Application du modèle hydrologique HEC-HMS

Les interfluves

          Les sols des interfluves comportent trois niveaux. Le premier est composé de matériaux ferralitiques rouges remaniés. Sa texture change de l’argile à de l’argile sableuse sans cailloux avec une épaisseur variant de 1 à 3m. Ensuite, le second niveau est constitué d’un épais manteau altéritique kaolinique isovolumique non remanié, qui provient de l’hydrolyse totale des migmatites. Il est composé essentiellement de kaolinite, d’hydroxydes de fer et de sables quartzeux ; l’argilification kaolinique, la libération de fer (couleur rouge) et la fragmentation des quartzs (sables fins et limons) sont plus marqués au sommet du matériau. Enfin, le dernier niveau est l’arène en cours d’hydrolyse, isovolumique, non remanié, il s’agit de la roche désagrégée riche en éléments dissous libérés par l’hydrolyse active des minéraux. D’une épaisseur de 2 à 6 m, il s’étend dans les fissures du socle. Sa teinte est claire (blanchâtre à l’état sec). En matière de pédologie, la zone d’étude est dominée par les sols ferralitiques qui couvrent la quasi-totalité du bassin et par les sols alluviaux. À l’exception de quelques parcelles de reboisement en amont, le bassin est recouvert de savane maigre.

Evacuation d’eau du BV

              Les eaux usées du BV sont acheminées soit par des réseaux à système séparatif soit par des réseaux à système unitaire. Par exemple le cas de la commune d’Anosizato Andrefana, elle dispose d’un réseau unitaire constitué de 2 100 m de canaux, débouchant dans les rivières Ikopa et Sisaony. Pour cela la gestion des eaux usées pose des nuisances dans 7 fokontany densément peuplés de la commune ; alors que l’eau pluviale est excrétée communément par des réseaux séparatifs et descend le long des collines, s’accumule dans les bassins de rétention ou dans la plaine et s’évacue lentement vers les drains principaux. Entre autre, selon le cas de la commune de Tsiafahy un réseau de drainage d’eaux pluviales d’une longueur totale de 3,3 km se compose de canaux en béton et en terre ayant comme exutoire final la rivière Sisaony. En effet, les eaux pluviales et usées générées au niveau de la commune se déversent dans la rivière Sisaony. Toutes ces eaux usées ou pluviales se versent dans la rivière Sisaony pour être évacuées vers le seuil de Farahantsana à Bevomanga.

Les crues torrentielles

             Elles sont appelées aussi crues « éclaires », soudaines ou brutales, se produisent sur de petits bassins versants et sont provoquées par des pluies intenses (un débit de pointe de 200 ?3/s pour un bassin de 60??2). Leur temps de montée est très court (quelques heures) et leur débit de pointe « relativement élevé ». Cette définition reste très qualitative ; Les critères quantitatifs, notamment le temps de montée, permettant de distinguer les crues rapides des crues « éclaires » varient selon les hauteurs et selon les pays. En effet, les crues éclair ont un temps de montée inférieur à 3 heures sur des bassins de 5 à 10??2 , le temps de montée peut aller jusqu’à 6 heures pour des bassins de 400??2. Entre autre, la distinction entre crue « éclair » et crue rapide reste donc floue. Dans cette thèse, seule une distinction entre crues lentes et crues rapides ou « éclaires » sera faite, les crues rapides comprenant le cas particulier des crues « éclaires ». En particulier on considère les crues par ruissellement pluvial. L’imperméabilisation du sol par les aménagements (bâtiments, voiries, parkings, etc.) et par les pratiques culturales limite l’infiltration des précipitations et accentue le ruissellement. Ceci occasionne souvent la saturation et le refoulement des réseaux d’assainissement des eaux pluviales. Il en résulte des écoulements plus ou moins importants et souvent rapides dans les crues.

Modèle hydrologique : modèle pluie-débit

              Un modèle hydrologique est un moyen et outil pour raisonner les comportements et phénomènes d’un bassin versant ; il représente une image de la réalité perçue par le modélisateur. Les processus hydrologiques sont étudiés à l’échelle du bassin versant. La modélisation hydrologique permet de répondre aux différentes problématiques de l’hydrologie opérationnelle, de simuler et de prévoir le fonctionnement d’un bassin. Elle permet de connaître les débits à l’exutoire, dont la mesure est parfois inexistante ou manquante. Il est généralement défini par :
– les variables d’entrée appelées aussi forçages en raison du rôle moteur qu’elles jouent sur un grand nombre de processus. Il s’agit généralement des chroniques de pluie et d’évapotranspiration ou de température.
– les variables d’état qui correspondent aux variables internes du système et qui rendent compte de son état.
– les variables de sortie qui représentent la réponse du système. Il s’agit généralement des débits à l’exutoire mais aussi parfois de la piézométrie ou d’une autre variable intéressant :le modélisateur.
– les équations mathématiques indiquées en annexe5 qui relient les variables de sortie aux variables d’entrée et aux variables d’état. Celles-ci permettent de représenter de façon plus ou moins explicite les processus impliqués dans le fonctionnement du bassin versant étudié.
– les paramètres qui interviennent dans les équations du modèle, et qui représentent la part non explicitée du fonctionnement du bassin dans ces équations. Ils peuvent avoir une signification physique ou non. Ils servent à adapter les relations régissant le modèle au fonctionnement réellement observé. [13]

DESCRIPTION DU LOGICIEL HEC-HMS

               HEC-HMS est un modèle déterministe applicable principalement à la simulation d’un évènement donné. C’est un modèle global qui permet de subdiviser un bassin versant en plusieurs parties, appelées sous-bassins, qui sont considérées comme ayant chacune des caractéristiques homogènes. Il est particulièrement bien adapter pour simuler le comportement hydrologique des bassins versant non urbanisés. HEC-HMS permet également de simuler et d’incorporer des réservoirs et des dérivations. Le modèle comprend une interface graphique des capacités pour la manipulation, la gestion et le stockage des données, ainsi que des possibilités d’affichages et d’impression des résultats. HEC-HMS a été suivi par HEC 1, « Flood hydrograph package » développé durant les années 70 et qui est aujourd’hui encore le modèle hydrologique le plus employé aux Etats Unis. Le modèle hydrologiique HEC-HMS a été développé par l’Hydrologic Engineering Center de l’U.S. Army corps of Engineers (USACE). La réalisation de l’étude s’est intéressée par la version 4.0 du faite de sa performance et sa capacité conceptuelle dans la modélisation.[17]

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE 1 : DESCRIPTIONS DE LA ZONE D’ETUDE
CHAPITRE I : Présentation de la zone d’étude
CHAPITRE II : Contexte physique
CHAPITRE III : Réseau hydrographique
PARTIE 2 : METHODOLOGIE
CHAPITRE I : Rappels théoriques
CHAPITRE II : Démarches et méthodologie
CHAPITRE III : Modèle choisi
PARTIE 3 : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
CHAPITRE I : Etude des données
CHAPITRE II : Résultats et discussions
CHAPITRE III : Bilan sur l’utilisation du modèle
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

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