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7/25/2019 Madagascar.pdf

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MEMOIRE DE RECHERCHES

pour lobtention du

DIPLOME DETUDES APPROFONDIESSpcialisation : HYDROGEOLOGIE

sur :

Prsent par : Mlle RAKOTONDRABE Felaniaina

Soutenu le 27 Septembre 2007 devant les membres du jury composs de :

Prsident : Pr RANDRIANJA Roger, Chef de Dpartement Mines, ESPARapporteur : Dr RALAIMARO Joseph, Enseignant ChercheurExaminateurs : Pr RASOLOMANANA Eddy H., Enseignant Chercheur, ESPA

Dr ROBISON Laurent R., Enseignant ChercheurDr RAKOTO Heritiana A.,Enseignant Chercheur, Facult des Sciences

Promotion 2005 2006

UNIVERSITE DANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DANTANANARIVO

Dpartement : MINES

Option : GENIE MINERAL

Etude de la vulnrabilit desressources en eau aux changements

climatiques, modlisation par lelogiciel WEAP 21 :

cas du bassin versant de Morondava

(Sud-ouest de Madagascar )


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UNIVERSITE DANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DANTANANARIVO

Dpartement : MINES

Option : GENIE MINERAL

MEMOIRE DE RECHERCHES

pour lobtention du

DIPLOME DETUDES APPROFONDIESSpcialisation : HYDROGEOLOGIE

sur :

Prsent par : Mlle RAKOTONDRABE Felaniaina

Soutenu le 27 Septembre 2007 devant les membres du jury composs de :

Prsident : Pr RANDRIANJA Roger, Chef de Dpartement Mines, ESPARapporteur : Dr RALAIMARO Joseph, Enseignant ChercheurExaminateurs : Pr RASOLOMANANA Eddy H., Enseignant Chercheur, ESPA

Dr ROBISON Laurent R., Enseignant ChercheurDr RAKOTO Heritiana A.,Enseignant Chercheur, Facult des Sciences

Promotion 2005 2006

Etude de la vulnrabilit desressources en eau aux changements

climatiques, modlisation par lelogiciel WEAP 21 :

cas du bassin versant de Morondava (Sud-ouest de Madagascar )


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A la mmoire de ma Grand-mreUn an dj tu nous as quitt,

Jaurai aim que tu sois l cet instant,Mais je sais que l-bas o tu es maintenant tu veilles sur nous

Je ne toublierai jamais.


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REMERCIEMENTS

Dieu soit lou, car sans sa bndiction ce prsent mmoire na pas pu voir le jour.

Ce rapport est le fruit de collaboration de plusieurs personnes, ainsi il mest agrable de lesremercier.

Ma gratitude va dabord :

Monsieur Pierre Herv RAVELONANDRO, Dicteur du Centre National de Recherche

sur lenvironnement (CNRE), qui a bien voulu maccepter en tant que stagiaire

Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de lEcole Suprieure

Polytechnique dAntananarivo (ESPA)

Monsieur RANDRIANJA Roger, Professeur, Chef de Dpartement Mines l ESPA,

de me fait lhonneur de prsider le Jury de ce mmoire

Monsieur RASOLOMANANA Eddy H., Professeur, Chef de Dpartement du DEA en

Gnie Minral l ESPA, daccepter de siger au jury comme examinateur

Monsieur RALAIMARO Joseph Hydrogologue du Centre National de Recherches

sur lEnvironnement (CNRE), notre professeur dHydrogologie, qui a bien voulu mencadrer

et qui proposer ce thme de mmoire que jaime beaucoup quil trouve ici tous mes

Sincres remerciements

Monsieur ROBISON Laurent R. Hydrologue du Centre National de Recherches sur

lEnvironnement (CNRE), notre professeur dHydrologie depuis 4m anne, aujourdhui il me

fait lhonneur dtre examinateur de ce mmoire

Monsieur RAKOTO Heritiana A., Enseignant Chercheur, Facult des Sciences,

davoir accept de faire partie du jury comme examinateur

Tous les enseignants qui nous ont forms durant lanne scolaire

Pour terminer, je me dois de remercier ma famille qui ma toujours encourag et aid suivre lechemin qui me plaisait. Ce Mmoire doit beaucoup leur soutien tant moral que financier.

Merci Dada sy Neny, Miora, Ranto, Diamondra et Volana!


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SOMMAIRE

INTRODUCTION

PARTIE I : PROBLEMES DES RESSOURCES EN EAU :VULNERABILITES AUX CHANGEMENTS CLIMATIQUES

PARTIE II : METHODES DAPPROCHE :LE LOGICIEL WEAP 21

PARTIE III : APPLICATION DU MODELEDANS LE BASSIN DE MORONDA

PARTIE IV : ANALYSES ET TRAITEMENTS DES DONNEES

PARTIE V : RESULTATS ET INTERPRETATIONS

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONSREFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANNEXES

LISTES DES FIGURESLISTES DES TABLEAUXSIGLES ET ABREVIATIONS


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INTRODUCTION Leau, or bleu et source de vitalit, est lun des enjeux majeurs du XXIme sicle, bien que

70% de la surface du globe soient recouvertes deau, peine 25% seulement sont constitues deaudouce. De ce fait, plus dun milliard dhabitants de la plante nont toujours pas accs leaupotable. Si le niveau de consommation actuel se maintient, la moiti de la population mondialeconfrontera des trs grandes pnuries deau dans les vingt cinq prochaines annes. (Revue Photo,2006). Comme la plupart des pays africains, Madagascar confronte aussi ce problme, surtoupour la partie Sud de lIle. Et dailleurs des efforts gouvernementaux ont t dj pris depuis 199ayant pour objectif daugmenter 100% le taux daccs leau potable en milieu urbain et 80% emilieu rural dici 2015 (Midi Madagascar, 2002). En outre, les besoins en eau des autres utilisateudeau comme lagriculture qui utilise 95.6% de prlvement deau (CNEAGR, 2007), llevagainsi que lindustrie, devraient tre satisfaits.

En mme temps, les ressources en eau commencent se rarfier pour des multiples raisonsla mauvaise gestion des ressources existantes, le gaspillage d lusage effrn de leau, lavariation et le changement du climat. Une connaissance des ressources en eau disponible, debesoins des diffrents usagers et de leur modle est ncessaire pour mieux grer leau. Mais lgestion ne peut pas tre intgre et durable si on ne tient pas compte la fois de tous les diffrentypes de ressources en eau et ceci dans leur systme de gestion naturel ou leur bassin versant.

Pour cette raison, dans le cadre de la ralisation de la deuxime Communication Nationalsur les changements climatiques et la vulnrabilit des ressources en eau Madagascar auxchangements climatiques actuels, jusquaux horizons 2025, 2050, 2100, un travail de rechercheintitul Etude de la vulnrabilit des ressources en eau aux changements climatiques,modlisation par le logiciel WEAP 21 : cas du bassin de Morondava (Sud ouest de Madagascar) a t men.

Le prsent rapport comporte cinq parties. Dans la premire partie, nous parlerons desdiffrentes ressources en eau, de la vulnrabilit vis--vis de la variabilit et du changemenclimatique puis des impacts majeurs de cette vulnrabilit. En seconde partie, la mthodedapproche propose pour grer ces problmes dont le logiciel WEAP 21. En troisime partielapplication du modle dans le bassin versant de Morondava. En quatrime partie lanalyse etraitements des donnes. Et en cinquime et dernire partie, la prsentation des rsultats einterprtation avant de conclure et de proposer quelques recommandations sur ladaptation c

phnomne de changements climatiques.


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PARTIE I :


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Leau est un lment indispensable pour la vie et pour le dveloppement socio-conomique reet durable dun pays. Il est donc ncessaire davoir une meilleure connaissance sur les ressources eeau existantes dans le bassin versant surtout les informations concernant :

- les types de ressources en eau locales et leur potentialit

- la vulnrabilit des ressources un ventuel facteur- les mesures requises pour dvelopper, grer et protger les ressources

I.1. TYPES DE RESSOURCES EN EAUDans la nature, on peut signaler dune part les petites ressources en eau comme lhumidit d

lair et lhumidit du sol que certains animaux et plantes en profitent. Et dautre part les granderessources deau dont :

- leau des pluies (prcipitations)- leau de surface (eau des fleuves et rivires, des lacs et des marais, des tangs et des petitedpressions fermes)- les eaux souterraines (dans les diffrents magasins aquifres)- et leau de mer.

I.1.1. Prcipitation ou leau de pluieLes prcipitations sont toutes leau mtorique qui tombe sur la surface de la terre tant sou

forme liquide que sous forme solide. Cest une source primaire d'eau douce. Par des prcipitationefficaces, leau de pluie alimente la fois les nappes souterraines par linfiltration (I) et leau desurface par le ruissellement (R).

Dans certaines rgions, la pluie est capte directement pour lapprovisionnement en eau dcertains villages par limpluvium.

La pluie tombe peut tre mesure ou quantifie laide dun pluviomtre ou dunepluviographe une station dobservations (Planches photos, Annexe 04 : 4 - c ). Les prcipitationsexprimes en lame deau ou en hauteur de pluie en millimtre indiquent la pluie globale prcipitdans un intervalle de temps (journalire, mensuelle, annuelle) de la rgion et part unit de surface.

I.1.2. Eau de surfacesLeau de surfaces inclue : les eaux des ruisseaux, des rivires et fleuves, des lacs et marais

Elle provienne de leau de pluie tombe sur le bassin versant rcepteur et (ou) de vidange denappes souterraines au niveau des sources et suintements.

I.1.2.1. Eau des fleuves et riviresMadagascar dispose plus de 3.000 km environ de fleuves et rivires reparties dans 5 unithydrologiques (www.refer.mg/cop/nature/fr/index.htm). Pour valuer leurs potentialits on procd


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un jaugeage pour les rivires et fleuves. Les eaux des rseaux de surface peuvent aussi alimenteou drainer les nappes par le systme rivire eaux souterraines. (Castany, 1982)

I.1.2.2. Eau des lacs et maraisOutre, les marais dont la plupart sont transforms en rizires, plus de 3000 lacs couvren

environ 2000 km (Fleuves et rivires de Madagascar). Compte tenu de leur nombre, les lacs dMadagascar reprsentent une ressource importante pour lirrigation, lhydrolectricit elalimentation en eau des villes et biodiversit aquatiques. Ils sont aussi des zones privilgies dloisirs do leur intrt particulier pour le dveloppement du tourisme. Leurs origines et leurs typnous ont permis de distinguer : les lacs tectoniques, les lacs volcaniques, les lacs des plainealluviales, les lacs littoraux ou lagunes ctires et les lacs artificiels ou naturels amnag(Encyclopdie Encarta2004).

La capacit dun lac peut tre estime par une tude bathymtrique. La quantit stockesexprime en volume (m3) ou en hauteur deau (mm). Les eaux de ces rservoirs peuvent alimenterles nappes souterraines par le systme lac eaux souterraines. Certaines sont des affleurements dnappes deau souterraines.

I.1.3. Eaux souterrainesLes eaux souterraines sont constitues par toutes les eaux contenues dans le sol et sous sol

On peut distinguer : les eaux adsorbes, pelliculaires et de rtention, non mobilisables pagravitaire ; les eaux gravifiques ou gravitaires.

Nous ne considrons ici que les eaux mobilisables ou eaux gravitaires qui circulent dans lazone sature du sous-sol constituant les nappes souterraines et on peut distinguer trois types dnappes, nappe libre, nappe captive, nappe semi-captive.

Ces nappes peuvent tre directement exploites laide des ouvrages de captagehydrogologique (puits, forages,) (Castany et al, 1977) ou au niveau des sources par gravitaire.

Pour valuer leur potentialit, on procde souvent des tests de productivit aux puits et auforages appels essais de pompage soient essai de puits qui est un pompage courte dure effectudans un puit ou forages en vue de dterminer ses caractristiques et en particulier son dbit opompage dessai qui est un pompage de longue dure opr dans un forage pour contrlelvolution du dbit de louvrage et du rabattement du niveau statique de la nappe (Castany 1998).

La prennit des nappes peut tre caractrise aussi par des mesures et suivis priodiques dcertains paramtres physico-chimiques (niveau pizomtrique ou niveau statique, conductivit, des eaux des ouvrages et des points deau existants.


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I.2.VULNERABILITE DES RESSOURCES EN EAU

I.2.1. DfinitionDaprs Castany en 1982, la vulnrabilit de la ressource en eau souterraine la pollution

est leur sensibilit aux diffrents facteurs physiques dterminant la mesure o cette ressource e

plus ou moins expose la pollution.Cette dfinition nous a permis davancer que la vulnrabilit des ressources en eau es

lensemble des diffrentes sensibilits de ces ressources vis--vis dun certain nombre de facteuDonc, dans le cas qui nous intresse, ce sont les formes de sensibilit des ressources en eau vis--vdes facteurs anthropiques, physico-chimiques et climatiques.

I.2.2. Facteurs de vulnrabilit des ressources en eauLa vulnrabilit rsulte donc de plusieurs facteurs :- la croissance dmographique provoque une augmentation de besoin en eau potable donc delexploitation des ressources existantes- les facteurs anthropiques en particulier les pollutions dues lurbanisation, lindustrialisatiolagriculture,..- les facteurs physico - chimique du sol et sous-sol dont la nature lithologique (porosit epermabilit, la structure et texture de laquifre) pour les eaux souterraines.- les facteurs climatiques surtout la variabilit et le changement du climat avec une faible oforte pluviosit (cyclone, inondation, scheresse) ou une forte vapotranspiration,

Dans ce mmoire, nous penserons aux facteurs climatiques en particulier les changementclimatiques comme facteur de vulnrabilit des ressources en eau.

I.2.3. Variabilit et changements climatiques

I.2.3.1. ClimatEthymologiquement, le terme climat vient du mot grec Klima qui fait rfrence

l'inclinaison des rayons solaires par rapport la surface de la Terre. Cette dfinition souligne le rmoteur que joue la radiation solaire qui plonge la Terre dans un flux de chaleur et de lumir(//education.france5.fr/climat/ressentir_climat.htm).

Pour les climatologues, le climat est lensemble des phnomnes mtorologiques qui seproduisent sur un lieu dans leur succession habituelle.

La dtermination d'un climat repose sur une analyse du temps qu'il a fait chaque jour duranune longue priode, en gnral trente annes conscutives. Elle s'appuie sur les valeurs fournies p

la mtorologie pour caractriser les tats de l'atmosphre : la temprature de l'air, la lame d'ea


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prcipite, la dure de l'insolation, la direction du vent. Malgr le caractre fugace du temps, desituations semblables se rptent et peuvent tre groupes en famille.La dure et la frquence annuelle des types de temps, leur rythme saisonnier permettent de dcriplusieurs types de climats: tropical, tempr, aride ou semi-aride. (Encyclopdie Encarta, 2004).

I.2.3.2. Changements climatiques Il y a des changements climatiques quand l'quilibre entre le rythme auquel l'nergie entr

dans le systme climatique de la Terre et celui o elle en sort est perturb par des variations d'un oplusieurs de ses principaux lments mtorologiques (pluviosit, vapotranspiration, humidittemprature) (http://www.cc.gc.ca).

I.2.3.3. Origine des changements climatiques :Les principales causes des changements sont tous les facteurs pouvant provoquer l'augmentatiode la concentration en gaz effet de serre dans latmosphre. Cette augmentation de laconcentration engendre la destruction de la couche dozone qui entrane des modifications dl'intensit du rayonnement solaire atteignant la surface terrestre do le rchauffement de la Terre(http://www.ec.gc.ca. Adaptation-nrcan.gc.ca/perspective/water_1_f.php). Ce phnomne derchauffement li au problme de couches dozone d lnorme production mondiale de gaz effet de serre (CO2, CH4) de la terre influe sur les diffrents facteurs climatiques (temprature,vent,) et sur les diffrents termes du bilan hydrique [Evapotranspiration (ETP/ETR)Prcipitation (P), Ruissellement (R), Infiltration (I)].

On peut citer titre dexemples :- les variations de la teneur en arosols- la pollution de lair due la circulation automobile, les industries, les feux de brousse, lebois de chauffe, les dchets,- les changements de la rflectivit de la surface de la Terre.

Quelques indices de vulnrabilit des ressources en eau sont observes actuellement.

I.2.4. Indices de vulnrabilit des ressources en eau aux changementsclimatiques

Les changements climatiques portent atteinte sur les caractristiques physico-chimique(quantit et qualit) des ressources en eau que ce soit eau de surface ou eaux souterraines.

I.2.4.1. Dgradation de la quantit des ressources en eau

i. Faible ou forte pluviositLa perturbation du rgime pluviomtrique (variation de la pluviomtrie moyenne, nombre d

jours de pluie, ) se manifeste dans lespace et dans le temps. Il y a repartions ingales et (ou


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diminutions de la pluviomtrie mensuelle ou annuelle. Ce qui provoque des impacts sur le rgimhydrologique aussi bien de surface que souterrain.

ii. Forte vaporationUne augmentation de temprature cause du rchauffement de latmosphre engendrera un

variation de la valeur des diffrents termes du bilan hydrique : nouvelle rpartition temporelle spatiale des prcipitations et des coulements, faible infiltration, intensification delvapotranspiration qui conduira un asschement ou tarissement des points deau naturels (lacs,marais, rivire, ruisseau, source, (Min Env., 2000).

iii. Tarissement des rivires, ruisseaux et sourcesLa variation des prcipitations et de temprature pourrait faire baisser les niveaux deau

dans le bassin et rivires. La saison de pluie devient de plus en plus irrgulire et de moins emoins pluvieuse qui pourrait entraner le tarissement des points deau.

Ce changement peut influencer sur la variation du niveau marin qui, par le dplacement delinterface eau douce et eau sale (Min Env., 2000), diminue la disponibilit en eau de qualit llong du littoral.

I.2.4.2. Dgradation de la qualit des ressources en eau

i. Effets de la forte vaporation

Sous leffet de la forte vaporation, il peut y avoir une augmentation de la teneur en sel depoints deau ou une tendance un accroissement de la concentration en polluants dans leau. Eoutre, llvation des tempratures entranerait une hausse de temprature de leau qui se met equilibre avec le milieu. Ce changement pourrait contribuer rduire la concentration doxygndissous, accrotre les concentrations des nutriments comme les phosphores et donner leau ugot et une odeur dsagrable pendant la saison chaude.

Le changement climatique pourrait galement dgrader la qualit deau souterraine. Il peut

y avoir intrusion d'eau sale ou monte du niveau marin (Planches photos, annexe 04 :1- d, 3 - b )et infiltration dans les aquifres des rgions ctires (www.cc.gc.ca/water/fr/info/pubs/FS/f_FSAhtm).

ii. Effets des cruesLaugmentation des dbits et la frquence des inondations accentuent la turbidit de leau

lrosion et le lavage chimique des sols (sdimentation ou ensablement, diffrentes formedrosions). Les prcipitations intenses augmentent le risque de propagation ou de dispersion de

rejets contaminants (dchets urbains, animaux, ) et des maladies dorigine hydrique.


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Par ailleurs, on pourra avoir aussi une destruction des infrastructures causse dun fort dbd un cyclone (cas du pont Poamay qui relie Malaimbandy Morondava), inondation de la vilou des infrastructures scolaires (Planches photos, annexes 04 : 1 a, b, c, e, ).

iii. Pollutions

Une ressource en eau est dite pollue lorsquelle devient impropre satisfaire la demanddutilisation o quelle prsente un danger pour lenvironnement.

La pollution est un problme mondial. Elle est dfinie comme la souillure ou linfection duaux activits humaines. La pollution tellurique ou naturelle constitue aussi une base de discussionces derniers temps.

A Madagascar, le problme de la pollution des eaux commence devenir de plus en pluproccupant. Les sources majeures sont les rejets polluants (Bontoux, 1993) liquides (eaux uses

solides (ordures et dchets divers) et gazeux (fume) dorigines divers :- domestiques (gouts mnagers)- industrielles (eaux uses et dchets industriels- eaux uses urbaines (ordures municipales)- rejets polluants agricoles (intrants)- apport des dpts ou dcharges de dchets solides- apports lis la pollution atmosphrique

- rejets polluants des levages- rejets polluants des exploitations minires (intrants)La pollution peut toucher tous les types de ressources en eau (aussi bien leau de pluie, leau

souterraine, leau de surface).

- -- - Contamination des eaux de surface

Leau est un vhicule de transport de substance minrale, organique ou bactrienne idalePour leau de surface, la contamination peut se faire par :

- dversement direct des rejets polluants dans les rseaux et rservoirs de surface- transport et infiltrations des eaux de ruissellement en surface du sol en prsence dun

prcipitation efficace et mauvais assainissements.- vidange des nappes pollues

- -- - C CC C ontamination des eaux souterraines

Les sources de pollution et les principaux contaminants sont les mmes que celles des eauxde surface. La diffrence rside sur le mode de contamination. En prsence des prcipitations infiltrations efficaces, la partie infiltre vhicule les polluants dans le sol et sous sol en franchissaquelques obstacles avant datteindre laquifre (Lecompte, 1995, Castany, 1998) :

- introduction des pollutions dans le sol et sous sol la zone dimpact ou foyer de pollution


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- immigration et volution du polluant en zone non sature vers la zone sature pendantlaquelle il peut y avoir autopuration

- propagation et volution du polluant dans laquifre.- -- - Contamination des eaux de pluie

Leau de pluie est actuellement pollu aussi on peut avoir des pluie acide, pluie pollu parles poussires nuclaire (www.eau-de-pluie.com).

Les pluies acides se forment lorsque les oxydes de soufre et d'azote s'associent l'humiditde l'air pour librer de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique qui est ensuite transports trs loin dleur source avant d'tre prcipits par les pluies. Ils rsultent de la combinaison des missionsd'origine industrielle avec l'humidit atmosphrique. Les polluants peuvent tre transports sur delongues distances avant de tomber au sol ; ainsi, des forts et des lacs peuvent tre attaqus par des

pluies acides mme s'ils se trouvent loin des rgions industrielles. proximit des usines, desdgts supplmentaires sont dus la chute des plus grosses particules polluantes qui tombent enpluie sche (Encyclopdie Encarta 2004).

I.3. SOLUTIONS PROPOSEES

La gestion intgre des ressources en eau ncessite la connaissance de la situation actuelle e

venir des ressources existantes. Pour cette raison, on a choisi comme mthode dapproche lmodle WEAP 21 ou Water Evaluation And Planning System pour modliser les ressources et lebesoins en eau en vue de la gestion intgre et durable des ressources en eau dans un bassin versadonn.


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PARTIE II


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Si le logiciel HYDROM est employ par les institutions travaillant sur les eaux de surfacpermettent dvaluer les ressources en eau de surface tel que les CNRE (Centre National dRecherche Environnemental et le Service Mtorologique, le PLUVIOM pour valuer leprcipitations. Et que certains modles comme MODE-FLOW, GWW (Grounds Water Windows

AQUACHEM sont utiliss pour leau souterraine.Le logiciel WEAP est utilis pour la planification de lexploitation de toutes les ressource

en eau que ce soit eau de pluie, eau de surface ou eau souterraine. Cest un logiciel de modlisatiohydrologique pour la gestion intgre et durable des ressources en eau.

II.1. DESCRIPTION DU LOGICIELLe WEAP est dj utilis dans divers pays, y compris les Etats-Unis, le Mexique, le Brsi

l'Allemagne, le Ghana, le Burkina Faso, le Kenya, l'Afrique du Sud, la Mozambique, l'Egyptel'Isral, l'Oman, l'Asie centrale, le Sri Lanka, l'Inde, le Npal, la Chine, la Core du Sud, et lThalande (Planches photos, Annexe 04 : 1, carte dutilisation de WEAP).

WEAP ou Water Evaluation and planning System est cre par Stockholm EnvironmenInstitue (SEI) Tellus Institue 11 Arlington Street, Boston, MA U2116-3411 USA par lechercheurs : Jack Seiber, Water Systems Modeler ; Chris Swartz , Research Associate et AnnettHuber Lee, Director Water Program Stocklholm Environnement Institue.

II.1.1. Principaux objectifs du logicielWEAP place l'valuation des problmes spcifiques de l'eau dans un cadre global. Il intgr

plusieurs dimensions : entre les besoins et l'approvisionnement, entre la quantit et la qualit dl'eau, et entre les objectifs de dveloppement conomique et les contraintes environnementales.

Les objectifs de ce systme d'valuation et de planification de l'eau (WEAP) sont :- dincorporer ces dimensions dans un outil pratique pour des ressources d'eau avec la

projection future

- dexaminer des stratgies alternatives de dveloppement et de gestion de l'eau- de fournir un systme de base de donnes pour la demande ou besoin en eau et les

informations de maintien d'approvisionnement- de prvoir certaines situations des ressources en eau en simulant la demande, les

ressources exploitables, les coulements et stockage, et les sources de pollutions, les traitements dcharges

- danalyser le dveloppement socio-conomique en valuant une gamme complte deoptions de dveloppement et de gestion de l'eau, et en tenant compte des utilisations multiples econcurrentes des systmes aquatiques.

Pour atteindre ces objectifs, il faut avoir le modle.


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II.1.2. Acquisition du logicielLe logiciel WEAP est tlchargeable sur site : http://www.weap21.org. Il est fonctionne

except que le dispositif conomiser donnes est handicap. Une version Dmo du logiciel eaccessible tout le monde. Par contre, pour le fonctionnel, il faut obtenir un permis ou licenc

dutilisation pour les types dutilisateur. Pour lobtention, il faut remplir et envoyer un formulairLSEI (Stockholm Environment Institueenvoi par e-mail le nom dutilisateur et un code

denregistrement, les instructions pour activer le logiciel WEAP et pour permettre le disposit"conomiser donnes" fonctionnel. Il est prfrable que lordinateur soit reli lInternet car WEAP a un forum dutilisateur sur le site http://forums.seib.org/weap. Il faut un pseudo et un mde passe pour entrer dans ce forum. Le forum peut aider lutilisateur pendant la mise en marche dlogiciel, le traitement de donnes et la mise jour du logiciel. Le permis dutilisation est valide po

une dure dtermine.A noter que lIES peut publier des travaux de modlisation sous WEAP et souhaite avoi

une version de la prsente modlisation.

II.1.3. Structure du LogicielWEAP se possde cinq prsentations principales : reprsentation cartographique et

graphique, affichage des donnes et des rsultats, prsentation des notes et observations. Cesaffichages sont prsents par des icnes graphiques sur la "barre daffichage"situe ct gauchde lcran. En cliquant sur lune de ces icnes, une prsentation voulue est affiche. Ces cinaffichages sont prsents ci-dessous ( Fig.1, a, b, c, d, e) .

a) b) c)

d) e)

Fig. 1: Les cinq affichages du Modle Weap

II.1.3.1. Cartographie

Cest le point de commencement pour toutes les activits dans WEAP . Elle sert

crer, diter ou aussi ajouter des couches ArcView ou dautres SIG standard de la zone dtudcomme couche de fond. Ainsi, on peut accder rapidement lanalyse des donnes et laffichag

des rsultats pour n'importe quel noeud en cliquetant sur l'objet qui nous intresse.


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Les 6 menus

Fig. 2 : Fentre cartographie WEAP

II.1.3.2 . Base de donnesCest l'endroit pour la cration des structures, du modle et des suppositions de donne(Fig.1b ). Pour laffichage des donnes, l'cran est divis en quatre carreaux (Fig.3) :

i. Sur la partie suprieure , un lien hirarchique (menu lien) est employ pour crer et organiserdes structures de donnes dans six suppositions principales (1) : principale cl, sites de demandehydrologie, approvisionnement et ressources, qualit de leau et d'autres suppositions.

Par exemple, cliqueter sur site de demande la branche lien du ct gauche de l'cran, ledonnes pour tous les emplacements de demande apparaissent sur le ct droit de l'cran.

ii. Sur la gauche infrieure , un schma du secteur apparat. En cliquant sur llment quiapparat sur le schma, il sera accentu dans le lien et des donnes seront montres dans les tablesde saisie de donnes vers la droite (2). Quand on clique sur une branche dans le lien, l'lmentassoci clignotera brivement.

iii. Sur la partie droite suprieure , une table de saisie de donnes apparaisse. Cette table sert crire les expressions qui dfinissent les comptes courants (3), pour diter des donnes et pourcrer le modle des rapports.

Au-dessus de ce tableau de saisie de donnes, il y a un ensemble de boutons donnant l'accaux diffrentes catgories de variables lies chaque branche.

Les 5 modesdaffichages

Singes conventionnels


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iv. Au dessus tableau de saisie de donnes , un cadre de rsultats apparat, il reprsentegraphiquement les donnes saisies dans la table de saisie de donnes.

Sur le cot droit, il y a un barre doutil pour changer la forme du diagramme (couleurs, effe 3D, grilles, nombre de positions dcimales, etc)

Les donnes numriques peuvent tre transfr directement dans Microsoft excel.

Fig. 3a: Fentre basse de donnes

II.1.3.3. Prsentation des rsultatsCest le menu qui permet dafficher de faon dtaill et flexible toutes les sortes de modle

, dans les diagrammes, les tables et le menu schma. Cette prsentation peut montrer une

grande varit de diagrammes et de tables couvrant chaque aspect du systme : demandesapprovisionnement et chargements environnementaux.

Les rsultats peuvent tre exports dans lExcel

II.1.3.4. Reprsentation graphique

La reprsentation graphique (Fig.1d ) est employe pour grouper lensemble des diagrammes"Favoris" et les tables (crs dans le menu rsultat). Avec cette reprsentation, on peut examinersimultanment les diffrents aspects importants du systme, tels que les demandes, le niveau dstockage, . Les graphes peuvent tre copis dans Word.

II.1.3.5. Bloc Notes

L'cran de notes est un outil simple de traitement de texte (Fig.1e ) avec lequel on peut

crire des informations documentaires et des rfrences pour chaque branche du lien. On peuimporter les notes vers le texte (Microsoft Word).

i.v

iii

i

ii


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II.2. FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL

WEAP fonctionne donc suivant cinq (5) tapes.

II.2.1. Crer une zone dtude

Dans cette partie, il sagit de crer une carte de la zone dtude. On peut utiliser des cartetraites avec des logiciels de traitement cartographique (SIG) en particulier ArcWiev. Cette carte vservir comme fond des dessins des lments ncessaires pour pouvoir faire la simulation tels queles emplacements urbains, les rivires, les sources deaux souterraines, les rservoirs, les barrageles industries, les sites agricultures et les autres types demplacement selon ltude.

II.2.2. Crer les hypothses cls et rfrences

Puisque le logiciel pourrait faire une simulation base sur le calcul de la demande etlapprovisionnement en eau, l'coulement, l'infiltration, le stockage, et le traitement gnral dpollution, la qualit de l'eau, etc. Il est donc primordial de crer la base de donnes avec lesdiffrentes hypothses cls et les diffrents scnarii.

II.2.2.1. Hypothses clsCe sont des variables dfinies par lutilisateur du logiciel qui servent de cls principales pou

faire lanalyse. Dans notre tude, nous avons quatre (4) hypothses cls servant comme donnes dbase pour le logiciel utilisation deau domestique, besoins en eau pour l'irrigation,pourcentagemensuel dutilisation deau domestique, taux de croissance de la population pour lanne dscnario futur.

II.2.2.2. RfrencesIl est ncessaire davoir une anne ou une priode de rfrence pour servir de modle.

Toutes les donnes utiliser doivent tre comprises entre cette anne ou priode de rfrence.

II.2.3. Proposer des ScnariosDans WEAP, le scnario typique est compos de trois tapes une anne de compte courant

choisie comme anne de rfrence du modle dont on ajoute les donnes ou une priode, unscnario de rfrence tabli partir du compte courant et sert pour simuler lvolution, probable dusystme sans interposition, des autres scnarii pour valuer les effets des changements socio-conomiques, changements climatiques probables pour lanne ou projet futur.

II.2.4. Saisir les donnes

Les donnes sont saisir en cliquetant droite aprs avoir crer les lments dans la zonedtudes (placer les emplacements urbains, industriels, levages,..) ou en passant dans le mendaffichage de la base de donnes.


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II.2.5. Prsenter les rsultatsLes rsultats se prsentent sous forme de graphe et (ou) de tableau. On aura deux rsultats

comparer : les rsultats de lanne de rfrence et de lanne de scnario de changementsclimatiques.

Le fonctionnement du logiciel peut tre reprsent par le diagramme ci-dessous (Fig.3b ).

Fig.3b : Organigramme du fonctionnement du logiciel

II.3. DONNEES NECESSAIRESLes donnes sont diffrentes suivant ltude que lon veut procder.

II.3.1. Etude de loffre et de la demande en eauPour ltude de loffre et de la demande ou ltude de lapprovisionnement en eau, les

principales donnes ncessaires sont la quantit deau domestique utilise, la quantit deau utilis

pour lirrigation, la quantit deau utilise pour llevage, les nombres ou effectifs dutilisateurs(population, btails, ), la surface cultive, les prcipitations, lvapotranspiration, les dbits.

WEAP

CREATION DE LA ZONEDETUDE

CHOIX DE LA ZONEDETUDE

- Madagascar- Morondava

NUMERISATION DU MODELE- Ressources en eaux- Sites de demandes- Liaisons de transmissions

AJOUT DE LA COUCHE DEFOND

- Limites des Bassins versants- Rseaux hydrographiques

REGLAGES DES TEMPS- Compte actuel- Fin des scnarii

REGLAGES DE S PARAMETRESGENEREAUX

CREATION DES HYPOTHES CLES- Utilisation deau domestique- Besoin en eau pour lirrigation..

CREATION DES SCENARII- Rfrence- Changements climatiques

ANALYSES DES DONNEES- Sites des demandes- Ressources en eaux- Qualits de leau

RESULTATS- Sous forme des tableaux- Sous formes graphiques- Exportations vers Excel/Word


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Ces donnes supposes englobant dune part, les ressources en eau et dautre part, lesprincipaux usagers de leau, nous permettent de faire une modlisation simple de la gestion dleau, ltablissement des priorits lattribution de demande. La prise en compte des donnes sles autres utilisateurs comme lindustrie, lexploitation minire, le tourisme et autres rend l

modlisation plus proche de la ralit.

II.3.2. Etude de la qualit de leauDans cette tude, on peut modeler les polluants en les classant en deux types : polluant

conservateurs et polluants non conservateurs.

Un polluant est dit conservateur sil ny a aucun affaiblissement de ses constituants. Par contre, est non conservateur si ses constituants se dlabrent selon une fonction d'affaiblissemenexponentielle. Quand on fait la modlisation de ce polluant, on saisit aussi les donnes sur le tauquotidien daffaiblissement de llment polluant modeler. Les polluants conservateurs sonmodels par un bilan de matires simples ou constituants chimiques de leau. Par contre, plusieumodles peuvent tre offerts pour les polluants non conservateurs.

Le modle ncessite des donnes entrantes sur la qualit de l'eau (surface et souterraines), desdonnes sur la pollution pour lemplacement de la demande (eaux uses domestiques), des donnesur les eaux uses par des usines et eaux rsiduaires.

II.3.3. Etude hydrologique

Dans ce module, WEAP permet de faire : la modlisation de captage par le modle d'coulement et de prcipitations ou par le

modle dhumidit du sol la simulation sur l'interaction deau de surface - eaux souterraines

Les donnes ncessaires sont surtout des donnes climatiques comme lvapotranspiratio

potentielle ou relle (ETP/ETR), prcipitations (P), coulement (R) ou dbit (Q), humidit (Hinfiltration (I).

A noter que dans le logiciel, il existe dj un modle nomm Mthode de lanne hydrologique qui permet de faire une simulation de leffet du changement climatique sur lesressources en eau.

II.3.4. Etudes hydro-lectriquesWEAP peut modeler aussi la production d'nergie mais dans la zone dtude nous navon

pas recens aucun usage hydro-lectrique.


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PARTIE III :


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Le Bassin de Morondava a t choisi pour appliquer le modle WEAP 21 pour desmultiples raisons :

sa vulnrabilit aux changements climatiques la prsence des activits socio-conomiques intenses dpendantes directement ou

indirectement aux ressources en eaux (agricultures, levages, industries, tourismes, ..) la disponibilit des donnes concernant les ressources en eau la disponibilit des documents ou ouvrages de recherches ultrieures.

III.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE

III.1.1. LocalisationLa zone dtude fait partie du bassin sdimentaire de Morondava (Fig . 4). Il se trouve dans

la Rgion de Menabe,Elle est limite:

lOuest la mer Canal de Mozambique Au Nord le bassin versant de Tandila / Andranomena au Sud par le bassin versant de Maharivo lEst par le bassin versant de Tsiribihina

Le bassin versant de Morondava couvre une superficie de 6201.92 km2.

Du point de vue gomorphologique, le bassin soriente suivant une direction gnrale NordSud. DEst en Ouest, il est form par :

la grande dpression grseuse de Betsiriry borde lest par le domaine du socle du MoyenOuest

le plateau ruiniforme continental grseux de Makay et dIsalo les vastes plateaux grseux au nord dont le plateau de Tsiandava au nord dAnkilizato ou leplateau calcaire ocne souvent recouverts par de la carapace sableuse ou sablo-argileuse

rouge ou par des placages sableux ctiers dpaisseur varie de 1 10m les zones de mangrove, des tannes et des dunes.

III.1.2. Divisions administratives touches par ltude :

Le bassin couvre deux Districts :

Morondava avec quatre (4) communes : Morondava, Bemanonga, Analaiva et Androvabe.

Mahabo avec sept (7) communes : Mahabo, Ampanihy, Ankilizato, Ambia, Malaimbandy,

Beronono et Tsimazava.


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Source : BD 100 FTM Fig. 4 : Carte de localisation du bassin de Morondava et ses environs

III.2. CONTEXTES PHYSIQUES

III.2.1. Contexte climatiqueLe bassin versant de Morondava fait partie de la rgion climat tropical subhumide faci

continental chaud et pluvieux du versant occidental.On peut distinguer deux saisons climatiques nettement remarquables :

une saison chaude et pluvieuse, de novembre avril une saison moins chaude et trs sche, de mai octobre.


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III.2.1.1. TempratureLes tempratures moyennes annuelles enregistres sont: maximale 32C, minimale 11C et

la temprature moyenne est de 23C. La temprature maximale est observe au mois de dcembremars. On constate que les mois les plus chauds correspondent aux mois les plus pluvieux, le mo

froid au mois de Juillet.Les donnes sont reprsentes par le tableau ci-dessous pour la priode de 2000-2006 avec

la courbe de variation (Fig. 5) . Tab. 1: Temprature moyenne mensuelle (C) (2000-2006)

J F M A M J J A S O N DAnne Tempratures moyennes mensuelles (en C) Morondava log E: 4418' Lat S: 2016' Al t: 8m2000 28.1 28.1 28.8 27.4 24.1 22.3 23.3 23.4 26.2 25.8 27.8 28.5

2001 28.1 28.1 28.8 27.4 24.1 22.3 23.3 23.4 26.2 25.8 27.8 28.52002 28 28.25 28.35 26.45 25.45 22.85 22.5 23.95 24.2 26.3 26.05 28.72003 27.9 28.2 28.45 26.25 25.23 22.65 21.75 22.55 25.05 26.3 28.1 29.052004 29.35 27.8 28.8 27.45 24.5 23.25 22.25 23.4 24.8 26.95 28.3 28.552005 27.95 28.4 28.3 26.4 25.45 24.05 23.5 23.5 25.05 25 32.3 33.92006 28.95 28.55 25 27.7 24.15 22.85 22.85 22.85 23.45 25.85 27.55 28.85

Source : Service Mtorologique Ampandrinomby

05

10152025303540

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81

nombres de mois

t e m p

r a t u r e

Fig. 5 : Courbe de lvolution des tempratures avec le courbe de tendance

III.2.1.2. PluviomtrieLa pluviomtrie annuelle est trs faible (daprs carte isohyte) irrgulire et assez ma

rpartie dans lespace. Elle devient un facteur limitant des activits agricoles car la saison de pluse concentre entre le mois de novembre et le mois de mars, tandis que la priode sche stale su

07 mois (de mois davril au mois doctobre) ( Fig. 6) .


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Source : BD 500 FTMFig. 6 : Carte isohytes du Bassin de Morondava et ses alentours

Les pluviomtries moyennes mensuelles entre de 2000 2006 des stations mtorologiquedans la zone dtude sont prsentes dans le tableau ci-dessous (Tab. 2 ) et la figure (Fig. 6) ci-dessous.

0

100

200

300

400

500

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81

nombres de mois

l a m m e

d ' e a u e n m m

Fig. 7: Courbe de l'volution des prcipitations mensuelles avec le courbe de tendance


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29

La courbe indique les annes humides qui correspondent des lames deau aux environs de400 450 mm/an et les priodes sches aux alentours de 200 mm de lame deau /anTab. 2: Evolutions des prcipitations moyennes mensuelles (2000-2006)

Morondava Log E: 44 18' Lat S: 20 16' Alt: 8m J F M A M J J A S O N D

Anne Prcipitations moyennes mensuelles (mm)2000 307.3 442.7 89.6 00 00 1.8 00 00 0.2 00 12.6 69.22001 227 347.9 24.9 0.5 00 00 00 00 0.1 00 9.3 152.12002 195.3 151.9 69.5 00 00 00 00 00 4 00 38.5 59.12003 441.6 413.4 65.3 7.8 00 00 8.9 00 00 8.1 00 15.22004 242.7 77.7 402 31 00 00 4.3 00 19 00 3 375.92005 471.8 17.4 44.9 5 1.1 00 00 00 00 00 1.8 54.82006 114.9 291.7 39.9 2.6 00 00 3.8 10 00 00 4.8 155.1

Source : Service Mtorologique Ampandrinomby -Antananarivo

III.2.1.3. VentsLe vent marin charg d'humidit souffle vers l'intrieur de la terre, est arrt par le massif d

Bongolava, l'Est de la rgion. Ceci explique l'humidit optimale plus ou moins persistante del'Ouest de la rgion alors que la rgion est reconnue semi-aride.

En septembre - octobre, un vent desschant souffle. Ce vent influe sur le dbit de la riviret le niveau des nappes phratiques.

En haute mer, on note lexistence de vent priodique qui, en saison de pluie, souffle du Norvers le Sud et agite considrablement la mer. Actuellement, la mer envahit la ville de Morondava ehaute marre dquinoxe (Planches photos, Annexe 0 : 1 - d) . Le fait inverse se produit en saisonsche, la mer est calme dans la plupart du temps.Le tableau ci-dessous (Tab.3 ) rsume quelques donnes climatiques de la Rgion.

Tab. 3: Rsums des donnes climatiques normales de 30 ans (1971 - 2000)

Mois Janv Fv Mars Avril Mai Juin Juill Aout Sept Oct Nov DcPluie mm 278.3 210.7 90.3 18.7 4.5 1.6 1.7 0.7 2.7 8.1 26.5 122.4Nb jour 15 13 8 2 1 1 1 - 1 2 3 9Humidit 80 82 81 79 77 74 74 74 76 76 75 78Flux maxj m/s

2.5 2.5 2.0 2.0 1.7 2.0 2.2 2.5 2.8 3.1 2.8 2.8

Source : Service Mtorologique Ampandrianomby - Antananarivo


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III.2.1.4. CyclonesLa rgion est touche par le cyclone avec une probabilit suprieure 0,5 (soit une chanc

sur deux) ou du moins influence par une perturbation tropicale, surtout par les perturbations sformant dans le canal du Mozambique et pntrant dans l'Ile entre Maintirano et Morondava. C

perturbations apportent des prcipitations trs importantes provoquant ainsi des inondations. Lehauteurs deau maximales observes sur la rivire de Morondava sont en grande partie engendrpar la prsence des cyclones plus fort.

Des perturbations qui ont travers la rgion durant les vingt dernires annes sont prsentedans le tableau ci-dessous (Tab. 4 ).Tab. 4: Cyclones ayant caus des grands dgts dans la zone de Morondava

Perturbation Date Niveau deau/ dbit Date mesure Site de mesure

Cyclone tropicalDANY

06-08/02/69 H = 3,22 mQ = 1 928 m3 /s

06/02/69 04 heures

Dabara/Morondava

Cyclone tropicalGENEVIEVE

16-18/01/70 H = 4,50 mQ = 3,080 m3 /s

17/01/70 11heures

Dabara/Morondava

Dpression tropicaleFERNANDE

01-03/02/75 H = 4,40 mQ = 12990 m3 /s

01/02/1975 19 heures

Dabara/Morondava

Cyclone tropicalHONORINE

15-17/03/86 H = 2,20 mQ = 1.020 m3 /s

16 /03/86vers 12 heures

Dabara/Morondava

Dpression tropicaleCALASANJY

13-16/01/89 H = 4,08 mQ = 2.702 m3 /s

15/01/89 5 heures

Dabara/Morondava

Dpression tropicaleCYNTHIA

17-18/02/91 H = 8,30 mQ = 6.500 m3 /s

18/02/91 Dabara/Morondava

Cyclone tropicalGRACIA

22-23/02/93 ------ 22-23/02/93 -----

Cyclone tropicalIONIA

02-05/03/93 ------- 02-05/03/93. -----

Cyclone TropicalELINE

17-18/02/00 Pluie max. 24 h : 46,5mm

18/02/00 Morondava Aroport

Cyclone ELITA 03 -04/02/04 ------- ---- ------

Cyclone GAFILO 08-10/03/04 ------ ----- ------

Source : Monographie de Menabe


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III.2.2. Contexte gologiqueLa zone dtude est installe sur des formations sdimentaires (Fig. 8) reposant certainement

sur des socles cristallins constitus gnralement de gneiss, de migmatites, localement demicaschistes et des cipolins appartenant au Systme de Vohibory et au Groupe dAmborompotsy.

Cette formation sdimentaire prsente des alternances de formations marines et continentaleformes de quatre sries (Besairie, 1973).

Source : BD 500 FTMFig. 8: Carte gologique du Bassin de Morondava et ses environs

II.2.2.1. Formation du KarooElle est divise en trois groupes (Sakoa, Sakamena, Isalo) :

i. Groupe Sakoa : sur la partie Est District de Mahabo, visible surtout au sud de Malaimbandyau contact du socle cristallin, se prsentant en couches de couleur rouge avec alternance blanche dgrs grossiers et dargiles

ii. Groupe de la Sakamena : dans la partie Nord-Est de la zone dAmbatolahy, descendant sur

Tsimazava et allant jusquau sud de Mandabe et Manja (Vondrove) form de schistes plitiques


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plantes (prsence de nombreux troncs de bois silicifis enracins en place), de grs grossiers oargileux verts

iii. Groupe de lIsalo : dans la partie Sud/Est District de Morondava (limite du massif deMakay), constitu en gnral par un ensemble de grs stratification entrecroise dargile et d

sable argileux.

II.2.2.2. Formation jurassique moyen

Form par le plateau calcaire du Bemaraha et Besabora.

II.2.2.3. Formation jurassique suprieur (sud de la Tsiribihina)

Form de calcaires marneux et, au sommet, de Calcaires oolithiques, riches en fossiles. Cest unsrie facis argileux prdominant.

II.2.24. Formation rcente form de carapace sableuse et de sable roux.

III.2.3. Contexte pdologique

La rgion est caractrise par une prdominance trs nette de sols ferrugineux tropicaux sul'ensemble de la rgion, de sols halomorphes en zone littorale, de sols minraux brutsou peu volus sur les formations calcaires et calcairo-grseuses, des sols d'apport (alluvions brutou peu volues formant les sols de baiboho) et par des sols hydro morphes sur la plaine.

III.2.4. Contexte Hydrographie - Hydrogologique

Le bassin dispose dune potentialit norme en eau de surface et de profondeur.Dimportants et nombreux plans deau sont localiss dans sa partie Nord et Est (lacs, tangs emares) (Fig. 9). Ainsi, il est essentiellement drain par la rivire Morondava Kabatomena.

III.2.4.1. Hydrographie :La rivire Morondava prend sa source dans le massif calcaro basaltique et grseux de

Makay. Avec ses nombreux affluents tels que Sakamaly, Maroalika, Fanikay, elle arrose la particentrale du District de Mahabo et continue son trajet vers le District de Morondava o elle se divien deux principaux lits : Kabatomena et Morondava. (Chaperon et al, 1993).

A 50 km en amont de son embouchure et quelques kilomtres en amont de sa sparatioen deux bras (Morondava et Kabatomena), elle est capte par le barrage Dabara.


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III.2.4.2. Hydrogologie

i. Etude gophysiqueDaprs les tudes gophysiques faites ultrieurement, nous avons pu identifier les

caractres gophysiques par des sondages lectriques et panneaux lectriques des quelques villages

qui se situent dans le bassin (Tab. 5) . Ces approches gophysiques permettent didentifier la nature lithologique et la structure de

systmes aquifres. Lanalyse des donnes obtenues permet de prciser lpaisseur des diffrentecouches. En effet, diffrentes nappes peuvent tre identifies suivant la rsistivit des couches.Tab. 5: Rcapitulation donnes Gophysiques

Secteur Nombres des couches rencontres Couche(m)

Rsistivits( m)

Observations

Amboloando

05 couches :

- une couche superficielle rsistante,mince identifie comme tant ducalcaire ;- un terrain rsistant argilo grseux- une couche faiblement rsistanteconstitue de grs,- un terrain conducteur argileux,- et un dernier terrain rsistant

0.5

5

233564

421

133

712168

Aquifre

Substratumimpermable

Toit

Marovoay 03 couches :- un terrain superficiel correspondant la couverture sablo-argileuse,- un terrain qui apparat juste en dessousde la prcdente ;- un terrain conducteur

1 4

1 2---

700-3000

120 et 40030 60 base

Androvabe 03 couches :- une formation rsistante composeessentiellement de terres vgtalessableuses,- une deuxime formation conductrice

- et enfin, une dernire coucheconductrice

1.5

5

30 40

20 38

20

Aquifre

SubstratumAmpasy 03 couches :

- une couche superficielle formedalluvions sales- une 2me couche conductrice 10 menviron- une 3me trs conductrice

4 10

10

5

2

0.5

Aquifre

SubstratumSources : Andriamirado(2003), Ralaimaro (2004)

ii. Diffrents types de nappe

Les divers types de nappe dans le bassin de Morondava sont donns par le tableau ci-dessous(Tab. 6) ainsi que la potentialit en eau souterraine:


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Les principales nappes connues actuellement et exploites sont :- la nappe de grs de Crtac (nombreuses sources et forage artsiennes Manamby)- la nappe des alluvions de Morondava, exploite par la SUCOMA (Sucrerie Complant d

Madagascar) et par la JIRAMA pour lalimentation en eau de la ville de Morondava.

- la nappe des sables superficiels et des sables de plage pour lalimentation en eau en milierural en particulier en zone littoraleLes ressources en eau du bassin de Morondava sont reprsentes par la carte ci-dessus (Fig. 9 )

Source: BD 500 FTM

Fig. 9: Ressources en eau dans le bassin de Morondava et ses environs


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Tab. 6: Les divers types de nappe dans le bassin versant de Morondava

Nappes Types Lithologie Porosit paisseur delaquifre

NS

Nappe dalluvions captive ouartsienne

sables fins poreux 5 10 m 2 3 m doucebca

Nappe des sablesargileux

suprieurs

libre Sables argileux poreux 5 10 m 2 3 m douc

Nappe des sablesde plage

libre Sables argileux poreux 5 10 m 2 3 m douc

Nappe une

formationquaternaire

ancienne

libre Sables argileux

fins

poreux 5 10 m 2 3 m

Nappe deformation ocne

libre Calcaires ougrs argileux

poreux pour legrs, karstiquefractur pour le

calcaire

jusqu 50 m 5 10 m

Nappe deformation crtace

artsienne Grs sableux poreux 5 10 m 2 3 m s

Nappe de grsdIsalo

libre ouartsienne

Sables grseux poreux 50 m 2 3 m

Source : RAKOTONDRAIBE, 1977; mis jour 2005


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III.3.3. Infrastructures sociales

III.3.3.1. Services de la santLa couverture en infrastructure sanitaire publique est donne par letableau ci-dessous

(Tab. 9) .

Tab. 9: Couverture sanitaires

Formations sanitairesDistrictCHD2 CHD1 CSB2 CSB1 Dispensaire Cabinet

dentaireMorondava 1 - 8 9 05 03Mahabo - 1 1 3 -Sources : DRSPF Menabe 2005 ; Rapports annuels SSD, 2005

III.3.3.2. Services de lducationLa couverture en tablissement scolaire et les effectifs des lves sont donns dans letableau ci-dessous (Tab. 10 ).Tab. 10: Couverture ducative

Nombre dtablissements Effectifs des lvesDistrictEPP CEG Lyce EPP CEG Lyce

Morondava 112 16 4 19 311 4 135 1 072Mahabo 95 06 01 19 800 1 700 825Source : DREN Menabe 2005/2006

III.4. CONTEXTE BIOLOGIQUE

III.4.1. FloresLa formation vgtale la plus frappante et la plus attirante de la rgion de Morondava estla

fort de baobab. Madagascar en possde sept espces diffrentes de baobab alors que l'Afrique n'ena qu'une seule. La hauteur varie de 10 40m, et le diamtre peut atteindre 6m.Ces espces sontcapables de stocker de l'eau, do le nom "d'arbre bouteille".

III.4.2. FaunesPour la biodiversit faunistique, on peut identifier plusieurs familles mais celle qui nou

intresse vivement est les familles aquatiques qui constituent des objets dattractions co- touristiques :- Reptiles: Crocodile (milotieus) - Amphibiens: Mantella expectata (Sahonakely)

- Oiseaux: Anas bernieri (Mireha), Sarkidiormis melamotos (Ongongo), Netapus auritus (Sadakely),Viduata (vivy).


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III.5. UTILISATION DES RESSOURCES ET ESTIMATION DES BESOINSEN EAU

Chaque organisme vivant est caractris par son besoin minimal en eau. Nous avonsdistingu cinq secteurs dutilisation deau : secteur alimentation en eau potable, secteur levag

secteur agriculture, secteur infrastructures sanitaires et ducatifs et secteur tourisme.

III.5.1. Secteur alimentation en eau potableLapprovisionnement en eau est assur par la JIRAMA au niveau des chefs lieux de deux

Districts Morondava et Mahabo.A Morondava ville, 89.35% de la population totale est desservie en eau potable.Mais en milieu rural, la plupart des points deau installs sont des puits traditionnels ou

amnags, des puits modernes ou forages quips dune pompe manuelle ou pdale (Planches photos, Annexe 04 : 2-a , b, c ) implants par UNICEF et la Coopration Japonaise (JICA). Laqualit des eaux de ces points deau modernes est juge potable.

Pour Mahabo, bien quil soit parmi les grands centres urbains desservis par JIRAMA, 75%de la population nont pas encore accs leau de la JIRAMA. En effet, seulement 13% enmoyenne de la population ont accs leau potable faute de gestion des infrastructures ainsi que non respect de lenvironnement (Planches photos, Annexe 04 : 2- d).

Le tableau suivant(Tab. 11) reprsente les points deau potable inventoris et la populationdesservie dans le bassin de Morondava.Tab. 11: Points d'eau potable et population desservie dans le bassin versant de Morondava

Point deau (PE) et population desservieInventoris Fonctionnels Equips dune pompe Population

desservie en (%)Morondava 249 216 101 49Mahabo 317 268 100 56Source: Inventaire des points deau MEM 2006

Le tableau ci-dessous (Tab. 12 ) prsente le nombre dabonne de la JIRAMA

Tab. 12: Nombre de population abonne au JIRAMA

Nombre dabonne moyenne Nombre de BF PublicMorondava 2732 ----Mahabo 241 10Sources : JIRAMA Mahabo, Morondava janv 2007

Lestimation des besoins en eau potable est base sur le nombre dhabitants (hab) dans lazone dtude, en fonction du besoin ou dbit unitaire (q) or la consommation est diffrente en vill


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et en campagne. Pour Madagascar q est de lordre de 40 l/j/hab. (Code de leau, 1999) mais pour lapartie Sud-Ouest, q est conu suivant la consommation 20 l/j/hab. recommande lOMS.

Hypothse de calcul

q : 20 l/j/hab

N : nombre de populationCj : consommation journalire : q x N

Le tableau ci-dessous donne la rpartition des besoins en eau potable des deux Districts(Tab. 13). Tab. 13: Rpartition des besoins en eau

Districts Nombre de population en2004

Besoins en eau potableen m3/jour

Besoins en eaupotable en m 3/ an

Morondava 62 741 1254.82 4580 09.3Mahabo 62 586 1251.72 456877.8

III.5.2. Secteur levage

Llevage demeure une activit importante dans le bassin de Morondava. On peut distinguedeux catgories : levage extensif de zbus et levage domestique de bovins. Entre les deulevages, on remarque aussi un levage semi extensif dovins, caprins, porcins et volailles.

En gnral, lalimentation en eau de ces btails se fait directement sur les ressources en eade surfaces. Il y a aussi des rgles rgissant les besoins en eau pour labreuvement de ces btails qsont limits de 4 l/j/tte pour le petit btail et 30 l/j/tte pour les gros btails (Tab. 14 et 15 ). Tab. 14: Besoin en eau thorique par type d'levage

Type dlevage Bovin Caprin Ovin Porcin VolaillesBesoin en eau thorique(litres/j/tte)

30 4 4 15 1

Source : MAEP, Ampandrianomby-Antananarivo anne 2003

Tab. 15: Rpartition des btails et besoins en eau

Districts btail en 2003 Besoins en eau en m 3/jour

bovins porcins ovins caprins volailles bovins porcins ovins caprins volailleMorondava 50000 150 1000 10000 28000 1500 2.25 4 40 28Mahabo 100000 2000 6000 1000 150000 3000 30 24 4 150

Source : MAEP Ampandrianomby-Antananarivo anne 2003


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Hypothse de calcul :

Nb : nombre de btailbp : besoins en eau thorique par type de btailBp : besoins en eau du btail : N x bp

III.5.3. Secteur agriculture

Les besoins en eau dune plante sont en fonction de trois facteurs principaux : le climatlespce vgtale et le moment du cycle vgtatif. Le dosage de leau dpend aussi de la qualit dsol. Pour estimer les besoins en eau de ce secteur, on peut se baser sur la norme donne par lMinistre de lAgriculture, de lElevage et de La Pche durant la campagne agricole 2004-200concernant les superficies par type de culture dans la rgion et les besoins thoriques des cultures.

Tab. 16: Besoin en eau thorique par types de culture

Type de culture Riz Mas Haricot Pois du Cap Manioc Patate ArachideBesoins en eau

thoriques (m 3/j/ha)96 11 23 21 42 35 32

Source : MAEP, Ampandrianomby-Antananarivo anne 2003

Le bassin versant dispose dun potentiel agricole important. Il est caractris par uneimmense superficie cultivable et des milieux naturels diversifis favorables aux diffrents types d

cultures. Mais pour cette tude, nous intresserons la riziculture qui a besoin dune grandquantit deau :

la riziculture irrigue a comme ressource en eau dirrigation la rivire de Morondava aubarrage Dabara (Planches photos, Annexe 04 :5). Il sagit dun grand primtre irrigu(GPI) qui prend leau au fil du barrage de Dabara et distribue par un rseau hydro agricole trscomplexe

la riziculture du GPI dAnkilizato.

En gros, 72% de la surface totale en cultures vivrires sont occupes par les rizicultures danle bassin de Morondava.La superficie rizicultive et les besoins en eau sont prsents dans le tableau suivant(Tab. 17).

Tab. 17: Rpartition des surfaces irrigues (ha) et besoin en eau.

Besoins en eauDistricts Surface total irrigue (ha)m3/j m3/an

Dabara 8000 768000 280 320 000Ankilizato 2900 278400 101 616 000


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Hypothse de calcul :

St : superficie total cultivebt : besoins en eau thorique par types de culturesBt : besoins thoriques en eau :St x bt

III.5.4. Secteur Infrastructures sanitaires et ducativesTous les secteurs qui utilisent de leau tiennent une place importante dans la gestion des

ressources en eau. Considrons les secteurs ducatifs et sanitaires.

III.5.4.1. Infrastructures sanitairesLvaluation des besoins en eau pour les tablissements sanitaires est fonction du nombre d

patients par jour qui est estim 30 patients (DRSPF Menabe, 2005) avec comme besoins en ea

journalire de 40 l/j en moyenne.Besoins = 30 x 40l/j 30 x 40 x365lj/an = 438 000 l/an

III.5.4.2. Infrastructures ducativesLvaluation des besoins eau des infrastructures scolaires est base sur les nombres totaux

des effectifs avec comme besoins en eau de 3 litres par lve par jour moyen. Les nombres delves et leurs besoins en eau estims sont prsents dansles tableaux ci-dessous (Tab.18 et 19) .Tab. 18: Rpartition des nombres des lves dans la zone d'tude

Nombre dtablissements Effectifs des lvesDistrictEPP CEG Lyce EPP CEG Lyce

Morondava 112 16 4 19 311 4 135 1 072Mahabo 95 06 01 19 800 1 700 825

Source : Monographie UPRD 2003

Tab. 19: Besoins en eau journalire des lves

Effectifs des lves Besoins en eau (m3/j)District

EPP CEG Lyce EPP CEG Lyce

Morondava 19 311 4 135 1 072 57.933 12.405 3.216Mahabo 19 800 1 700 825 59.4 5.1 2.475Source : Monographie UPRD 2003


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II.5.5. Secteur TourismeNotre zone dtude figure parmi les zones forte potentialit touristique, nous avons

recens 30 tablissements daccueil et de restaurations dont 2 Mahabo.Pour lestimation des besoins en eau de ce secteur(Tab. 20), le calcul est bas sur la capacit

daccueil selon les catgories en estimant que la capacit dune chambre est de 2 personnes avecomme besoin en eau moyenne de 150 l/j/touriste en moyenne.Tab. 20: Besoins en eau du secteur Tourisme

Districts Nombre de chambres Nombre par chambre Besoins en eau (m 3/j)Morondava 326 652 97.8Mahabo 08 16 2.4

Lvaluation des ressources disponibles et le recensement des diffrents utilisateurs avecleurs besoins (agriculture, eau potable, industrie, levages ...) sont trs ncessaires avant de faire modlisation sur le logiciel Weap. Un travail de terrain et une documentation ( Annexe 01 ) ont traliss pour llaboration de ce rapport de recherches. Cela est utile pour connatre ltat initial dla zone dtudes et de faire le diagnostic afin dtablir un scnario dallocation pour que le logicipourra valuer les besoins futurs dans tous les domaines dutilisation.


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PARTIE IV


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Etant donn que le modle WEAP est un outil informatique permettant de planifier lagestion intgre des besoins en eau, la gestion intgre des ressources en eau ncessite certaineconnaissance sur :

- la rserve et la ressource

- les caractres physico-chimiques et bactriologiques- les sites de loffre ou captage et les sites de demandes

Des donnes collectives ces points ont t collectes au niveau de certaines institutionstravaillant dans le secteur de leau et de lassainissement.

IV.1. LES DONNEES TRAITEESNous avons choisi comme priode de rfrence les annes entre 2000 et 2006.

Les donnes collectes et portes dans WEAP concernent :

- les sites de demandes avec leur emplacement : urbains (ville), zone de culture, zonedaccueil touristique, zone dlevages, zone industrielle, infrastructures sanitaires etducatives

- les ressources et les lieux de captage (site de loffre) : barrage de drivation, trac derivires, eaux souterraines exploites (forages, puits, citerne), donnes hydrologiques, autreressources.

IV.1.1. Sites de demandesInformations concernant :

- le niveau dactivit annuelle qui dtermine la demande tel que la surface agricole, le nombredusagers de leau pour des motifs domestiques ou industriels

- la consommation annuelle ou le niveau de consommation deau par unit dactivits- la variation mensuelle ou la part mensuelle de la demande annuelle- le taux de consommation ou le pourcentage du dbit dentre consomm.

Les informations au niveau des sites de demandes sont reprsentes dans le tableau ci-dessous (Tab. 21 ).

Tab. 21: Les informations ncessaires pour les sites de demandes

Sites dedemandes

Niveau dactivitannuelle


Variationmensuelle Consommationm 3 / j

Ville :MorondavaMahabo

Nombre population62 74163 568

7,3 m 3 /an/pers7,3 m 3 /an/pers

Proportionnel aunombre de joursdans un mois

0.02


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IV.1.2. Barrage de retenueLes donnes ncessaires sont les dbits mesurs au niveau du barrage Dabara. Ce barrag

assure la grande partie de lirrigation de la plaine de Morondava. Les terres irrigues par ce rsea

couvrent une superficie de 8000 haLe dbit nominal est de 12 m3 /s, et en dbit dtiage de lordre de 8m3 /s 9 m3 /s. Le tableau

suivant montre la variation journalire du dbit pendant la priode cyclonique du mois de dcembet janvier 2007.

Sites dedemandes



Variationmensuelle

Consommationm 3 / j

Sitesagricultures :GPI DabaraGPIAnkilizato

8000 ha2900 ha

788 000 m 3 /an278 400 m 3 /an

35040 m 3 /ha/an

Avril 5%Mai Juin 10%

Juill 20%Aot 30%Sept 25%Oct Mars 0%

96

Tourisme

Htel

Nombre chambreestim 2 pers/chb334 chambres668 personnes

36 573 m 3 /an54.75 m3 /tour/an


0.15

Elevages :- bovins- caprins- ovins- porcins- volailles

Nombre de btails150 00011 0007 0002 150

178 000

10.95 m3 /an/tte1.46 m3 /an/tte1.46 m3 /an/tte5.475 m3 /an/tte0.365 m3 /an/tte


0.030.0040.0040.0150.001

Sants Nombre de patients30/jrs en moyennes10 950

159 870 m3 /an146 m3 /an/patient

Proportionnel aunombre de joursdans un mois 0.04

Educations

MorondavaMahabo

Nombre dlvesEPP, CEG. Lyces24 51822 325

10 mois dannescolaire9.12 m3 /an/lve9.12 m3 /an/lve


0.03

Industrie :SUCOMA 2400 ha de canne

sucre80600 m3



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Tab. 22: Variation journalire du dbit Dabara

Hauteur deau (He : m)Rive Droite Rive Gauche

Dbit(Q : m3/s)

Jours

Matin Soir Matin Soir23 - Dc 06 8.35 8.35 8.31 8.31 1324 8.27 8.27 8.26 8.26 1325 8.15 8.15 8.15 8.15 1326 8.19 8.19 8.19 8.19 1227 8.13 8.13 8.15 8.15 1228 Dcharge (dessablement)29 8.25 8.25 8.26 8.26 12

30 8.5 8.5 8.5 8.5 1031 8.5 8.5 8.5 8.5 1301-Janv 07 Pas de lecture02 8.38 8.38 8.38 8.38 1303 - 15 Crues (dbordement)15 -16 Dcharge (dessablement)17 8.30 8.30 8.30 8.30 12

18 8.40 8.40 8.38 8.38 1219 8.18 8.10 8.00 8.00 1220 8.10 8.10 7.99 7.99 1121-22 Crues (dbordement)23 8.10 8.10 7.99 7.99 12

Source : Responsable relevs Barrage Dabara (janv. 2007)

IV.I.3. RiviresLa principale ressource en eau de rivire est la Morondava qui prend sa source dans la

massif de Makay avec ses trois affluents : Beritsoka, Sakamaly, Fanaiky. Elle arrose et (ou) drainune grande partie des Districts de Morondava et Mahabo.

Le dbit de la rivire est mesur au niveau de la prise d'eau de Dabara, en bordure de la RN35 (Planches photos, Annexe 04 :5) et lvaporation la station mtorologique de MorondavaAroport. (Planches photos, Annexe 04 : 4). Ces donnes sont prsentes dans le tableau (tab. 23 )ci-dessous.


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Tab. 23: Dbits et vaporation potentielle (ETP) dans le Bassin

Dbit de tte ( Q) Variation mensuelle du dbit donne par ltude AH-SATEC jan fev mars avril mai juin jull aot sept oct nov dc.141 138 94.0 19.1 12.2 11 10.4 9.3 8.7 8.1 19.1 107

Dbit vers les

nappes (infiltration) 0.6 m3

/sEvaporation ETP

Variation mensuelle jan fev mars avril mai juin jull aot sept oct nov dc.123.1 106.3 110.6 87.3 63.3 43.6 48.4 53.6 65.7 90.7 107.5 123.8

Longueur du bief 152 300kmSources : RAKOTONDRAINIBE (2005), Min Agri, Rapport intrimaire SOGREAH INGENERIE (1995)

IV.I.4. Eaux souterrainesPour les eaux souterraines, quatre types de nappes sont supposs exploits :- les nappes des sables de plage et les nappes alluviales- les nappes des formations crtaces- les nappes grseuses dIsalo. Ces nappes sont exploites pour lalimentation en eau potable, par le JIRAMA (Morondav

(quatre forages), Mahabo (deux forages) et par certains villages laide des puits et forages presqudans la totalit du bassin.

Lemplacement des eaux souterraines dans la Rgion sont :- lemplacement des JIRAMA (Morondava, Mahabo). Ces emplacements sont nomm

Rservoir de la JIRAMA dans le modle- les autres sources qui sont des forages et puits implants par le MEM ou les ONG.

Les donnes ncessaires concernent donc :

i. Les nappes souterraines avec :

- la capacit de stockage qui indique la capacit maximale thorique de laquifre- le stockage initial qui traduit la quantit deau stocke dans laquifre au dbut de lasimulation

- la recharge naturelle ou le dbit mensuel vers la nappe- le prlvement maximal ou la quantit maximale qui peut tre prlev de laquifre tou

les mois par tous les emplacements relis aux sites de demande. En gnral, le maximum est galla capacit de pompage mensuelle.

Ces informations sont reprsentes dans le tableau ci-dessous (Tab. 24) .Hypothse de calcul :

La recharge naturelle concerne linfiltration de pluie par mois.

Linfiltration en moyenne annuelle de pluie est de 10% des prcipitation (P) soit 2m3 /an

environ en moyenne annuelle (Min. Agri Rapport intrimaire SOGREAH INGENERIE).


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Pour calculer linfiltration mensuelle nous considrons la priode de pluie Octobre Mars compris la priode cyclonique. Do on obtient linfiltration moyenne mensuelle de 0.16 m3 Tab. 24: Les informations ncessaires pour les ressources en eaux souterraines

Variables Aquifres alluviales Aquifres crtacs Aquifre grseux

Capacit destockage illimit illimit illimitStockageinitial illimit illimit illimit

Variation mensuelle (m3 /s)Jan Fv Mars Avril Mai Juin Juil Aot Sept Oct Nov DecRecharges

naturelles 0.16 0.16 0.16 00 00 00 00 00 00 0.16 0.16 0.16Prlvementmax

93000 m3 /mois 434000 m3 /mois 155000 m3 /mois

Mthodes ESou - ESur ESou - ESur ESou - ESur ESou : eau souterraine ; ESur : eau de surface ; ESou Esur : interaction eau souterraine eau de surface

Le prlvement max en considrant le dbit de pompage pour les nappes sont :- nappe de sable de plage et dalluvions : Q : 0.4 2 l/s- nappe des formations crtac : Q : 1 14 l/s- nappe de grs dIsalo : Q : 0.5 15 l/s (Tab. 6, page. 35 )

ii. Les rservoirs de la JIRAMAIl faut les informations sur :

- le dbit entrant qui indique le dbit entrant mensuel dans le rservoir local- la capacit de stockage ou capacit totale du rservoir- le stockage initial ou la quantit stocke dans la retenue au dbut de la simulation- les informations ncessaires pour les rservoirs de la JIRAMA sont donnes dans les

tableaux suivants (Tab. 25a, 25b )Tab. 25a : Les dbits, capacits de stockages

JIRAMA Dbits entrants(Q/mois)

Capacits de stockage Stockage initial

Morondava 12400 400 m3 400 m3

Mahabo 7750 250 m3 250 m3

- lvaporation nette ou le taux dvaporation nette mensuelle qui est gale lE (vaporation) - P (prcipitation) la surface de la retenue.

Ces informations sont donnes par le tableau suivant (Tab.25b )


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Tab. 25 b: Evaporation nette

. Evaporation nette Station Morondava Latitude 2017Mois J F M A M J J A S O N DE- P -132.9 -77.1 -26.4 75.3 54.3 41.6 47.4 51.6 60.7 79.7 88.5 6.8

Evaporation nette Station Mahabo Latitude 2022Mois J F M A M J J A S O N DE - P -172.6 - 80.1 - 40 78.7 63.5 59.3 50.9 56.1 73.6 89.1 84.3 -16.9

Source : bilan hydrique de Madagascar

Une vaporation ngative indique un apport deau.

iii. Les autres points deauPour les autres points deau, il faut le dbit mensuel entrant dans la source

dapprovisionnement locale. Dans notre cas il sagit de forage deau donc cest le dbit du forage

pendant un essai de pompage. Ces donnes sont prsentes dans le tableau ci-dessous (Tab. 26).

Tab. 26: Informations ncessaire pour les autres points d'eau.

Localits Profondeur (m) Dbit(m3/mois)

Dbit (m3/s) Niveau statique (m)

Morondava 70 0.1178 0.0038 2.93Mahabo 66 0.1232 0.00426 2.15

Mahabo Malaimbandy

60 0.031 0.00088 3.19

Sources : Reprsentant MEM Morondava, dtail des forages effectu par le JICA anne 2005

IV.I.5. HydrologieUn bassin versant ou captation est un secteur dfini pour l'utilisateur dans un affichage

schmatique dans lequel on indique des processus tels que la prcipitation, lvapotranspirationlcoulement, lirrigation et les rendements, qualit de leau..etc. (Jack Sieber et all, Stockholm

Environement Institute, www.seib.org)En hydrologie, WEAP propose de modliser un bassin versant ou captation en trois (3

modles :- modle dcoulement et prcipitation- modle dhumidit de sol- modle dinteraction eau souterraine eau de surface.

Dans cette tude, nous avons choisi de faire seulement la modlisation dcoulement e

prcipitation.


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Cette mthode consiste dterminer l'vapotranspiration pour lirrigation en utilisant lecoefficients de rcolte. Le reste des prcipitations non consomm par vapotranspiration est simucomme coulement vers un fleuve, ou proportionn parmi l'coulement des eaux souterraines pl'intermdiaire des liens de captation.

Pour la modlisation du bassin versant, le modle dcoulement et prcipitation ncessite : pour la branche occupation du sol

- la surface cultivable dans le bassin : le GPI Dabara et le GPI Ankilizato- le Kc ou coefficient de la plante relatif la plante de rfrence (riz)- la prcipitation effective ou le pourcentage de prcipitations disponibles pour

lvapotranspiration.Tab. 27: Informations ncessaires pour l'occupation du sol

Surfaces rizicultives Kc Prcipitation effective10 900 ha Sept Fev

MarsAvrilMay

Juin - Aot

0.91.01.11.41.1

80%

pour la branche climat

- la prcipitation (P) ou la moyenne des prcipitations mensuelles dans le bassin. Enconsidrant les donnes pluviomtriques de lanne 2000 qui sont comprises dans lanne drfrence.

- lvapotranspiration (ETR) ou lvapotranspiration mensuelle dun terrain de rfrence.Tab. 28: Les informations ncessaires pour la branche climatique

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

P 307.3 442.7 89.6 00 00 1.8 00 00 0.2 00 12.6 69.2ETRf 123.1 106.9 110.6 66 28 12 7 7 8 12 20 117Source : (Rakotondraibe, 1974 ; 2005)

IV.I.6. Qualit de leauNous avons choisi huit (8) forages supposs reprsentatifs de chaque commune pour faire l

modlisation de la qualit de leau, avec sept (7) paramtres : pH, conductivit (cond), turbidit(turb), minralisation (Min), temprature (T) (lment indicateur de la qualit physico-chimiqueMatires organiques (M.O), nitrites (NO3), azote (NH4) (lments indicatifs de pollution), selon ladisponibilit des donnes.

- La temprature (T), elle ne doit pas tre >15C pour quil ny a pas de prolifration de germe.


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- Le pH qui indique lacidit de leau, il est dfini comme la concentration en ions H+ dans une eau,lidal est entre 6.5-8.5 ( Annexe 01bis ).- La turbidit (turb), elle traduit par la prsence des matires trangres en suspension dans leau, dfinie comme la non limpidit ou non transparence dune eau. Pour la norme elle ne doit pa

dpasser si possible 5 NTU.- La minralisation (Min) qui exprime la somme des lments ou la composition chimique dleau. Elle est mesure par les rsidus secs ou compacts qui sobtiennent aprs vaporation de leaEn gnral, la minralisation est gale la conductivit multiplie par 200 (Degrmont, 1963).- La conductivit (cond) qui reprsente le sel contenu dans leau, pour leau potable la conductivitdoit tre < 2000s/cm 20C. ( Annexe 01bis )- Les Matires organiques (MO) qui indique la concentration en MO

- La concentration en Nitrites (NO3) qui indique la concentration en NO3 de leau souterraine, saprsence indique souvent une source de pollutions.- La concentration en Azote (NH 4+) qui indique la concentration en NH4 de leau souterraine. Tab. 29: Listes des lments modliser indiquant le source de polluants

IdentificationT

(C)Cond

(S/cm) pHTurb(NTH)

Min(mg/l)

M.O(mg/l)

NH4+ (mg/l)

NO2- (mg/l)

Aquifre alluviale Morondava 16 387 7.73 1.48 359 2.3 0.06 0Aquifre crtac

Mahabo 25.8 228 7.1 0.99 227 00 00 0.03Aquifre grseux Mahabo- Malaimbandy 25.2 656 7.38 0.2 6.03 00 00 0.04

Forage 1 Morondava 16 307 6.51 1.45 285 1.15 0.08 00

Forage 2 Mahabo 17.8 107 6.38 1.66 100 00 00 00Forage 3 Mahabo- Malaimbandy 25.2 724 7.5 2.1 688 00 00 0.03

Source : Banque de donnes points deau dans tout Madagascar MEM-DEA

IV.2. MODELISATION PAR WEAP IV.2.1. Cartographie

IV.2.1.1. Cration du modle Bassin versant de Morondava

Dans WEAP, il existe dj une carte du monde o on peut choisir et crer la zone dtude.(Fig. 10a ). En slectionnant la carte de Madagascar (Fig.10b ).puis on ajoute la limite du bassinversant ensuite le rseau hydrographique Morondava sous fichier ArcWeiv BD500 (FTM) comm

couche du fond. La carte du nouveau projet nomm Bassin versant de Morondava est cre(Fig. 10c ).


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Fig. 10a : Carte du Monde

Fig. 10b : Carte limite des bassins versants de Madagascar

Fig. 10c: Carte du bassin versant de Morondava avec les rseaux hydrographiques.


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IV.2.1.2. Rglage des paramtres gnraux

Dans cette partie, les paramtres temps devraient tre rgles. Crer une anne de comptescourants pour le projet. Dans cette tude, nous limitons entre 2000 2006 pour toutes informationsur le systme (sites de demandes, donnes d'approvisionnement,).

IV.2.1.3. Numrisations des lments ncessaires dans le modle

On numrise les rivires, les emplacements urbains, la zone de lagriculture, du tourismedes levages, les infrastructures. Et on saisit les donnes ncessaires pour chaque utilisateur ecliquant droite sur les emplacements numriss.

IV.2.2. Cration des hypothses cls

Quatre (4) hypothses principales sont cres (Fig.11 )- lutilisation deau domestique- les besoins en eau pour lirrigation- pourcentage dutilisation deau mensuelle taux de croissance de la population pour lanne du scnario futur.

A noter que WEAP possde une fonction qui permet de calculer automatiquement le nombrde population davenir. Le logiciel modlise automatiquement les besoins en eau davenir efonction des utilisateurs et les changements climatiques.

Les hypothses cls

Fig. 11: Fentre montrant les hypothses cls


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IV.2.3. Cration des scnarii

IV.2.3.1. Changement dhorizon de temps du secteurLe compte courant est cr depuis que nous avons cr la zone dtude. On change juste

lanne de la fin des scnarii (Fig. 12 ). En choisissant comme compte courant (2000 2006) et

anne de fin des scnarii 2050.

Fig. 12 : Cration du scnario

IV.2.3.2. Cration de scnario de rfrenceLe scnario de rfrence (sc 1) est un scnario hrit du compte courant. Il faut changer s

description pour reflter son rle rel. Pour cela, quelques valeurs dj actives dans le comptcourant devraient tre changes (Fig. 13 ).

Fig. 13: Scnario de rfrence

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i. Changement dunit du taux dutilisation deau pour lirrigation

Les besoins en eau pour les annes venir doivent tre interpols. Pour ce faire, WEAPpossde une fonction en gnrant une expression sur Gnrateur dexpression , choisi Assistante des sries annuelles , puis on saisit les sries chronologiques dannes et les besoin

en eau correspondants.Les surfaces vivrires vont augmenter dans les prochaines annes, il faut donc valuer le taux d

besoin en eau pour lirrigation dans le scnario de rfrence. (Tab. 30, Fig.14 )Le calcul des besoins en eau futurs se fait partir de la formule :

B : Bi (1+Yi) n

dont Bi : besoin en eau actuel (m3 /ha/an)Yi : seuil de 2%

n : nombre dannes compts partir de lanne de baseTab. 30: Taux d'utilisation de l'eau pour l'irrigation pour l'anne future

Anne besoins en eau2000 35040,002010 40225.922020 49056.002030 59778.242040 72883.202050 88651.20

Fig. 14: Fentre de donne des sries temporelles des besoins en eau futurs pour l'irrigation

On ramne le taux de croissance de la dernire anne 0%.ii. Application de la fonction pour le calcul du taux de croissance de la population

Le taux de croissance de la population 2.2% est ramen dans loption constructeurdexpression fonction Taux de croissance , puis utiliser lhypothse cl correspondante Taude croissance de la population pour lanne du scnario futur .


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iii. Cration dun nouveau scnario pour modeler limpact du taux de croissance lev de la population

Un nouveau scnario devrait tre cr pour valuer limpact dun taux de croissance plulev que 2.2% pour la priode 2001-2050. Pour valuer et comparer le taux de croissance de l

population si le taux de croissance augmente de 2.2% 5.0%. On a un scnario croissance levde population (sc 2, Fig. 13 ).

IV.2.3.3. Cration du scnario Mthode de lanne hydrologique Le but est de dfinir diffrents rgimes climatiques (trs sec, sec, humide, trs humide

normale,.) et de comparer avec une anne normale en donnant une valeur entre 0.7 1.45 chaque type de climat.

i. dfinition pour chaque type de climat

Le logiciel de simulation ne reconnat que des valeurs numriques. Chaque type de climat doporter une valeur numrique(Tab. 31, Fig. 15a) pour que le logiciel puisse faire la modlisation.

Tab. 31: Dfinitions des types de climats

Types de lanne Chiffre correspondantTrs sec 0.7Sec 0.8Normal 1Humide 1.3Trs humide 1.45

Fig. 15a : Fentre Mthode de lanne hydrologique dfinition de chaque type de climat

ii. Cration dune squence climatique pour lanne venir

La squence climatique pour le scnario de lanne future est donne partir des tudes sur ledonnes climatiques. La moyenne de 50 ans (56- 06) prise comme base de la dfinition des types d


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lanne ci-dessous. (Tab. 32, Fig.15b ). Les modles de scnario des changements climatiques sonten annexe ( Annexes 02 : I). En considrant que le dbit dune anne normale, par exemple si ledbit de lanne humide est suprieur 25% par rapport lanne normale, lanne est humide ainde suite

Tab. 32: Rpartition des types dannes

Anne Type danne hydrologique2000 Normal2010 Normal2015 Humide2025 Trs humide2030 Normal2040 Sec2045 Normal2050 Trs humide

Fig. 15b: Fentre Mthode de l'anne hydrologique avec la squence des types d'anne

iii. scnario pour la mthode de lanne hydrologique (sc.3 Fig.16 )Le but de cette mthode est dvaluer limpact de la variation climatique sur les ressource

en eau (prcipitation, coulements, recharges des nappes souterraines) en rapport avec les besoinde lutilisateur.

Aprs la cration des squences de lanne hydrologique, il faut changer le modle en se basansur la mthode de lanne hydrologique des ressources en eaux. Ce modle ncessite de cre

dautres scnarios (Fig. 16 ) :


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- scnario hrit de la mthode de lanne hydrologique taux de croissance lev et variablclimatique (sc4)

- scnario hrit de la rfrence nomm changements climatique (sc5)Le but de tous ses scnarii est de pouvoir comparer les rsultats et de voir lvolution de loffr

et la demande.

Fig. 16: Fentre montrant les scnarios en mthode de lanne hydrologique

IV.2.4. Raffinage des demandes

IV.2.4.1. Ajout des autres sites de demandesLes grandes villes, lagriculture, rivires sont les sites que lon place en premier. Aprs on

ajoute les autres sites tels que llevage, tablissement scolaire, tourisme, eaux souterrainesbarrage, .

IV.2.4.2. Priorits dapprovisionnement

Il existe des liaisons entre les ressources et lutilisateur suivant la priorit dapprovisionnemenOn parle de dbit de retour. Certaines dentre elles devraient tre cres suivant la prioritdapprovisionnement :

- une liaison de transmission partir de lemplacement urbain jusqu lemplacementagricole pour un modle conceptuel de rutilisation d'eau usage urbaine dans lagriculture

- des liens de dbits de retour (eau use) avec les emplacements des utilisations (urbainindustrie, levage, agriculture) vers la rivire si on veut tudier la charge et la propagation

des pollutions.

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Tab. 33 : Liaisons de transmission et dbit de retour

La priorit dapprovisionnement pour lutilisation peut tre change en crant un scnarinomm changer la demande de priorit . Ce scnario est hrit du scnario de rfrence et opeut changer la prfrence dapprovisionnement 1 en 2 pour le compte actuel.

IV.2.4.3. Ajout dune condition dcoulementLa condition dcoulement indique le sens de lcoulement de la rivire. Cette condition

dcoulement a un scnario propre elle-mme (Fig. 16 sc7 ).

IV.2.4.4. Modlisation des ressources en eaux souterrainesLes emplacements souterrains sont en connexion avec les sites de demandes (les hpitaux

les tablissements scolaires.).

IV.2.5. Saisie des donnes

IV.2.5.1. Saisie des lments daffichage cartographique

i. Les sites de demandes (les utilisateurs deau)

Avec un clic droit sur lun des lments des sites de demandes numrises dans la carte de lazone, une fentre de dialogue apparat avec tous les dtails des informations ncessaires. Ecliquant sur lun de ces informations ncessaires, on peut passer directement dans laffichage de base des donnes puis faire la saisie des donnes (Fig. 17 ).

Liaison de transmission Dbit de retour

Rivire vers villeRivire vers levages

Rivire vers agriculturesRivire vers industrieJirama vers villes prfrenceJirama vers tourismes dapprovisionnementJirama vers hpitaux 1Jirama vers tablissements scolaires

Eaux souterraines vers villesEaux souterraines vers hpitaux prfrencevers tablissement scolaire dapprovisionnementVilles vers agricultures 2

Villes vers riviresIndustrie vers riviresElevages vers riviresAgricultures vers rivires


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Fig. 17 : Fentre mode d'entre des donnesLes figures ci-dessous(Fig. 18,19 ) montrent les exemples de prsentation des donnes des sites

de demandes et du graphe correspondant.

Fig. 18: Fentre Sites de demandes avec les donnes et graphes


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Fig. 19: Fentre Sites de demandes et les besoins en eau secteurs levages

ii. La captationLa captation ou bassi

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