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MEMOIRE DE F Devant la commission d’e Président du jury : Encadreur Pédagogique Encadreur Professionnel Examinateurs : UN ECO DEPART CONTRIBUTIO L’ELABORATION D TRIQUE DU SIT FIN D’ETUDE POUR L’OBTENTION DU D’INGENIEUR Présenté par : RAKOTOVAO James Tolojanahary examen composée de : Monsieur RABARIMANANA Mamy : Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pasca lle : MonsieurRANDRIANARIVONY Rija Nir MonsieurRAJAONARIVELO Simon Monsieur RAKOTO David Date de soutenance : 31 Mars 2014 NIVERSITE D’ANTANANARIVO OLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO TEMENT INFORMATION GEOGRAPHIQU ET FONCIERE ON DES TRAVAUX TOPOGRAPHIQ DU PROJET D’AMENAGEMENT HY TE D’ANDRIANAMBO COMMUNE R D’AMPASIMBE ONIBE U DIPLOME al rina UE QUES A YDROELEC- RURALE Promotion : 2009

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Page 1: Mémoire Topo correction

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

Devant la commission d’examen composée de

Président du jury :

Encadreur Pédagogique

Encadreur Professionnelle

Examinateurs :

UNIVERSITE D’ANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT

CONTRIBUTION DES TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES A

L’ELABORATION DU P

TRIQUE DU SITE D’ANDRIANAMBO COMMUNE RURALE

RE DE FIN D’ETUDE POUR L’OBTENTION DU

D’INGENIEUR

Présenté par :

RAKOTOVAO James Tolojanahary

d’examen composée de :

Monsieur RABARIMANANA Mamy

Pédagogique : Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal

Professionnelle : MonsieurRANDRIANARIVONY Rija Nirina

MonsieurRAJAONARIVELO Simon

Monsieur RAKOTO David

Date de soutenance : 31 Mars 2014

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET FONCIERE

CONTRIBUTION DES TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES A

ELABORATION DU PROJET D’AMENAGEMENT HYDROELE

TRIQUE DU SITE D’ANDRIANAMBO COMMUNE RURALE

D’AMPASIMBE ONIBE

POUR L’OBTENTION DU DIPLOME

TSIZEHENA Pascal

irina

INFORMATION GEOGRAPHIQUE

CONTRIBUTION DES TRAVAUX TOPOGRAPHIQUES A

D’AMENAGEMENT HYDROELEC-

TRIQUE DU SITE D’ANDRIANAMBO COMMUNE RURALE

Promotion : 2009

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i

REMERCIEMENTS

Avant tout, Dieu soit loué, car sans Son bénédiction, cet ouvrage n’a pas pu être ache-vé, et Son aide pendant le montage de ce document m’a rendu très utile.

J’adresse ma gratitude et mes remerciements les plus sincères à toutes les personnes qui ont collaboré avec moi et qui ont apporté leur soutien à l’élaboration de ce livre, particulièrement :

• Monsieur LUC ARNAUD, Représentant de l’ONG GRET à Madagas-car, Monsieur RANDRIANARIVONY Rija Nirina, maître de conférence, chargé de mission/Électrification rurale du programme rHYviere qui m’ont au-torisé à effectuer un stage de mémoire et ce dernier-même est le Directeur du mémoire;

• Monsieur ANDRIANARY Philippe, professeur, Directeur de l’Ecole Supé-rieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), de m’avoir donné son avis favo-rable de continuer mes études ;

• Monsieur RABARIMANANA Mamy , Chef de Département de la filière Infor-mation Géographique et Foncière, d’avoir accepté d’être le président du jury de ce mémoire ;

• Messieurs RAKOTO David, Professeur au sein du Département Hydraulique et RAJAONARIVELO Simon Enseignant au sein du Département Information Géographique et Foncière de l’ESPA qui ont accepté comme membre de jury de ce mémoire ;

• Monsieur RAKOTOVAO Audin Marc, Ingénieur Génie civil du programme rHYviere, qui a accepté de partager ses connaissances et ses soutiens durant le stage au sein de l’ONG GRET Madagascar.

• Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Professeur Titulaire au sein de l’ESPA Vontovorona, qui a encadré mon travail et a également partagé son ex-périence qui rend à la finalisation de cet ouvrage.

Sans oublier à tous ceux qui ont apporté ses soutiens moraux, financiers et qui ont con-tribué à la réussite de ce mémoire, que j’adresse mes vifs remerciements.

Enfin, je tiens à remercier ma famille qui m’a encouragé, ma soutenu moralement et financièrement pendant la réalisation de ce présent mémoire.

Page 3: Mémoire Topo correction

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LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1: Détails de calcul des compensations des points de stations ................... 88

ANNEXE 2: Profil en long TN avec le canal d’amené ............................................... 96

ANNEXE 3: profil en long TN avec la conduite forcée et la centrale ......................... 97

ANNEXE 4: Portion du profil en long de la ligne MT ................................................ 98

ANNEXE 5: Profil en long de la piste ......................................................................... 99

ANNEXE 6: Plan d’aménagement du site d’Andrianambo ....................................... 101

ANNEXE 7: Modèle 3D de la centrale ...................................................................... 102

Page 4: Mémoire Topo correction

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LISTE DES FIGURES

Figure 1: schéma d'un aménagement hydroélectrique .......................................................... 5

Figure 2: Carte de localisation ............................................................................................ 12

Figure 3: Schéma de l'angle horizontal .............................................................................. 20

Figure 4: Représentation graphique du gisement ............................................................... 21

Figure 5: Représentation graphique du gisement Go ......................................................... 21

Figure 6: Représentation graphique de l'angle vertical ...................................................... 23

Figure 7: Mesure de distance .............................................................................................. 24

Figure 8: Mesure altimétrique ............................................................................................ 25

Figure 9: Appareil station total (T1000 + DI1000) ............................................................ 29

Figure 10: Chute d'eau d'Andrianambo .............................................................................. 32

Figure 11: Emplacement du barrage et les deux rives ........................................................ 33

Figure 12: Vue de la rive droite .......................................................................................... 33

Figure 13: Formation rocheuse au niveau de la rive droite ................................................ 33

Figure 14: Schéma de l'aperçu général de l'aménagement hydroélectrique d'Andrianambo ............................................................................................................................................ 37

Figure 15:Schéma de principe de la Polygonation ............................................................. 38

Figure 16: MNT du terrain d'implantation des ouvrages d'amenées .................................. 44

Figure 17: Courbe de niveau du terrain d'implantation des ouvrages d'amenées ............... 45

Figure 18: Vue du site de barrage ....................................................................................... 46

Figure 19: Le tracé du barrage ............................................................................................ 47

Figure 20: Profil en long du barrage ................................................................................... 48

Figure 21: Axes des profils en travers ................................................................................ 49

Figure 22: Profil en travers -organe de vidange à gauche et Seuil déversant à droite ........ 50

Figure 23: Arbre fruitier -jacquier ...................................................................................... 53

Figure 24: Terrain cultivé de riz ......................................................................................... 53

Figure 25: Profil en travers du canal d'amené .................................................................... 55

Figure 26: Coupe de la chambre de mise en charge ........................................................... 56

Figure 27: Coupe transversale de la conduite forcée .......................................................... 58

Figure 28: Tracé des conduites d'amenées ......................................................................... 59

Figure 30: Terrain cultivé sujet de l'expropriation ............................................................. 64

Figure 31: Carte du tracé de la nouvelle piste en terre ....................................................... 66

Figure 32: Schéma des différentes parties d'une route ....................................................... 67

Page 5: Mémoire Topo correction

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Figure 33: MNT avec la présentation du tracé de projet .................................................... 69

Figure 34: Schéma d'un véhicule soumis par des efforts.................................................... 70

Figure 35: Schéma du rehaussement du grand rayon ......................................................... 71

Figure 36: Schéma d'abaissement du petit rayon ............................................................... 71

Figure 37: Schéma d'abaissement du petit rayon et rehaussement du grand rayon ............ 71

Figure 38: Schéma de la surlageur ..................................................................................... 72

Figure 40: Vue en plan d'un dérasement ............................................................................ 73

Figure 39: Coupe Verticale d'un dérasement ...................................................................... 73

Figure 41: Coupe verticale d'une cunette ........................................................................... 74

Figure 42: Profil en travers mixte d'une route en piste ....................................................... 75

Figure 43: Schéma des traversées ....................................................................................... 77

Figure 44: Tracé de la ligne MT dans une carte 1/100000ème ............................................. 78

Page 6: Mémoire Topo correction

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Différenciation par catégorie de l’hydroélectrique ....................................... 4

Tableau 2: Classification des cartes, plans selon l’échelle ........................................... 15

Tableau 3: Données recueillies sur terrain ................................................................... 39

Tableau 4: Données recueillies sur terrain corrigées .................................................... 40

Tableau 5: Coordonnées observées .............................................................................. 40

Tableau 6: Côtes après la compensation....................................................................... 43

Tableau 7: Caractéristiques techniques du Barrage ...................................................... 51

Tableau 8: Calage Topographique du Canal d’amené (TN) ......................................... 53

Tableau 9: Caractéristiques techniques du canal maçonné .......................................... 54

Tableau 10: Caractéristiques techniques du canal autoporté .......................................... 54

Tableau 11: Caractéristiques des points de calage topographique du bassin de décantation (TN) ................................................................................................................. 56

Tableau 12: Caractéristiques techniques du bassin de décantation ................................ 56

Tableau 13: Calage Topographique de la Chambre de mise en charge (TN) ................. 57

Tableau 14: Caractéristiques des points de calage topographique de la conduite forcée (TN) …………………………………………………………………………….58

Tableau 15: Caractéristiques techniques de la conduite forcée ...................................... 58

Tableau 16: Caractéristiques techniques de la centrale (Projet) ..................................... 61

Tableau 17: Calage Topographique de la restitution ...................................................... 62

Tableau 18: Valeurs indicatives des distances de freinage et de visibilité, valeur de rayon de raccordement ....................................................................................................... 74

Tableau 19: Caractéristiques techniques du site d’Ampasimbe Onibe .......................... 81

Page 7: Mémoire Topo correction

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LISTE DES ABREVIATIONS

PCH : Petite Centrale Hydroélectrique

MCH : Micro Centrale Hydroélectrique

JIRAMA : Jiro sy Rano Malagasy

W: Watt

kW: Kilowatt

MW: Mégawatt

GW : Gigawatt

ONG : Organisation Non Gouvernementale

GRET : Groupe de Recherche et d’Echange Technologie

rHYviere : Réseaux Hydroélectriques villageois : Energie et Respect de l’Environnement

ADER : Agence de Développement d’Electrification Rurale

EA : Energy Assistance

UE : Union Européenne

Q : Débit

Hb : Hauteur brute

Hn : Hauteur nette

Pb : Puissance brute

Pi : Puissance installée

R : Rendement

W : Travail t : durée de fonctionnement de l’aménagement en heures, f : coefficient lié aux variations saisonnières de débit pour des installa-tions au fil de l’eau.

MT : Moyenne Tension

BT : Basse Tension

APS : Avant Projet Sommaire

APD : Avant Projet Détail

RN : Route Nationale

Km : Kilomètre

m: Mètre

E: Est

N: Nord

Page 8: Mémoire Topo correction

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FTM: Foibe ny Taotsarin-tany ny Madagasikara

IGN : Institut Géographique National

POS : Plan d’Occupation du Sol

GPS : Global Positionning System

ε: Erreur graphique

Hz : Angle Horizontal

L : lecture des angles

G : Gisement

AV : Angle vertical

n: angle nadiral

i: angle de site

Vd: lecture droite des angles verticaux

Vg: lecture gauche des angles verticaux

CD: Cercle Droite

CG: Cercle Gauche

IMEL : Instrument de Mesure Electronique

Dh : Distance Horizontale

Di : Distance inclinée

H: Dénivelée

Emq : Erreur moyenne quadratique

: Ecart type planimétrique

: Ecart type angulaire

Ta : Tolérance angulaire

Tp : Tolérance planimétrique

Tz : Tolérance altimétrique

fa : Fermeture angulaire

fp : Fermeture planimétrique

fz : Fermeture altimétrique

TN : Terrain Naturel

S : Surlageur

U : Distance du talus à déraser

Page 9: Mémoire Topo correction

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INTRODUCTION

Madagascar a un fort potentiel hydroélectrique supérieur à 8 GW. Seulement 130 MW sont exploités dans l’ensemble de la grande île.

Le pays est vaste et composé en majeur partie du monde rural, 80% de la population totale vit en milieu rural. L’électrification rurale est une des activités indispensables au développement rapide du pays.

Seul 4% des communes rurales est électrifié depuis le début du 20ème siècle à Mada-gascar, ce chiffre estimatif montre qu’il est souhaitable de renforcer des programmes consacrés au montage du projet de développement rural comme l’hydroélectricité. Le cout d’investissement initial est assez cher mais le cout d’exploitation est assez faible par rapport aux autres modes de production d’énergie électrique.

On parlera dans cet ouvrage d’une étude d’aménagement d’une microcentrale hydroé-lectrique du site d’Andrianambo dans la commune rurale d’Ampasimbe Onibe en vue d’électrifier ce chef lieu de la commune avec une possibilité d’extension à la com-mune rurale de Mahavelona Foulpointe.

En général, l’établissement du plan d’aménagement hydroélectrique permet d’estimer la puissance proprement dite de l’aménagement et de donner déjà un aperçu global de l’évolution de la production d’énergie probable ultérieurement une fois que l’emplacement des différents ouvrages est bien déterminé. La puissance installée de l’hydroélectrique se base sur l’exploitation de la chute d’eau de la rivière et la dénive-lée 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.

L’emplacement de ces différents ouvrages nécessite des mesures topographiques pré-cises. L’objet de ce mémoire est de décrire les différentes interventions topogra-phiques indispensables à la réalisation de la MCH et de montrer l’importance de ces travaux (altimétrie et planimétrie).

On a divisé ainsi en quatre grandes parties le contenu de ce mémoire. Dans la première partie on parlera des généralités du secteur hydroélectrique, dans la deuxième partie on présentera la méthodologie et l’outil menant à l’établissement du plan de l’aménagement, la troisième partie nous exposera l’élaboration du plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo et la dernière partie décrira quelques impacts du projet de l’aménagement.

Page 10: Mémoire Topo correction

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Partie I: Généralités sur l’hydroélectrique

I. contexte générale sur l’hydroélectricité

1.1. Généralités Un recours plus important aux énergies renouvelables est une des conditions néces-saires pour prendre le chemin d’un développement durable. L’hydroélectricité constitue la première filière de production d’électricité primaire à l’échelle mondiale, et compte tenu du potentiel exploitable, devrait contribuer de façon non négligeable au développement durable. La petite hydroélectricité est une forme de production d’énergie répondant aux trois critères fixés dans la définition généralement admise pour les énergies renouvelables:

o pérennité des ressources, o respect de l’environnement (moyennant certaines précautions), o possibilité de production délocalisée.

1.1.1. Pérennité des ressources Les énergies renouvelables sont basées sur l’exploitation de flux naturels d’énergie : rayonnement solaire, cycle de l’eau, des vents et du carbone dans la biosphère, flux de chaleur de la terre, effet de l’attraction lunaire et solaire sur les océans. Ce sont donc des énergies inépuisables à l’inverse des énergies fossiles et minières (charbon, pé-trole, gaz naturel, uranium). L’énergie hydroélectrique est une énergie de flux qui utilise presque exclusivement la partie « terrestre » du cycle de l’eau, c’est-à-dire celle qui concerne l’écoulement de l’eau entre l’arrivée à terre des précipitations (pluies et neige) et le retour de l’eau à la mer. L’énergie hydraulique primaire se présente sous forme mécanique ; elle est donc aisé-ment transformable et avec de très bons rendements, en énergie électrique qui consti-tue la forme la plus souple d’utilisation de l’énergie.

1.1.2. Respect de l’environnement

L’hydroélectricité n’a recours à aucune combustion ; elle ne dégage donc aucun oxyde, et en particulier pas de dioxyde de carbone. Elle n’émet donc aucun gaz pou-vant concourir à l’effet de serre, qui est un problème environnemental majeur à l’échelle planétaire. Toute réalisation d’aménagement hydroélectrique soulève certes des problèmes d’environnement et d’aménagement de territoire : modification de l’écosystème local, impact paysager, modifications dans les usages de l’eau, etc. Mais dans la plupart des cas, les précautions, les règles de l’art et les solutions techniques permettent au-jourd’hui de limiter l’impact des MCH sur l’environnement local à un niveau tout à fait acceptable.

Page 11: Mémoire Topo correction

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1.1.3. Possibilité de production décentralisée

Le plus souvent, l’énergie hydroélectrique est disponible sur le territoire même de la nation qui souhaite l’utiliser. Cette énergie concourt donc à l’indépendance énergé-tique qui est une aspiration importante de la plupart des Etats. Elle représente de plus une énergie décentralisée, même si les régions de production sont principalement situées en zones montagneuses ainsi qu’en zones rurales. L’hydroélectricité peut s’installer donc dans des régions qui ont des chutes d’eaux qui répondent aux conditions de production en électricité etc.

1.2. 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 fré-quemment utilisées par la plupart des malgaches sont les bois. 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 (entreprise national d’eau et d’électricité) est le premier fournisseur de l’électricité à Madagascar, il tota-lise au moins 114 centres de production électrique dont 100 sont des centres alimen-tées par des groupes thermiques diesel et le reste par des centrales hydroélectriques. La production brute de JIRAMA estimé en 2007 s’élève 1 051 752 MWh avec 68.36% soit 719 082 MWh produites par ses centrales hydroélectriques, 15.40% soit 162 013 MWh par des centrales thermiques, 2.30% soit 24 203 MWh achetées auprès des four-nisseurs privés, 13.92% soit 146 450 MWh produites par des groupes loués et le reste provenant de système de production solaire. 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 éner-gétiques (bois, produits pétroliers, charbon de bois, etc.) au sein de la population mal-gache 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 dont j’ai effectué mon stage et il s’engage comme le promoteur du développement durable du pays dans le secteur.

Page 12: Mémoire Topo correction

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II. Notion générale des Petites Centrales Hydroélectriq ues

2.1. Définition d’une Petite Centrale Hydroélectriq ue

Une PCH se définit comme une installation de production énergétique, d’une puis-sance inférieure à 10000 kW, transformant l’énergie hydraulique d’un cours d’eau en énergie électrique[1]. On peut la catégoriser en fonction de la puissance installée cité dans le tableau sui-vant [9]:

Tableau 1: Différenciation par catégorie de l’hydroélectrique

CATEGORIE 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 Source : Guide pour le montage de projets de petite hydroélectrique

Mais dans la suite de cet ouvrage, on parlera du PCH au sens large c’est dire de l’ensemble des installations qui a une puissance inférieure à 10MW.

2.2. 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 considé-rable à travers une turbine accouplée mécaniquement à un alternateur et qui lui trans-forme en énergie électrique.

2.2.1 Les différents composants d’une Petite Centra le Hydroélec-trique

Le PCH est constitué de deux grandes parties telles que l’ouvrage de génie civil et les équipements électromécaniques.

• L’ouvrage de génie civil Les quatre éléments principaux de l’ouvrage du génie civil sont :

o les ouvrages de prise d’eau (digues, barrages),

Page 13: Mémoire Topo correction

5

o les ouvrages d’amenée et de mise en charge (canal d’amenée, conduite forcée et la chambre de mise en charge),

o la centrale o les ouvrages de restitution.

• Les équipements de production La centrale regroupe tous les équipements de productions de l’électricité qui sont : o La vanne de garde o La turbine : o L’alternateur : o Les organes de contrôle et de commande de l’installation. o Le transformateur : o La connexion au réseau électrique de transport (un transformateur est requis)

2.2.2 Les différents types de PCH On distingue trois types de centrale hydroélectrique selon leurs caractéristiques :

Les centrales au fil de l’eau

Les centrales de pied du barrage

Les centrales intégrées dans un canal ou un système d’approvisionnement en eau

Figure 1: schéma d'un aménagement hydroélectrique

Page 14: Mémoire Topo correction

6

Le programme rHYviere, pour son projet d’électrification adapte la centrale au fil d’eau et c’est ce que nous avons développé ci-après.

• Les centrales au fil d’eau

La centrale au fil d’eau applique la technique « d’aménagement gravitaire »de l’eau, et qui peut produire des puissances électriques considérables en fonction du débit ca-ractéristique d’étiage. La dénivellation ou la hauteur brute de la chute tient un rôle important aussi dans un type de centrale comme celui-ci. On peut grouper aussi le type de centrale selon la hauteur de chute et d’après le rappel des quelques formules de base permet de comprendre les principaux types de PCH :

o Les centrales de haute chute (Hauteur au-delà de 100 m)

Dans ce cas, la puissance est principalement liée au fort dénivelé entre la prise d’eau et le rejet. La conduite est l’ouvrage le plus important de ce type de centrale.

o Les centrales de moyenne chute (Hauteur comprise entre 30 m à 100m)

La puissance est liée à la fois à la hauteur de chute et au débit turbiné. On trouvera notamment ce type de PCH dans le Massif Central.

o Les centrales de basse chute (Hauteur au dessous de 30m) La puissance dépend alors du débit turbiné. Il n’y a en règle générale pas de conduite forcée, ou celle-ci reste très courte. L’ouvrage le plus important est le barrage ou la prise d’eau, le plus souvent construit en béton.

D’après ces classifications, le type de centrale développé par le programme rHYviere, est en générale la centrale au fil d’eau qui est assez simple et peut correspondre aux différentes hauteurs de chute. Dans notre cas, le site d’Ampasibe Onibe a une hauteur de chute brute de 11 m.

2.2.3 Aspects juridiques de l’Aménagement Hydroélec trique à Madagascar

2.2.3.1 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 do-maine de son étude.

Page 15: Mémoire Topo correction

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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[3] .

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 attri-butions des collectivités territoriales décentralisées

Loi 98-32 : portant réforme du secteur de l’électricité et ses décrets d’application

2.2.3.2 Servitude de passage

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 réalisa-tion 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.

La loi n° 2005-019 du 17 octobre 2005 fixant les principes régissant les statuts des terres a préconisé la présentation de lois spécifiques pour chaque statut[4] .

L’article n° 20 de cette loi sur la conservation et gestion du domaine public exprime la notion juridique concernant la servitude de passage [4] :

Art. 20 - Une servitude de passage de dix à vingt mètres de largeur selon les lieux et les circonstances, calculée à partir de rive avant débordement, est réservée sur les rives des cours d’eau, des lacs, étangs et lagunes dépendant du domaine public ainsi que sur le bord des îles se trouvant dans ces cours d’eau, lacs, étangs et lagunes[4] .

La même servitude est également réservée uniquement pour l’exécution des travaux d’entretient ou de réparation, sur les rives des canaux, drains et ouvrages de toutes sortes appartenant à la puissance publique et dépendant d’un réseau d’aménagement hydro agricole.

Page 16: Mémoire Topo correction

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III. Le programme rHYviere

3.1. 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 Ma-dagascar, qui a été proposé à financement à l’Union Européenne, dans le cadre de l’appel d’offre « Facilité Energie » en septembre 2006.

3.2. Présentation du programme Lancé en 2008 pour une période de 4 ans, 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 Madagas-car. 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.

3.3. L’objectif du programme L’objectif du programme rHYviere pendant la quatrième année de son existence est la réalisation de 8 réseaux hydroélectriques pilotes. Le programme prévoit au total la réalisation de 8 réseaux électriques ruraux alimentés par de turbines de moins de 200kW. Les régions d’intervention sont :

• l’Antsinanana

• le Vakinakaratra

• la Haute Matsiatra

• et le Vatovavy Fitovinany

Ces réseaux pilotes permettront le teste de solutions techniques et économiques adap-tées au contexte rural malgache. Ces réseaux de référence serviront d’outils de forma-tion et de démonstration pour le développement d’un service de l’électricité efficace et pérenne. Ces installations seront financées et gérées par des entrepreneurs locaux et subventionnées par le programme rHYviere qui apportera également un appui tech-nique et institutionnel.

Le programme rHYviere prévoit également le transfert de la technologie « micro tur-bine» à Madagascar.

Page 17: Mémoire Topo correction

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Des entreprises malgaches seront formées par des fabricants de micro turbines recon-nus pour leur savoir faire, afin que certaines parties des installations puissent être construites localement. La création d’un observatoire de l’électrification rurale.

En concertation avec l’ADER, une base de données sera constituée à partir des infor-mations fournies par les projets pilotes.

En apportant une vision claire et objective de l’évolution de la situation technique et socio-économique des projets, ce suivi favorisera le développement des modèles mis en place.

IV. La raison du stage

Le site d’une microcentrale hydroélectrique se trouve souvent dans une zone enclavé de conditions topographique et géomorphologie accidentée (difficile). Alors une étude d’aménagement du site doit être élaborée à chaque conception du projet de microcen-trale. Avant de définir l’objet du stage, on va définir quelques grandeurs caractéris-tiques de MCH relatives aux aspects cités ci-dessus.

4.1. Les grandeurs caractéristiques des MCH

Quatre grandeurs caractéristiques permettent d’évaluer l’importance d’un aménage-ment hydroélectrique et qui sont :

o le débit d’équipement, o la hauteur de chute, o la puissance de l’aménagement, o l’énergie électrique produite.

Le débit d’équipement (Q) est le débit maximum susceptible d’être turbiné par la cen-trale, c’est-à-dire le débit maximum absorbé par toutes les turbines lorsque celles-ci

fonctionnent ensemble à pleine puissance. Il s’exprime en [ /s]. 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 :

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- la puissance maximale brute qui exprime la puissance potentielle de l’aménagement en [kW] : Pb = 9,81 x Q x Hb - 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 hydroélectrique. Elle dépend de la puissance installée et du régime du cours d’eau. W = Pi x t x f 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.

4.2. Contraintes 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 Fanifarana. Elle demande beaucoup plus de temps par rap-port 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.

4.3. Objet du stage de mémoire

L’objet du stage de mémoire est de résoudre les éventuels problèmes reliés à la réalisa-tion d’installation d’une microcentrale (étude topographique et élaboration du plan d’aménagement hydroélectrique).

Dans ce présent ouvrage, on a proposé une étude technique qui aboutit à l’élaboration d’un plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo de la commune d’Ampasimbe Onibe.

On a effectué une descente sur terrain avec l’équipe du programme rHYviere le mois de décembre 2009. Deux autres descentes ont été faites les mois de Janvier et Février 2010 pour confirmer la variante retenue avec la même équipe. Les coordonnées utili-sées au cours de la réalisation de cet ouvrage sont restées fictives mais on a conseillé le responsable du projet de les rattacher avec les repères nationaux (points géodésiques

Pi = 9,81 x Q x H x R

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et les repères de nivellement) durant l’établissement de l’étude APD et dans la phase de construction.

V. Présentation du projet

5.1 Localisation du site

La commune rurale d’Ampasibe Onibe est située dans le district de Toamasina II, dans la région Antsinanana.

Le chef lieu de la commune est situé à 73 km au nord de la ville de Toamasina. Pour s’y rendre il faut parcourir 61 km sur la RN5 reliant Toamasina à soanierana Ivongo, puis emprunter 13 km de route secondaire vers l’ouest le long du fleuve Onibe. L’embranchement entre la RN5 et cette route secondaire est situé au nord du village de Foulpointe.

La chute d’eau d’Andrianambo sur la rivière Fanifarana, se situe à environ 7.8 km d’Ampasimbe Onibe en direction du Nord de la commune. Elle est accessible pour les 3.3 premiers kilomètres par une piste carrossable puis par un sentier pédestre qu’il faudra certainement aménager pour équiper le site.

Par rapport à la carte FTM (projection Laborde), le site du barrage est localisé en coordonnées géographiques :

Longitude = 49°24’04’’

Latitude=-17°34’44’’

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Figure 2: Carte de localisation

Projection Laborde Madagascar

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5.2 Objectif du projet

Le projet consiste à aménager le site d’Andrianambo pour installer une microcentrale hydroélectrique de 240 KW afin d’alimenter en énergie électrique le chef lieu de la commune et d’autres villages situés le long de l’aménagement (voir figures : 19 & 28).

Par ailleurs, la commune étant situé non loin de Foulepointe, aujourd’hui alimenté en électricité par un groupe électrogène de la Jirama; une extension du réseau d’Ampasimbe Onibe vers Foulepointe est donc envisageable.

De plus c’est le troisième APS qui doit être lancé pendant le temps d’action du pro-gramme rHYviere et entre dans le cadre des projets pilotes d’hydroélectrifications des communes rurales inclue dans les zones d’interventions citées sur la première partie de la chapitre II.

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Partie II: : Méthodologie et Outils

I. Rappel sur la topographie

Le mot Topographie est d’origine grec « topos » signifiant le lieuet « graphein » qui signifie décrire[4] . C’est donc la science qui donne les moyens de représentation graphique ou numérique d’une surface terrestre. Tous les projets de constructions des ouvrages du génie civil ou des projets d’aménagements ont en général recours à la topographie. Elle facilite la compréhen-sion de la forme du terrain naturel et de permettre le calcul de dimension des ouvrages à implanter. Il est mieux de définir certaines vocabulaires englobées le domaine de la topographie : Topométrie : Topométrie est une association des mots grec « topos » signifiant le lieu et « métrie » signifiant l’opération de mesurer. C’est donc l’ensemble des techniques permettant d’obtenir les éléments métriques indispensables à la réalisation d'un plan à grande ou à très grande échelle. Ces éléments nécessitent différentes mesures sur le terrain suivi de nombreux calculs, schémas et croquis. C’est un domaine vaste qui demande de nombreuses compétences aux quelles l’outil informatique est aujourd’hui indispensable[5]. Remarque : La différence entre les deux techniques Topographie et topométrie réside dans le fait qu’en topographie le terrain est représenté in situ alors qu’en topométrie les calculs et reports sont des phases ultérieures au travail sur le site. Topologie : La topologie est la science qui analyse les lois générales de la formation du relief par les déformations lentes des aires continentales appelées mouvements épirogéniques atténués ultérieurement par les actions externes : érosion due à la mer, au vent, à la glace, à l’eau et à la neige[4] .

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Cartographie : C’est l’ensemble des études et opérations scientifiques, artistiques et techniques inter-venant à partir d’observations directes ou de l’exploitation d’un document en vue d’élaborer des cartes, plans et autres moyens d’expression. Le tableau ci-après montre la classification des cartes en fonction de leur échelle et de leur finalité :

Tableau 2: Classification des cartes, plans selon l’échelle

Source : Livre Tome1

II. Méthodologie

Avant de développer la méthodologie menant à l’établissement de l’élaboration du plan d’aménagement d’une microcentrale hydroélectrique, on a intérêt à définir l’objectif de l’étude topographique dans un aménagement.

2.1. Objectifs généraux de l’étude topographique

Les objectifs généraux de l’étude topographique dans un aménagement hydroélec-trique sont d’établir les plans respectifs des éléments du site avec leurs profils en longs et en travers (plan du terrain l’emplacement du barrage, plan du tracé des ouvrages d’amené, plan du terrain d’emplacement de la centrale) et le plan général de l’aménagement. Ils devraient être représentatifs pour que les responsables du projet puissent évaluer la longueur, la taille de l’aménagement et d’en prendre la décision sur la fiabilité du projet. L’étude topographique qui permet de savoir la variation en alti-

Echelles Finalités 1/1 000 000 à 1/500 000 Cartes géographiques 1/250 000 à 1/100 000 Cartes topographiques à petite échelle 1/50 000, 1/25 000 (base), 1/20 000 Cartes topographiques à moyenne échelle

(IGN) 1/10 000 Cartes topographiques à grande échelle 1/5 000 Plans topographiques d’étude,

plans d’urbanisme 1/2 000 Plans d’occupation des sols (POS),

descriptifs parcellaires 1/1 000, 1/500 Plans parcellaires, cadastraux urbains 1/200 Plans de voirie, d’implantation,

de lotissement 1/100 Plans de propriété, plans de masse 1/50 Plans d’architecture, de coffrage, etc.

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tude 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’énergie poten-tielle de l’aménagement en fonction de l’emplacement de ces différents ouvrages du génie civil (comme la centrale, la chambre de mise en charge etc.).

2.2. Etude bibliographique

Après avoir bien fixé l’objectif à atteindre, l’étude bibliographique aide et donne une idée pour la réalisation des études techniques afin d’établir des plans d’aménagement hydroélectrique assez simples et efficace. Elle a conduit à définir les différentes opéra-tions qu’on a dû suivre pour que l’aménagement soit effectué avec des techniques modernes et adaptés au contexte du milieu rural. Elle est une étude théorique qui abou-tit à déterminer la relation entre les travaux topographiques et le secteur hydroélec-trique pour arriver à élaborer le plan d’aménagement hydroélectrique. Les livres con-sultés sont celles du programme rHYviere, LAUZON et DUQUETT, D’HOLLANDER, Frédéric VISA et du Hervé BRUNEL.

2.3. Consultation et analyse des documents topograp hiques

La consultation des documents topographiques est une opération liée à l’étude biblio-graphique mais purement technique et de façon pratique, elle se fait avant la spécifica-tion de la méthode apportée aux travaux de levés topographiques. Elle n’est pas une simple consultation toute courte mais avec des analyses en rapport direct sur le sujet.

Les documents à consulter sont :

Les cartes topographiques 1 / 100000ème incluant la commune d’intervention et le site du FTM

Image orthophotoi (pour plus de précision sur le passage de la ligne MT, mais durant la mission, on n’a pas disposé de ces ortophotos)

Image google earth

Ces documents permettent à priori de localiser le site en coordonnées liées à la projec-tion Laborde Madagascar. Et l’acquisition de ces documents accède à la compréhen-sion du comportement topographique de la zone à intervenir et sa variation en relief (courbes de niveaux). On peut tracer préalablement la ligne MT sur la carte topogra-phique en connaissant l’aspect et la forme indiqués dans les cartes et le reste à vérifier sur terrain.

i Image ortophoto : c’est une image raster géoréférencée (rattachée à un système de coordonnées)qui montre la vue en plan du lieu à un moment donné

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2.4. Choix des échelles avec les précisions

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 toujours de l’erreur maximale à celle de l’erreur graphique (eg=1/10 mm) qui conduit à définir les échelles à utiliser durant les travaux topographiques.

2.5. Détermination et choix de la méthode de lever

Tout d’abord, les méthodes de lever et les moyens à mettre en œuvre sont dépendants de plusieurs facteurs qui ont une influence directe sur les résultats du levé.

Dans ce paragraphe, nous allons voir les deux types de méthode de lever le plus fré-quemment utiliser par les topographes lors des travaux topographiques tels que :

La méthode traditionnelle

La méthode moderne

• 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, gonio-mètres, goniographes, théodolites, tachéomètres optico-mécaniques, boussoles, jalons, équerres optiques...

• 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. Les différents paramètres à tenir compte lors de l’établissement des plans topogra-phiques sont :

la destination du plan (analogique, numérique…) ;

l’objet du plan ;

la précision recherchée ;

la nature du terrain (relief, masques, couvert, étendue, distance des points...)

la disponibilité du matériel dans l’entreprise ;

le cahier des charges, le prix de revient du marché et les délais impartis.

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La description de ces deux méthodes nous permet de tirer une conclusion sur le choix de méthode menée à la réalisation de l’étude technique du site d’Andrianambo.

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.

2.6. 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 d’aménagement de la microcentrale hydroélectriques.

2.6.1 Lever de détails

2.6.1.1 Définition du lever de détails Le lever de détails est l’ensemble des opérations intervenant dans un lever topogra-phique et consistant à déterminer à partir des points du canevas d’ensemble, polygonal ou de détails, la position des différents objets d’origine naturelle ou artificielle existant sur le terrain. 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 con-duite d’amenée, le talweg, la berge de la rivière, l’emplacement de 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 levé, nom donné au document résultant d’un lever, est destiné, éventuellement après traitement numérique, à l’établissement de plans graphiques ou numériques : c’est la phase de report.

2.6.1.2 Principe de base Le principe de base dans le lever de détails topographique se concentre à trois pro-blèmes fondamentaux que le topographe doit tenir compte :

Les détails à lever Le degré de précision Les mesures à effectuer

i. Les détails à lever

Le choix des détails à lever dépend essentiellement de deux caractéristiques telles que leur type et leur taille. Les plans topographiques ont des destinations différentes. Il faut donc effectuer une sélection des détails à lever en fonction du type de plan à éla-borer. La taille minimale des détails à lever est directement liée à l’échelle du plan et on admet en général que le pouvoir séparateur de l’œil humain est d’un dixième de millimètre. Les détails non représentables ne sont pas levés. Pour les plans numé-riques, susceptibles de générer des plans graphiques à différentes échelles, il faut se référer au cahier des charges.

Les détails à prendre sont toujours relatifs à l’échelle de chaque destination des plans.

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ii. Précision du lever planimétrie et altimétrie

Comme on a vu ci-dessus la dépendance entre les détails et l’échelle du plan en plani-métrie, alors la précision d’un plan est liée à celle du lever et implique directement la précision avec laquelle les détails sont levés. Les plans peuvent être classés suivant le type de lever : expédié ou régulier, ou en catégories, P1 à P7 et A1 à A7 (référence arrêté du 21 janvier 1980 de la méthodologie complète norme française)ii[5] . L’échelle d’un plan ou d’une carte est définie par la formule :

(1)

L’échelle E est donc le rapport d’une dimension mesurée sur le plan par la dimension homologue sur le terrain. Un lever est dit régulier si la détermination des détails est effectuée avec une erreur qui, réduite à l’échelle du levé, est inférieure ou égale à l’erreur graphique, soit un dixième de millimètre 1/10ème mm, plus petit écart perceptible à l'œil sur le plan et d’ailleurs c’est ce qui est écris dans le sous paragraphe &.1.4. Dans le cas contraire, le lever est dit expédié. A partir des précisions voulues qu’on détermine l’échelle du lever et les détails à prendre durant les travaux topographiques. Soit p : la précision exigée dans le cahier des charges E : l’échelle à déterminer e : le facteur d’échelle ; ε: L’erreur graphique qui est égale à 1/10mm

Alors e est donné par la formule :

e = p ε

or ε=

donc :

(1)

Et E donné par :

iii. Les mesures à effectuer

Le principe fondamental de la topographie, qui consiste à aller de l’ensemble vers les détails, doit être strictement respecté : les points de détail seront donc rattachés si pos-sible à un canevas, même si celui-ci se compose uniquement de quelques points, d’une

E=

E =

e = p 10

(2)

(3)

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simple ligne d’opération ou, à la limite, d’une façade, par exemple. Un lever correcte-ment mené doit assurer un maximum d’homogénéité entre les différents points de dé-tails. Chacun sera donc rattaché, si possible, par un minimum de mesures courtes et indépendantes, par exemple un angle et une distance, une distance sur un alignement, deux angles, etc.).

2.6.1.3 Méthode de mesure

Dans cette partie, nous allons voir la méthode utiliser pour les mesures des angles, distances et la détermination des altitudes.

i. La mesure des angles [4]

1) La mesure des 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[4] . Souvent, l’unité affectée à cette mesure est le Grade ou Gon.

a. Le principe

Après la mise en station de l’appareil, l’opérateur fixe et vise une référence qui doit être un point stable ou un repère fixe, la lecture obtenue sera la référence. Toute fois, la plupart des opérateurs topographiques initialise la lecture à 0 mais ce n’est pas obli-gatoire surtout lors de l’utilisation de l’appareil station total.

Tant qu’on a terminé cette opération on peut procéder au lever des détails en une même station.

Figure 3: Schéma de l'angle horizontal

Formule de l’angle horizontale :

(4) HzAB = LB – LA

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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 dernière station.

b. Calcul de gisement

Le gisement est un angle horizontal mesuré positivement dans le sens d’une aiguille d’une montre entre l’axe des ordonnées du système de projection et une direction don-née[4] .

Figure 4: Représentation graphique du gisement

La relation entre le gisement GAB et GBA est GBA = GAB + 200

c. Gisement Go de station

Le G0 de station (noté aussi V0) est une constante d'orientation de la station qui, ajou-tée à une lecture d'angle horizontal sur un point P visé, donne le gisement de la direc-tion AB. C'est aussi le gisement du zéro du limbe, soit l'angle entre la direction de l'axe des or-données du repère et le zéro du limbe de l'appareil stationné[4]. Le gisement de la direction AB est défini par :

Figure 5: Représentation graphique du gisement Go

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Donc (5’)

Cette formule est applicable quelque soit le type de l’appareil topographique qui admet de cercle horizontal et de même c’est la formule que le logiciel de traitement des don-nées topographique utilise.

d. Détermination des coordonnées à partir du gisement et la distance horizon-tale

On peut avoir les coordonnées planes d’un point à partir du point de station connu dans un système rectangulaire en connaissant le gisement et la distance horizontale entre deux points.

Réciproquement on peut déduire le gisement en connaissant les coordonnées planes de deux points.

Soit :A(XA ; YA), B(XB ; YB)

On a alors :

2) La mesure des angles verticaux

L’angle vertical est l’angle mesuré sur le plan vertical du lieu, la lecture se fait donc suivant le cercle vertical. Toute fois, l’origine des angles verticaux est le zénith.

Parfois, il existe des appareils dont les origines sont le nadir, celle-ci n’affecte aucune erreur aux résultats par rapport aux lectures obtenues à partir de la direction zénithale mais c’est tout simplement les lectures lues qui sont différenciées.

On note V : l’angle zénithal

n : l’angle nadiral

i : l’angle de site

G0 = GAB-LAB

GAB = Arctan ( )

(7)

∆X= sin "

∆Y= cos " (6)

GAB = G0+LAB (5)

Page 31: Mémoire Topo correction

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La relation qui lie ces trois angles est :

n = 200 – V

i = 100 – V

n – i =100

Les lectures des angles peuvent effectuer en CG ou en CD pour tous les appareils to-pographiques ayant un cercle vertical, mais celle-ci dépend de la précision à recher-cher lors du levé.

La relation théorique qui lie les deux lectures sur le cercle gauche et le cercle droite est : Vd = 400- Vg (à peu près)

Vd : lecture lue sur le cercle droite

Vg : lecture lue sur le cercle gauche

On n’est pas obligé de lire en même temps le CG et CD surtout en utilisant des appa-reils qui ne permettent pas d’effectuer la lecture de ces deux cercles (exemple pour le tachéomètre numérique superposé par une distancemètre).

Figure 6: Représentation graphique de l'angle vertical

ii. La mesure de distance

La mesure de distance se fait avec la méthode d’IMEL ou distancemètre et c’est le plus adapté dans les travaux topographiques dans un tel projet et la précision à respec-ter.

• Principe de mesure

Le principe de mesure de l’IMEL se différencie évidemment avec les appareils topo-graphiques de type mécanique(ou analogique).

La distance obtenue par IMEL est souvent la distance suivant la pente mais on peut avoir la distance horizontale directement en changeant l’option de mesure.

Page 32: Mémoire Topo correction

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Pour mesurer une distance Di entre deux points au moyen d’un IMEL, il suffit de sta-tionner 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 distancemètre.

Un train d’ondes est envoyé à partir de la distancemètre 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.

La formule qui relie la distance inclinée et la distance horizontale est :

(8) i : l’angle de site Di : la distance inclinée Dh : la distance horizontale Si on calcule à partir de l’angle vertical

V : l’angle vertical

Figure 7: Mesure de distance

iii. Mesure altimétrique

La méthode qu’on a développée durant le levé pour la détermination des cotes est la méthode de nivellement indirect basée sur l’utilisation de l’appareil station total.

L’avantage est qu’on a pu lever de nombreux points en altimétrie tant qu’en planimé-trie en même temps.

Dh = Di cos i

Dh = Di sin AV

(9)

Page 33: Mémoire Topo correction

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• Principe du nivellement indirect

Le nivellement indirect permet de déterminer la dénivelée notée H entre la station S d’un appareil topographique (théodolite ou bien station total) et un point visé A.

On détermine la dénivellation entre deux point après la connaissance de la distance inclinée suivant la direction Di et l’angle vertical de direction zénithale noté V[4] .

Figure 8: Mesure altimétrique

Notre lever a été limité sur une moyenne portée c'est-à-dire qu’une mesure de distance toujours inférieure à 1500 mètres.

La distance horizontale est donnée par la formule :

(10)

On peut déterminer directement la dénivelée HSA à partir de la distance inclinée ob-servée Di :

(11)

Nous pouvons également déterminer la dénivelée en connaissant la distance horizon-tale Dh :

(12)

Dh = Di Sin AV

HSA = HI + Di Cos AV – HP + NA

HSA = HI + Dh Cotan AV – HP + NA

Page 34: Mémoire Topo correction

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Dh Cotan AV est appelé aussi la dénivelée instrumentale notée Hi

iv. Erreurs et tolérances [3]

Il existe plusieurs erreurs qui peuvent affecter les résultats des mesures lors de levé effectué sur le terrain. La connaissance des erreurs et tolérances sont indispensables afin de corriger les valeurs obtenues après le levé sur terrain.

a. Ecart-type angulaire et distance

La formule générale de l’écart type [5] est:

ei= représente tous les écarts

d’orientations

N= nombre total d’écart d’orientation

ei

L’appareil topographique que nous avons utilisé pendant les travaux réalisés sur ter-rain admet un écart type angulaire de 2mgon soita=&2mgon et écart type planimé-trique de 2cm par mesure soit =&2cm.

b. Tolérances

• Tolérance angulaire

La tolérance angulaire est donnée par la formule :

• Tolérance planimétrique

n : nombre des cotés (dans le cas d’une fermeture par triangulation on a n= 3)

• Tolérance altimétrique en nivellement indirect

La tolérance altimétrique complète est donnée par la formule suivante :

Hi Dh Cotan AV

Emq='∑ )*)+,)+-.

Tp= 2,7 √0

Tz= √1234

(14)

(16)

(17)

Ta= 2,7 √0

(15)

(13)

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Avec Ti est l’écart entre deux déterminations indépen-dantes sur une même dénivellation

Ti est égal :

2.6.2 Inventaires des propriétaires des terrains to uchés par les tracés du projet

Le tracé du projet de l’aménagement peut être sur des terrains appartenant aux proprié-tés publics ou privés. Un inventaire doit être établi pour savoir réellement la caractéris-tique juridique de la parcelle touchée par le projet. Il était effectué durant la descente de l’équipe rHYviere sur terrain. Le but de l’inventaire des propriétaires des terrains touchés par le projet est en général de prendre de mesure pour éviter tous problèmes qui pourront survenir au cours des travaux de réalisation.

L’expropriation ou négociation avec les propriétaires des terrains touchés par le projet d’aménagement hydroélectrique sera la disposition à prendre. La commune cible du projet engagera la résolution possible avec les propriétaires du terrain dans le cas où le tracé du projet passera sur des domaines privés.

Les données à collecter durant l’inventaire sur terrain étaient essentiellement :

• les noms des propriétaires du terrain

• situation juridique (titré et borné ou non)

• occupation du sol

• nature de l’ouvrage à implanter.

2.7. Outils à mettre en œuvre

Cette partie exposera 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 amé-nagement hydroélectrique tel que :

• L’outil humain

• L’outil matériel

2.7.1 L’outil humain

C’est tous les équipes qui ont participé à l’achèvement des travaux techniques sur ter-rain relatifs au projet. Elle est formée par les équipes du programme rHYviere et des employés locaux.

(18) Ti= '4 6 73 6 394:3043 6 403. <=>43 6 ?@

A Di : Distance inclinée BCDE Dh : Distance horizontale BCDE

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• Composition de l’équipe du programme rHYviere

o Un chauffeur

o Un responsable chargé de l’étude hydrologie

o Un responsable chargé de l’étude du génie mécanique

o Un responsable chargé de l’étude du génie civil

o Un responsable chargé de l’étude topographique du site qui était moi le stagiaire.

o Un aide topographe

On est au nombre de six au total qui ont participé à la descente sur le site et chacun a tenu sa responsabilité selon sa spécialité.

• Les équipes recueillies sur terrain

Les équipes recueillis sur le terrain sont composées des "Tangalamena" et des jeunes vivant prés du village d’Andrianambo sous la proposition du Maire d’Ampasimbe Onibe. Ils ont été en nombre de neuf au total et partager en trois (3) 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 :

o L’équipe du Génie Civil y compris la topographie

o L’équipe du Génie mécanique

o L’équipe hydrologique

2.7.2 L’outil matériel

C’est l’ensemble des matériels à mobiliser et à disposer durant l’étude technique effec-tuée sur le terrain jusqu’au traitement des données sur bureau.

Concernant les matériels à déployer durant les travaux topographiques pour la contri-bution à l’élaboration du projet d’aménagement du site d’Andrianambo, ils sont rela-tifs directement à la méthode choisie citée dans la méthodologie (titre II).

On peut récapituler comme suit les matériels nécessaires à utiliser pour la réalisation de l’étude topographique dans un projet d’aménagement hydroélectrique :

• Une voiture 44

• Appareils topographiques avec ses équipements

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• Des piquets en bois

• Teinte rouge pour marquer les piquets

• Un ordinateur

• Logiciels de traitement des données (Autocad, covadis, ArcGIS)

Les appareils topographiques employés pendant le lever sur terrain sont principale-ment :

o Station total

o GPS

2.7.2.1 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 distancemètre 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 topogra-phiques 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 rectan-gulaires 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 dis-tance horizontale.

La figure N°9 nous montre l’appareil Station Total que nous avons utilisé pendant les travaux topographiques

Figure 9: Appareil station total (T1000 + DI1000)

Page 38: Mémoire Topo correction

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2.7.2.2 Le GPS

Le GPS ou Global Positionnement System est un appareil pouvant être utilisé dans les travaux topographiques ou de navigation selon son type et la précision qu’il possède.

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.

L’établissement des méthodes à déployer avec précision permet d’accéder facilement à l’élaboration du plan d’aménagement hydroélectrique que l’on trouvera dans le cha-pitre suivant.

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Partie III: Elaboration du plan d’aménagement hydroélectrique d’Ampasimbe Onibe

I. Démarche en vue de l’élaboration du plan d’aménagem ent

Notamment, la démarche qu’on évoque dans cette partie a été passée sur le terrain, on l’a divisé en quatre étapes telles que la reconnaissance du site, l’analyse technique, choix de la variante et le lever topographique.

1.1. La reconnaissance du site

La reconnaissance est une visite du site avec l’équipe technique et les « Tangalame-na » vivant prés du site d’Andrianambo, l’objectif de la reconnaissance a été de voir réellement la situation et le comportement du terrain afin d’établir la méthode menée à l’élaboration du plan d’aménagement.

Elle permet de procéder à des analyses techniques du terrain d’implantation des ou-vrages du génie civil. Ce moment même était l’occasion de concevoir le croquis cor-respondant aux détails à lever.

1.2. Analyse technique du site

L’analyse technique converge généralement sur l’aspect géomorphologique et topo-graphique du site.

C’est une étude peu complexe mais qui vise essentiellement à trouver des propositions de l’aménagement à réaliser.

Dans cet ouvrage, on focalise notre étude sur les travaux topographiques pour établir le plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo.

1.2.1. Le site du barrage

La première intervention de l’analyse technique du site a été effectuée sur l’endroit de l’emplacement du barrage. On a constaté qu’il est constitué par des formations ro-cheuses le long de son tracé. En général c’est une formation de gneiss qui permet l’installation du barrage en poids et sans craint sur le sujet d’accrochage de la fonda-tion. L’existence des écrans rocheux sur les côtés gauche et droite de la chute sujette de l’étude permet la conception des murs d’accrochages du corps de barrage.

La chute d’eau admet une hauteur satisfaisant aux conditions techniques d’un MCH pour être exploité dans un projet d’électrification et une vitesse d’écoulement suffi-samment élevée que l’on montrera dans la partie suivante.

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Figure 10: Chute d'eau d'Andrianambo

1.2.2. Les conduites d’amenée

On a considéré les deux rives gauche et droite pour l’analyse du terrain d’implantation des conduites d’amenées.

À l’endroit de la rive droite du côté de l’emplacement du barrage présente un écran rocheux de type gneiss de trois mètres de hauteur environ avec une pente assez faible. Cette caractéristique géomorphologique permet la stabilité de la conduite d’amenée. Dans cette même rive, le terrain est assez régulier jusqu’au l’emplacement probable de la chambre de mise en charge même s’il y a quelque passage difficile (talweg d’environ trois mètres de largeur).

On a constaté également que la rive droite est presque couvert des végétaux grâce à son caractère pédologique de type argilo-latéritique, alors on a deux choix pour la réa-lisation de la conduite soit maçonnée ou en terre puisqu’ on ne court aucun risque d’érosion ou d’affouillement pendant sa mise en service mais il faut prévoir son entre-tien.

La rive gauche présente un écran rocheux à forte pente de même type géomorpholo-gique que la rive droite. On a remarqué visuellement une laisse de crue le long de la berge qui constitue le chemin le plus court de cette rive. Le terrain d’implantation pro-posé pour les ouvrages d’amenés de cette variante est formé généralement par un ca-ractère pédologique sable-limoneux. Il n’y a pas d’accès possible sur le transport des matériels qu’en traversant la rivière Fanifarana, pour cette variante on doit prévoir un ouvrage de franchissement qui pourra augmenter le budget du projet.

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Figure 11: Emplacement du barrage et les deux rives

1.3. Choix de la variante à retenir pour la conduit e d’amenée

Le choix de la variante résulte de nombreux critères techniques tels que l’aspect topo-graphique, l’aspect géomorphologique du site, ainsi que la taille et le type d’ouvrage à implanter etc. Après avoir effectué la reconnaissance et l’analyse du site à intervenir, une variante correspondante aux critères exigés a été tirée pour permettre la rédaction et l’étude de l’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo.

La seule qui satisfait les différentes contraintes techniques et économique est la rive droite du barrage. D’ailleurs, la voie d’accès sur ce site ne présente pas un franchisse-ment assez grand par rapport à la rive gauche.

A partir de la variante retenue qu’on a amené l’étude et la disposition de chaque ou-vrage. On a procédé également le levé topographique pour savoir effectivement la variation d’altitude et le positionnement de chaque tracé jusqu’à la restitution.

Figure 13: Formation rocheuse au niveau de la rive droite

Figure 12: Vue de la rive droite

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1.4. Acquisition des données topographiques

Un tel projet nécessite primordialement un levé topographique de la zone touchée par l’aménagement. Il est le seul qui permet la prise de décision sur le tracé des conduites et l’emplacement des ouvrages du génie civil et l’emplacement du bâtiment de la cen-trale hydroélectriques.

Pour cela, on établi un lever topographique planimétrique et altimétrique en même temps avec un appareil station total depuis le site d’implantation du barrage jusqu’à l’emplacement de la centrale. On a procédé le même lever pour le réseau MT et la voie d’accès.

Les données topographiques collectées sur le site permettent de dresser les différents plans, profils en long et profils en travers représentatifs du comportement du terrain naturel sujet d’implantation des ouvrages du génie civil et la piste d’accès. Lui-même accède à la discussion du choix des côtes sur la disposition de la centrale afin d’obtenir une meilleure rentabilité en énergie hydraulique transformée en énergie électrique.

1.5. Traitement

Le traitement des données topographiques acquises sur le terrain s’effectue numéri-quement avec le logiciel Covadis-Ver200x-8 et le logiciel ArcGIS pour la cartogra-phie.

Le logiciel Covadis-Ver200x-8 permet de convertir les données brutes tel que l’angle horizontal, l’angle vertical et la distance inclinée de l’appareil station total en coor-données triangulaires (X, Y, Z) qui sont faciles à exploiter pour les travaux d’aménagement et d’implantation des ouvrages.

Les données sont saisies sous forme GeoBase avec l’extension « .geo » et importées directement dans l’environnement Covadis.

II. Elaboration du plan d’aménagement

2.1. Objectifs

Cette partie est consacrée à l’élaboration du plan d’aménagement du site d’Andrianambo Ampasimbe, sujet de cet ouvrage.

Les objectifs généraux de l’élaboration du plan d’aménagement 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 dimension-ner les ouvrages à partir des données topographiques ;

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• 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’évaluer la longueur du réseau MT;

• 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.

Parmi les objectifs cités ci-dessus, le montage d’un guide de réalisation d’aménagement hydroélectrique est considéré aussi comme le plus urgent à réaliser.

2.2. Problématiques

Les problématiques rencontrées systématiquement lors d’une étude d’aménagement hydroélectrique sont souvent relatives aux comportements géomorphologique, topo-graphique, hydrologique du site du projet.

Dans le cas du site d’Andrianambo Ampasimbe, on peut citer quelques problématiques dont on a dû tenir compte avant d’effectuer l’étude technique proprement dit tel que :

• 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 ;

• L’estimation des hautes eaux pendant la saison de pluie et la crue cinquante-naire ;

Nous avons focalisé notre étude sur l’élaboration du plan d’aménagement hydroélec-trique à partir de ces problématiques qui sont en relation avec l’objet du stage.

2.3. Méthodes utilisées

Pour arriver à l’élaboration d’un plan d’aménagement, on a effectué différentes études en suivant la méthodologie précitée dans la partie II. Ainsi, on a procédé à l’étude to-pographique de chaque lieu d’implantation des ouvrages et le tracé du réseau MT. Après le lever des détails sur terrain, on a traité les données avec le logiciel topogra-phique Covadis et le logiciel ArcGIS.

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Les méthodes et les techniques établies pendant la réalisation du plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo citées dans ce chapitre peuvent être proposées et appliquées dans d’autres études d’aménagement.

On va voir dans les sous chapitres suivantes la réalisation de chaque terrain d’implantation des ouvrages nécessaires à la réalisation du projet avec les techniques menant à sa finalisation.

2.4. Aperçu général de l’aménagement

L’aménagement ainsi conçu répond aux critères technique et économique pour assurer la rentabilité du projet. On peut conclure un aperçu général de l’aménagement une fois que l’analyse sera faite.

Dans le cas du site d’Andrianambo commune rurale Ampasimbe Onibe, le type de centrale à réaliser sera « la centrale au fil de l’eau de basse chute » puisque la hauteur ne présente qu’une dizaines de mètre de dénivellation.

L’implantation de l’aménagement sera sur la rive droite, et comprendra un barrage poids de forme trapézoïdale reposant sur des sols rocheux et une prise d’eau servant à entonner une certaine quantité d’eau vers les ouvrages aval. Ce barrage est en général en maçonnerie de moellon reposant sur du béton pour assurer la stabilité de la fonda-tion ou en béton armé selon la nécessité et la possibilité du projet.

Un canal d’amené permettant le transport de l’eau de la rivière déviée à partir de la prise jusqu’à la chambre de mise en charge sera implanté sur le site Dans cette conception, la chambre de mise en charge permet d’assurer en permanence que la conduite forcée sera en eau. Cette conduite forcée à forte pente sera donc im-planté à partir de la chambre de mise en charge jusqu’à la centrale et qui assurera la mise en charge l’eau pendant son écoulement pour faire tourner les pales de la turbine. L’aménagement comprend également une usine contenant les différents équipements électromécanique et l’ouvrage de restitution. Les cotes obtenues à partir d’une étude topographique permettent seules seule d’accéder au choix de l’emplacement de chacun des ouvrages de l’aménagement. En résumé, l’aménagement est de type de centrale MCH avec les différentes compo-santes constitutives de l’hydroélectrique

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Figure 14: Schéma de l'aperçu général de l'aménagement hydroélectrique d'Andrianambo

2.5. Réalisation du plan d’aménagement des ouvrages du génie civil

2.5.1 Etude topographique

On estime visuellement le passage de la bande d’étude à intervenir et on effectue le piquetage du tracé des conduites. Après on cherche le lieu où on stationnera l’appareil de façon que trois station se voit entre eux (pour fermer le levé) et qu’on pourra aussi lever beaucoup de nombre des points des détails.

2.5.1.1 Fermeture par polygonation

Pendant la réalisation des travaux topographiques dans le cadre de l’élaboration du plan d’aménagement d’Ampasimbe, on a déployé la méthode de fermeture triangu-laire. Cette méthode est plus pratique lorsqu’on effectue de levé topographique dans la zone rurale.

Le principe de cette méthode est qu’on doit avoir trois points de station qui se voient entre eux en tous sommets du triangle et son côté (distance entre station) dans le sys-tème de coordonnées planes doit être aussi sensiblement égale, ce qui ramène que ce

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triangle semble à un triangle équilatéral. On a effectué des visées distantes de 100m environ pour les trois côtés du triangle.

Figure 15:Schéma de principe de la Polygonation

S1, S2, S3 : sommets du triangle des trois stations ;

a, b, c : cotés du triangle ;

Ω, Σ, ∆ : angle intérieure de chaque sommet respectif ;

VS1S3 : Gisement respectif des stations S1S3 ;

VS3S2 : Gisement respectif des stations S3S2 ;

VS2S1 : Gisement respectif des stations S1S2 ;

a = S1S2 ≈ 102 m

b = S2S3 ≈ 99 m

c = S3S1 ≈ 99 m

a ≈ b≈ c ≈ 100 m Ω≈ Σ≈ ∆ ≈ 66 gon

Le site contenant l’emplacement du barrage, les conduits d’amenées, la chambre de mise charge et la centrale sont levés à partir de ces trois points de stations, donc on a pu procéder à la fermeture triangulaire.

Les coordonnées (X, Y) du point de la première station S1 sont des valeurs obtenues à partir du GPS, mais tandis que la côte Z est fictive.

Coordonnées S1th :

F?= 4003127,06m

G?= 4604664,20m

H?= 100,00m

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2.5.1.2 Correction angulaire

Les données angulaires brutes obtenues sur terrain sont dans la troisième colonne du tableau N°5 ci-dessous :

Tableau 3: Données recueillies sur terrain

Station Visé Lecture angle horizon-tale(en gon)

Angle Horizontale inté-rieure Hz (en gon)*

S1 S2 344,487 65,720

S3 10,207

S2 S1 80,750 65,644

S3 15,105

S3 S2 163,129 68,643

S1 94,486

(*) : Déterminer à partir de la formule N°4

• Fermeture angulaire

ΣHzobs= 200,007gon

ΣHzth= 200,000gon

La fermeture angulaire est donnée par la formule N°19

donc, nous avons fa= 7mgon

• Tolérance angulaire

La tolérance angulaire est celle stipulée par la formule N° 14

Avec σa= &2mgonn= 3

HzDG = LD – LG

fa= ΣHzobsIΣHzth (19)

Ta= 2,7 √0

fa= 7mgon

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donc, Ta=9,35J9

On constate que : faKTa;

• Compensation

Comme faKTa, alors Ca=Ifa ; Ca=I7

et ;

C= I2,3mgon ; (i= 1, 2,3)

On peut diviser en 22mgon et 13mgon en arrondissant C Les valeurs des angles horizontales après compensation sont :

Tableau 4: Données recueillies sur terrain corrigées

Station Visé Lecture angle horizon-tale(en gon)

Angle Horizontale inté-rieure Hz (en gon)*

S1 S2 344,488 65,718

S3 10,206

S2 S1 80,748 65,642

S3 15,106

S3 S2 163,128 68,640

S3 94,488

2.5.1.3 Calcul des coordonnées

En utilisant les formules N°6 et N°11, on a trouvé les coordonnées respectives de chaque station dans le tableau ci-dessous :

Tableau 5: Coordonnées observées

Station XobsBME YobsBME ZobsBME S2 4003026.42 4604646.60 103.92

S3 4003062.09 4604739.53 106.96

S1 4003127.04 4604664.23 100.03

D’après ce tableau N° 6, on constate que nous avons des valeurs différentes pour la station S1 observé noté S1th et S1 calculé noté S1calc.

Ta=9 mgon

C=NO (20)

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S1obs: FPQR= 4003127.04 m; GPQR= 4604664.23m;HPQR=100.03m

• Fermeture planimétrique fxy

La fermeture planimétrique est donnée :

Or ST= FPQR I F?

Et fy = GPQR I G?

Donc on a fx = I2 cm

fy =3 cm

STU= 3,6 cmJ 4 cm

• La tolérance planimétrique du levé

D’après la formule N°16, la tolérance en planimétrique est :

Avec n=3 et =2cm

donc,

Tp=7,64J8cm

alors on peut tirer que STU<Tp, c’est qui nous permet de corriger les coordonnées de

chaque station.

• Compensation en x et y

Comme STU<Tp, alors on peut déterminer les corrections apportées à chaque point de sta-

tion :

<T=IST=2

<U=ISU=I3

avec :

donc : CVW=0,7cmen arrondissant on peut avoir 2x1cm

STU ='ST4 6 SU4

Tp= 2,7 √0

(21)

STU= 4 cm

Tp=8cm

CVW=NX

CYW=NZ

(22)

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et CYW=I1 cm ;(j= 1, 2,3)

2.5.1.4 Correction en altimétrie

• Fermeture en altitudefz

La fermeture fz est donnée par la formule N° 23

Donc on a :

• Tolérance en altitude Tz

D’après les formules N°17 et N°18 la tolérance complète et la tolérance sur une même dénivellation indépendante entre deux points sont :

Avec ;

Pour chaque dénivellation entre deux stations on a trouvé :

:1PQR,:2PQR : T1=2,8J3 cm

:2PQR,:3PQR : T2=2,8J3 cm

:1PQR,:2PQR : T3=2,8J3 cm

Donc Tz='∑ 23\]

Alors

Les résultats obtenus ci-dessus nous montrent que S _Tz, donc on peut corriger les valeurs des côtes de chaque station.

• Compensation des altitudes

Comme S _Tz, alors on peut procéder à la correction des côtes des altitudes :

Cz=IS =I3 cm

Avec

S =HPQR I H?

Tz= √1234

(23)

S =3 cm

Ti= '4 6 73 6 394:3043 6 403. <=>43 6 ?@A

Tz= 3 cm

C W=ab (24)

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Donc C W=I1 cm (j= 1, 2,3)

Les coordonnées définitives de chaque point de station après la compensation sont données dans le tableau N°7

Tableau 6: Côtes après la compensation

Station X (m) Y (m) Z (m)

S1 4003127.06 4604664.20 100.00

S2 4003026.43 4604646.59 103.91

S3 4003062.10 4604739.52 106.95

La méthode menée à la réalisation du plan d’aménagement hydroélectrique du site est celle qu’on a stipulée dans le chapitre contenant la méthodologie et outils. En fait, nous avons effectué le nivellement indirect pour le lever des côtes, des mesures d’angles et des distances pour les positionnements.

La précision en planimétrie du site de l’aménagement est de l’ordre de 5cm et celle de la précision altimétrique 3cm, ces valeurs ont permis de définir l’échelle du plan.

En tenant compte de l’erreur graphique qui est égale à 1/10ème mm, pour une précision planimétrique de 5cm on a déterminé l’échelle du levé :

D’après la formule (2), soit

; e= 500

2.5.1.5 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 équidis-tantes entres eux en altitude, pour notre site nous avons deux courbes différentes qui sont la courbe maitresse équidistante de deux mètres (2m) et la courbe ordinaire tout le cinquante centimètres (50cm) 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 ni-

e = p 10

E=

c

p =

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veaux en calculant automatiquement l’intersection entre deux ou plusieurs points to-pographiques (interpolation).

Figure 16: MNT du terrain d'implantation des ouvrages d'amenées

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Figure 17: Courbe de niveau du terrain d'implantation des ouvrages d'amenées

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2.5.2 Barrage

2.5.2.1 Objectifs

Pour le site du barrage nous avons comme objectifs :

• de pouvoir établir le plan d’implantation du barrage,

• 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 rec-tangulaires

• de déterminer la dénivellation de la laisse de la dernière crue et le niveau de l’eau au moment du levé.

En général, les finalités de l’étude topographique sont le plan du site de barrage 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.

2.5.2.2 Contraintes

Les contraintes qui se présentent souvent dans le cas d’étude du site de barrage sont :

• La difficulté d’accès sur le terrain d’implantation du barrage (partie supérieure de la chute d’eau) ; dans le cas du site d’Andrianambo,

• Les caractéristiques topographiques (terrain accidenté) et géologiques (roche glissante) du site d’implantation (risque de glissement des aides topographes pendant le levé)

• L’écoulement de l’eau de la rivière au droit de la chute (vitesse d’écoulement élevée), etc.

Figure 18: Vue du site de barrage

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2.5.2.3 Caractéristiques topographiques du barrage

• Le tracé en plan

Le tracé en plan d’un barrage est la représentation de vue en plan de l’axe avec sa bande d’étude. Le choix de l’axe du tracé en plan s’effectue visuellement sur le terrain mais peut être modifié durant le traitement numérique sur le bureau.

La largeur de la bande d’étude est définie à 3m en amont de l’axe et 2m en aval, donc l’intervention des travaux topographiques se limite à cette bande d’étude. Le levé s’effectue de façon à avoir les détails contenus dans la bande d’étude, ce qui permet de mieux comprendre les caractéristiques topographique du terrain d’assise du barrage. Une variation brusque a été constatée durant le levé.

Figure 19: Le tracé du barrage

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On procède directement à l’examination des côtes pour définir les côtes de la prise d’eau et le fond d’eau après que le traitement des données topographiques a été effec-tué. Les données topographiques avec les données hydrologiques conduisent à la dé-termination du dimensionnement du barrage.

• Profil en long du barrage

Le profil en long du barrage est la représentation graphique du terrain naturel TN et/ou le projet. On peut le définir aussi comme la coupe verticale de l’axe du barrage dans la figure n°19.L’échelle sur le plan horizontal est la même que celle de la représentation de la vue en plan du tracé dans l’annexe. Ce profil permet de voir la variation gra-phique du TN et de calculer le volume ou quantité des ouvrages à implanter.

Figure 20: Profil en long du barrage

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• Profil en travers

Les profils en travers sont la représentation des coupes verticales perpendiculaires à l’axe du barrage (TN et/ou du projet). Ils servent généralement à déterminer :

o La position théorique de la limite des ouvrages (fondation, mur d’accrochage, etc.)

o La quantité ou volume des matériaux utilisés pour la construction des ouvrages constituant le barrage.

Figure 21: Axes des profils en travers

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L’espacement des points topographiques rangés dans la bande d’étude est en moyenne de l’ordre de quatre mètres (4m) et aux deux côtés de la rive de l’emplacement du bar-rage on a levé beaucoup des points. Tandis que pour les profils en travers, ils sont choi-sis suivant le comportement géométrique du tracé. La figure n°18montre qu’un profil se présente à chacun des extrémités du tracé et à chaque changement de courbe, pour le site du barrage nous avons neuf (9) profils en travers.

2.5.2.4 Caractéristiques générales du barrage

On a conçu un barrage de dérivation de type en poids de profil trapézoïdale, construit en matériaux mixtes (béton et maçonnerie de moellon) et ancré sur une fondation ro-cheuse. Il est muni d’un seuil déversant (évacuateur de crue) positionné au milieu du corps de barrage et un organe de vidange de fond en maçonnerie de moellon dont la tête est équipé d’un batardeau suivi d’une vanne levant à volant manuelle.

Figure 22: Profil en travers -organe de vidange à gauche et Seuil déversant à droite

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Une prise d’eau de type latéral classique sera implantée sur la rive droite du barrage. Elle est intégrée dans le muret de protection à 2 m en amont du barrage. La prise d’eau est composée :

o d’un pertuis ; o d’une glissière en cornière pour guider la grille et le batardeau ; o d’une vanne levant ; o d’une grille grossière.

Le tableau ci-dessous récapitule les caractéristiques techniques du barrage :

Tableau 7: Caractéristiques techniques du Barrage

Désignations Valeurs Côtes Corps du Barrage

Longueur du barrage 58,00 m Hauteur du barrage par rapport à la cote la plus basse 3,10 m Hauteur au niveau de la crête 4,00 m Fruit du talus amont (m) 0,25 m Fruit du talus aval (m) 0,50 m Largeur à la crête 1,00 m Largeur de la base 2,83 m Côte de la crête du barrage (Projet) 112,00 m Côte la plus basse du barrage (Projet) 106.60 m

Seuil déversant Longueur 51,00 m Charge (hauteur) 2,30 m Fruit du talus amont (m) 0,25 m Fruit du talus aval (m) 0,50 m Largeur à la crête 0,50 m Côte au seuil de l’évacuateur de crue (Projet) 109,70 m

Organe de vidange de fond Largeur 1,40 m Côte au fond 107,20 m

Prise d’eau Longueur 3,55 m Largeur 1,20 m Côte au seuil (Projet) 108,00 m Côte au sommet (Projet) 109,40 m. Niveau du plan d’eau 108.63 m

La localisation par GPS du site de barrage est donnée par les coordonnées suivantes : Longitude = 47°48´599´´ Latitude = I21° 49´240´´

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2.5.3 Les ouvrages d’amenée 2.5.3.1 Objectifs

Les objectifs de l’étude topographique pour les ouvrages d’amenés sont en généraux :

• D’avoir le positionnement et les côtes des points des détails du terrain à amé-nager

• De déterminer l’axe du tracé de chaque ouvrage avec leur bande d’étude res-pectif

• D’estimer la pente du canal d’amené et la pente de la conduite forcée (projet)

• De choisir l’emplacement de la chambre de mise en charge

• D’estimer la cubature de terrasse (déblai et remblai) 2.5.3.2 Contraintes

• Souvent, le terrain d’implantation des ouvrages d’amenées sont sur de terrain de passage difficile (talwegs, petite falaise,…)

• Face à l’érosion du sol, il nécessite des ouvrages de protection et de franchis-sement (exemple canal autoporté,…)

• Des arbres sont forcement coupés

• Le terrain d’implantation de la chambre de mise en charge doit être sensible-ment plat pour faciliter l’étude d’aménagement

• Pente faible pour le canal d’amené (pente≤1) et forte pente pour la conduite forcée 2.5.3.3 Les tracés des conduites d’amenées

Les tracés des conduites d’amenées sont la représentation des vues en plans de l’axe du canal d’amené et de la conduite forcée avec ses bandes d’études respectives. Sur le terrain ils sont appréciés visuellement et lever de même façon que les détails. La lar-geur de la bande d’étude des conduites d’amenées est de trois mètres (3m).

La détermination de l’axe de chaque ouvrage s’effectue-en suivant la ligne de courbe de niveau de même côte ou voisine en tenant compte toujours le trajet le plus raccour-cis.

Nature d’occupation du sol

Depuis toujours, les villageois vivant prés du site sujet de l’aménagement pratiquent la riziculture, les mosaïques de cultures, etc. ; on trouve aussi quelque arbre fruitier comme les letchis, les jacquiers etc.

La connaissance de l’occupation du sol conduit à tirer des mesures techniques et à la préparation de l’expropriation des propriétés de terres touchées par le passage du tracé des conduites. La commune prend en charge la résolution de l’expropriation selon l’accord mis en terme entre le programme rHYviere, et la commune; ceci est dans le but de faciliter le déroulement et la procédure d’exécution de l’aménagement.

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Figure 24: Terrain cultivé de riz

i. Canal d’amené

Après avoir établi les courbes de niveaux couvrant le site à aménager, on détermine l’axe du canal d’amené (TN) en suivant la cote de la prise du barrage et la courbe de niveau ayant une cotation inférieure à celle de la cote du départ. Le principe du tracé est d’avoir une pente inférieure à 1 (pente ≤1) pour le projet avec une cubature minimale. La cote d’arrivée du canal d’amené (projet) sera la cote en amont de la chambre de mise en charge.

La structure du terrain d’implantation du canal d’amené varie le long du tracé, en gé-néral 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 canal autoporté et dans le cas du sol argilo-latéritique on implantera un canal maçonné.

Le tableau N°9 montre le différent calage topographique affecté au canal d’amené :

Tableau 8: Calage Topographique du Canal d’amené (TN)

Désignations X (m) Y (m) Z –TN(m)

Canal autoporté 4003184.94 4604771.28 111.20

4003171.82 4604754.90 111.11

Canal maçonné 4003171.82 4604754.90 111.11

4003026.55 4604689.00 111.08

Canal autoporté 4003001.55 4604689.00 111.08

4002987.50 4604696.00 111.00

Canal maçonné 4002987.50 4604696.00 111.00

4002975.62 4604697.55 110.51

Canal autoporté 4002975.62 4604697.55 110.51

4002904.70 4604709.60 109.92

Figure 23: Arbre fruitier -jacquier

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Canal maçonné 4002904.70 4604709.60 109.92

4002845.03 4604699.17 109.69

La côte au seuil début (Projet) du canal d’amenée est : 108.00 m

La côte d’arriver (Projet) à la chambre de mise en charge est : 107.20 m

La longueur totale du canal d’amené est 380.20 m et repartie comme suit :

o Longueur total du canal maçonné :272.60 m

o Longueur total du canal autoporté : 107.60 m

Les caractéristiques techniques du canal d’amené sont résumés dans les tableaux sui-vants :

Tableau 9: Caractéristiques techniques du canal maçonné

Désignations Valeurs

Débit à transiter 3 m\/s

Vitesse moyenne Vm 1,50 m/s

Tirant d’eau h 1 m

Largeur l 2.00 m

Longueur L 273 m

Rayon hydraulique R 0.78 m

Pente I 0,00111 m/m

Tableau 10: Caractéristiques techniques du canal autoporté

Désignations Valeurs

Débit à transiter 3m\/s

Vitesse moyenne Vm 2,50 m/s

Tirant d’eau h 1 m

Largeur l 1. 20 m

Longueur L 108 m

Rayon hydraulique R 0,47 m

Pente I 0,00453 m/m

Nombre de piles du canal autoporté 40 paires

Hauteur moyenne des piles 1.3 m

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ii. Bassin de décantation

Le canal maçonné est prolongé par un bassin de décantation et il a pour rôle de chasser les éventuels sédiments provenant de la prise d’eau et les érosions des rives sur cer-tains parcours.

En général le bassin de décantation consiste en un élargissement du canal permettant la diminution de la vitesse d’écoulement et ainsi la sédimentation du sable contenu dans l’eau.

Les points de calage et les caractéristiques techniques de cet ouvrage sont donnés dans les tableaux suivants :

Figure 25: Profil en travers du canal d'amené

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Figure 26: Coupe de la chambre de mise en charge

Tableau 11: Caractéristiques des points de calage topographique du bassin de décantation (TN)

Désignations X (m) Y (m) Z -TN (m) Début du bassin de décantation

4003026.553 4604688.997 111.20

Fin du bassin de dé-cantation

4003001.550 4604690.542 111.08

Tableau 12: Caractéristiques techniques du bassin de décantation

Désignations Valeurs Débit à transiter 3m\/s Vitesse horizontale Vh 0,25 m/s Vitesse moyenne de sédimentation Vs 0,048 m/s Largeur du bassin (l) 2.40 m Longueur (L) 26.20 m Hauteur (H) 1.30 m

iii. Chambre de mise en charge

Le choix de l’emplacement de la chambre de mise en charge est basé sur la variation des courbes de niveaux représentative de la forme du terrain d’implantation en cher-chant un endroit plus ou moins plat et qui pourra supporter un ouvrage lourd. Elle oc-cupe une surface de 100m4. La côte projet de l’extrémité du canal d’amené est 107.20 m

Elle est en générale de forme rectangulaire, construite en matériaux mixte et couverte d’une plaque en acier soudée. Pour tracer le projet dans le plan, on considère la pente exigée du canal d’amené et les courbes de niveaux ayant des valeurs proche de la cote du projet. Ceux-ci sont dans le but de tenir compte les contraintes cités ci-dessus (en-droit facile à aménager et à l’abri de glissement ou éboulement de terre).

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Tableau 13: Calage Topographique de la Chambre de mise en charge (TN)

Désignation X (m) Y (m) Z -TN (m) Z -Projet (m)

Début de la chambre mise en charge

4002845.03 4604699.17 109.69

Fin de la chambre mise en charge

4002840.91 4604700.33 108.08

La côte d’arriver du canal d’amenée (Projet) : 107.20 m

La côte à la sortie vers la conduite forcée (Projet) : 106. 18 m

iv. Conduite forcée

Après le passage de l’eau dans la chambre de mise en charge, 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 mas-sifs en béton. 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 con-duite forcée.

Le projet prévoit une conduite pour une turbine au début mais après la demande justi-fiée par les clients ultérieurement, on installera deux conduites avec deux turbines pour atteindre la puissance demandée et que l’aménagement pourra offert. Les deux autres conduites forcées seront calées dans la même côte que la première parce qu’elles devront avoir les mêmes caractéristiques techniques.

Le profil en long et profils en travers représentatifs du TN avec le projet de la conduite forcée sont dans l’annexe N°5

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Figure 27: Coupe transversale de la conduite forcée

Les points de calage et les caractéristiques techniques de la conduite forcée sont don-nés dans les tableaux suivants :

Tableau 14: Caractéristiques des points de calage topographique de la conduite forcée (TN)

Désignations X (m) Y (m) Z -TN (m)

Début de la conduite 4002838.903 4604696.988 107.760

Extrémité de la conduite 4002819.958 4604706.614 100.980

La côte début de la conduite forcée (Projet) : 106. 18 m

La côte d’arriver au droit de l’axe de la turbine : 98.70 m

Tableau 15: Caractéristiques techniques de la conduite forcée

Désignations Valeurs

Nombre de la conduite en acier soudée 3

Longueur 32 m

Diamètre 0,70 m

Epaisseur 4 mm

Pente 24%

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Figure 28: Tracé des conduites d'amenées

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2.5.4 La Centrale Hydroélectrique

2.5.4.1 Objectifs

Les objectifs de l’étude topographique sont en généraux :

De pouvoir localiser le lieu d’implantation de la centrale

De maximiser le rendement de la centrale en fonction de la hauteur à ex-ploiter(l’altitude est l’un des paramètres qui permet d’obtenir un rendement meilleur dans une étude d’aménagement hydroélectrique)

De déterminer les côtes de calage des axes des turbines, le niveau des équipements électriques et le poste de départ d’énergie, etc.

D’aménager le site de la centrale (détermination de l’emplacement du bâ-timent de la centrale, de la restitution, déblai ou remblai, etc.)

2.5.4.2 Contraintes

Dans une étude d’aménagement hydroélectrique, le choix du lieu d’implantation de la centrale doit être effectué avec une analyse bien fondée sur la situation exacte du site à intervenir et le comportement de la rivière lors de la période de crue. Ils conditionnent son emplacement qu’on ne devra pas négliger et on peut les regrouper en trois grands points :

o Terrain sensiblement plat et sans traitement majeur du sol de fondation

o La facilité d’accès pour permettre le transport des équipements électriques (voie d’accès qui ne présente pas du projet de construction des grands ouvrages de franchissement comme les ponts à longues portés, viaduc, etc.),

o Emplacement à l’abri de la remontée des eaux de la rivière en saison de pluie et même de la crue cinquantenaire (PHE).

2.5.4.3 Aménagement de la centrale

i. Description du site de l’emplacement de la centrale

Le site de l’emplacement de la centrale est localisé par les coordonnées GPS : Longitude = 47°48´692´´ Latitude =I21°49´311´´ et ayant une superficie de 1013,79m4. Il se trouve à 46 m environ du coté droite de la rivière en suivant sa sens d’écoulement. Grâce à la présence d’un ilot, il est bien protégé par toute tentative de remontée des eaux de pluie et de la crue qui pourront influencées la rivière. La nature d’occupation du sol de l’emplacement de la centrale au moment de l’intervention est une rizière, elle est irriguée par des eaux sauvages venant des petites sources des montagnes voisines à faible débit. Donc on a prévu de concevoir des col-

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lecteurs d’eaux sauvages et un canal maçonné pour dévier directement l’écoulement des eaux vers la rivière. La première opération à effectuer pour l’aménagement de ce site sera donc le remblai avec une terre de type latéritique graveleux bien compactée pour donner une résistance au sol de fondation qui supportera les efforts dues aux ouvrages et les matériels d’équipement électromécaniques.

ii. Calage des ouvrages et matériels électromécaniques Une des natures de l’étude topographique est la détermination des côtes de calage des ouvrages et des matériels ou machines industrielles (métrologie). Ces points de calage sont les côtes (pour la dénivellation) et le positionnement planimétrique d’implantation de l’ouvrage ou les machines industrielles par rapport à une référence donnée. La précision de mesure planimétrique et altimétrique est la même que celle stipulée dans le paragraphe 2.5. 2.3. En cas d’utilisation d’une turbine à réaction (Caplan ou Francis) en APD, il est néces-saire de caler la turbine pour éviter la phénomène de cavitation. Voici le tableau contenant les différents points de calage des ouvrages et des turbines hydroélectriques du site d’Andrianambo Ampasimbe:

Tableau 16: Caractéristiques techniques de la centrale (Projet)

Désignations Valeurs Côte du plancher de la centrale 99.74 m

Salle de machine 109 m² Magasin de stockage 12 m²

Salle de contrôle 9 m² La méthode ou le principe menée à l’établissement de l’aménagement du site de la centrale est la même que celle stipulée dans la réalisation des conduites d’amenées. Le schéma ci-dessous montre la coupe verticale du bâtiment de la centrale avec les équipements électromécaniques et ses côtes respectives:

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Figure 29: Schéma d'une coupe verticale du bâtiment de la centrale

iii. La restitution

La restitution est un canal servant à renvoyer l’eau sortant de l’usine de la centrale vers la rivière, elle est souvent maçonnée le long du tracé et de forme rectangulaire. La pente donnée à ce canal reste fonction de la distance et la dénivellation au droit de la sortie des eaux turbinées et la laisse de crue constaté sur la berge. Le tableau ci-dessous décrit le calage du canal de restitution :

Tableau 17: Calage Topographique de la restitution

Désignations Valeurs Côte au début du canal de restitution (Projet) 98.05 m

Côte à l’extrémité du canal (Projet) 97.70 m

Longueur L 15 m Largeur l 2.00m

Débit à transiter 3m\/s

Vitesse moyenne Vm 1 m/s

Tirant d’eau h 1 m

Plus Haute Eau (PHE) 97.30 m

Niveau d’eau à la sortie du canal de restitution 91.61 m

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2.6. La voie d’accès

2.6.1 Objectif

Presque les sites possédant des chutes d’eau exploitable en projet d’électrification sont dans des zones isolées ou loin des villages et par fois ne dispose aucun accès. Et c’est l’une des causes qui entraine l’abandon de certain projet d’électrification dans la zone rurale en matière hydroélectrique. En général, la construction d’une voie d’accès entre dans le projet d’un aménagement hydroélectrique. L’objectif principal de l’ouverture d’une voie d’accès est lié directement au besoin potentiel du projet. Elle permet le transport des matériels ou matériaux servant à la construction des ouvrages et le pose des turbines avec ses équipements. Ce n’est pas le projet seul qui sera le bénéficiaire mais l’existence d’une voie d’accès peut apporter aux villages voisins de se communiquer entre eux et empêche l’isolement de ses pro-duits locaux.

2.6.2 Catégorie de la route

Le choix du type de route dépend de quelques paramètres qu’il est nécessaire de prendre compte pour qu’elle soit rentable au projet. Ces paramètres sont :

• La zone cible (zone urbaine ou zone rurale) • L’origine du projet de construction de la route

• Le nombre de trafic (journalière, mensuelle, saisonnière, etc.) • Portance, etc.

Dans le cas du projet, le chef lieu de commune première cible du projet se trouve dans une zone rurale ; le site à aménager est localisé à peu près 7km du village d’Ampasimbe Onibe.D’ailleurs les objectifs principaux de l’ouverture de la voie d’accès sont le transport des matériels et matériaux près du site d’Andrianambo durant la phase de réalisation et le déplacement fréquent effectué par les responsables de ges-tion et maintenances de la centrale durant la phase d’exploitation. Donc on peut esti-mer que le nombre des trafics journalier sera faible. On peut conclure que la catégorie de la route correspondante au contexte du projet est une piste en terre et c’est la plus adapté dans la zone rurale.

2.6.3 La durée de vie de la piste

La durée de vie de la piste doit être conforme à l’horizon du projet (25 ans) d’après le cahier de charge établi par le programme rHYviere. Mais après ce temps d’exercice elle pourrait être encore fonctionnelle si l’entretien s’effectue normalement et périodi-quement. Pendant la 25ème année de sa vie, elle sera consacrée généralement à la mise en marche du projet.

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2.6.4 La gestion et l’entretien de la piste

Une fois que le nom du permissionnaire est connu après la sélection et à la signature du contrat, le programme rHYviere délègue toute autorité à l’exploitation et mainte-nance de la microcentrale lui-même. Durant la phase d’exploitation, le permissionnaire assurera la gestion et l’entretient de la piste. Il aura la disposition de mettre un accord avec la commune pour toute autre utilisation de la route qui est en rapport au dévelop-pement économique ou social des villageois.

2.6.5 L’expropriation

Le tracé de la piste passera sur des terrains appartenant à la commune et aux villa-geois. La réalisation de celle-ci entre dans le cadre d’utilité publique, donc toutes ob-jections 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 piste seront pris en charge par la commune.

Figure 30: Terrain cultivé sujet de l'expropriation

2.6.6 Description générale de la voie d’accès

La voie d’accès conçue pour l’aménagement d’une centrale hydroélectrique est une piste en terre à faible trafic. Elle commencera à partir du bâtiment d’exploitation de la centrale et traversera quelques villages(ex : Vohitrombonana, Ambodiampalibe, …) près du site jusqu’à la rencontre d’une piste existante reliant la commune d’Ampasimbe Onibe avec le village d’Ambodiampaly (Figure 31). Elle présente un ouvrage de franchissement de 24 m de longueur au PK 3+113 suite à un passage d’une petite rivière influant la rivière Fanifarana. Et quelques dalots per-mettant le passage des eaux sauvages pour l’irrigation de certaines rizières. Par rapport aux autres projets de construction de piste, elle est classée parmi le micro-projet qui ne possède aucune grande spécification technique, d’ailleurs elle est juste

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prévue pour servir l’accès au site objet du projet. La longueur estimative de la piste à partir de la centrale jusqu’à l’intersection avec la piste d’accès du village d’Ambodiampaly est de 3.5km environ.

2.6.7 Choix du tracé de la piste

Le choix du tracé de la piste d’accès dans le projet d’aménagement hydroélectrique s’effectue différemment par rapport au projet de grande vergeure (Route Nationale, RIP, etc.).Quelques mois avant la descente sur terrain pour la réalisation de l’étude technique, on a incité la commune et le Tangalamena vivant près du village d’Andrianambo de proposer le passage du tracé de la piste. Après leurs propositions sur le passage de la piste, on a pris la décision et le choix du tracé conformément aux techniques de réalisation d’une piste. Ceci est dans l’objectif de gagner beaucoup plus de temps, de restreindre la zone d’intervention qui conduit à la facilité de l’étude topographique et minimiser le fait d’expropriation des villageois. Même si on a pris la proposition des Tangalamena et la commune, on a imposé quelques conditions pour qu’elle soit validée et pour éviter la hausse du budget du projet. Ces conditions sont :

• La piste doit être raccourcie si possible pour éviter l’augmentation du coût de projet

• Elle ne doit pas présenter un grand nombre d’ouvrages d’arts ou de franchis-sement

• Eviter si possible les édifices (églises, tombeaux, etc.), etc. Une fois que le choix du tracé est effectué, on procède à la délimitation de la bande d’étude et le levé topographique, la part de la commune est d’établir la liste des villa-geois touchés par le projet et de prendre la résolution pour l’expropriation.

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Figure 31: Carte du tracé de la nouvelle piste en terre

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2.6.8 La bande d’étude

Après le choix du passage de la piste, on a procédé au levé des détails de la bande d’étude. Elle est constituée par les différentes parties de la route, sa largeur est définie à partir de la largeur de l’emprise. On a conçu une piste à deux voies de circulation pour ce projet, la largeur de la chaussée est fixé à 6m et 12m pour l’emprise. Ceci nous permet de déterminer la largeur de la bande d’étude à 30mmais dans le cas où on a un terrain accidenté ou présence obligatoire d’une courbure, on est allé jusqu’à35m ou40m.

La figure ci-dessous montre les différentes parties d’une route contenue dans la bande d’étude :

Définition des différentes parties d’une route[7] :

L’EMPRISE : partie du terrain qui appartient à la collectivité et affectée à la route ainsi qu’à ses dépendances. L’ASSIETTE : surface du terrain réellement occupée par la route.

PLATE -FORME : surface de la route qui comprend la chaussée et les accotements. CHAUSSÉE : surface aménagée de la route sur laquelle circulent les véhicules. Elle est constituée deux voies de circulation. ACCOTEMENTS : zones latérales de la PLATE-FORME qui bordent extérieure-ment la chaussée.

L’accotement est constitué de la berme et de la bande dérasée.

BANDE D’ETUDE

Figure 32: Schéma des différentes parties d'une route

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2.6.9 Intervention topographique

2.6.9.1 Echelle du levé

Le choix de l’échelle du levé reste toujours en fonction de la précision voulue pour l’étude technique ; dans ce projet de construction d’une route en terre, on admet une précision de 20cm en planimétrique et de 50cm en altimétrique. Ceux-ci nous permet-tent de définir l’échelle du plan d’après la formule (2) :

2.6.9.2 Fermeture par triangulation

Le principe de cette méthode reste la même que celle du levé des conduites d’amenée, mais dans cette partie elle est composé de plusieurs triangle fermé entre eux. On a as-socié les stations du levé des détails de la route en terre avec le levé de la bande d’étude d’implantation des poteaux parce qu’ils sont presque voisins entre eux. Nous avons 43 points de stations pour couvrir le levé des détails jusqu’au dernier point de l’implantation du poteau de la ligne MT, donc on a 20 triangles fermés. Ce qui nous permet de déterminer la fermeture du levé avec les corrections appropriées à chaque mesure.

Cette méthode est plus pratique pour l’étude d’avant projet surtout dans la zone rurale et beaucoup plus avantageuse lorsqu’on n’a pas encore la possibilité ou le moyen de rattacher le levé selon le contexte du projet, mais on conseillera le permissionnaire sélectionné de rattacher les points lors de la réalisation du projet.

En général, chaque triangle a la même caractéristique que celui traité dans le para-graphe 2.5.1.1.

2.6.9.3 Levé des détails

Le levé des détails de la bande d’étude d’une route s’effectue de la même façon que celle des conduites d’amenée, mais en général le principe est d’avoir un maillage des points couvrants la zone à étudier. L’espacement entre les points détails est en moyenne trois mètres (2m) suivant le sens transversal et tous les dix mètres (10m) dans le sens longitudinal de la bande d’étude.

2.6.9.4 Traitement numérique des données Les données brutes recueillies sur terrain sont traitées avec le même logiciel topogra-phique 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 cor-respondant à la représentation de la forme 3D du terrain, puis on a déterminé les courbes de niveaux sur la projection plane. C’est à partir de ces données topogra-

E =

4

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69

phiques traitées qu’on a implanté le tracé du projet de la piste dans le plan et le calcul des profils (profil en long et profil en travers).

Figure 33: MNT avec la présentation du tracé de projet

i. Caractéristiques géométriques d’une route

Les caractéristiques géométriques d’une route en terre sont généralement les sui-vantes[8] :

Le tracé en plan caractérisé par :

o Les alignements droits

o Les arcs de cercles

o Les rayons de courbures

o Les sommets, etc.

Le profil en long

Le profil en travers

Pour les virages, on utilise généralement des arcs de cercles pour le raccordement avec les alignements droits parce que le nombre de trafic journalier est très faible avec une faible vitesse.

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ii. Courbe de raccordement des alignements droits

1) Calcul du rayon de courbure d’un virage La formule citée ci-dessous permet de calculer le rayon de courbure R d’un virage dans le cas où on a un arc de cercle :

Figure 34: Schéma d'un véhicule soumis par des efforts

P : poids de véhicule

Px : projection poids de véhicule sur l’axe d’abscisse

Fc : force centrifuge

Fcx : projection de la force centrifuge sur l’axe d’abscisse

Ff : force de frottement

f : coefficient de frottement

d : devers

G : centre de gravité du véhicule

2) Dévers et relèvement dans un virage Le dévers la pente transversale de la chaussée dans un virage. On prend de dévers en pente unique dans le virage afin d’assurer le confort et la sécurité des usagers ainsi que la stabilité des véhicules.

R = f*

7gh9 (26)

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Il existe trois (3) manières de relever un virage pour obtenir le dévers :

Rehaussement du grand rayon :

Figure 35: Schéma du rehaussement du grand rayon

Abaissement du petit rayon :

Figure 36: Schéma d'abaissement du petit rayon

Abaissement du petit rayon et rehaussement du grand rayon :

Figure 37: Schéma d'abaissement du petit rayon et rehaussement du grand rayon l: largeur de la chaussée d : dévers L : longueur de raccordement

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3) Surlargeur

Il est indispensable d’élargir la chaussée dans les virages pour les véhicules longs car la couronne circulaire balayée par l’ensemble des points des véhicules est plus large que les véhicules eux même dans la courbe.

Figure 38: Schéma de la surlageur

O : centre de courbure

R : rayon de courbure [m]

S : surlargeur [m]

l : longueur du véhicule [m]

n : nombre de voie

B : points appartenant au véhicule et perpendiculaire à la direction du rayon de courbure

A : points du côté de véhicule décrivant la surlargeur La formule de surlargeur est égale :

(27) ; avec n est le nombre de voie

S = . *4i

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4) Visibilité dans un virage

La présence d’un talus ou d’un obstacle quelconque à l’intérieur d’un virage peut gê-ner la visibilité, alors il est nécessaire que les deux conducteurs venant en sens inverse se voient au moment où ils ne sont plus distants que de deux fois de la distance d’arrêt. On suppose que les deux conducteurs se trouvent tous les deux à 1. 50 m du bord de la chaussée comme l’indique la figure N°; la distance de visibilité est mesurée le long de l’arc AB. Il faut supprimer tout obstacle entre le bord de la chaussée et la circonfé-

rence concentrique à ce bord de rayon R-u, alors il faut déraser le talus de u=j*4k.

Figure 40: Vue en plan d'un dérasement

dv : distance de visibilité [m] D : distance d’arrêt [m] R= OB : rayon de courbure [m] u : distance du talus à déraser [m] (28) Le tableau N°19donne quelque valeur caractéristique reliant les vitesses de réfé-rences,les distances de freinages, les distances de visibilités et les rayons de raccorde-ment en fonction de vitesse du véhicule :

u=j*4k.

Figure 39: Coupe Verticale d'un dérasement

Page 82: Mémoire Topo correction

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Tableau 18: Valeurs indicatives des distances de freinage et de visibilité, valeur de rayon de raccor-dement

Devers maximal [%]

Vitesse de référence [km/h]

Distance de freinage [m]

Distance de visibilité [m]

Rayon aux sommets [m]

Rayon dans le creux [m]

7 40 24 48 250 200 7 60 48 96 1000 500 7 80 80 160 2600 1300 7 100 120 240 5800 2900

2.6.9.5 L’ouvrage d’assainissement La piste est équipée par des ouvrages d’assainissement du coté latérale de la plate-forme pour collecter les eaux de pluies tombées sur la surface du corps de la chaussée. Ils sont composés des canaux en terre, des cunettes dans la partie qui présente un risque d’enfouillement et des exutoires. Ils suivent généralement la pente donnée au profil en long de la piste sauf s’il y aura une présence de régulateur ou dalot. Le fruit donné aux talus des canaux en terre et les cunettes est de 1/1. Les eaux collectées pourront servir à l’irrigation des rizières ou autres utilisation en relation direct avec la besoin des villageois.

Figure 41: Coupe verticale d'une cunette

2.6.9.6 Le terrassement Le terrassement consiste à extraire, transporter et mettre en dépôt ou en remblai une certaine quantité de terre. Dans un projet routier, il est indispensable d’évaluer le ter-rassement à effectuer pour éviter une perte majeur au cours de la réalisation au niveau du temps, du transport et du budget. Cependant, il est indispensable d’équilibrer les volumes du déblai et de remblais c'est-à-dire volumes égaux. Généralement, la pente de talus donnée pour le remblai est de 3/2 sauf dans le cas où on aura des mauvais sols et 1/3 pour le talus de déblai à condition que la hauteur de talus reste entre 6 à 8 m.

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Figure 42: Profil en travers mixte d'une route en piste

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2.7. Etude du tracé de la ligne MT La ligne MT conçue dans le projet MCH du site d’Ampasimbe Onibe est de type lignes aériennes mixtes sous une tension nominale de 20kV avec une limite de tension admissible de &7%. L’étude du tracé de la ligne MT nécessite généralement la topo-graphie.

2.7.1 Objectifs Les objectifs de l’étude topographique dans le tracé de la ligne MT sont en général :

définir la bande d’étude ou bande de sécurité, déterminer les points de passage de la ligne MT en XYZ, établir le profil en long avec la chainette, estimer la longueur de la chainette.

2.7.2 Normes sur le passage et l’implantation de poteaux de la ligne MT [1]

Il s’agit des normes sur l’implantation des poteaux et le passage de la ligne MT dans certaines zones pour éviter des éventuels accidents qui pourront se produire pendant la réalisation du projet et durant la phase d’exploitation.

2.7.2.1 Traversées des zones boisées et zones habitées Dans le passage des zones boisées, une largeur de quinze mètres (15m) c'est-à-dire 7,5 m de part et d’autre de l’axe de la ligne est réservé à la bande d’étude ou bande de

sécurité[1]. Par conséquent, le projet est autorisé à couper ou à élaguer les arbres pour servir le passage de la ligne électrique jusqu’à son horizon. Cette bande de sécurité est considéré comme une servitude de passage aux personnels responsables pour les tra-vaux de la maintenance et de l’entretient périodique de l’installation. La commune prend en charge toute résolution relative au passage obligé de la ligne MT avec les propriétaires des terres touchées par le projet durant 25 ans (durée du projet). Dans le cas de passage des zones d’agglomération, les conducteurs doivent être placés pour mettre à l’abri les personnes ou les usagers. Ils sont placés en dehors d’une zone de protection limitée par un plan vertical, parallèle au mur de façade distant de 1m au moins, et par un plan incliné parallèle au toit en pente distant verticalement de 2m au moins, ou par un plan horizontal parallèle au toit en terrasse distant verticalement de 3m au moins. Les conducteurs situés à la limite ou en dehors de la zone de protection ainsi définie doivent être à une distance horizontale minimum de 1 mètre de toute construction, autre qu’un garde-fou placée en saillie sur la façade (balcon, chéneau, etc.) et située à moins de 2 mètres au-dessous du conducteur ou à moins de 1 mètre au-dessus ; à une distance verticale minimum de 2 mètres de toute construction, autre qu’un garde-fou,

Page 85: Mémoire Topo correction

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placée en saillie sur le toit et située à moins d’un mètre du conducteur en distance ho-rizontale.

2.7.2.2 Hauteur hors sol de la ligne MT Dans les conditions les plus contraignantes d’exploitation (40°C sans vent), la hauteur hors sol minimale est définit comme suit[1] :

4,5 mètres aux traversées des terrains vagues du domaine public ou privé (boi-sés ou non) ;

5 mètres le long des rues des agglomérations à alimenter ; 6 mètres aux traversées des voies de circulation publique et des chemins ru-

raux ; 7 mètres aux traversées des routes nationales et voies de chemin de fer.

2.7.3 Méthode de réalisation

2.7.3.1 Etude préalable du tracé de la ligne MT dans une carte L’étude du tracé de la ligne MT s’effectue à priori dans une carte au 1/100 000ème du FTM. Elle consiste à déterminer le lieu de passage de la ligne électrique en identifiant les natures d’occupation du sol, les côtes des sommets de l’implantation des poteaux. On évite le passage du tracé dans des terrains accidentés successifs, le passage des réserves naturelles ou parcs nationaux et surtout dans les lacs.

Figure 43: Schéma des traversées

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Figure 44: Tracé de la ligne MT dans une carte 1/100000ème

Projection Laborde Madagascar

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2.7.3.2 Lever des points d’implantation des poteaux Le levé des points d’implantation des poteaux s’effectue de la même façon que pour les autres levés des détails de l’aménagement. Ils sont pris avec les mêmes points des stations de la voie d’accès à partir du lieu d’emplacement de la centrale. Ils sont maté-rialisés par des piquets en bois dont leurs têtes sont colorisées en bande rouge. En suivant le tracé de la ligne MT dans la carte 1/100 000ème qu’on a choisi la direc-tion du levé de la bande d’étude (15m de largeur). On a cherché tous les sommets déjà examinés sur la carte et après on a déterminé le passage de la ligne en cherchant les points intermédiaires d’implantation des poteaux. Le principe du levé topographique dans une étude de la ligne MT est d’avoir une por-tée si longue que possible avec un alignement droit entre poteaux. Au cours du levé, on a évité d’implanter les poteaux en présence des angles ou contres angles successifs. Pour faciliter le transport des matériels, les montages des poteaux avec ses équipe-ments durant la phase d’installation et la visite périodique effectuée ultérieurement, le lieu d’implantation des poteaux ne devra pas s’éloigner plus de 200m par rapport à l’axe des routes ou chemins de fers. En général, le tracé le plus court n’est pas forcement le plus simple ou à considérer (quelque soit sur la carte ou sur le terrain), alors seule l’étude topographique permet de savoir la proposition à retenir.

2.7.3.3 Le traitement des données et les résultats attendus

i. Le profil en long

L’établissement du profil en long est l’un des objectifs principaux de l’étude topogra-phique de la ligne MT, les échelles standards affectées au profil en long sont 1/500ème sur le plan vertical et 1/2500ème sur le plan horizontal. La représentation du TN natu-rel sur le profil en long permet au technicien responsable de l’étude de la ligneMT de définir les différents efforts qui peuvent actionner les conducteurs et le type des po-teaux à utiliser. Le profil en long est divisé en différent canton à chaque présence des angles ou contres angles aux points d’implantation des poteaux levés sur terrain. On admet dans l’étude de tracé de la ligne MT que les angles inférieurs à 5gon sont des angles petits et qu’on ne considère pas comme un sommet de division des cantons (respectivement les angles plus de 195gon). Les éléments qui doivent figurer dans le profil en long sont essentiellement :

• Les côtes du TN

• La distance entre TN

• Les côtes du projet

• La distance entre poteaux

• Les poteaux avec ses hauteurs respectives

• Les chaînettes

• Les planimétries (nature d’occupation du sol)

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ii. La chaînette

La chaînette est une courbe hyperbolique représentative de la ligne MT admettant déjà une flèche et donne une stabilité aux poteaux supports. Cette chaînette est donnée par l’équation :

p : paramètre de la chaînette (exemple : 900 pour le terrain vague, mais en général utilise les paramètres 900 et 1100)

x : variable de la chaînette

Les hauteurs des poteaux de la ligne d’Ampasimbe sont déterminées à l’issue du tra-çage de la chaînette aux paramètres 900 et 1100 mais elles varient généralement entre 10m à 12m.

y= p (ch.T I 1) (29)

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III. Récapitulatif des résultats de l’étude technique

Les résultats de l’étude technique de l’aménagement du site d’Andrinambo de la commune d’Ampasimbe Onibe sont dans le tableau N°20

Tableau 19: Caractéristiques techniques du site d’Ampasimbe Onibe

Généralité

Nom des localités électrifiées Chefs lieux des communes rurales d’Ampasimbe Onibe et Foulpointe

Nom du cours d’eau exploité Andrianambo/Fanefarana

Hauteur de chute brute 11 m

Débit d’équipement 3 x 1 m\/s

Puissance installée 3 x 80 kW

Hydrologie

Débit d’étiage normal 1.16 m\/s

Q10 3.6 m\/s

Débit réservé 0.625m\/s

Structure hydraulique

Type de retenue Barrage poids de 58 m de longueur et de 3.1 m de hauteur au niveau du seuil

Type d’ouvrages d’amené Canal en béton autoporté de 107 m ; Canal maçonné de 96 m

Type de conduites forcées Conduite en acier : 3 x φ700 mm, L=32 m

Equipements hydro et électromécaniques

Puissance installée 3 x 80 kW

Lignes électriques

Longueur de la ligne MT 3 x 7430 m

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Partie IV: IMPACTS DU PROJET

I. Impacts au niveau de la population

Au niveau de la population, les impacts sont globalement positifs

1.1. Impacts au niveau de la population

1.1.1. 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.

1.1.2. Stabilité du milieu social local

Le nombre réduit d'emplois crées au début du projet n'entrainera pas ainsi une trans-formation radicale ou une déstabilisation du milieu social local. De plus, tout le per-sonnel 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 domes-tiques.

1.1.3. Contribution aux recettes fiscales

En plus de la création d'emploi, et partant, l'amélioration du niveau de vie des em-ployés, l’exploitation de la centrale effectuée par l’entreprise rapporte des redevances, des taxes et des droits au niveau local, régional et national.

1.2. Impacts sur le milieu environnant et le paysag e

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.

1.2.1. Impacts négatifs

• Modification du paysage et intrusion visuelle

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 exté-rieur du site. Les terrains vides seront occupés par des logements, des engins et de diverses installations destinées à la réalisation des travaux d'exploitation.

Page 91: Mémoire Topo correction

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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 nou-velles infrastructures et installations connexes liées au site hydroélectrique.

1.2.2. Impacts positifs

• Nouvelle piste

La nouvelle piste nécessaire aux transports des matériels, des matériaux et le dépla-cement 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 avec le chef de la commune d’Ampasimbe.

• Fourniture d'eau potable

La construction du puits va permettre de fournir une eau de bonne qualité et en quan-tité 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.

• Maintien de I’ écoulement de Fanifarana et des activités de la population riverain

La construction du chenal de dérivation assure le maintien de récolement de la rivière Fanifarana. Par la même occasion, la population riveraine peut continuer à exercer ses activités quotidiennes: lessive, douche, puisage d'eau, irrigation des rizières.

• Préservation de la qualité de I’ eau de la rivière et Conservation du débit

La construction du bassin de décantation signifie un fonctionnement à circuit ferme de I’ unité de laverie. Ainsi, après le passage de l’eau dans le bâtiment de la centrale, elle va s’évacuer directement dans la rivière au travers de la restitution. Le débit de la ri-vière serait ainsi conservé. Par ailleurs, le bassin de décantation retient tous les maté-riaux solides et il n'y a pas de rejet dans la rivière. II y a donc également préservation de la qualité de I’ eau de la rivière.

1.3. Effets des poussières et du bruit

II s'agit principalement d'impacts négatifs.

1.3.1. Emission de bruits

Les bruits émis par les générateurs, les engins d'extraction et de transport peuvent per-turber 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 perturba-tions aux quelques oiseaux qui fréquentent encore la zone.

Page 92: Mémoire Topo correction

84

1.3.2. Dégagement des poussières

Les poussières provenant de I’ extraction des terres, du chargement et déchargement et du transport peuvent gêner les voisinages. En effet, le soulèvement des poussières par la circulation des engins de construction routière pourrait être une source de nuisance.

1.3.3. Pollution de I’ air

Les fumées d'échappements des engins de construction routière et des moyens de transport vont polluer I’ air ambiant.

1.4. Impacts sur la faune et la flore

Les éléments bioécologiques qui peuvent être perturbés par le projet sont présentés ci-dessous et généralement les impacts sont pour la plupart négatifs.

1.4.1. L’impact sur les rizières

Les rizières constituent un lieu récepteur des sédiments. Le stock des sables pourra être transporté par le ruissellement en période pluvieuse dans le canal d'irrigation des rizières des villages aux périphériques du site à intervenir. Les sédiments fins pourront se de placer sur une distance plus ou moins importante et peuvent arriver jusqu'au ni-veau des rizières. Si ces sédiments sont des limons, la texture du sol s'améliorera. Par contre, si ce sont des argiles, les rizières deviennent difficiles à travailler.

1.4.2. Conservation de certaines espèces faunistiqu es

La société n'envisage d'exploiter que les bandes d’études de la ligne MT et les sites des ouvrages du génie civil, ce qui va considérablement réduire les impacts négatifs de I’ exploitation sur les écosystèmes local et régional. Ainsi, les arbres fruitiers qui occu-pent le replat sommital et le haut versant du périmètre seront conservés. II en serait de même pour les espèces faunistiques qui y habitent.

1.4.3. Résultante des impacts sur la faune et la fl ore

L'ensemble de ces impacts montre que le projet n'a pas d'impact négatif majeur sur la diversité biologique et sur le; milieu naturel, à part le départ des faunes sauvages qui, après exploitation et réhabilitation du site, fréquentera de nouveau cette zone même 'il y a une petite modification du biotope.

1.5. Impacts sur le sol

• Erosion du sol

II y aura:

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.

Page 93: Mémoire Topo correction

85

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 impor-tante en savane herbeuse qu'en foret 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.

1.6. Impacts sur I’ eau

En général, il n’y pas d’impact négatif majeur de la rivière pendant la période d’exploitation du projet. Le bassin de décantation retient tous les éléments solides transmis par le canal d’amené, donc le risque de pollution de la rivière est négligeable.

II. MESURES D’ATTENUATION DES IMPACTS

2.1. Mesures d'atténuations des impacts dus aux bru its et poussières

Bien que les poussières et les bruits causés par I’ exploitation fassent partie des nui-sances normales dans une activité de ce genre. Les mesures suivantes seront prises:

limitation des heures de travail à 11 heures au maximum, de 7h a 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 su-jet.

2.2. Amélioration du paysage

L'amélioration du paysage consiste à procéder à la revégétalisation 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.

2.3. Mesures d'hygiène et respect de I’ environneme nt

Les déchets et autres ordures ménagères seront mis dans une large fosse pour être bru-lés. Des installations sanitaires adéquates (WC et douche munis 'de fosse sceptique et de puisard) sont, mises a 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.

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CONCLUSION

Le plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo se trouvant dans la commune rurale d’Ampasimbe Onibe est le résultat des travaux topographiques et des normes techniques régissant le secteur hydroélectrique.

Cet ouvrage se focalise généralement sur l’étude topographique pour contribuer à l’élaboration du projet d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo.

L’étude topographique dans un aménagement hydroélectrique peut comprendre cinq grandes parties qui sont l’aménagement du site de barrage, les tracés des ouvrages d’amenée, l’aménagement de la centrale, la piste d’accès et la ligne moyenne tension.

La puissance d’un aménagement hydroélectrique dépend essentiellement de l’emplacement des ouvrages du génie civil et du débit offert par le cours d’eau de la rivière. L’aspect topographique du terrain joue un rôle très important sur le choix de la variante des tracés à retenir pour un aménagement de MCH. On ne doit jamais négli-ger l’éventuel changement brusque de la pente du terrain et surtout dans les passages difficiles (ex : talweg) qui engendrent la modification de la conception des ouvrages d’amenée.

En définitive cette étude nous permet de définir le rôle de la topographie dans un amé-nagement 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 centrale et la piste d’accès. Les travaux topographiques ne se limitent pas sur le recueil et le traite-ment des données obtenues sur le terrain mais de présenter numériquement la forme du TN et le tracé du projet.

Les précisions des mesures obtenues et requises pour l’établissement du plan d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo sont 5cm en planimétrique et 3cm en altimétrique.

En conclusion, la topographie est un outil essentiel dans une étude d’aménagement 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.

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ANNEXES

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ANNEXE 1: Détails de calcul des compensations des points de stations

Coordonnées S1th :

F?= 4003127,06m

G?= 4604664,20m

H?= 100,00m

• Compensation angulaire

La fermeture angulaire est calculée à partir de la formule

ΣHzobs= 65,720+65,644+68,643=200,007gon ;

etΣHzth : la somme des angles intérieurs d’un triangle fermé qui est égal à 200,000gon

Alors fa=200,007I200,000=0,007gon=7mgon

Comme nous avons déterminé que la tolérance angulaire Ta=9 mgon, donc la ferme-ture fa est bien inférieure à la tolérance : faKTa ;

On peut procéder à la compensation des mesures des angles horizontaux :

Ca=Ifa ; Ca=I7

et ;C=NO

C=I l\= I2,3mgon; (i= 1, 2,3)

On peut diviser en 22mgon et 13mgon en arrondissant C Le résultat des angles compensés sont dans le tableau ci-dessous :

Sta-tion

Visé Lecture angle horizontale(en

gon)

Angle Horizon-tale intérieure Hz (en gon)

C Angle Horizon-tale intérieure Hz corrigé(en

gon)

Lecture angle horizontale

corrigé(en gon)

S1 S2 344,487 65,720 I2 65,718 344,488

S3 10,207 10,206

S2 S1 80,750 65,644 I2 65,642 80,748

S3 15,105 15,106

S3 S2 163,129 68,643 I3 68,640 163,128

S1 94,486 94,488

fa= ΣHzobsIΣHzth

fa= 7mgon

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• Compensation planimétrique et altimétrique

Le tableau ci-dessous contient les différentes mesures angulaires et distances de chaque point de station S1, S2 et S3 :

Station Visés Hi (m) Hv (m) Angle horizon-tal (en gon)

Angle verti-cal (en gon)

Distance inclinée (m)

S1 S2 1,40 2,00 344,488 97,335 102,22

S3 10,206 - -

S2 S1 1,41 2,00 80,748 102,225 102,27

S3 15,106 97,758 99,62

S3 S2 1,41 2,00 163,128 101,637 99,56

S1 94,488 104,041 99,64

On prend la lecture de l’angle horizontale S1S2 comme le premier gisement Vo de la station Vo= 344,488gon.

S1S2 :

• Distance horizontale : On détermine la distance horizontale Dh en utilisant la formule (8) : Dh = Di cos i

uvv4= 102,22 cos 2,665 (i= |100 I 97,335|) uvv4= 102,13 m

uv4v=102,27 cos 2,225 (i= |100 I 102,225|) uv4v=102,21 m

La moyenne de ces deux (2) Dh est considérée au calcul des coordonnées du point de station S2 :

u|PU=Dh=4,\h4,4

4 = 102,17m

• Gisement :

D’après la formule (5)vv4= P+~vv4, alors le gisement vv4est :

vv4=344,4886344,488=288.976 gon

• Calcul des coordonnées planimétriques :

En utilisant la formule (6) on calcule les coordonnées à partir du gisement et de la dis-tance horizontale :

∆X= ? sin vv4 Fv4=F?+∆X

∆Y= ? cos vv4 Gv4=G?+∆Y

∆X=102,17 sin 288.976 Fv4=4003127,06+(I100,64)

∆Y=102,17 cos 288.976 Gv4=4604664,20+(I17,60)

Page 98: Mémoire Topo correction

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Fv4=4003026.42m

S2

Gv4=4604646.60m

• Calcul de lacôte Z

La formule (12) de nivellement indirect est :HSA = HI + Dh Cotan AV HP

∆vv4=1,40+102,13 cot 97,335 I2,00

∆vv4=3,68m

∆v4v=1,41+102,21 cot 102,225 I2,00

∆v4v=I4,16m ; ∆vv4= 4,16m

La moyenne de la dénivellation entre le deux station est :

∆|PU =∆H=\,hA,

4 =3,92m

∆H=3,92m

Hv4=H?+∆H

Hv4=100,00+3,92= 103,92m

Hv4=103,92m

S2S3 :

• Distance horizontale : D’après la formule (8) : Dh = Di cos i

uv4v\= 99,62 cos 2,245 (i= |100 I 97,758|) uv4v\= 99,56 m

uv\v4=99,56 cos 1,637 (i= |100 I 101,637|) uv\v4=99,53 m

La moyenne de ces deux (2) Dh est considérée au calcul des coordonnées du point de station S2 :

u|PU=Dh=,ch,c\

4 = 99,54m

• Gisement :

Transmissions du gisement Vo:

Vo=vv4 I ~v4v I200

Vo=288.976I80,748I200

Vo=8,228gon

Page 99: Mémoire Topo correction

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D’après la formule (5) v4v\= P+~v4v\, alors le gisement v4v\est :

v4v\=8,228615,106=23,334 gon

v4v\=23,334 gon

• Calcul des coordonnées planimétriques :

En utilisant la formule (6) on calcule les coordonnées à partir du gisement et de la dis-tance horizontale :

∆X= ? sin v4v\ Fv\= Fv4+∆X

∆Y= ? cos v4v\ Gv\= Gv4+∆Y

∆X=99,54 sin 23,334 Fv\=4003026.42+35,67

∆Y=99,54 cos 23,334 Gv\=4604646.60+92,93

Fv\=4003062.09m

S3

Gv\=4604739.53m

• Calcul de la côte Z

La formule (12) de nivellement indirect est :HSA = HI + Dh Cotan AV HP

∆v4v\=1,41+99,56 cot 97,758 I2,00

∆v4v\=2,92m

∆v\v4=1,41+99,53 cot 101,637 I2,00

∆v\v4=I3,15m ; ∆vv4= 3,15m

La moyenne de la dénivellation entre le deux station est :

∆|PU =∆H=4,4h\,c

4 =3,04m

∆H=3,04m

Hv\=Hv4+∆H

Hv\=103,92+3,04= 106,96m

Hv\=106,96m

S3S1 :

• Distance horizontale : D’après la formule (8) : Dh = Di cos i

uv\v= 99,64 cos 4,041 (i= |100 I 104,041|) uv4v\= 99,44 m

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• Gisement :

Transmissions du gisement Vo:

Vo=v4v\ I ~v\v4 I200

Vo=23,334I163,128 6200

Vo=60,206gon

D’après la formule (5) v\v= P+~v\v, alors le gisement v\vest :

v\v=60,206694,488=154,694gon

• Calcul des coordonnées planimétriques :

En utilisant la formule (6) on calcule les coordonnées à partir du gisement et de la dis-tance horizontale :

∆X= ? sin v\v Fv= Fv4+∆X

∆Y= ? cos v\v Gv= Gv4+∆Y

∆X=99,44 sin 154,694 Fv=FPQR=4003062.09+64,95

∆Y=99,44 cos 154,694 Gv=GPQR 4604739.53I75,30

FPQR=4003127.04m

S GPQR=4604664.23m

• Calcul de la côte Z

La formule (12) de nivellement indirect est :HSA = HI + Dh Cotan AV HP

∆v\v=1,40+99,44 cot 104,041 I2,00

∆v\v=I6,91m

HPQR=Hv\+∆H

HPQR=106,96I6,92= 100,04m

HPQR=100,03m

Coordonnées observés

Station Xobs (m) Yobs (m) Zobs (m)

S2 4003026.42 4604646.60 103.92

S3 4003062.09 4604739.53 106.96

S1 4003127.04 4604664.23 100.03

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S1obs : FPQR= 4003127.04 m;GPQR= 4604664.23m;HPQR=100.03m

• Fermeture planimétrique fxy

La fermeture planimétriqueest donnée par :

Or ST= FPQR I F?

Et fy = GPQR I G?

Donc on a fx =4003127.04 I4003127,06=I2m

fy =4604664.23I4604664,20=3m

STU=7I29² 6 3²

STU= 3,6 cmJ 4 cm

• La tolérance planimétrique du levé

D’après la formule N° la tolérance en planimétrique est :

Avec n=3 et =2cm

donc,

Tp=7,6J8

On peut tirer que STU<Tp, ce qui nous permet de corriger les coordonnées de chaque

station.

• Compensation en x et y

Comme STU<Tp, alors on peut déterminer les corrections apportées aux points de station :

<T=IST=2 avec :

<U=ISU=I3

STU ='ST4 6 SU4

Tp= 2,7 √0

(21)

STU= 4cm

Tp= 8 cm

CVW=NX

CYW=NZ

(22)

Page 102: Mémoire Topo correction

94

donc : CVW=0,7cmen arrondissant on peut avoir 2x1cm

et CYW=I1 cm ;(j= 1, 2,3)

• Fermeture en altitudefz

La fermeture fz est donnée par la formule N°23

S =100,40I100,00=0,03m=3cm

Donc on a :

• Tolérance en altitude Tz

D’après les formules N°17 et N°18 la tolérance complète et la tolérance sur une même dénivellation indépendante entre deux points sont :

Avec ;

T1= '4 6 73 6 0,10294:3042,665 6 40 0,102 <=>42,665 6 ,4@A

T1=2,8cm

T2= '4 6 73 6 0,10094:3042,242 6 40 0,100 <=>42,245 6 ,@A

T2=2,8cm

T3= '4 6 73 6 0,10094:3044,041 6 40 0,100 <=>44,041 6 ,@A

T3=2,8cm

Pour chaque dénivellation entre deux stations on a trouvé :

:1PQR,:2PQR : T1=2,8J3 cm

:2PQR,:3PQR : T2=2,8J3 cm

:1PQR,:2PQR : T3=2,8J3 cm

S =HPQR I H?

Tz= √1234

(23)

S =3 cm

Ti= '4 6 73 6 394:3043 6 403. <=>43 6 ?@A

Page 103: Mémoire Topo correction

95

Donc Tz='∑ 23\]

Alors

Les résultats obtenus ci-dessus nous montrent que S _Tz, donc on peut corriger les valeurs des cotes chaque station.

• Compensation des altitudes

Comme S _Tz, alors on peut procéder à la correction des côtes des altitudes :

Cz=IS =I3 cm

Avec

Donc C W=I1 cm (j= 1, 2,3)

Les coordonnées définitives de chaque point de station après la compensation sont :

Coordonnées après la compensation

Station X (m) Y (m) Z (m)

S1 4003127.06 4604664.20 100.00

S2 4003026.43 4604646.59 103.91

S3 4003062.10 4604739.52 106.95

Les autres points de stations sont tous calculés automatiquement avec le logiciel topogra-phique « Covadis » en utilisant les mêmes formules que nous avons stipulées dans cet ouvrage.

Tz= 3cm

C W=ab (24)

Page 104: Mémoire Topo correction

96

ANNEXE 2: Profil en long TN avec le canal d’amené

Page 105: Mémoire Topo correction

97

ANNEXE 3: profil en long TN avec la conduite forcée et la centrale

Page 106: Mémoire Topo correction

98

ANNEXE 4: Portion du profil en long de la ligne MT

Page 107: Mémoire Topo correction

99

ANNEXE 5: Profil en long de la piste

Profil en long de la piste : portion 1

Page 108: Mémoire Topo correction

100

Profil en long de la piste : portion 2

Page 109: Mémoire Topo correction

101

ANNEXE 6: Plan d’aménagement du site d’Andrianambo

Page 110: Mémoire Topo correction

102

ANNEXE 7: Modèle 3D de la centrale

Page 111: Mémoire Topo correction

103

LISTE DES REFERENCES

[1] : Programme rHYviere : « Guide de réalisation des réseaux hydroélectriques ruraux de Madagascar »

[2] : Programme rHYviere : « Cahier de charge d’exploitation et de maintenance des ré-seaux hydroélectriques ruraux »

[3] : Code de l’eau

[4] : Législation foncière

[5] : D’HOLLANDER R., « Topographie générale »

[6] : LAUZON et DUQUETT : « Topométrie générale », École Polytechnique Montréal

[7] : Frédéric VISA : « Cours route », IUT St Pierre –Département Génie civil

[8] : Hervé BRUNEL : « Cours route », IUT de Bourges –Département Génie civil

[9] : Jean Marc PAGES : « Guide pour le montage de projets de petite hydroélectrique »

Page 112: Mémoire Topo correction

104

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ............................................................................................................... i

LISTE DES ANNEXES ......................................................................................................... ii

LISTE DES FIGURES ......................................................................................................... iii

LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... v

LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................. vi

INTRODUCTION ................................................................................................................. 1

Partie I: Généralités sur l’hydroélectrique ..................................................................... 2

I. contexte générale sur l’hydroélectricité .................................................................... 2

1.1. Généralités ............................................................................................................ 2 1.1.1. Pérennité des ressources ................................................................................... 2 1.1.2. Respect de l’environnement ............................................................................. 2 1.1.3. Possibilité de production décentralisée ............................................................. 3

1.2. Le contexte à Madagascar .................................................................................... 3

II. Notion générale des Petites Centrales Hydroélectriques .......................................... 4

2.1. Définition d’une Petite Centrale Hydroélectrique ................................................ 4

2.2. Principe de l’Hydroélectricité ............................................................................... 4 2.2.1 Les différents composants d’une Petite Centrale Hydroélectrique................... 4 2.2.2 Les différents types de PCH ............................................................................. 5 2.2.3 Aspects juridiques de l’Aménagement Hydroélectrique à Madagascar ........... 6

2.2.3.1 Les lois sur l’utilisation hydroélectrique de l’eau ................................ 6 2.2.3.2 Servitude de passage ............................................................................. 7

III. Le programme rHYviere ...................................................................................... 8

3.1. Genèse .................................................................................................................. 8

3.2. Présentation du programme .................................................................................. 8

3.3. L’objectif du programme ...................................................................................... 8

IV. La raison du stage ................................................................................................. 9

4.1. Les grandeurs caractéristiques des MCH ............................................................. 9

4.2. Contraintes .......................................................................................................... 10

4.3. Objet du stage de mémoire ................................................................................. 10

V. Présentation du projet ............................................................................................. 11

5.1 Localisation du site ............................................................................................. 11

5.2 Objectif du projet ................................................................................................ 13

Partie II: : Méthodologie et Outils ................................................................................. 14

I. Rappel sur la topographie ....................................................................................... 14

II. Méthodologie .......................................................................................................... 15

2.1. Objectifs généraux de l’étude topographique ..................................................... 15

2.2. Etude bibliographique......................................................................................... 16

2.3. Consultation et analyse des documents topographiques ..................................... 16

Page 113: Mémoire Topo correction

105

2.4. Choix des échelles avec les précisions ............................................................... 17

2.5. Détermination et choix de la méthode de lever .................................................. 17

2.6. Lever des données sur terrain ............................................................................. 18 2.6.1 Lever de détails ............................................................................................... 18

2.6.1.1 Définition du lever de détails.................................................................. 18 2.6.1.2 Principe de base ...................................................................................... 18

i. Les détails à lever ....................................................................................... 18 ii. Précision du lever planimétrie et altimétrie ................................................ 19 iii. Les mesures à effectuer .............................................................................. 19

2.6.1.3 Méthode de mesure ................................................................................. 20 i. La mesure des angles [4] ............................................................................ 20

1) La mesure des angles horizontaux .......................................................... 20 2) La mesure des angles verticaux .............................................................. 22

ii. La mesure de distance................................................................................. 23 iii. Mesure altimétrique .................................................................................... 24 iv. Erreurs et tolérances [3] .............................................................................. 26

2.6.2 Inventaires des propriétaires des terrains touchés par les tracés du projet ..... 27

2.7. Outils à mettre en œuvre ..................................................................................... 27 2.7.1 L’outil humain ................................................................................................ 27 2.7.2 L’outil matériel ............................................................................................... 28

2.7.2.1 L’appareil topographique station total .................................................... 29 2.7.2.2 Le GPS .................................................................................................... 30

Partie III: Elaboration du plan d’aménagement hydroélectrique d’Ampasimbe Onibe . 31

I. Démarche en vue de l’élaboration du plan d’aménagement ................................... 31

1.1. La reconnaissance du site ................................................................................... 31

1.2. Analyse technique du site ................................................................................... 31 1.2.1. Le site du barrage ........................................................................................... 31 1.2.2. Les conduites d’amenée.................................................................................. 32

1.3. Choix de la variante à retenir pour la conduite d’amenée .................................. 33

1.4. Acquisition des données topographiques ........................................................... 34

1.5. Traitement ........................................................................................................... 34

II. Elaboration du plan d’aménagement ...................................................................... 34

2.1. Objectifs ............................................................................................................. 34

2.2. Problématiques ................................................................................................... 35

2.3. Méthodes utilisées .............................................................................................. 35

2.4. Aperçu général de l’aménagement ..................................................................... 36

2.5. Réalisation du plan d’aménagement des ouvrages du génie civil ...................... 37 2.5.1 Etude topographique ....................................................................................... 37

2.5.1.1 Fermeture par polygonation.................................................................... 37 2.5.1.2 Correction angulaire ............................................................................... 39 2.5.1.3 Calcul des coordonnées .......................................................................... 40 2.5.1.4 Correction en altimétrie .......................................................................... 42 2.5.1.5 Courbe de niveau .................................................................................... 43

2.5.2 Barrage ........................................................................................................... 46 2.5.2.1 Objectifs ................................................................................................. 46

Page 114: Mémoire Topo correction

106

2.5.2.2 Contraintes .............................................................................................. 46 2.5.2.3 Caractéristiques topographiques du barrage ........................................... 47 2.5.2.4 Caractéristiques générales du barrage .................................................... 50

2.5.3 Les ouvrages d’amenée .................................................................................. 52 2.5.3.1 Objectifs ................................................................................................. 52 2.5.3.2 Contraintes .............................................................................................. 52 2.5.3.3 Les tracés des conduites d’amenées ....................................................... 52

i. Canal d’amené ............................................................................................ 53 ii. Bassin de décantation ................................................................................. 55 iii. Chambre de mise en charge ........................................................................ 56 iv. Conduite forcée .......................................................................................... 57

2.5.4 La Centrale Hydroélectrique .......................................................................... 60 2.5.4.1 Objectifs ................................................................................................. 60 2.5.4.2 Contraintes .............................................................................................. 60 2.5.4.3 Aménagement de la centrale................................................................... 60

i. Description du site de l’emplacement de la centrale .................................. 60 ii. Calage des ouvrages et matériels électromécaniques ................................. 61 iii. La restitution ............................................................................................... 62

2.6. La voie d’accès ................................................................................................... 63 2.6.1 Objectif ........................................................................................................... 63 2.6.2 Catégorie de la route ....................................................................................... 63 2.6.3 La durée de vie de la piste .............................................................................. 63 2.6.4 La gestion et l’entretien de la piste ................................................................. 64 2.6.5 L’expropriation ............................................................................................... 64 2.6.6 Description générale de la voie d’accès ......................................................... 64 2.6.7 Choix du tracé de la piste ............................................................................... 65 2.6.8 La bande d’étude ............................................................................................ 67 2.6.9 Intervention topographique............................................................................. 68

2.6.9.1 Echelle du levé ....................................................................................... 68 2.6.9.2 Fermeture par triangulation .................................................................... 68 2.6.9.3 Levé des détails ...................................................................................... 68 2.6.9.4 Traitement numérique des données ........................................................ 68

i. Caractéristiques géométriques d’une route ................................................. 69 ii. Courbe de raccordement des alignements droits ........................................ 70

1) Calcul du rayon de courbure d’un virage ............................................... 70 2) Dévers et relèvement dans un virage ...................................................... 70 3) Surlargeur ............................................................................................... 72 4) Visibilité dans un virage ......................................................................... 73

2.6.9.5 L’ouvrage d’assainissement ................................................................... 74 2.6.9.6 Le terrassement ....................................................................................... 74

2.7. Etude du tracé de la ligne MT ............................................................................ 76 2.7.1 Objectifs ......................................................................................................... 76 2.7.2 Normes sur le passage et l’implantation de poteaux de la ligne MT[1] ......... 76

2.7.2.1 Traversées des zones boisées et zones habitées ...................................... 76 2.7.2.2 Hauteur hors sol de la ligne MT ............................................................. 77

2.7.3 Méthode de réalisation.................................................................................... 77 2.7.3.1 Etude préalable du tracé de la ligne MT dans une carte ......................... 77 2.7.3.2 Lever des points d’implantation des poteaux ......................................... 79 2.7.3.3 Le traitement des données et les résultats attendus ................................ 79

i. Le profil en long ......................................................................................... 79 ii. La chaînette ................................................................................................ 80

Page 115: Mémoire Topo correction

107

III. Récapitulatif des résultats de l’étude technique ................................................. 81

Partie IV: IMPACTS DU PROJET .................................................................................. 82

I. Impacts au niveau de la population ........................................................................ 82

1.1. Impacts au niveau de la population .................................................................... 82 1.1.1. Création d'emplois .......................................................................................... 82 1.1.2. Stabilité du milieu social local........................................................................ 82 1.1.3. Contribution aux recettes fiscales ................................................................... 82

1.2. Impacts sur le milieu environnant et le paysage ................................................. 82 1.2.1. Impacts négatifs .............................................................................................. 82 1.2.2. Impacts positifs ............................................................................................... 83

1.3. Effets des poussières et du bruit ......................................................................... 83 1.3.1. Emission de bruits .......................................................................................... 83 1.3.2. Dégagement des poussières ............................................................................ 84 1.3.3. Pollution de I’ air ............................................................................................ 84

1.4. Impacts sur la faune et la flore.......................................................................... 84 1.4.1. L’impact sur les rizières ................................................................................. 84 1.4.2. Conservation de certaines espèces faunistiques ............................................. 84 1.4.3. Résultante des impacts sur la faune et la flore ................................................ 84

1.5. Impacts sur le sol ................................................................................................ 84 Erosion du sol ..................................................................................................... 84

1.6. Impacts sur I’ eau ............................................................................................... 85

II. MESURES D’ATTENUATION DES IMPACTS ................................................. 85

2.1. Mesures d'atténuations des impacts dus aux bruits et poussières ....................... 85

2.2. Amélioration du paysage .................................................................................... 85

2.3. Mesures d'hygiène et respect de I’ environnement ............................................. 85

CONCLUSION ................................................................................................................... 86

ANNEXE ............................................................................................................................. 87

LISTE DES REFERENCES .............................................................................................. 103

TABLE DES MATIERES .................................................................................................. 104

Page 116: Mémoire Topo correction

Titre du mémoire : Contribution des travaux topographiques à l’élaboration du projet d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo commune rurale d’Ampasimbe

Soutenu le : 31 Mars 2014

Présenté par : RAKOTOVAO James Tolojanahary

Contact : 033 86 488 39

E-mail : [email protected]

Nombre des tableaux : 20

Nombre des figures : 44

RESUME

Le projet d’aménagement hydroélectrique du site d’Andrianambo 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 début de la rivière sont les facteurs potentiels de la puissance de l’aménagement, tandis que le positionnement planimétrique permet la localisation des tracés des ouvrages à implanter. La variante rete-nue pour le passage du tracé des conduites d’amenée est la rive droite. L’étude effectuée permet d’estimer que la puissance électrique obtenue en exploitant la chute d’Andrianambo avec une hauteur brute de 11 m est de 240kW. Trois turbines sont prévues pour ce projet d’aménagement hydroélectrique. Cette production électrique servira à élec-trifier le chef lieu de la commune d’Ampasimbe Onibe et par extension la commune rurale de Mahavelona Foulepointe.

ABSTRACT

The project of hydroelectric planning of the site of Andrianambo has been achieved with a topographic survey. The type of the hydroelectric power station to exploit for this site is the power station with the passing of water of low fall. The height of the fall and the be-ginning of the river are the potential factors of the power of the planning, while the plani-metric positioning allows the localization of the tracings of the works to implant. The va-riant kept for the passage of the tracing of the conducts of brought is the right strand. The done survey permits to estimate that the gotten electric power as exploiting the fall of An-drianambo with a raw height of 11 m is of 240kW. Three turbines are planned for this hydroelectric planning project. This electric production will serve to electrify the chief place of the township of Onibe Ampasimbe and by extension the farming township of Mahavelona Foulepointe.

Mots clés : Aménagement hydroélectriques/ Travaux topographiques/Ampasimbe Onibe/Site d’Andrianambo