Soutenance mémoire
Considéré depuis plusieurs décennies comme l’un des « greniers à riz » de Madagascar, le périmètre rizicole de Marovoay possède une grande potentialité en matière de ressources naturelles favorable à la production de riz: une grande, étendue de plaine cultivable, une ressource en eau en abondance (fleuve, rivière, lac) et un climat favorable à la culture de riz. Mais l’insuffisance, voire l’inexistence des ouvrages permettant une meilleure exploitation de ces ressources y est un grand handicap et une contrainte pour la production de riz de cette région. En effet, une approche visant à une valorisation optimale des ressources en eau du périmètre irrigué et les bassins versants l’environnant s’avère être nécessaire et nous conduit à proposer le thème du mémoire intitulé : « EVALUATION DES RESSOURCES EN EAU DU BASSIN VERSANT D’AMBATOMAINTY ET ETUDE DE FAISABILITE SELON NIHYCRI D’UN BARRAGE DE RETENUE POUR L’IRRIGATION DU SECTEUR 8 DU PERIMETRE HYDROAGRICOLE DE MAROVOAY, Commune rurale Anosimalainolona, District Marovoay, Région Boeny».
ETUDE DE LA RIVIERE ET DU BASSIN VERSANT D’AMBATOMAINTY
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
LOCALISATION GEOGRAPHIQUE
La zone qui fait l’objet de cette étude se trouve dans la commune rurale Anosimalainolona, district de Marovoay de la région Boeny. Elle correspond au bassin versant de la rivière Ambatomainty, situé en rive droite du fleuve Betsiboka près du delta de Mahajanga. Le bassin versant s’étend sur une superficie de 46 [km²] et la longueur du plus long talweg est de l’ordre de 16 [km]. Les coordonnées moyennes données en système de coordonnées Laborde Madagascar sont : X = 418 000 [m] et Y = 1 092 000 [m].
RELIEF, GEOMORPHOLOGIE ET PAYSAGE
Le relief joue un rôle important dans la différenciation des régions, et sa forme a une grande influence sur le régime hydrologique d’une rivière. Le bassin d’étude se trouve dans une zone situé au pied des Hautes-terres Malgache et ouverte sur le Canal de Mozambique. La configuration topographique de la région se calque sur la disposition en bandes concentriques des unités géologiques qui développent de vastes étendues planes à moins de 800 m d’altitude en moyenne. Le bassin versant d’Ambatomainty est formé d’un relief plus ou moins régulier avec des collines en pente douce (variant entre 5 à 20 ‰) se terminant sur des vallons suivants le long de la rivière Ambatomainty.
GEOLOGIE
Le socle ancien est constitué de terrains cristallins et cristallophylliens formant des reliefs importants, tels que le massif du Tsaratanana (2 876 m), point culminant de Madagascar. Les terrains sédimentaires forment, le long de la côte Nord-Ouest, une bande de largeur variable. En effet, en certains points, des bombements du socle ramènent les terrains cristallins au voisin du canal de Mozambique. Cette couverture sédimentaire forme un système de cuesta dont la plus importante est celle des grès de l’Isalo qui, dans la région, porte le nom de chaîne de Galoka. La seconde et la troisième cuesta sont constituées par des calcaires jurassiques et des grès crétacés. Entre ces reliefs et la côte s’étendent les plaines alluviales de Madirovalo, d’Anjiajia et de Marovoay, dont la largeur varie de 10 à 50 km. Les formations sédimentaires ont été affectées par des intrusions éruptives post-liasiques représentées par des granites alcalins et des syénites néphéliniques. Enfin, l’activité volcanique s’est développée depuis le Miocène jusqu’au Quaternaire récent, et se traduit par des projections et des coulées essentiellement de nature basaltique.
SOLS ET VEGETATIONS
SOLS
Conditionnés par leur emplacement topographique et les conséquences néfastes du régime hydrique, les sols de la région sont composés par 4 grands types différents, d’origine ferrugineux tropicaux :
● Les sols de « tanety » latéritiques, rouges avec texture argileuse et structure polyédrique. Ce type de sol domine en grande partie les districts de Kamdreho, Tsaratanana, Maevatanana et une petite partie sur Ambato-Boeni, Soalala, Mitsinjo, Marovoay et Mahajanga II.
● Les sols de colluvions de bas de la pente, se trouve presque partout dans la région sur les bas de collines de Tampoketsa et de Bongolava. Ils sont caractérisés par une texture sableuse et une structure particulière résultant de l’érosion.
● Les sols hydromorphes de bas-fonds ou de plaine, caractérisés par une texture sablolimoneuse. Ce type de sol occupe en général les parties amont où commencent les mangroves à quelques kilomètres des embouchures des grands fleuves :
❖ Mahavavy, dans le district de Mitsinjo et Soalala.
❖ Betsiboka, dans Marovoay et Mahajanga II.
❖ Mahajamba, dans Mahajanga.
● Les « baiboho », caractérisés par une texture limoneuse avec structure lamellaire, se trouvent sur les bourrelets de berge des grands fleuves dans les zones cultivables d’Ambato-Boeni, Marovoay, Soalala, Maevatanana et Mahajanga. Ce sont les sols les plus riches de la région.
VEGETATIONS
Les conditions naturelles de la province de Mahajanga contribuent à la diversification des formations végétales toutes aussi importantes les unes que les autres en matière de potentialités : les mangroves riches en bois de construction et de chauffage, les forêts denses sèches réputées pour ses essences nobles (palissandre, ébène, …), forêts ombrophiles de la zone limitrophe, les savanes servant de pâturages naturels et les formations marécageuses productrices de fibres végétales pour les activités artisanales.
Les forêts que l’on peut encore rencontrer sont :
❖ Mariarano, dans le district de Mahajanga II.
❖ Belambo, Analamboraka, Analabe et Andraviravinavimahefa dans le district de Soalala.
❖ Ankarafantsika, partagé par Morovoay et Ambato-Boeni.
❖ Iabohazo, Analabe, Tsiombokibo et Ankiritra partagé par Marovoay et Mitsinjo.
MILIEU HUMAIN ET SOCIAL
EFFECTIF ET EVOLUTION
La région Boeny abrite 671 631 habitants, soit 41,12 % de la population de la Province de Mahajanga et seulement 4,6 % de Madagascar. La plus forte concentration se trouve dans le district de Marovoay, avec 20,4 habitants au kilomètre carré (117 496 habitants sur une superficie 5 750 [km²]), qui s’explique par le fait que Marovoay comptent parmi la plus fine fleur de l’agriculture malgache grâce à leurs immenses richesse pédologiques et à des traditions de cultures intensives héritées de la colonisation. Par contre la plus faible concentration démographique se trouve à Kandreho avec seulement 1,8 habitant au kilomètre carré. Par ailleurs, la région Boeny connaisse un accroissement démographique annuel moyen de 3,1 % supérieur à la moyenne nationale de l’ordre de 2,8 %. Pour le district de Marovoay, le taux d’accroissement de la population est de l’ordre de 3,1 % aussi (Monographie de la Région de Mahajanga, UPDR Juin 2003).
COMPOSITION ET REPARTITION
D’après le recensement, la région Boeny est dominée par les Sakalava qui en général représentent plus de 40 % de la population, ensuite vient les Merina (23 %), les Betsileo (13 %), les Antaisaka (10 %), les Antandroy (6 %), les Tsimihety (5 %) et 3 % composé par des ethnies différentes. Concernant la répartition de la population, la région représente un fort taux de la population rurale avec 65,73 %, contre une population urbaine de l’ordre de 34,27 %. Pour le district de Marovoay, on compte 77 274 de population en milieu rurale contre 20 810 en milieu urbain, soit un taux d’urbanisation de 21,30 %.
CARACTERISTIQUES DES MENAGES
La taille des ménages est de 4,6 personnes en moyenne, pour la région Boeny, on a enregistré 121 485 chefs de ménage pour 533 772 populations résidentes. Pour le district de Marovoay, la taille des ménages est de l’ordre de 4,5 personnes soit 21 694 chefs de ménages pour 98 184 populations résidantes. Par ailleurs, le niveau d’instruction de la population de la région est particulièrement bas. Plus de 2/3 des chefs de ménages ont été à l’école. Le taux le plus élevé c’est trouvé à Mahajanga ville (85,1 %) et Soalala représente le taux le moins élevé avec 41,20 %. Pour le district de Marovoay, le taux de scolarisation des chefs de ménages est de l’ordre de 57,70 %. Enfin, l’une des qualités déterminant la caractéristique d’un ménage est l’activité du chef du ménage. Pour la région Boeny, la situation se rapproche du plein emploi avec un taux de chômage très faible, soit 1,30 %. A part le district de Mahajanga I, l’activité principale des chefs de ménages est vouée à l’agriculture, soit 30 % des chefs de ménages actifs. Pour le district de Marovoay, ce taux d’activité à l’agriculture occupe 74,60 % des chefs de ménages.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
1.1. LOCALISATION GEOGRAPHIQUE
1.2 RELIEF, GEOMORPHOLOGIE ET PAYSAGE
1.3 GEOLOGIE
1.4 SOLS ET VEGETATIONS
1.4.1 SOLS
1.4.2 VEGETATIONS
1.5 MILIEU HUMAIN ET SOCIAL
1.5.1 EFFECTIF ET EVOLUTION
1.5.2 COMPOSITION ET REPARTITION
1.5.3 CARACTERISTIQUES DES MENAGES
CHAPITRE 2 : CARATERISTIQUES HYDROLOGIQUES DU BASSIN VERSANT D’AMBATOMAINTY
2.1 CARACTERISTIQUES GEOMORPHOLOGIQUES
2.1.2 SURFACE ET PERIMETRE
2.1.3 DRAIN PRINCIPAL
2.1.4 FORME DU BASSIN VERSANT
2.1.5 COURBE HYPSOMETRIQUE
2.1.6 RECTANGLE EQUIVALENT
2.1.7 PENTE DU BASSIN VERSANT
2.1.8 INDICE DE PENTE
2.2 TEMPS DE CONCENTRATION
2.3 COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT
2.3.1 DETERMINATION DE Cr SELON LA NATURE DE LA COUVERTURE DU SOL
2.3.2 DETERMINATION DE Cr SELON LA METHODE DU SCS Curve Number
CHAPITRE 3 : CLIMATOLOGIE
3.1 DEFINITION
3.2 PLUVIOMETRIE
3.2.1 PLUVIOMETRIES ANNUELLES DE DIFFERENTES FREQUENCES
3.2.2 PLUVIOMETRIES MAXIMALES JOURNALIERES DE DIFFERENTES FREQUENCES
3.2 TEMPERATURE
3.3 VENT ET CYCLONE
3.4 HUMIDITE RELATIVE
3.5 INSOLATION
3.6 EVAPOTRANSPIRATION
3.7 BILAN HYDROLOGIQUE DU BV AMBATOMAINTY
3.7.1 EXPRESSION DU BILAN
3.7.2 CONCLUSION
CHAPITRE 4 : PROJET D’ETUDE ET DE SUIVI CLIMATO-HYDROLOGIQUE DU BASSIN VERSANT D’AMBATOMAINTY
4.1 METHODOLOGIE D’ETUDE ET DE SUIVI
4.1.1 APPROCHE HYDROLOGIQUE
4.1.1.1 Description du site d’implantation de la station hydrométrique
4.1.1.2 Description des matériels et principes des mesures
4.1.2 APPROCHE CLIMATOLOGIQUE
4.2 ANALYSE DES DONNEES
4.2.1 ETABLISSEMENT DE LA COURBE DE TARAGE
4.2.2 DEBITS JOURNALIERS ET MENSUELS A LA STATION HYDROMETRIQUE
4.2.3 PLUIES ET EVAPORATIONS DIRECTES
4.2.3.1 Saison des pluies 2010-2011
4.2.3.2 Saison des pluies 2011-2012
4.2.3.3 Pluviométrie du bassin versant d’étude
4.2.3.4. Evaporation directe
4.2.4. DONNEES DES CRUES OBSERVEES LORS DE LA PERIODE D’ETUDE
4.2.5. BILAN HYDROLOGIQUE DU BASSIN VERSANT D’AMBATOMAINTY LORS DE LA PERIODE D’ETUDE
4.2.6 INTERPRETATION DES RESULATS
4.2.6.1 Pluviométrie
4.2.6.2 Evaporation directe
4.2.6.3 Lame d’eau écoulée et coefficient de ruissèlement
4.2.6.4 Débit
4.3. POURSUITE DES MESURES
CHAPITRE 5 : APPLICATION DES DIFFERENTES MODELES HYDROLOGIQUES POUR L’ESTIMATION DES APPORTS ET DES CRUES
5.1 ESTIMATION DES APPORTS
5.1.1 METHODE DE STATION DE REFERENCE
5.1.2 METHODE DE CTGREF
5.1.3 MODELE DE TRANSFORMATION PLUIE-DEBIT MENSUEL « GR2M »
5.2. ESTIMATION DES DEBITS DES CRUES
5.2.1 METHODE DE LOUIS DURET
5.2.2 METHODE SOGREAH
5.2.3 METHODE ORSTOM
5.2.4 METHODE DU GRADEX
5.2.5 MODELISATION HYDROLOGIQUE SIMPLIFIEE DU SCS : mise en oeuvre du modèle HEC HMS 3.5
5.2.5.1 Description générale du logiciel HEC-HMS 3.5
5.2.5.2 Modèle de bassin
a) Découpage en sous-bassin versants
b) Schéma topologique du bassin versant
c) Fonction de production et fonction de transfert
d) Données des sous-bassins
e) Données des tronçons
5.2.5.3 Modèle météorologique
5.2.5.4 Contrôle des spécifications
5.2.5.5 Création et exécution d’une simulation
5.2.5.6 Résultats de la simulation
a) Résultat de la 1ère simulation
b) Résultat de la simulation après ajustement des paramètres
c) Résultat de la simulation après ajustement des paramètres
d) Résultat de la simulation lors de la validation du modèle
5.2.5.7 Débits de crues fréquentielles
5.4 INTERPRETATIONS DES RESULTATS OBTENUS DES METHODES THEORIQUES ET LES OBSERVATIONS SUR TERRAIN AFIN DE FIXER LES DEBITS DE PROJET
5.4.1 APPORTS EN EAU DU PROJET
5.4.2 DEBIT DE CRUE DE DIMENSIONNEMENT
CHAPITRE 6 : BESOIN EN EAU DE LA RIZICULTURE
6.1 GENERALITES SUR LE LOGICIEL CROPWAT 8.0
6.2 PLUIE EFFICACE (Peff)
6.3 PHASE DE CROISSANCE DE LA PLANTE ET COEFFICENT CULTURAL (KC)
6.4 BESOINS EN EAU D’IRRIGATION
6.4.1 BESOIN D’IRRIGATION NET (Bn)
6.4.2 BESOIN D’IRRIGATION BRUT (Bb)
6.5 DEBITS
6.5.1 DEBIT FICTIF CONTINU (Dfc)
6.5.2 DEBIT DE POINTE
6.5.3 DEBIT D’EQUIPEMENT (qe)
6.6 CALENDRIER CULTURAL
6.7 RESULTATS DE CALCUL DES BESOINS EN EAU DE LA RIZICULTURE
CONCLUSION
