Soutenance mémoire
L’eau joue deux rôles très importants dans la vie de tous être vivant surtout l’homme. Elle donne la vie mais elle peut tuer en un bref de temps. Essentielle à la vie de presque tout être vivant, l’eau demeure un composant de base incontournable pour le bien être. Le déséquilibre en cette ressource entraîne des dangers humains. Le manque résulte la sécheresse d’où la baisse des produits agro-alimentaire et d’autres problèmes environnementaux. L’abondance peut entrainer d’autres risques comme l’inondation, pour les zones de basse altitude et les dépressions, ou des glissements de terrain pour les zones montagneuses ou collinaires à relief accidenté. Ces sujets sont difficiles à gérer, il faut en toutes possibilités les éviter de s’arriver.
Madagascar est un pays tropical où deux ou trois cyclones y passent chaque année. Il est drainé par plusieurs fleuves et rivières dissymétriques par rapport aux hautes terre, forme causée par le type de relief : longue et calme sur la partie ouest, courte et forte sur la partie Est. L’Ikopa appartient à ces rivières de la partie Est, elle se jette sur le fleuve de Betsiboka à Maevatanana. Son Bassin versant supérieur contrôlé à Bevomanga contient la plaine alluviale d’Antananarivo. Cette plaine, incluant la capitale de la grande Ile, est caractérisée par sa forte vulnérabilité à l’inondation.
Le problème d’inondation d’Antananarivo date du régime d’Andrianampoinimerina qui fit construire les digues pour contenir les crues de l’Ikopa. Il devient une des préoccupations majeures des autorités à chaque saison de pluie. Apres une forte précipitation, les bas quartiers de la capitale et la grande plaine alluvionnaire de Betsimitatatra sont exposés à ce risque. Lors d’un passage d’un cyclone les dégâts deviennent catastrophiques. C’est pourquoi des chercheurs s’intéressent sur ce problème depuis des années.
L’inondation est un problème hydrologique dû au déficit de drainage des eaux. Pour la plaine d’Antananarivo le principal problème se base sur la forme du bassin versant et celle de l’exutoire : développé en amont, se rétréci et barré en aval par les rochers de Farahantsana. Le débit qui peut y passer est limité. Le seuil de Farahantsana conditionne les caractéristiques hydrologiques, hydrogéologiques et géotechniques de la plaine d’Antananarivo et du haut bassin versant de l’Ikopa en général. Il tient un rôle complexe sur la plaine : perturbe le drainage de la plaine en hautes eaux, maintient les réserves d’eaux souterraines en basse eaux. Ces réserves d’eau assurent à leur tour deux fonctions importantes : principale ressource en eaux utilisée par la population et source d’alimentation des rivières pendant la période de récession.
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
Délimitation et description
Appartenant à la zone des hautes terres de Madagascar et de la région d’Analamanga, le bassin supérieur de l’Ikopa s’étend sur 8 districts : Antananarivo Renivohitra, Antananarivo Avaradrano, Antananarivo Atsimondrano, Andramasina, Manjakandriana, Arivonimamo, Ambatolampy et Ambohidratrimo. Dans ce bassin, l’Ikopa reçoit l’apport des affluents sur les deux rives gauche et droite. Il est contrôlé par l’exutoire de Bevomanga. Une unité morphologique très important de ce bassin versant est la plaine d’Antananarivo, nommée plaine de Betsimitatatra. Les caractéristiques de cette plaine affectent l’écoulement à l’exutoire. La plaine d’Antananarivo est une plaine alluviale formée après comblement d’un lac naturel lors d’un fort phénomène de pénéplanation durant plusieurs millions d’années (NOIZET G., 1967). Contenant la capitale de Madagascar, elle se développe sur quatre districts : Antananarivo ville, Antananarivo Avaradrano, Antananarivo Atsimondrano et Ambohidratrimo. Schématiquement, la zone d’étude s’étend approximativement dans un rayon de vingt kilomètres autour de la capitale Antananarivo. Géographiquement, elle est limitée par les coordonnées Laborde, équivalant du Mercator oblique :
➤ Xmin = 485 000 m ;
➤ Xmax = 530 000 m ;
➤ Ymin = 780 000 m ;
➤ Ymax = 820 000 m.
La forme de cette plaine est une sorte de vaste cuvette d’environ 30 000 ha d’étendue, entourée par plusieurs collines. Elle est limitée naturellement en aval par le seuil de Bevomanga –Farahantsana. Ce dernier se trouve dans le district d’Ambohidratrimo, dans la commune rurale de Mahitsy. Il est caractérisé par un lit de rivière généralement ondulé et par la présence d’affleurement de granite au environ de Farahantsana. Le seuil de Farahantsana se localise sur les coordonnées selon Laborde Madagascar :
➤ X=482 756 m
➤ Y=814 422 m
Contexte climatique
L’année hydrologique de Madagascar débute le mois de novembre. Elle est formée par deux saisons bien distinctes : saison de pluie, novembre au mois d’avril, et saison fraîche, du mois de mai au septembre. Ces saisons sont séparées par une intersaison marquée par une humidité très basse de l’air.
Contexte hydrologique
Le haut bassin de l’Ikopa est caractérisé par un réseau hydrographique dense et dendritique. La forme dendrite est due à la pente très faible et à la présence de l’alluvion dans l’ensemble. Ce réseau assure le drainage naturel de toute la partie de la plaine et entretien le débit d’écoulement à l’exutoire. En général il est formé par :
– L’Ikopa : le principal, traverse la totalité de la plaine, d’Ambohimanambola à Bevomanga, et reçoit les apports de ses propres affluents sur les rives gauche et droite juste en amont de l’exutoire;
– L’affluent de la rive droite : formé par l’Imamba, de direction Est-Ouest qui draine la partie Nord ;
– Les affluents de la rive gauche : drainent la partie Sud et sont formés par l’Andromba grossie de Katsaoka, de direction Sud –Nord, et le Sisaony qui prend source à Andramasina. Ils drainent la partie Sud.
L’Ikopa elle-même est formée par la réunion des deux rivières, Varahina Nord et Varahina Sud, dont les débits sont respectivement entretenus par les deux barrages de retenus de Tsiazompaniry et de Mantasoa. A partir d’Antelomita, confluence des deux Varahina, l’Ikopa coule sur 30km en direction Ouest avec une pente de 2m/km jusqu’à Ambohimanambola. A 10 km en amont d’Ambohimanambola la direction devient Sud-Nord. Apres Ambohimanambola, l’Ikopa entre dans la plaine d’Antananarivo avec un lit endigué sur une distance de 45km jusqu’à Bevomanga. Dans cette partie la pente moyenne est très faible, 25cm/km pouvant atteindre 13cm/km en amont de la confluence avec l’Andromba, zone marécageuse. (Razafimanjato L. 1992) Sur son passage à Bevomanga, le lit est généralement ondulé et l’Ikopa traverse une série de chute dont la plus importante est celle de Farahantsana, de 3,7m de dénivelée. Le réseau hydrographique de cette zone est alimenté par les pluies lors de la saison pluvieuse et par les écoulements souterrains à partir des nappes aquifères lors de la période sèche. Le débit de l’Ikopa varie le long de son parcours à cause des apports des affluents et des éventuels débordements et prises d’eau. Il augmente lors des rencontres avec les affluents, puis diminue à cause de la pente faible et la morphologie de l’exutoire. Cet aspect est le principal problème de drainage de la plaine pendant le période de pluie.
Contexte hydrogéologique
L’alimentation de la nappe alluviale est principalement assurée, en saison sèche, par les cours d’eau. Durant la saison pluvieuse, l’excédent hydrique alimente la nappe par infiltration et drainage latérale. Les exhaures de la nappe sont constituées par les drains et l’évapotranspiration. L’efficacité du drainage est évidemment fonction de la perméabilité de la couverture argilo-tourbeuse et de la densité des canaux. Sur la plaine alluviale d’Antananarivo, il existe quatre types de nappe :
– nappe d’arène : Elle est formée par les arènes qui surmontent partout le socle sain. Elle est semi-captive sous le niveau argilifère au droit des interfluves.
– nappe du socle : C’est une nappe discontinue. Le réservoir est formé par les réseaux de fissures à travers les socles métamorphiques qui sont parfois affleurant à la surface. Elle est alimentée par les couches d’arène qui la surmontent.
– nappe dans les bas-fonds : elle joue le rôle de drain. Les perméabilités horizontales ne sont que de l’ordre de 10-5 m/s pour une épaisseur qui ne dépasse pas 1m à 2m.
– nappe alluviale : elle présente des transmitivités le plus souvent comprise entre 3.10-3 m²/s et 2.10-2 m²/s. Elle est alimentée en permanence par les eaux de surface. Le réservoir est constitué par les alluvions dont le toit est plat avec un gradient de pente moyenne en direction du Nord-Est de l’ordre de 0,40 %. Le mur est situé, par rapport au terrain, entre 20 et 25m dans la majeur partie de la Plaine jusqu’à la latitude Nord d’Ambohimanarina ; environ 8m au niveau de la confluence de l’Ikopa et de la Sisaony et à 0m aux chutes de Farahantsana. La nappe alluviale est alimentée par trois processus complémentaires :
– Verticalement par l’infiltration directe lors d’une précipitation ou mise en eau des rizières dont l’alimentation est limitée par le ruissellement, l’évapotranspiration et la nature argileux de la formation affleurant ;
– Par les écoulements souterrains via les réseaux de fracture du socle et les massifs altérés contenant les nappes d’arènes ;
– Verticalement par drainage du réseau hydrographique de surface. Il est contrôlé par la nature du matériau au droit du lit mineur du cours d’eau et est d’autant plus important que ce matériau soit perméable.
Géologie régionale
Géologiquement, la zone d’étude se trouve sur le socle cristallin du groupe d’Antananarivo. Ce socle est formé par un complexe cristallophyllien. Les roches qui le constituent été regroupées en deux ensembles sur la base de critères lithologiques, structuraux et sensibilité à l’altération : les granitoïdes et les orthogneiss. Les orthogneiss sont associés à l’orogénèse Shamwaïenne (2600 MA). La granitisation récente, probablement Pan-Africaine, a individualisé dans la région d’Antananarivo des unités de granitoïdes. Les granites de la région d’Antananarivo dont la partie orientale fait partie du granite de l’Angavo ont de caractère jeune (Rakotomanana, 1996). Le caractère migmatique du granite de Carion a été confirmé par des études antérieures (Razanatseheno, 1998). Un important faisceau de filons de granite dit d’Ambatomiranty est sécant aux formations paragneissiques.
Le plus souvent, le socle ancien n’est pas affleurant, y compris au droit des interfluves où il est présent sous un recouvrement altéritique qui peut atteindre une cinquantaine de mètres d’épaisseur. La succession des faciès d’altération est schématiquement, depuis l’affleurement vers la base :
– un horizon ferralitique rouge de quelques mètres ;
– des altérites (horizon altéritique kaolinique) qui correspondent à la zone d’argilisation des matériaux altérés,
– des arènes micacées, un matériau arénitique argilo-sableux,
– le socle sain lui-même.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA PLAINE D’ANTANANARIVO
1.1. Delimitation et description
1.2. Contexte climatique
1.3. Deficit d’ecoulement
1.4. Contexte hydrologique
1.5. Contexte hydrogeologique
1.6. Geologie regionale
1.7. Structures et tectonique
1.8. Unité morphologique
1.9. Occupation du sol
CHAPITRE 2 : ANALYSE HYDROLOGIQUE
2.1. Les stations hydrometriques
2.2. Jaugeages
2.3. Traitement des donnees
2.4. Etude de crue
2.5. Fonctionnement hydrodynamique et etude de basse eaux
CHAPITRE 3 : LE RISQUE D’INONDATION DE LA PLAINE D’ANTANANARIVO
3.1. Inondation de la plaine d’antananarivo
3.2. Zone vulnerable a l’inondation
3.3. Solutions et travaux d’amenagements anterieurs
3.4. Propositions
CHAPITRE 4: AUTRES PROBLEMES RELATIFS AUX RESSOURCES EN EAUX
4.1 La tendance à la penurie d’eaux
4.2. La pollution urbaine.
CONCLUSION
BIBLIOGRAHIE
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