Soutenance mémoire
L’énergie hydroélectrique fait partie des sources d’énergies renouvelables en raison du cycle de l’eau, qui comprend l’évaporation, la précipitation et l’écoulement de l’eau causé par la gravité. Madagascar possède d’abondantes ressources en eau ainsi qu’une géographie fournissant de nombreuses possibilités pour la production d’énergie à peu de frais.
En fait, l’accès à l’énergie provenant du mouvement de l’eau tient un rôle important dans le cadre du développement économique et social de notre pays (cf : Document Stratégique pour la Réduction de la Pauvreté, DSRP). Pendant la colonisation, la société Electricité et Eau de Madagascar (E.E.M), JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy) actuellement, est la première à exploiter la ressource en eau à Madagascar en fournissant l’électricité et l’eau potable avec la construction des centrales hydrauliques à savoir celle d’Antelomita, de Mandraka, de Manandona, de Ranomafana, de Namorona et d’Andekaleka et la station d’épuration et de pompage de Mandroseza.
Il était clair que les aménagements hydroélectriques ayant existé ne pourraient pas, à long terme, fournir la demande croissante en énergie provenant d’un nombre grandissant de villes et de villages. Les solutions adoptées par l’Etat étaient donc la libéralisation du secteur Electricité à travers la loi n° 98-032 du 20 Janvier 1998, ainsi que l’installation de quelques centrales thermiques comme celle d’Ambohimanambola et celle d’Antsirabe.
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
LOCALISATION
Le projet consiste à exploiter l’énergie de l’eau de la rivière MANANDONA au droit de la chute de FARASOTRINA, au Sud du village de SAHATAMIANA, à l’endroit où la rivière Manandona traverse le mont Ibity dans une gorge très étroite et accidentée. Le village de SAHATAMIANA se trouve après le village de SAHAMALOLA. La route d’accès de 7.8 KM à emprunter pour 15 minutes est celle en terre qui se trouve juste à droite du pont de TALAVIANA sur la RN7, fin de la route digue de MANANDONA et limite SUD du Faritany d’ANTANANARIVO pour passer au Faritany de FIANARANTSOA, entre le Fivondronana d’ANTSIRABE II et le Fivondronana d’AMBOSITRA.
Cette route d’accès est coupée nette au village de SAHATAMIANA et seules des pistes piétonnières existent pour aller en 10 minutes au site amont. A partir de TALAVIANA, la rivière MANANDONA est la limite naturelle des 2 Faritany suscités de telle sorte que la rive gauche de bla MANANDONA appartient au Faritany de FIANARANTSOA et la rive droite au Faritany d’ANTANANARIVO. C’est également la limite naturelle des Fivondronana d’ANTSIRABE II au Nord et d’Ambositra au Sud.
ACCÈS
L’accès au site se fait à partir de la R.N 7 Antananarivo – Fianarantsoa et s’effectue à partir du croisement de Talaviana vers le village de Sahatamiana. Actuellement, la piste d’accès est construite avec des matériaux locaux (matériaux sélectionnés) et on y trouve des différents ouvrages d’art comme les ponceaux, pont submersible, des dalots…Cette piste de longueur de 7.8 Km qui s’arrête jusqu’au village de Sahatamiana devra être renforcée et aménagée pour le passage des charges lourdes lors de la construction. Ensuite, il est nécessaire de créer une nouvelle route jusqu’au site. Pour la construction de barrage et les différents ouvrages hydrauliques, la piste d’accès doit se commencer à partir du village de Sahamalola et pour celle de l’usine, elle se construit à partir de la cimenterie d’Ibity. Récapitulatif :
❖ Piste existant à réhabiliter : 7.8 Km
❖ Route nouvelle à créer jusqu’au barrage : 5 Km
❖ Ouvrage d’art (pont, dalots, …) .
GÉOLOGIE DU SITE
L’étude géologique permet d’avoir une connaissance précise des sols de fondation et de la nature du terrain d’implantation des ouvrages. Cette étude facilite la conception de la construction. La rivière de Manandona coule à travers le canyon de Mont Ibity et sur la chaîne Ampandrianombilapa à travers un massif de quartzites qui ont les aspects suivants :
♦ inégalement métamorphisés ;
♦ ayant une teneur en mica inégale ;
♦ plissés, et obligatoirement fracturés ;
♦ les quartzites blancs, qui forment la majorité du massif, sont peut être perméables.
A l’endroit du site, les couches quartzitiques sont orientées Nord Sud avec un pendage de l’ordre de 50 ° vers le Sud-Ouest. Les ouvrages envisagés se situeraient dans des quartzites, roches qui présentent de bonnes qualités mécaniques, mais aussi ayant une fracturation générale qui nuit à leur étanchéité. La fracturation de la roche, très visible en surface, laisse penser que l’étanchéité au voisinage du barrage devrait probablement être renforcée par des injections des coulis de bétons. Une dérivation souterraine envisagée dans les quartzites ne devrait pas poser d’importants problèmes d’exécutions. La crête du versant droit sur laquelle apparaissent des affleurements, sera en principe dans le rocher, et peut être encore altérée. Toutes les apparences extérieures permettent d’annoncer que le bed rock sain, tapissant le lit de la rivière, remonte sur les deux rives, dans le canyon constituant le site de Talaviana. Mais, à mesure qu’on s’éloigne, vers l’amont et vers l’aval de la vallée, les affleurements rocheux cèdent la place pour laisser s’étendre des formations d’altération, constituées surtout de latérite argilo sableuse en amont et des éboulis rocheux en aval.
ETUDE HYDROLOGIQUE DU BASSIN DE TALAVIANA
CARACTERISTIQUES DU BASSIN
Le bassin versant en un point ou plus précisément dans une section droite d’un cours d’eau, est défini comme la totalité de la surface topographique drainée par un cours d’eau et ses affluents à l’amont de la dite section ; tous les écoulements prenant naissance à l’intérieur de cette surface doivent traverser la section droite considérée pour poursuivre leur trajet vers l’aval. Les caractéristiques topographiques, géologiques et pédologiques du bassin ont une influence essentielle sur son comportement hydrologique. Le bassin versant doit être longitudinalement continu de l’amont vers l’aval (ruisseaux, rivières, fleuves) et latéralement constitué par une descente vers le fond de la vallée. Ses limites sont la ligne de partage des eaux superficielles.
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Table des matières
INTRODUCTION
PRESENTATION DU SITE
I . LOCALISATION
II . ACCÈS
III GÉOLOGIE DU SITE
ETUDE HYDROLOGIQUE DU BASSIN DE TALAVIANA
IV CARACTERISTIQUES DU BASSIN
IV.1 CARACTÉRISTIQUES TOPOGRAPHIQUES
IV.1.1 La surface et le périmètre du bassin
IV.1.2 Forme du bassin versant
IV.1.3 Le Rectangle équivalent
IV.1.4 La Pente du bassin versant
a. Courbe hypsométrique
b. Les différents paramètres représentatifs de la variation d’altitude
c. Pente moyenne du bassin versant
d. Indice de pente
e. Résultats
IV.1.5 Le temps de concentration
IV.1.6 Couverture végétale
V ESTIMATION DES DEBITS
V.1 GÉNÉRALITÉS
V.2 ETUDES DES DÉBITS CLASSÉS
V.3 LES DÉBITS MOYENS MENSUELS
V.4 DÉBITS MOYENS ANNUELS
V.5 ETUDE DE CRUE
V.5.1 Définition
V.5.2 Calcul des débits des diverses fréquences
V.5.3 Résultats
V.5.4 Choix de la loi le mieux adaptée
a. Principe de la méthode
b. Résultats
V.6 ANALYSE FRÉQUENTIELLE DE L’ÉTIAGE
V.6.1 Définitions
V.6.2 Estimation des débits d’étiage minimal journaliers et des débits caractéristiques d’étiages par la méthode statistique
V.6.3 Estimation des apports
V.6.4 Productibilité annuelle disponible
DONNEES PRINCIPALES SUR L’AMENAGEMENT
VI SCHÉMA DE L’AMÉNAGEMENT
VI.1 VARIANTE 1
VI.2 VARIANTE 2
VII CARTOGRAPHIE- TOPOGRAPHIE
VII.1 CARTOGRAPHIE
VII.2 TOPOGRAPHIE
VII.3 ETUDE DE LA LIGNE D’EAU
VIII DESCRIPTION DES AMENAGEMENTS POSSIBLES
VIII.1 DESCRIPTION DU SITE
VIII.1.1 La première variante
VIII.1.2 La deuxième variante
VIII.2 BARRAGE
VIII.2.1 Profil du barrage
VIII.2.2 Calcul de la charge en amont du barrage
VIII.2.3 Calcul de la dimension de la vanne
VIII.2.4 Etude de stabilité du barrage
a. Hypothèses de calcul
b. Eléments caractéristiques
VIII.2.5 Stabilité au glissement
VIII.2.6 Stabilité au renversement
VIII.2.7 Stabilité élastique
a. Vérification des contraintes au sol de fondation
b. Vérification de la règle du tiers central
VIII.2.8 Section de fer d’ancrage
VIII.3 CALCUL DES ARMATURES DU RADIER
VIII.4 OUVRAGES DE PRISE
VIII.5 OUVRAGES D’AMENÉE
VIII.5.1 Variante1
VIII.5.2 Variante2
VIII.6 CHAMBRE DE MISE EN CHARGE
VIII.6.1 Largeur de la chambre
VIII.6.2 Hauteur d’eau au dessus de l’axe d’entrée des conduites
VIII.7 CONDUITES FORCÉES
VIII.7.1 Généralités
VIII.7.2 Forme à donner à l’orifice d’entrée
VIII.8 USINE
VIII.9 OUVRAGES DE RESTITUTION
EQUIPEMENTS ELECTROMECANIQUES ET HYDROMECANIQUES
IX PRISE D’EAU
X CONDUITE FORCÉE
XI USINE
XII TURBINES
XII.1 CHOIX DE LA TURBINE
XII.1.1 Les turbines à action
a. La turbine Pelton
b. La turbine Crossflow
XII.1.2 Les turbines à réaction
a. Les turbines Francis
b. Les turbines Kaplan et Hélice
XII.1.3 Caractéristiques des turbines de Francis
a. Constitution
b. Disposition générale
c. Bâche spirale
d. Distributeur
e. Roue
f. Diffuseur
g. Cavitation
h. Conclusion
XIII ALTERNATEURS
XIII.1 LES DIFFÉRENTS TYPES D’ALTERNATEURS
XIII.2 COMPOSITION D’UN ALTERNATEUR
XIV LES TRANSFORMATEURS
XV VANNES DE GARDE AMONT
XVI BATARDEAUX AVAL
XVII AUXILIAIRES
XVIII LE RENDEMENT DE L’USINE
XIX EVACUATION D’ÉNERGIES PRODUITES
XX PRODUCTION ÉLECTRIQUE SIMULÉE
ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL
XXI GÉNÉRALITÉS
XXII LA MISE EN CONTEXTE DU PROJET
XXII.1 DESCRIPTION DU MILIEU RÉCEPTEUR
XXII.1.1 Milieux physiques
XXII.1.2 Milieux biologiques
XXII.1.3 Milieux humains
XXII.2 . DESCRIPTION DU PROJET
XXII.3 ELABORATION DE DIFFÉRENTS IMPACTS
XXII.3.1 Milieu physique
a. Hydrologie, physico-chimie de l’eau
b. Hydrogéologie, géomorphologie
c. Risques naturels
XXII.3.2 Milieux biologiques
XXII.3.3 bImpacts sur les écosystèmes terrestres
XXII.3.4 Milieux humains
a. Données d’urbanisme
b. Impact socio-économique
c. Nuisances sonores
d. Patrimoine de paysage
e. Santé
XXII.4 IMPACTS NÉGATIFS
XXII.5 IMPACTS POSITIFS
XXII.6 EVALUATION DES IMPACTS
XXIII ETUDE COMPARATIVE DES IMPACTS
XXIV MESURE D’ATTÉNUATION
XXIV.1 MESURES RÉDUCTRICES OU COMPENSATOIRES SUR LE MILIEU PHYSIQUE
XXIV.2 MESURES RÉDUCTRICES OU COMPENSATOIRES SUR LE MILIEU NATUREL
XXIV.3 LES MESURES RÉDUCTRICES OU COMPENSATOIRES RELATIVES AU MILIEU HUMAIN
XXV LE PLAN DE GESTION ENVIRONNEMENTALE
XXV.1 LE SUIVI ENVIRONNEMENTAL EN PHASE DE TRAVAUX
XXV.2 LE SUIVI ENVIRONNEMENTAL EN PHASE D’EXPLOITATION DE L’OUVRAGE
CONCLUSION
