il ne s’agit pas d’une expérimentation mais d’un relevé topographique
opérationnel. Bien que cette zone s’étend sur 12 ha et une longueur de 1.7 km.
44
L’objectif était d’estimer la précision des données topographiques acquises par ce type de
système, l’étude s’est articulée autour de deux axes : l’acquisition des prises de vues et
l’exploitation des données.
Le vol a été réalisé selon les paramètres suivants :
• Hauteur de vol : 150 m
• Taille de l’image au sol : 105 x 88 m,
• Taille du pixel au sol : 5 cm,
• 4 bandes de vol.
Une fois le traitement réalisé et les nuages de points denses créés, il est possible de
comparer les nuages entre eux sous le logiciel 3DReshaper. Il ressort de ces comparaisons que
les nuages de points sont cohérents mais affichent cependant des écarts. Quel que soit le
logiciel utilisé, les nuages présentent des écarts en Z de moins de 2 centimètres pour environ
75 % des points. Il apparaît également que les zones situées entre les points de contrôle au sol
qui ont été utilisés pour le calage du nuage, fournissent moins de décalages. Cela confirme
donc l’importance de la répartition des points de contrôle au sol utilisés.
V. Traitement Quand on a effectué tous les travaux sur terrain, on retourne au bureau. On effectue les
traitements des données topographiques brutes issues de la carte mémoire à l’aide d’un
ordinateur avec des logiciels appropriés afin de concevoir les projets à réaliser. Le logiciel
AutoCad 2013 et Covadis 2013 est l’un des logiciels reconnu en traitement des données.
Les données sont saisies sous forme texte avec l’extension « .txt » et importées directement
dans l’environnement Covadis.
1) Transfert et traitement des données brute
Les données issues d’un levé sont enregistrées dans la carte mémoire amovible de la
station totale. Cette carte porte le nom de « Compact Flash » fournie par le constructeur. Elle
enregistre les données de terrain sous format électronique. Les points de détails sont affichés
et stockés et peuvent prendre deux formes :
Soit du type polaire, définis suivant l’angle et la distance
Soit du type rectangulaire, définis suivant les coordonnées cartésiennes
2) Report
Dès que le transfert des données brutes était accompli, on les confectionne de manière à
obtenir un plan issu du levé. Pour obtenir le plan, on dessine les détails du levé en utilisant les
croquis du terrain, effectués par le croquiseur. Il faut que les numéros des points du croquis
soient en relation et identiques par rapport aux numéros des points introduits dans la mémoire
de l’appareil.
Pour dessiner le plan avec l’échelle, il faut toujours se munir du croquis du terrain
présentant les détails du terrain. Il faut relier les points indiqués par les croquis par la
commande POLYLIGNE ou LIGNE de l’AutoCad et/ou symboles comme les arbres déjà
prédéfinis dans le logiciel.
45
Plan 04 : Tracé en plan
a) Conception du tracé en plan
On détermine la conception du tracé en plan qui est le projet à réaliser. Le tracé en plan est
constitué par des sommets Sn d’alignement droit dont l’intersection des deux alignements
droits soit accessible ou inaccessible selon la vocation du terrain. La détermination du tracé en
plan est le début et la base de l’étude de différents projets :
Les profils en long
Les profils en travers
Les cubatures
b) Calculs des tracés des courbes de raccordement
Après la détermination du tracé en plan, il faut déterminer les éléments d’implantation des
courbes. Les courbes en question sont obtenues en raccordant les alignements droits par des
arcs de cercle de rayon R, en utilisant la commande RACCORDEMENT et en choisissant la
polyligne ou la ligne formant les alignements. Ceci s’appelle raccordement circulaire
46
Figure 17 : Raccordement circulaire, Cas du support I4
S : Sommet de raccordement
: Angle au sommet
T et T’ : Points de tangences
: Angle au centre
R : Rayon de raccordement
Le développement de la courbe est égal à Avec exprimé en radiant.
Les alignements ST et ST’ étant connus, les points de tangences T et T’ sont à implanter
depuis S. Le sommet S ainsi que l’angle sont connus. Le rayon R de raccordement est
connu car il est choisi lors du projet et dépend de la caractéristique de la conduite. Ces
alignements étant des alignements horizontaux qu’on détermine par la formule ci-après :
(
) (23)
Elle est utilisée quand le sommet est accessible
Voici l’extrait qui montre l’implantation du tracé en plan
47
B. Elaboration de l’implantation Une bonne connaissance de la topographie du site est nécessaire avant l'étude technique de
la conduite. L'étude topographique a pour but de connaître la configuration du site et de
simuler la présence de la conduite pour ainsi définir ses caractéristiques. En simulant la
présence de l'ouvrage, on peut formuler des hypothèses sur sa position exacte, ses dimensions,
ses conséquences dans la vallée ainsi que les possibilités de mise en œuvre. [20]
I. Objectifs Les objectifs généraux de l’élaboration du plan du site dans un tel projet sont :
de représenter numériquement la forme et la variation du terrain d’implantation des
ouvrages du génie civil
de permettre à l’ingénieur responsable de l’étude du génie-civil de dimensionner les
ouvrages à partir des données topographiques
de permettre à l’ingénieur électromécanicien pour le calcul de type des poteaux et le
câblage de la ligne MT utilisés (en fonction de la position et la variation en altitude
TN)
d’exploiter le site avec le maximum de rendement pour obtenir la puissance électrique
maximale;
d’évaluer le cout du projet (à partir de la détermination des tracés des ouvrages du
génie civil)
De permettre aux décideurs de prendre des décisions relatives à la réalisation du
projet.
II. Problématiques Les problématiques rencontrées systématiquement sont souvent relatives aux
comportements géomorphologique, topographique, hydrologique du site du projet.
L’accès au site(ou la réalisation de la future piste qui ne devra jamais alourdir le coût
d’investissement du projet).
La hauteur à exploiter
L’estimation du débit de la rivière ;
La structure géomorphologique du sol de fondation
L’expropriation des gens ;
III. Etude Topographiques Pour connaître les coordonnées d'un point, il faut s’appuyer sur des points connus
existants. Si ces derniers sont trop loin du point à déterminer ou ne peuvent être visés
directement en raison d’obstacles, on utilise des points intermédiaires pour arriver jusqu'au
point cherché.
Dans ce cas, on parle de parcours polygonal ou de cheminement à long côté.
Dans notre cas on a 4 points connus à partir de nuage de point levés par un drone.
On estime visuellement le passage de la bande d’étude à intervenir et on effectue le
piquetage du tracé des conduites. Dans ce travail, le canevas est composé de 8 stations. Ces
canevas ont été répartis sur la zone de levé pour que sur chaque point de la polygonale puisse
voir au moins deux autres points de la polygonale de base. A chaque station, on a effectué une
visée aller et une visée retour avec deux pointés chacune, et double retournement.
48
On a effectué un lever par rayonnement afin de faire un lever de position angulaire de chaque
point.
Chaque point est alors connu :
en planimétrie par ses coordonnées polaires par rapport au point de station et à
la référence angulaire choisie ;
en altimétrie par rapport à un point de référence connu en altitude.
IV. Procédure de rattachement Le système de coordonnées UTM est une représentation conforme et transverse de
l’ellipsoïde terrestre.
Bien que l’ensemble du projet est rattaché au système de projection UTM Zones 38 et 39
Sud. En outre, il sera impossible de capitaliser les données topographiques actuelles du projet
pour des projets routiers ou d’autres projets d’aménagement pour raison d’incompatibilité
avec d’autres données du système national. Il est donc indispensable de rattacher ce Projet au
système de référence nationale.
Donc on a procédé à la transformation de coordonnée en Laborde à partir de nuage de
points levé par drone.
Le but du rattachement est de transformer les coordonnées des points exprimées dans le
système WGS84 en des coordonnées exprimées dans la projection Laborde Madagascar. Pour
ce faire, il faut effectuer une transformation classique d’Helmert à 7 paramètres dont 3
translations, 3 rotations et 1 rapport de similitude.
1) Choix de la projection Laborde
Parmi toutes les projections possibles, la projection Laborde élimine les erreurs et les
déformations dues au passage de la sphère terrestre au plan.
Ce système de représentation répond à la fois aux conditions de Tissot, Courtier,
Rouissille et aux critères suivantes [24]
- Champ d’application très étendu ;
- Adaptation parfaite à la forme du pays pour laquelle est établie
- Possibilité d’utilisation pour toutes les opérations de la géographie métrique
jusqu’aux triangulations très précises de 1ere ordre.
2) Transformation des coordonnées à partir des sept paramètres
Pour passer en coordonnées Laborde il n’existe pas de formules mathématiques mais il
faut passer par une adaptation. [25]
[ ] [
] [ ]
Les coordonnées géocentriques
Les translations entre les origines de deux ellipsoïdes
Matrice de rotation autour des axes X, Y, Z
Rapport de similitude
Pour déterminer ces sept paramètres, il faut au moins trois points connus étant donné
qu’un point connu donne 3 équations donc dans les deux systèmes. Il est cependant
préférable d’en prendre plus.
49
On obtient ainsi neuf équations à sept inconnues.
Il faudra donc les normaliser et résoudre par moindres carrées
Organigramme 02 : Détermination des sept paramètres de transformation
Une fois les sept paramètres déterminés, Leur précision a été testé en transformant les
coordonnées de référence (Test de fiabilité de ces sept paramètres).
50
Organigramme 03 : Test de fiabilité de ces sept paramètres
V. Cheminement encadré du périmètre
1) Principe
Le cheminement encadré a été choisi car il arrive sur un point connu différent du point
de départ. Dans ce travail, le canevas est composé de 8 stations. Ces canevas ont été répartis
sur la zone de levé pour que sur chaque point de la polygonale on puisse voir au moins deux
autres points de la polygonale de base. Le prisme étant sur le point inconnu ou station 1, tenu
verticalement avec son hauteur, on fait une lecture Avant en visant le centre du prisme dans le
sens du parcours choisi. A chaque station, on a effectué une visée aller-retour avec deux
pointés chacune, et double retournement.
Afin de pouvoir déterminer les coordonnées de points à partir de points connus, il est
nécessaire de déterminer l’orientation du cheminement. Cela se fait en prenant les
coordonnées de la première et de la fin de station ainsi que les points de références.
Voici les coordonnées des points de la première et fin de station, et les références.
X Y Z
M1 512064,67
790791,99 1278
A1 512404,76 791057,15 1256,59
A8 512355,87 791848,88 1249,23
J21 512451,86 791899,43 1215
Tableau 6: Coordonnées des points de base en Laborde
51
Figure 18 : Cheminement encadré par les stations M1 et J21
2) Etape à suivre
a) Calcul des angles au sommet à chaque séquence
La détermination des angles au sommet ou angle horizontal permet d’orienter les
points et de calculer la fermeture angulaire. L’angle au sommet est la différence entre
la lecture arrière et la lecture avant, selon la formule suivante : [31]
Comme on a effectué un double retournement pour éviter les erreurs systématiques à
savoir erreur de collimation, de tourillonnement, graditionnel, excentrement ; faire la
moyenne des angles est exigée. Donc la détermination des angles au sommet est faite
par la formule :
(24)
b) Calcul de Gisement
On définit le gisement comme l’angle, dans le plan horizontal, entre un vecteur, marqué
par deux points connus en coordonnées, et la direction du nord cartographique. Il est
compté dans le sens horaire. Le gisement de deux points est calculé par la formule
suivante :
(25)
52
Pour plus de précision : [10]
Gisement de i, i+1
Gisement de référence (
Angle au sommet
Le tableau suivant révèle les gisements calculés
ΔX/ΔY ARCTAN (ΔX/ΔY) gisement
M1 – A1 1,2825841 0,908571527 57,84145986
A8 – J21 1,898911968 1,086082276 69,14214515
Tableau 7 : Gisements Calculés
c) Fermeture angulaire
On calcule de proche en proche tous les gisements de tous les côtés pour arriver au
gisement d’arrivée connu qui sert de contrôle des erreurs de lecture d’angles.
(26)
Gisement d’arrivée observé
Si le résultat est négatif, ajoutons 400 gons autant de fois nécessaires.
Gisement de fermeture exacte de
Gisement de départ exacte de
Nombre de côtés de polygonale est égale à 9
d) Tolérance sur la fermeture angulaire
Soit σa l'écart type angulaire par station ; on obtient comme tolérance angulaire Ta
pour un cheminement de n côtés :
(27) = 10 mgon pour la station totale Nikon
D’après ces résultats,
Donc la compensation peut se faire.
53
ST PV Ha Hp H_CG H_CD H moy Gisement Gcomp
A1 M1 1.5 1.40 0,0000
200,0670 99,0000
57,8414 57,8501
2 1.40 99,0636 299,0034 356,8414 356,8588
A2 1 1.59 1.40 0,0000 200,0032 141,1111
3 1.40 141,1150 341,1104
A3 2 1.4 1.40 0,0000 200,0003 127,7778
297,9525 297,9787
4 1.40 327,5686 127,9873 25,7303 25,7652
A4 3 1.44 1.40 0,0000 200,0610 166,6667
5 1.40 166,6107 366,7837
A5 4 1.51 1.40 0,0000 200,0182 167,7778
392,3970 392,4406
6 1.40 168,5660 367,0078 360,1747 360,2271
A6 5 1.48 1.40 0,0000 200,0004 137,7778
7 1.40 337,8982 137,6578
A7 6 1.6 1.40 0,0000 200,0054 180,0000
97,9525 98,0136
8 1.40 180,0120 379,9934 69,0636 69,1421
A8 7 1.55 1.40 0,0000 199,8867 191,1111
J21 1.40 191,0177 391,0912 Tableau 8 : Observations des angles horizontaux et calculs de gisement
ST PV Ha Hp V_CG V_CD V
moyennes
A1 M1 1.5 1.40
2 1.40 100,4231 300,0179 100,2026
A2 1 1.59 1.40 102,8999 300,0852 101,40735
3 1.40 101,9931 298,8334 101,57985
A3 2 1.4 1.40 99,2007 299,995 99,60285
4 1.40 98,9908 299,1824 99,9042
A4 3 1.44 1.40 100,009 300,0214 99,9938
5 1.40 99,9606 300,0928 99,9339
A5 4 1.51 1.40 98,9569 299,6723 99,6423
6 1.40 99,899 300,0155 99,94175
A6 5 1.48 1.40 99,652 300,0267 99,81265
7 1.40 100,0904 300,2141 99,93815
A7
6 1.6 1.40 99,9185 299,5702 100,17415
8 1.40 99,9807 300,0371 99,9718
A8 7 1.55 1.40 101,8731 300,0236 100,92475
J21 1.40 Tableau 9 : Observation des angles verticaux et de leurs moyennes
54
e) Calcul de distance
Les corrections des distances comportent trois étapes :
-Correction de la distance horizontale,
-Correction de la distance à l`ellipsoïde (au niveau zéro),
i. Distance horizontale
Le calcul de la distance, horizontale ou non, entre deux points de coordonnées connues est
extrêmement simple puisqu’il résulte de l’application stricte du théorème de Pythagore.
On rappelle ici la formule générale de calcul de la distance à partir des coordonnées
tridimensionnelles des points A et B : [10]
(28)
Cette distance oblique peut être "rabattue" à la verticale. De la même façon, la distance
horizontale peut être obtenue par : (10)
Avec :
V : l’angle vertical
Dh : la distance horizontale en mètre réduite à l’horizon
Dp : distance suivant la pente
ii. Correction de distance au niveau des ellipsoïdes
La moyenne de distance est la distance du terrain au niveau moyen de l`altitude. La
distance au niveau 0, c`est- à- dire la distance réduite à l`ellipsoïde, est calculée par la
formule suivante :
Avec :
Dh : distance horizontale (m)
R : rayon de la Terre = 6 400 000 m
h : l’altitude moyenne du segment (m)
Do : distance en mètre réduite à l’ellipsoïde (distance corrigée au niveau zéro) en m
f) Fermeture planimétrique
La fermeture planimétrique est la distance qui sépare le point S8’ issu des mesures de
terrain du point de station 8 réel.
√
(30)
55
fX : erreur de fermeture en X, dont
fX= X′S8 – XS8 = XS1+ Σ (ΔXij) – XS8
fY : erreur de fermeture en Y, dont
fY= Y′S8– YS8 = YS1+ Σ (ΔYij) – YS8
g) Tolérance planimétrique
La précision d’une mesure est liée à celle du lever et implique directement la précision
avec laquelle les détails sont levés. La tolérance planimétrique permet de calculer
l’erreur maximale en fonction de la précision d’une mesure. Cela veut dire que toutes
les erreurs inférieures à l’erreur maximale sont tolérables.
Avec : σ=±2 cm =±0,02 m
n : Nombre de points de station
D’après ces résultats, , la compensation peut se faire avec Cz=Fp/7, dont 7 est le
nombre de station.
56
Tableau 10 : Observations des coordonnées X et Y de station
57
h) Calcul des altitudes des stations
Par nivellement indirect, on calcule deux fois l’altitude de chaque point, ce qui
implique un contrôle de précision. Le nivellement indirect consiste à calculer les
différences de niveau à partir de mesures de pentes et de distances horizontales. La
détermination d’une cote ou d’altitude dans un nivellement indirect s’obtient par la
formule suivante :
(30) Avec
Point visé
Point de station
Distance incliné
Hauteur de prisme
Hauteur d’appareil
Niveau apparent
Comme là, on a une distance de 1597,87 m, le fait d’éliminer NA n’est pas
tolérable.
Sa formule est la suivante :
(31)
i) Fermeture altimétrique
La fermeture altimétrique permet de calculer l’erreur de fermeture en Z par la formule
suivante:
– – (32)
Par application, on a :
j) Tolérance altimétrique
Tout protocole de mesure génère des erreurs. Il est capital d’identifier, quantifier et réduire les
erreurs systématiques, mais les erreurs accidentelles doivent être réparties sur l’ensemble.
Plusieurs méthodes sont possibles, mais partent toutes globalement de l’hypothèse de
l’équiprobabilité de chaque source d’erreur accidentelle lors de chaque mesure.
Par exemple, sur un cheminement altimétrique, la probabilité de faire une erreur de lecture sur
mire est identique qu’il s’agisse de la première ou de la nième dénivelée. La méthode de
compensation en altitude est basée par la tolérance suivante :
58
√
On constate que, alors on peut faire la compensation
Tableau 11 : Observation d’altitude de chaque station
59
3) Lever des détails par rayonnement
Le rayonnement consiste à relever les détails autour de la station. Rattachées aux
coordonnées du polygonal de base, les stations du canevas déterminent les points de détails.
Avec deux points connus en coordonnées générales ou locales, l’orientation du zéro du cercle
horizontal de l’appareil est plus précise. Les canevas et les points de détails sont levés
ensemble, en planimétrie qu’en altimétrie.
a) Principes
La première mesure est effectuée sur un point d’altitude connue, de façon à déterminer
l’altitude du plan de visée. A partir de là, toutes les altitudes sont déterminées par différence
par rapport à ce plan. Cette méthode permet de lever rapidement un semis de points
matérialisés (sondages, points de berges, de fonds…). Néanmoins l’inconvénient de cette
méthode est de n’offrir aucun contrôle sur les déterminations : toute erreur de lecture est
indétectable et fatale.
Les démarches à suivre dans un levé de détails par rayonnement se résume par :
Stationner sur un point du canevas ;
Orienter l’appareil sur un point connu ;
Déplacement du porte prisme vers d’autre point jusqu’à ce que l’opérateur change de station.
b) Détails de lever
Les détails à lever constituent des points importants pour la réalisation d’un plan et la
localisation précise de l’aménagement. Ce lever consiste à relever tout ce qui est indispensable.
Dans un lever de détail, on vise toutes les parties de:
- La rizière et ses environs ;
- Le cours d’eau ;
- Les changements de pentes ;
- Le canal et Les lieux d’implantation des ouvrages.
On a eu 1260 points des détails sur l’ensemble du périmètre.
Puis il est nécessaire d’établir le profil en long et le profil en travers en traversant un
terrain naturel, les opérations effectuées sont le nivellement du piquet d’axe et la mesure de la
distance entre deux piquets.
Enfin les données brutes recueillies sur terrain sont traitées avec le même logiciel
topographique Covadis. On a utilisé la même méthode de traitement des données de détails de
la conduite pour le traçage numérique du projet. On a calculé les modèles MNT correspondant
à la représentation de la forme 3D du terrain, puis on a déterminé les courbes de niveaux sur
la projection plane.
c) Synthèse
Depuis une station quelconque du niveau dans un cheminement, et après avoir enregistré la
lecture arrière sur le point de cheminement précédent, l’opérateur vise plusieurs points de détail et
effectue sur chacun d’eux une lecture unique qui est donc une lecture avant. Ensuite, on termine la
station par la lecture avant sur le point de cheminement suivant. Par exemple, sur la figure ci-
dessous, les points 1 jusqu’à 57 sont rayonnés depuis la station S1 dont le point arrière est la
référence (A) et le point avant S2. L'opération en S1 est appelée rayonnement. Lorsqu’un
60
cheminement comprend des points rayonnés et des points cheminés, on dit que c’est un
cheminement mixte.
Figure 19 : Cheminement mixte encadré
61
C. Implantation du conduite Elle a pour but de mettre en place sur terrain l’axe géométrique d’un tracé composé d’un
alignement droit et des points principaux de la courbe c’est-à-dire, les sommets, l’alignement,
le point de tangence, l’origine de la courbe, le milieu et la fin de la courbe. Puis lorsque les
opérations sur terrain sont terminées et les documents, c’est-à-dire les carnets de levé sont
prêts, nous avons procédé respectivement aux travaux de bureau pour effectuer les calculs
topographiques qui concernent les calculs de coordonnées des sommets, des côtes, …
Après le levé topographique du barrage jusqu’au centrale hydraulique, on est passé à
l’implantation de tous les sommets de la conduite forcée suivant l’APD sans modification
La structure du terrain d’implantation du canal d’amené varie le long du tracé, en général
il est formé par de terrain constitués par des sols argilo-latéritique, de quelque falaise et de
talweg. Le type du canal varie aussi en fonction de la structure du sol, alors pour le passage
difficile (présence de falaise ou de talweg) on prévoit un Support et dans le cas du sol argilo-
latéritique on implantera un support.
Les coordonnées des supports de la conduite forcée sont données dans le tableau suivant :
N° Point X Y N° Point X Y
I1 241745.291 8369047.396 I14 241899.706 8369808.355
I2 241707.612 8369088.708 I15 241916.426 8369935.969
I4 241678.570 8369156.592 I16 241937.608 8370021.316
I5 241640.529 8369242.482 I17 241964.669 8370047.120
I6 241634.315 8369360.262 I18 241984.201 8370181.414
I7 241637.575 8369418.391 I19 241980.745 8370289.339
I8 241641.076 8369448.809 I20 241992.014 8370323.076
I9 241656.756 8369482.436 I21 242002.120 8370403.772
I10 241706.606 8369520.498 I22 242000.797 8370442.946
I11 241748.054 8369631.916 I23 242014.997 8370526.983
I12 241779.796 8369686.724 I24 242022.660 8370572.301
I13 241866.985 8369783.813
Tableau : Coordonnées UTM des sommets
I. Travaux d’implantation du Tracé en plan D’après les calculs des implantations au bureau, on retourne sur le terrain afin d’implanter
les éléments d’implantation qui viennent d’être déterminés.
Tout d’abord, les alignements droits sont implantés depuis les polygonales de base c'est-à-dire
on stationne sur les points de la polygonale de base en y visant un autre point comme
référence en mettant le zéro du limbe sur cette direction, et puis on ouvre un angle qui
correspond à chaque point à implanter, et on implante respectivement en même temps les
distances.
Les principaux points d’alignement droit qu’il faut implanter sont les points de tangence
, les points d’axe à implanter tous les 15 m et les sommets S. Il est rare que les sommets
S soient accessibles. Si c’est le cas, on implantera les tangences T et T’ depuis le sommet S.
Dans le cas de l’implantation de la conduite forcée, les coordonnées de la station et la station
de référence doivent être identifiées et configurées dans la mémoire de l’appareil lors des
62
travaux d’implantation. Après la configuration, l’appareil tourne automatiquement et donne la
direction de point à implanter en annonçant un premier bip sonore, puis le porte-prisme suit
cette direction en faisant le tâtonnement jusqu’au deuxième bip sonore qui indique
précisément la vraie coordonnée rectangulaire du point à implanter.
C’est une reconnaissance automatique de la cible. A chaque implantation, il faut contrôler les
points qui viennent d’implanter en stationnant sur un autre point d’appuis. Pour l’implantation
des courbes de raccordements, on adopte l’implantation par coordonnée rectangulaire en
utilisant la méthode de piquetage de proche en proche
Cette méthode consiste à stationner en premier lieu sur le point de tangence En se
référant sur l’alignement ST et point de tangence précédant, et puis on implante les piquets
tous les cinq (5) mètres. Ensuite, on s’appuie sur les piquets implantés précédemment en se
référant aux piquets qui viennent de stationner.
Le contrôle de l’implantation des piquets de raccordement qui viennent d’implanter se fait en
stationnant sur l’autre point de tangence. Les travaux qui succèdent l’implantation du tracé en
plan sont le lever du profil en long et travers du terrain naturel qui constitue les projets.
Figure 20 : Piquetage de proche en proche
63
II. Levé du profil en long et en travers du tracé en plan Après avoir implanté les alignements droits et les arcs de raccordement du tracé en plan
constitués par les points d’axe, on procède au lever du profil en long et des profils en travers
du terrain naturel du projet.
Deux méthodes sont utilisables pour lever les profils en long et en travers.
1) La première méthode
C’est d’effectuer le nivellement indirect en stationnant à chaque piquet d’axe du tracé en plan.
Le lever du profil en travers s’effectue perpendiculairement par rapport à l’axe du tracé en
plan. Cette méthode est un peu facile et gagne du temps mais, moins précise.
2) La deuxième méthode
C’est d’effectuer le nivellement direct de chaque piquet. Cette méthode demande beaucoup de
temps mais plus précise par rapport à celui du nivellement indirect.
Le lever du profil en travers s’effectue perpendiculairement par rapport à l’axe du
tracé en plan.
Le lever du profil en long d’axe en plan du projet et celui des profils en travers étaient
effectués par le nivellement indirect. Le lever du profil en travers se fait en stationnant
sur le point d’axe, puis on fait le lever sur la perpendiculaire à l’axe en ce point. La
largeur à lever de profil en travers est au minimum 10 m et ne dépasse pas l’emprise
théorique du projet. Elle doit être inférieure à la largeur de la bande d’étude.
III. Report du profil en long et en travers du terrain naturel du tracé en plan Afin de déterminer le profil en long et en travers du projet, il faut effectuer le report de toutes
les altitudes des points de profil du terrain naturel. Le report est effectué par DAO. Les
dessins du profil en long et en travers du terrain naturel, sur lesquels s’appuient les projets,
sont effectués en utilisant la commande POLYLIGNE, et puis en reliant les points qui
indiquent le profil en long et en travers.
On prend un plan de comparaison qui est inférieur à toutes les altitudes du terrain naturel. La
visibilité du relief doit être accentuée pour la recherche du tracé du profil en long de la
conduite.
1) Tracé du profil en long du projet
Après avoir tracé le profil en long du terrain naturel, on procède au tracé du profil en long du
projet en tenant compte des déclivités maximales.
On trace ensuite le profil en long du projet en rouge et ses altitudes sont calculées à partir du
point de départ du profil. Le principe du tracé du profil en long du projet est basé
normalement en tant que possible sur l’égalité des remblais et déblais.
Le tracé du profil en long du projet est toujours effectué à l’aide du logiciel Autocad, en
dessinant le projet à l’aide de la commande POLYLIGNE.
La détermination du raccordement en profil en long consiste à implanter des points Pn
quelconques sur le raccordement circulaire et les points de tangences T et T’ainsi que les
sommets du raccordement. Ces points sont facilement déterminés à l’aide d’Autocad en
divisant la courbe par des points tous les 10 m par exemple, à l’aide de la commande
DIVISION. Voici l’extrait du profil en long avec raccordement du profil en long :
64
2) Tracé du profil en travers du projet
Par définition, le profil en travers est la section transversale à l’axe du projet. Les profils en
travers du projet s’appuient aux profils en travers du terrain naturel. Le tracé des profils en
travers est effectué à l’aide de la commande POLYLIGNE, en respectant la pente du talus de
remblai et de déblai qui vaut 1/3 respectivement.
Voici l’extrait du profil en travers :
Plan 05 : Extrait de profil en travers
65
D. Cubature et Terrassement
I. Cubature du terrassement La cubature de terrassement consiste à calculer les volumes de terre à enlever, ou bien à
ajouter, pour assurer la réalisation du projet. Il existe deux types de calcul suivant la forme
générale du projet étudié :
Le calcul des volumes debout pour le projet étendu en surface ;
Le calcul des volumes couchés pour les projets linéaires.
Dans notre cas, il s’agit d’un projet linéaire. Alors, on détermine les volumes couchés.
Actuellement, le calcul de cubature n’est plus fastidieux qu’auparavant grâce à l’évolution
actuelle de l’informatique. On a deux méthodes de calcul de cubature :
1) Méthode de calcul manuelle
Deux méthodes existent pour calculer la cubature, l’une est la méthode classique et l’autre
consacré sur le logiciel Covadis.
Voici la méthode classique :
Figure 21 : Exemple de volume de remblai
Le volume V compris entre les profils 1 et 2 est un polyèdre limité par les facettes planes du
terrain naturel et du projet d’une part, et par les surfaces planes verticales des profils en
travers d’autre part. On peut lui appliquer la formule des trois niveaux en considérant les
profils P1 et P2 parallèles. [31]
(34)
SP1 et S P2 sont les surfaces du profil 1 et 2. S P’ est la surface d’un profil intermédiaire situé
à mi-distance entre P1 et P2. Il est possible de calculer SP’ mais la précision obtenue est
illusoire puisqu’il ne faut pas oublier que le terrain n’est pas rectiligne entre deux points levés.
Les volumes réels sont donc de toute façon différents. Il faut donc admettre que :
La formule des trois niveaux devient alors : [31]
66
Pour le calcul du volume total de cubature d’un projet linéaire, on peut utiliser une autre
forme de cette formule qui fait intervenir la distance d’application d’un profil en travers.
Considérons un volume discrétisé en (n+1) profils :
;
;
;
Le volume total de remblais est alors le suivant :
∑
(36)
La cubature de terrassement est l’évaluation des volumes de terre à enlever (déblai) où à
ajouter (remblai) pour l’exécution d’un projet. Les volumes sont calculés à l’aide des
paramètres suivants :
Superficie des remblais et déblais fournis par les profils en travers calculés ;
Distances entre profils en travers indiquées sur les profils en long.
Ce volume dépend de la hauteur du barrage et de sa largeur. Cette hauteur du barrage est
déterminée à partir de la courbe de niveau. Pour ce calcul de cubature, nous utilisons le MNT
du périmètre d’Andriamanjavona avec un plan horizontal. Pour ce faire, on passe par :
Covadis 3D cubatures par prismes 1MNT+ plan horizontal…..
2) Méthode de calcul informatisée
Cette méthode se base sur la méthode des calculs manuels en dressant des programmations
qui automatisent et rendent les calculs plus faciles. Ainsi, le calcul de cubature informatisée
utilise les logiciels de DAO et certains logiciels adaptés aux travaux publics permettant
d’automatiser ces calculs.
La méthode de calcul se base toujours sur les profils en travers c'est-à-dire qu’il faut
déterminer en avance les différents profils en travers. Pour déterminer les cubatures, il faut
calculer les surfaces de déblai et de remblai de chaque profil en travers en utilisant la
commande AIRE d’Autocad. L’Autocad ne peut pas effectuer le calcul de cubature mais il
faut faire appel à l’utilisation de la fonction Excel en récapitulant toutes les surfaces des
profils en travers.
Après avoir déterminé les différentes surfaces du profil en travers, on détermine alors les
volumes partiels de déblai ou de remblai entre deux profils en travers. Puis, on calcule le
volume total de cubature du projet.
On remarque que les calculs de cubature sont très importants dans l’organisation d’un chantier
67
On montre l’extrait de calcul de cubature ci-après :
Déblai Remblai Volume cumulés
en
N°
Profil
Distance
partielle
Distance
d’application
Surface Volume Surface Volume Déblais Remblais
132 5,850 0,000 0,000 1,127 31,979 0,000 31,979
10.00
133 11,846 0,000 0,000 2,339 129,44 0,000 161,419
26.60
134 11,623 0,000 0,000 3,392 175,33 0,000 336,752
10.00
135 12,242 0,151 7,283 0,548 26,430 7,283 363,182
10.00
136 14,541 0,000 0,000 2,556 128,567 7,283 491,749
10.00
137 13,643 0,000 0,000 1,731 86,247 7,283 577,996
24.70
138 20,622 0,000 0,000 1,110 55,916 7,283 633,912
10.00
139 23,812 0,000 0,000 2,763 151,426 7,283 785,338
10.00
140 17,041 0,000 0,000 3,210 162,153 7,283 947,491
Tableau 13: Extrait de calcul de cubature
La première colonne indique la suite des profils en travers. Dans la deuxième colonne, on
indique les distances entre deux profils successifs. Et la troisième colonne indique la distance
d’application sur laquelle s’applique la section du profil.
On constate que cette méthode est un peu longue du point de vue du traitement.
Courbe de niveau
Les courbes de niveaux, appelées isophyses, sont destinées à donner sur un plan ou une
carte un aperçu du relief réel. Une courbe de niveau est l’intersection du relief réel avec un
plan horizontal d’altitude donnée en cote ronde. Les courbes sont équidistantes entres eux en
altitude. On a déterminé les courbes de niveaux en utilisant le logiciel topographique Covadis.
Ce logiciel calcule le MNT (Modèle Numérique du Terrain) sous forme des triangles reliant
tous les points topographiques, il permet ensuite de tracer les courbes de niveaux en calculant
automatiquement l’intersection entre deux ou plusieurs points topographiques (interpolation).
68
Figure 22 : MNT de la conduite forcée
II. Terrassement de la plateforme Les travaux de terrassement sont les travaux qui succèdent les travaux d’implantation des
profils. Ils tiennent compte de la pente de talus de remblai et de déblai qui engendrent des
volumes de terre non négligeables.
Durant ces travaux, il faut respecter les différentes cotes qui constituent la plateforme et
les points d’entrée en terre.
1) Préparation du sol
L’exécution des déblais et des remblais doit être précédée de la préparation du sol de l’assiette
de terrassement. Ces travaux de préparation comprennent :
le défrichement ;
le débroussaillage ;
le décapage sous remblais
69
2) Travaux de terrassement et contrôle Topographique
Les travaux de terrassement de la plateforme de ce projet consistent à remblayer ou à
déblayer le terrain naturel. Certains tronçons à remblayer nécessitent un décapage du sous
remblai. Par définition, le décapage consiste à enlever certaines couches de terrain naturel afin
d’éviter l’affouillement du projet à réaliser car le caractère physico-chimique du terrain
naturel n’est pas favorable.
Les travaux de décapage étant finis, on détermine le volume du décapage en effectuant les
travaux de nivellement afin de déterminer le volume de terre nécessaire pour remblayer la
couche décapée. On remblaie la couche décapée par des terres déjà analysées au laboratoire. Il
faut remarquer que les volumes de sol à remblayer sont des volumes tassés.
Durant les travaux de terrassement, il faut contrôler les cotes de la plateforme jusqu’à
l’obtention des cotes réelles. Le contrôle se fait à l’aide du nivellement direct ; Le contrôle
consiste à vérifier les altitudes et les coordonnées de chaque piquet d’axe, ainsi que la pente
des talus et l’altitude de la plateforme à l’aide de niveau et de la station totale.
70
E. Caractéristiques de la conduite forcée I. Système de la conduite
La conduite forcée dirige l’eau sur la turbine en suivant de préférence, la plus grande
pente du terrain de façon à réduire sa longueur. Elle est en acier ou en béton et doit résister à
des pressions qui résultent de la hauteur de chute et des surpressions en fonctionnement.
Précédemment on sait que la conduite forcée assure le transport de l’eau en charge vers la
centrale avec une pression suffisamment élevée pour faire tourner les pales de la turbine.
Le lieu d’implantation de la conduite forcée devra satisfaire sa fonctionnement, alors il
sera la zone qui admet une pente si raide et ayant une caractéristique géologique permettant de
supporter (et d’accrocher) des massifs en béton.
Rappelons que la conduite forcée est caractérisée par : le matériau utilisé, son diamètre et
son épaisseur. Le choix du matériau utilisé dépend aussi à la condition du sol, de son poids,
l’accessibilité du lieu, le coût, etc.
Le type de matériau utilisé pour la conduite forcée est souvent l’acier avec une forme
circulaire, alors le calage des cotes s’effectue sur les points de contact de l’ouvrage et le sol
support (ou bien la couche en contact avec la conduite). A partir de l’examination des courbes
de niveaux que nous avons déterminé le tracé de la conduite forcée.
Son itinéraire est le long de la piste de la chute d’eau
II. Cas de la conduite
1) Objectifs
Pour le site de la conduite nous avons comme objectifs :
De pouvoir établir le plan d’implantation de la conduite,
De définir la position de l’axe du tracé avec la bande d’étude
De connaitre la dénivellation de chaque point levé et aussi les coordonnées
rectangulaires
D’estimer la cubature de terrasse (déblai et remblai)
D’estimer la pente de la conduite forcée (projet)
L’épaisseur de la paroi d’une conduite forcée doit résister à la pression hydraulique interne
maximale.
En général, les finalités de l’étude topographique sont le plan du site de la conduite forcée
avec son profil en long et les profils en travers du terrain naturel qui permettent de dresser le
tracé du projet et de calculer les cubatures.
2) Contraintes
Les contraintes qui se présentent souvent dans le cas d’étude du site de la conduite sont :
· La difficulté d’accès sur le terrain d’implantation de la conduite (partie supérieure de
la chute d’eau) ; dans le cas du site d’Andriamanjavona
. Face à l’érosion du sol, il nécessite des ouvrages de protection et de franchissement
(Exemple Support de conduite,…)
. Forte pente pour la conduite forcée et des arbres sont fortement coupés
71
Photos 05 : Site d’Andriamanjavona
· Les caractéristiques topographiques (terrain accidenté) et géologiques (roche
glissante, falaises dangereuse) du site d’implantation (risque de glissement des aides
topographes pendant le levé et risque d’éboulement de terrain.
Photo 06 : Eboulement du terrain Partie bas
72
· L’écoulement de l’eau de la rivière au droit de la chute (vitesse d’écoulement
élevée), etc.
III. Dimensionnement de la conduite Comme il s’agit de centrale de haute chute. C’est un type de centrale où la puissance est
principalement liée à la grande différence d’altitude entre le niveau de la prise d’eau et le
rejet. La conduite forcée est l’ouvrage le plus important de ce type de centrale.
1) Etude
On sait que la vitesse moyenne de l’écoulement de l’eau dans la conduite forcée est
définie par le rapport du débit d’écoulement sur la section.
La vitesse d’écoulement de l’eau dans la conduite forcée influe peu sur la sortie tandis que les
restes des variables d’entrée n’ont aucune influence sur la variabilité de la sortie. L’étude sur
l’optimisation du rendement d’une installation hydroélectrique se focalise donc sur l’étude du
dimensionnement du diamètre intérieur de la conduite forcée.
2) Dimension
Rappelons que la conduite forcée est caractérisée par : le matériau utilisé, son diamètre et
son épaisseur. Le choix du matériau utilisé dépend aussi à la condition du sol, de son poids,
l’accessibilité du lieu, le coût, etc. Puisque le diamètre est inversement proportionnelle à la
perte de charge linéaire, il permet de réduire les pertes de frottement dans la conduite jusqu’à
une valeur compromis (acceptable). L’épaisseur de la paroi d’une conduite forcée doit résister
à la pression hydraulique interne maximale.
Le critère pour le choix du diamètre est de limiter la perte de charge à un certain
pourcentage. On ne doit pas dépasser la valeur de pertes de charge admissible 10% de la
hauteur brute ; il faut que la vitesse de l’écoulement dans la conduite forcée soit strictement
inférieure à la vitesse critique.
Matériaux n
Acier soudé 0,012
Acier riveté 0,015
Polyéthylène (PE) 0,009
Chloride polyvinyle (PVC) 0,009
Fonte ductile 0,015
Fonte 0,014 Tableau 14: Coefficient de Manning pour différentes conduite
D’après Manning, le calcul du diamètre de la conduite est donné par la formule
(
) (37)
73
Désignation Valeur Longueur 1700
Diamètre 1000 mm
Epaisseur 5mm
Nombre de la conduite soudée 24
Pente 20%
Tableau 15 : Caractéristiques de la conduite forcée
Le rendement total de l’aménagement hydroélectrique peut donc varier suivant le type
de turbine, l’efficacité de la transformateur mais aussi et surtout suivant le choix du diamètre
de la conduite forcée, plus précisément sur l’étude du rendement optimale de la conduite
forcée. Le bon choix du diamètre utilisé fait diminuer les pertes de charges, c'est-à-dire une
augmentation de la puissance nette. L’étude pour le dimensionnement de la conduite est très
importante pour minimiser les pertes de charge mais il faut tenir en compte sur le coût
d’investissement pour un diamètre choisit.
Plan 06 : Coupe de la conduite forcée
74
F. Recommandations Selon l’Arrêté N° 1991-S.G.M du 29 Aout 1951, géomètres et topographes des secteurs
privés ou publics doivent rattacher leurs travaux au système de projection Laborde
Madagascar des que les surfaces de ceux-ci dépassent certaines limites déterminées.
I. Rattachement Face à cet Arrêté et sachant que le Programme rHYviere 2 n’est pas rattaché aux systèmes
de référence planimétrique et altimétrique officiels de Madagascar qui sont le système
géodésique RGM 65 dont la projection associée est le Laborde Madagascar et le NGM
(Nivellement General de Madagascar), nous n’avons pu nous empêcher de faire quelques
suggestions et recommandations pour y remédier.
1) Rattachement planimétrique
En effet, comme nous l’avons décrit précédemment dans cet ouvrage, l’ensemble du
projet est rattaché au système de projection UTM Zones 38 et 39 Sud qui n’a aucune borne
géodésique matérialisée officiellement à Madagascar (un système géodésique doit
comprendre un réseau de points géodésiques couvrant un territoire qui le matérialise).
Grace aux fiches signalétiques du FTM qui fournissent tous les détails sur les points
géodésiques du réseau national, il ne reste plus qu’à choisir les points d’adaptation (l’idéal est
que ces points entourent la zone d’étude pour éviter toute extrapolation dans les calculs) et de
les stationner par GPS pour avoir les coordonnées WGS84 correspondantes.
Les données issues des fiches signalétiques et des observations par GPS constituent, pour
3 points d’adaptation, un système de 9 équations à 7 inconnues (les paramètres de
transformations). Apres résolution par les moindres carres de ce système d’équation, on peut
transformer les coordonnées géocentriques de n’importe quel point du projet en coordonnées
géocentriques du système géodésique RGM65. [26]
Carte 01 : Extrait de la carte de Madagascar
75
Le réseau est rattaché à partir du point d’Andohanibevontro et d’Ambatofitatra, un des points
géodésiques de premier ordre.
Le fait de choisir des points éloignés nous permettra de faire l’adaptation de tout projet futur
inclus dans la zone.
2) Rattachement Altimétrique
Les problématiques en planimétrie et en altimétrie concernant le Programme rHYViere
sont similaires : le non-rattachement aux systèmes nationaux de référence.
La référence officielle en altimétrie à Madagascar est le NGM ou Nivellement General de
Madagascar.
Avec des observations GPS, et même en les supposant infiniment précises, il est
impossible d’accéder à des altitudes calculées dans le nécessaire référentiel du NGM.
a) Procédure de rattachement La solution au problème de nivellement par GPS, une solution qualifiée de « locale », est
appliquée depuis longtemps par les utilisateurs du système GPS. Elle consiste à stationner, en
plus des points géodésiques du réseau Laborde Madagascar et des points à déterminer, des
repères de nivellement du NGM. Pour ces derniers, on calcule la hauteur du géoïde N à partir
de la hauteur ellipsoïdale (au-dessus du WGS84), issue du GPS, et de l’altitude H (donnée
par une fiche signalétique du FTM). (Voir Annexe)
(38)
On interpole ensuite la valeur de N sur les points inconnus, dont l’altitude est facilement
obtenue à partir de la hauteur ellipsoïdale. On réalise donc un modèle local du géoïde dont les
ondulations se trouvent exprimées, implicitement, dans le système de référence du réseau
géodésique d’appui, le Laborde Madagascar.
Ce modèle local du géoïde sera d’autant plus précis que les points d’appuis du réseau
NGM seront nombreux et recouvrent la zone d’étude. Ainsi pour satisfaire à cette condition
de précision, les repères de nivellement existants ne suffiront jamais. Il faut donc, pour
densifier ce réseau NGM à l’intérieur de la zone du projet, procéder par nivellement direct qui
est la seule méthode capable d’offrir une précision millimétrique. Ce travail complémentaire
de détermination des points de nivellement dans le système géodésique en plus du
positionnement de nouveaux points augmente de façon conséquente les travaux mais il permet
d'accéder à une précision de quelques centimètres. [30]
76
Figure 23 : Détermination d’un modèle de géoïde
II. Etablissement de points d’appui de chemin directeur Par définition, le cheminement directeur est un cheminement principal reliant deux points
d’appui, l’un se trouve à l’origine du cheminement étant le point de départ, et l’autre à la fin
étant la fermeture. Ces deux points d’appui sont rattachés au canevas géodésique de
Madagascar, donc ils sont connus en coordonnées planimétrique et altimétrique
On a deux méthodes pour déterminer les points d’appui :
Soit par la méthode de triangulation ou géodésie classique ;
Soit par la méthode de géodésie spatiale.
Nous proposerons l’établissement des points d’appui du cheminement directeur par la
méthode de géodésie spatiale. Cette méthode est plus économique et plus rapide que celle de
la méthode de triangulation car les points d’appui ou points nouveaux seront déterminés en
utilisant au moins deux GPS bifréquence ou monofréquence.
Le déroulement et le processus des travaux d’établissement des points d’appui sont les
suivants :
1) Préparation avant les travaux de terrain
C’est une phase avant toutes les opérations qu’on ne peut pas négliger, car la connaissance
de l’état du réseau existant, la durée de la mission, ainsi que les matériels utilisés sont
primordiaux.
77
Cette phase de préparation étant constituée par :
L’inventaire des missions géodésiques dans la zone d’étude ;
Le choix des points en fonction de la taille du réseau. Les points sont choisis de façon à
avoir des lignes de base les plus courtes possibles mais ils doivent être d’accès faciles et de
site stable pour assurer la pérennité ;
L’élaboration du planning d’observation
Pour le cas de ce projet, on a besoin de deux points d’appuis.
La détermination de ces deux points d’appui a besoin des fiches signalétiques du point de
référence connu dans le système WGS84 du système GPS, et celle des trois points du réseau
géodésique de Madagascar (RGM) serviront comme points d’adaptation afin de déterminer
les sept paramètres qui seront utilisés pour la transformation des coordonnées dans le système
WGS84 en coordonnées Laborde Madagascar.
2) Détermination des appareils utilisés
La détermination des appareils à utiliser est fonction de la précision recherchée et de la
distance entre la station de référence connue dans le système WGS 84 du système GPS et les
points nouveaux.
Il existe deux types de récepteurs GPS :
Le récepteur GPS monofréquence ;
Le récepteur GPS bifréquence.
D’après la technologie moderne, la différence entre les deux récepteurs étant au niveau du
temps d’observation et de la distance de la ligne de base.
Pour le récepteur monofréquence, la ligne de base est inférieure à 10km ; le temps
d’observation est plus long ;
Photo 07 : Cas d’un récepteur Sokkia
78
Pour le récepteur bifréquence, la ligne de base est supérieure à 10 km ; le temps
d’observation étant moins long par rapport à celui du récepteur monofréquence. Vu la
distance entre la station de référence, les points nouveaux et la précision recherchée, il est
préférable d’utiliser des récepteurs bifréquence car la distance qui sépare la station de
référence et les points nouveaux est supérieure à 10 km.
Avec cette méthode, la précision recherchée étant au mieux de l’ordre ( )
Précaution à prendre : On doit utiliser un moyen de communication adéquat pour assurer la
synchronisation des observations du point de référence avec les points nouveaux à déterminer.
Pour des raisons de sécurité, il faut utiliser des batteries de 12 V au cas où les observations
durent plus de 2 heures.
Photo 08 : GNSS TOPCON
79
3) Mode d’observation
On choisit le réseau WGS 84 le plus proche de la zone d’étude comme départ de calcul
des lignes de base.
Ce réseau WGS 84 le plus proche de la zone d’étude étant le point de référence.
On prend ce point comme point pivot où on stationne le récepteur immobile pendant la
phase d’observation ;
On utilise trois récepteurs travaillant simultanément pour avoir une configuration en
triangle.
Cette méthode permet de résoudre l’ambiguïté de la partie entière de la phase. On parle de
mode différentiel parce qu’on travaille par différence sur deux récepteurs placés sur deux
points distincts et observant au même instant les mêmes satellites. Ce qui signifie qu’il y a une
station de référence sur le point connu et un autre sur le point à déterminer.
Dans ce mode d’observation, on utilisera le « mode statique » qui permet la
détermination précise de la ligne de base ou bien la longueur du vecteur tridimensionnel. Les
récepteurs doivent demeurer immobiles et la durée d’observation est d’environ 1heure pour
un récepteur bifréquence sur une ligne de base de 20 km.
Ce mode permet de déterminer des points géodésiques de tout ordre, des points de stéréo
préparation, des points de départ et de fermeture de polygonation.
4) Travaux de Terrains
C’est la phase qu’il faut faire après la préparation de la mission. Cette phase est la plus
coûteuse des travaux. Autant que possible, il faut éviter de faire la reprise des observations.
Avant d’effectuer tous les travaux de terrain, il faut faire la reconnaissance de la zone d’étude.
Elle a pour but de vérifier sur le terrain l’existence du point choisi comme point de référence
connu par le système WGS 84, qui sert de point pivot (point de départ de calcul), ainsi que les
points géodésiques qui serviront de points d’adaptation. Ensuite, on procède à la
matérialisation des points nouveaux. Après la matérialisation, on met en station les récepteurs
et on commence ensuite les observations. On remarque que les observations de la station de
référence et les points nouveaux à déterminer doivent être faites simultanément. La durée
d’observation doit être suffisante afin de résoudre les ambiguïtés de la partie entière de la
phase.
Dans cette phase, on obtiendra la position dans le système WGS 84 des points nouveaux et
des points d’adaptation.
80
Partie 4 : Impact du projet et
coûts
81
A. Impacts I. Impacts globaux
Les impacts sont les modifications du milieu physique, naturel et humain engendrées par
les activités du projet. Certaines caractéristiques peuvent être considérées comme positives en
termes socio-économiques mais négatives en termes d'environnement et vice versa. Par
exemple, la construction de routes a des impacts négatifs sur l'environnement car une
déforestation se produit. Cependant, des effets socioéconomiques positifs en termes d'accès
accru au marché touristique ou autre se voient observés. Il est donc important de prendre
conscience des interdépendances complexes entre les impacts environnementaux et socio-
économiques positifs et négatifs ainsi que les avantages qui peuvent varier entre les groupes
de population en termes de revenus en fonction de la localisation de leurs ménages.
1) Impact au niveau de la population
a) Création d'emplois
Du point de vue ressources humaines, le permissionnaire sélectionné envisagera de recruter
des ouvriers sur la localité, I ‘effectif exact dépend de la réussite de l’opération. Parmi les
critères de recrutement, il est précisé que les groupes en fonction des tâches à effectuer sont
définis par la société.
b) Stabilité du milieu social local
Le nombre réduit d'emplois crées au début du projet n'entrainera pas ainsi une transformation
radicale ou une déstabilisation du milieu social local. De plus, tout le personnel national ou
étranger sera logé dans l'enceinte de la société qui prendra toutes les mesures nécessaires en
vue de préserver la qualité de l'environnement : installations sanitaires adéquates (douche et
fosses septiques), incinération des ordures domestiques.
c) Contribution aux recettes fiscales
En plus de la création d'emploi, et partant, l'amélioration du niveau de vie des employés,
l’exploitation de la centrale effectuée par l’entreprise rapporte des redevances, des taxes et des
droits au niveau local, régional et national.
2) Impact sur l’environnement
La réalisation du projet va entrainer une modification du milieu naturel et du paysage.
On citera ci-dessous les impacts négatifs et positifs reliés à la réalisation du projet.
a) Impacts Négatifs
La modification du paysage et de son esthétique constitue le principal impact négatif résultant
de I’ exploitation. En effet, la présence des nouvelles installations sur place va modifier I’
aspect extérieur du site. Les terrains vides seront occupés par des logements, des engins et de
diverses installations destinées à la réalisation des travaux d'exploitation.
Ainsi, la modification du paysage environnemental est toujours liée à une exploitation de la
rivière, à ses chantiers, ses installations de traitement ainsi que toutes les nouvelles
infrastructures et installations connexes liées au site hydroélectrique.
A cela s’ajoute, la réduction anthropique sur le couvert forestier grâce au remplacement du
combustible pour les besoins en éclairage, le risque de perturbation de l’équilibre écologique,
la modification du paysage, le risque de perturbation de l’équilibre écologique par
l’introduction de nouvelles espèces amenées par le tourisme et la réduction des gaz à effets de
serre.
82
b) Impacts positifs
· Nouvelle piste
La nouvelle piste nécessaire aux transports des matériels, des matériaux et le déplacement
fréquent pour la maintenance ou de l’entretient s'ajoutera au réseau déjà dense de la région, en
particulier, la piste qui permet la libre circulation des villageois.
· Fourniture d'eau potable
La construction du puits va permettre de fournir une eau de bonne qualité et en quantité
suffisante au personnel de la société, ce qui constitue une première protection contre les
risques de maladies liées a I’ utilisation d'eau non potable.
3) Impacts institutionnel
Elle se voit par :
- La remise à niveau de la capacité institutionnelle des organisations locales
- Etablissement d’un lien de partenariat entre les acteurs et les parties prenantes du
projet
- Etablissement d’un climat de partenariat entre les structures étatiques décentralisées
- Concurrence déloyale entre le village électrifié d’Ampandrana et les autres non-
électrifiés
- Urbanisation
4) Impact techniques
Formation et diffusion des capacités humaines pour l’innovation hydroélectrique.
5) Impact économiques
Ils sont nombreux tels que :
La réduction des dépenses face à l’augmentation du prix du pétrole
Développement économique local grâce aux flux financiers et petits métiers qui vont
se créer
Amélioration de la génération des revenus des paysans
Développement de partenariat régional, national et international
Développement touristique avec l’implantation d’ONG
Création d’emploi
Risque d’inflation
Valorisation économique de la culture locale
Ouverture de l’économie locale
Renforcement de capacité des acteurs locaux
Déséquilibre lors des distributions des avantages liés à l’arrivage du tourisme
Augmentation du prix des consultations pour couvrir les charges d’électricités
6) Impacts socio-culturel
Il existe plusieurs tels que :
- Réduction des maladies grâce à l’arrivage de davantage de médecins grâce au confort créé
- Réduction des mortalités infantiles
- Réduction de l’insécurité grâce à l’éclairage
- Migration et émigration
- Chamboulement des classes sociales
83
- Surpopulation de la zone électrifiée
- Redynamisation sociale : renforcement des structures sociales organisationnelles locales
dont l’association des femmes
- Dégradation progressive de la valeur sociale locale sous l’influence de la mondialisation
-Perturbation de l’habitude locale, taboue et interdits sous l’influence de la mondialisation
- Bouleversement des comportements causé par la télévision
- Perturbation des us et coutumes avec la suppression du rite du rangolahy
- Risque de conflits d’intérêts entre les populations locales et les populations étrangères
- Risque d’insécurité face à l’enrichissement de la population
- Colportassions de la technique hydro-électrique dans l’éducation des jeunes du village
- Augmentation des nuisances sonores dues aux chaines WI-FI
- Amélioration de la qualité de vie des femmes et soulagement d'une partie des tâches des femmes
- Amélioration du niveau d’alphabétisation si l’éclairage est utilisé pour augmenter le temps
d’étude
7) Effets de la poussière
II s'agit principalement d'impacts négatifs.
a) Emission de bruits
Les bruits émis par les générateurs, les engins d'extraction et de transport peuvent perturber la
population environnante et les employés.
II est cependant à remarquer que les engins à explosion ou diesel sont les seuls qui
provoquent des nuisances sonores mais comme le site est assez éloigne des zones d'habitation,
les bruits émis par ces engins ne gênent pas trop la population locale.
Le bruit permanent de tous ces équipements risque également de créer des perturbations aux
quelques oiseaux qui fréquentent encore la zone.
b) Dégagement des poussières
Les poussières provenant de I’ extraction des terres, du chargement et déchargement et du
transport peuvent gêner les voisinages.
c) Pollution de I’ air
Les fumées d'échappements des engins de construction routière et des moyens de transport
vont polluer I’ air ambiant.
d) Erosion du sol
II y a:
_ La destruction de la pente naturelle du terrain suite aux excavations en série;
_ La destruction de son aspect initial, donc de I’ esthétique du paysage.
Par ailleurs, les précipitations ont également une action mécanique non négligeable sur la
végétation et les sols: ruissellement et érosion. Cette action érosive est plus importante en
savane herbeuse qu'en forêt surtout au début de la saison pluvieuse, au cours de laquelle le sol
est moins couvert et la végétation encore sèche. Le ruissellement déchausse alors les
graminées et les arrache sur les pentes et les dépose soit dans la rivière, soit dans la rizière.
84
II. Mesure d’atténuation des impacts
1) Mesure d’atténuation des impacts aux bruits de poussière
Bien que les poussières et les bruits causés par I’ exploitation fassent partie des nuisances
normales dans une activité de ce genre. Les mesures suivantes seront prises:
_ Limitation des heures de travail à 11 heures au maximum, de 7h à 18h;
_ Utilisation de matériels électriques dont les nuisances sonores sont très réduites. Par ailleurs, la société restera toujours à I’ écoute des doléances des riverains à ce sujet.
2) Amélioration du paysage
L'amélioration du paysage consiste à procéder à la ré-végétalisation des sites suivants:
_ Les talus des ouvrages d’amenée;
_ Les talus de la piste
_ L’espace réservé aux dépôts
_ Le gite d’extraction des terres de remblaiement.
3) Respect de l’environnement
Les déchets et autres ordures ménagères seront mis dans une large fosse pour être brulés.
Des installations sanitaires adéquates (WC et douche munis 'de fosse septique et de puisard)
sont, mises à disposition du personnel. Les déchets d'huile de vidange sont mis dans des fûts
puis transportes par citerne pour être vendus à moindre prix à des scieries localisées à I’
extérieur du périmètre, ou déposés dans des endroits adéquats.
85
B. Etude financière L’étude financière a pour objectif de préciser le coût total du projet. Elle présente donc : le
devis estimatif du projet et le plan de financement du projet.
I. Devis Estimatif Le coût du projet a été évalué après consultation de fournisseurs locaux et internationaux
afin que le projet corresponde au « cahier des charges de conception des réseaux
hydroélectriques ruraux à Madagascar ». Il a également été évalué en fonction des coûts de
transport et de construction. Tous les prix ont été actualisés en septembre 2015. Enfin le taux
de change euros/ariary a été pris à 3 500 Ar pour 1 euro (cours moyen en juin 2016).
Voici un résumé du devis estimatif du projet :
Besoins Année 0 (500 kW) Année turbine 2 (500 kW)
1- Génie civil et bâtiment de
la centrale
2 817 869 527
2- Conduite forcée 460 837 183
3- Equipement
électromécanique
2 703 828 571 3 164 665 754
4- Transport de l'énergie 2 001 680 704
5- Distribution de l’énergie 1 997 269 773
Sous Total 9 981 485 758 3 164 665 754
6- Prestations d'ingénierie –
Transport - Installation
677 615 088 3 164 665 754
Total 10 659 100 846 3 164 665 754
Tableau 16 : Extrait du devis estimatif du projet
Tous les montants indiqués sont hors taxes puisque le projet en est exonéré.
II. Plan de financement
1) Principe
Le plan de financement présente les besoins et les ressources nécessaires à la mise en
œuvre du projet.
2) Besoins
L’année 2017-2018 est l’année du financement principal du projet. Selon les hypothèses
choisies, 2 à 3 turbines et conduites devront être installés après la fin du projet dans le cadre
de l’UE.
Concernant notre cas, celui de la conduite forcée, Il s’agit de l’investissement pour les
conduites permettant chacune d’alimenter une turbine de 500 kW. L’investissement est donc
réparti en plusieurs fois suivant les années d’installation des turbines. Seul l’investissement de
la première conduite forcé sera subventionné dans le cadre du projet Rhyvière 2.
86
3) Ressources
Le programme propose deux subventions différentes.
1- Une subvention pour la réalisation des travaux. Le programme propose une subvention
pour la réalisation des travaux. Cette subvention est mise en jeu lors de l’appel d’offres : les
soumissionnaires seront notamment jugés sur le montant de subvention demandé.
Le programme propose une subvention maximale pour les travaux de 5 280 000 000 Ar.
Toutes les offres qui dépasseront ce montant seront éliminées. Le soumissionnaire demandant
le moins de subvention aura le plus de point sur cette partie.
Ce montant maximal de subvention a été choisi pour garantir la rentabilité du projet même
dans des conditions financières « difficiles », c'est-à-dire un montant de tarification bas (mais
qui garantit ainsi le plus de raccordement), le besoin d’avoir recours à un emprunt, ou une
évolution de la consommation peu élevée. La simulation ci-dessous analyse la rentabilité du
projet en fonction de la subvention demandée.
2- Une subvention pour le raccordement des ménages. Le calcul est basé sur une subvention
de 50 000 Ar par ménage. Ce montant a été déterminé en fonction de la volonté à payer le
raccordement des ménages, afin de permettre aux plus pauvres de se raccorder au service
minimal. Le montant maximal de subvention versé pour le raccordement est fixé à 150 000
000Ar, soit le raccordement de 3 000 ménages.
Ce montant a été calculé en fonction du maximum de ménages à raccorder 2 ans après le
début du fonctionnement du réseau.
87
III. Tableau 17 : Coûts topographiques
1) Personnel et main d’œuvre direct
Désignation Qualité Nombre Nombre de
jour
Taux
journalière
(Ar /j)
Total en
Ar
Chef de
brigade
Ingénieur 1 28 65.000 1.820.000
Opérateur Bac +3 1 28 30.000 840.000
Croquiseur Bac +3 28 30.000 840.000
Porte-Prisme 2 28 10.000 560.000
Total main d’œuvre direct 4.060.000
2) Matériel de production
Désignation Nombre Unité
d’œuvre
Nombre de
jour
Cout de
location
Total en Ar
Drone 1 Jour 2 500.000 1.000.000
Station totale 1 Jour 28 200.000 5.600.000
Niveau 1 Jour 28 70.000 1.960.000
Talkie-
Walkie
3 Jour 28 30.000 2.520.000
Brouettes 2 Jour 28 1.000 56.000
Bèches 1 Jour 28 500 14.000
Truelles 1 Jour 28 500 14.000
Marteaux 2 Jour 28 2.000 112.000
Total des matériels de production 11.276.000
3) Charge indirecte
Désignation Quantité Unité
d’œuvre
Nombre du
jour
Taux
Journalière
Total en Ar
Carburant 45 Litre/Jour 28 4.000 5.040.000
Voiture 4*4 1 Jour 28 150.000 4.200.000
Chauffeur 1 Jour 28 20.000 560.000
Cuisinier 1 Jour 28 10.000 280.000
Logistique 1 Jour 28 10.000 280.000
Total Charges Indirectes 10.360.000
Travaux de bureau
Désignation Nombre Nombre de Jour Taux Journalier Total en Ar
Chef de Brigade 1 15 70.000 1.050.000
Matériels
Désignation Coût de location Total
Portable 1 15 50.000 750.000
Total en Ar 1.800.000
88
Donc, d’après ces tableaux, le cout de production est de =
Pour la charge indirecte, le coefficient est de 20%
Ainsi, le coût de revient (Coût de production et charge indirecte) est de
D’où le prix de vente (Coût de revient et marge de 25%) est de
Enfin, on a TVA = 20%
Le cout de production finale est de :
89
Conclusion
On a choisi l’étude topographique sur l’hydroélectrique. Bien que l’hydroélectrique
présente quelques inconvénients notamment sociaux. Ce type de source d’énergie est
inépuisable à l’inverse des énergies fossiles et minières (charbon, pétrole, gaz naturel,
uranium). Nombreux aussi sont les avantages, non seulement l’hydroélectricité est l’énergie la
plus maîtriser au monde, il n’émet pas de gaz à effet de serre et aucun déchet toxique n’est
rejeté dans la nature d’où la production est dite propre. Une installation hydroélectrique a une
durée de vie très important.
Dans ce travail, l’implantation de la conduite forcée du site d’Andriamanjavona se
trouvant dans la commune rural d’Ambatosia est le résultat des travaux topographiques et des
normes techniques régissant le secteur hydroélectrique.
En définitive cette étude nous permet de définir le rôle de la topographie dans le
secteur hydroélectrique et le point commun entre le secteur hydroélectrique avec la filière
topographique. On a bien constaté que la modélisation numérique du terrain facilite le choix
des tracés des ouvrages d’amenée, l’emplacement de la conduite forcée. Les travaux
topographiques ne se limitent pas sur le recueil et le traitement des données obtenues sur le
terrain mais de présenter numériquement la forme du TN et le tracé du projet.
Concernant le projet, pour pérenniser les infrastructures, les bénéficiaires doivent
assumer, l’entretien, et la maintenance des ouvrages qui viennent d’être construits. Les
règlements intérieurs au sein des Associations des Usagers doivent être strictes comme
l’application des DINA, le respect des calendriers d’entretien.
En conclusion, la topographie est un outil essentiel dans une étude topographique du
secteur hydroélectrique, pour faciliter l’utilisation des données fournies dans cet ouvrage, il
est recommandé de les rattacher au système de projection nationale. Ces travaux de
rattachement constituent la suite logique de ce travail.
a
Bibliographie [2] : Lakdhar BEILHADJI – 2013 sur « Optimisation du contrôle commande d’un système
hydraulique réversible à vitesse variable » - Thèse de doctorat, Université de Grenoble
[4] : Sous la direction de Mikel HUG : Mécanique des fluides appliqué aux problèmes
d’aménagement et d’énergétique – Eyrolles, 1975
[6] : Canaux, rivières, crues, (source EDF)
[7] : Sécurité des conduites forcés – Bureau d’Etude Technique et de Contrôle des Grands Barrages
[8] : Programme rHyviere : « Guide de réalisation des réseaux hydroélectriques ruraux de
Madagascar »
[9] : Etude faisabilité d’une MCH Sakaramy mémoire de fin d’étude par M. RAVELOMIARI NTSOA
Landry et M. SALAMI Saindou mars 2009
[10] : Topographie et topométrie moderne Tome 1 Page 3 – Introduction - Serges Milles – Paris 1999
[11] : RAKOTO Lovatiana Fidelis : « Contribution à l’élaboration d’un plan d’aménagement
hydroagricole du bas fond de Maevarano, mémoire de fin d’étude en vue d’obtention du diplôme
d’ingénieur Géomètre Topographe, Département d’Information Géographique et Aménagement du
Territoire, ESPA, Université d’Antananarivo 26 juillet 2006, nombre de pages 98
[12] Topographie et Topométrie moderne, Tome 2 – Paris 1999
[13] : Topographie IG3 – Le cnam ESGT
[14] : Hervé Brunel « Cours route » IUT Bourges – Département Génie Civil
[15] : Cours Topographie – Mr Z. BENGHAZI – Nivellement direct et indirect
[16] : Code de l’eau
[17] : Projet de Manuel de procédures Topo
[18] : HOLLANDER « Topographie Générale »
[19] : Lauzon et Duquet : « Topométrie Générale » Ecole Polytechnique de Montréal
[20] : Etude préliminaire topographique à l’implantation de digue dans le bas fond de Mbambara
Chérif – Sangal Orialof – Auteur Baba le 30 juin 1999
[21] : Geberit 2013 - Détermination du diamètre de conduite d’eau
[22] : Lucien LAPOINTE et GILLES MEYER – Topographie appliquée aux travaux publics,
bâtiments et levers urbains – Edition Eyrolles, Paris 1991
[23] : Cours RABETSIAHINY : « Cours d’implantation Topo » 5ème
année : 2018
[24] : Etude du système de représentation conforme Laborde de Madagascar – Ecole Supérieure des
Géomètres Topographes - Pascal RAKOTONIAINA – Février 1975 – Nombre de page 161
[25] : Tout sur la projection Laborde et l’utilisation du GPS à Madagascar – Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo – ANDRIANARISON Misan’ny Farany Nirina – 23 avril 2008
[26] : FTM Ambanidia –Yvon Rakoto
b
[27] : Les Principes du positionnement par Satellite GNSS – Renaud Lahaye et Sylvie Ladet
[28] : Benier S, Duthoit S, Ladet S, Baudet D (2014) – Les concepts de base des systèmes
d’Information Géographique (SIG) : Les données et les fonctions générales
[29] : Cours de Topographie et Topométrie Générale Chapitre 3 GPS de Jean Baptiste Henry –
Ingénieur Géomètre Topographe – Service Régional de traitement d’image et de télédétection
[31] : J. Lagofun Topographie et Topométrie – Nombre de page 218
[33] : Guilhem MOLLON (2013) « Hydrauliques des terrains »
Webographie 1 - http://fr.wikipedia.org / Energie renouvelable
3 – http://www.lenergeek.com
5 – http://fred.elie.free.fr , Mai 2014
30 – http://www.shom.fr
I
II
Annexe 01 : Fiche signalétique
III
Annexe 02 : Suite
IV
Annexe 03 : Localisation
V
Annexe 04 : Etude du tracé MT
VI
Annexe 05 : Tracé de ligne MT
VII
Annexe 06 : Courbe de raccordement
Annexe suite :
VIII
Profil en long
IX
Profil en Travers
X
Tracé en plan
XI
Dimensionnement
Titre du mémoire : Contribution des travaux topographiques
dans la mise en place de la conduite forcée servant à alimenter la
Microcentrale hydro-électrique d’Andriamanjavona
Auteur : ANDRIAMANDRANTOSOA NomenajanaharySitraka
Adresse : IVD 118X Ter
AntsararayAmbohimanarina
Contact : 034 60144 30
E-mail : [email protected]
Nombre des tableaux : 17 Nombre des Photos : 08
Nombre des figures : 24 Nombre des plans : 07
Nombre des organigrammes : 03
RESUME Le projet d’implantation de la conduite forcée du site d’Andriamanjavona a été réalisé
avec une étude topographique. Le type de la centrale hydroélectrique à exploiter pour
ce site est la centrale au fil d’eau de basse chute. La hauteur de la chute et le diamètre
de la conduite sont les facteurs potentiels de l’implantation, tandis que le
positionnement planimétrique permet la localisation des tracés des ouvrages à
implanter. La variante retenue pour le passage du tracé des conduites forcée est la rive
droite. Trois turbines sont prévues pour ce projet d’aménagement hydroélectrique.
Cette production électrique servira à électrifier le chef-lieu de la commune
d’Ambatosia et par extension la District de Bealanana.
Mots-clés : Implantation de la conduite forcée, Hydroélectrique, Etude Topographique
ABSTRACT The project to install the penstock at the Andriamanjavona site was carried out with a
topographical work. The type of hydroelectric plant to be exploited for this site is the
low-water-flow power station. The height of the fall and the diameter of the pipe are
the potential factors of the implantation, while the planimetric positioning allows the
location of the traces of the structures to be implanted. The variant chosen for the
passage of the route of the forced pipes is the right bank. Three turbines are planned
for this hydroelectric project. This electricity production will be used to electrify the
capital of the municipality of Ambatosia and by extension the District of Bealanana.
Key words: Implantation of penstock, Hydroelectric, Topographical Work
Directeur de ce mémoire: Docteur, Enseignant à la Mention de l’Information
Géographique et Aménagement du Territoire - Dr. RABETSIAHINY
