Soutenance mémoire
Un des principaux paramètres déterminants pour le dimensionnement d’un ouvrage de génie civil en général est l’hydrologie du site considéré (crues, étiages). L’hydrologie varie suivant les facteurs environnementaux et sujette à des perturbations quand des cataclysmes naturels frappent la région (sécheresse, cyclone…). Au niveau de ces bases de données, le surdimensionnement de l’ouvrage pourra assurer avec sécurité l’évacuation des crues exceptionnelles et la permanence de la circulation mais l’investissement sera élevé. Tandis que pour le sousdimensionnement, l’investissement pourra être réduit mais les dégâts aux ouvrages seront trop fréquents voire trop graves. Le risque de ruine sera accru. Ces dommages et risques sont-ils acceptables ? C’est la raison du choix de notre thème intitulé : « CONTRIBUTION A L’ETUDE D’IMPACT DES DONNEES HYDROLOGIQUES SUR LE COMPORTEMENT DES OUVRAGES EN EXPLOITATION » comme sujet de mémoire.
Historique et Problématiques des stations pluviométriques et hydrologiques à Madagascar
Les stations hydrologiques ont été mises en place pour suivre les grandeurs hydrologiques qui varient dans le temps avec des écarts parfois très importants voire aléatoires. Madagascar n’en possède actuellement qu’une quantité encore médiocre de données hydrologiques pour la plupart des régions. Or cela crée dans la plupart des cas un déséquilibre plus ou moins notable entre l’économie et la sécurité des ouvrages en exploitation. De l’autre côté, les observations et les mesures hydrométriques sont anciennes et le plus souvent associées à des études d’aménagement telles que l’installation de l’usine d’Antelomita sur l’Ikopa en 1909, aménagement hydroagricole sur Maevarano en 1935, aménagement hydroélectrique de la Vohitra à Rogez en 1928, retenue de Mantasoa en 1938 etc. Mais ce n’est qu’à partir de 1947 qu’a été mis en place un premier réseau de station hydrométrique permanente dont la gestion a été assurée jusqu’en 1973 par des équipes d’hydrologues de l’EDF, puis de l’ORSTOM. (Réf. B-04). A partir de 1973, la gestion des réseaux a été assurée par les services techniques malgaches de la Météorologie Nationale et de l’Agriculture. En dépit de l’étendue du territoire et de la dimension modeste des équipes d’hydrologues, une quarantaine de stations de base réparties sur toute île, ont pu être suivies pendant plus de trente ans et de très nombreuses études de terrain ponctuelles ont été effectuées notamment des projets d’aménagement, le suivi des événements cycloniques ainsi de suite…
Les stations pluviométriques et hydrologiques
Rappels sur les études et recherches effectuées antérieurement
Des études et des recherches ont été effectuées antérieurement dans le domaine de l’hydrologie, notamment :
– les recherches de l’EEM (Eau et Electricité de Madagascar) ;
– les études de la SOMEAH-SOGREAH ;
– les publications scientifiques de BCEOM (Estimation de débit de crue à Madagascar) ;
– les publications de l’ORSTOM (Fleuve et rivière de Madagascar) ;
– les mémoires de fin d’étude.
Les stations pluviométriques de Madagascar
Rappel historique
Des stations pluviométriques ont été installées pour relever les hauteurs de pluies dans les différents sites à Madagascar. En totalité, elles sont encore au nombre médiocre. Les relevés de la pluviométrie n’ont été effectués d’être mesurés de façon régulière qu’à partir de 1850 à la station de « Tana Observatoire » puis à Majunga et Tamatave vers 1897 et 1889 (Réf. B-04).
Entre 1901 et 1903 ont été mises en place quelques stations pluviométriques dans les grandes villes des côtes Est et Ouest (Morondava, Diégo, Tuléar) ainsi que quelques stations sur les hautes terres (Fianarantsoa, Arivonimamo). Sur toutes ces stations, ces relevés ont été assez irréguliers et des vides sont constatés un peu partout jusque vers la fin des années 1930. Le nombre limitées à moins de 25 jusqu’en 1933 a connu une croissance régulière jusqu’à la fin des années 50 (50 à 75 stations en 1946, 120 à 140 en 1956). En 1957 l’extension du réseau fut notable puisque le nombre moyen de stations fût porté à environ 250 en 1962. Une certaine réduction de l’effectif peut être constatée entre 1962 et 1970 avec environ 180 stations suivie d’une croissance brutale de 330 postes en 1971-1972. Depuis cette date, on constate une réduction régulière de l’effectif de l’ordre d’une centaine de station vers 1985. Cependant, les principales stations ont été maintenues avec un renforcement des observations climatiques ou stations synoptiques (Réf. B-03, page 107). Ces stations pluviométriques ont relevé les hauteurs de pluies journalières, mensuelles et annuelles, suivant les lieux d’emplacements. Etant donnée une forte corrélation avec les données des stations hydrologiques pour les mêmes sites, nous allons prendre ces données en considération. La carte donnant l’emplacement des stations pluviométriques existant en service est donnée en Annexe 1.
Regroupement des stations suivant les appareils pluviométriques
Les stations avec les pluviomètres
Les hauteurs de pluie se mesurent à l’aide d’un pluviomètre. En général, c’est un seau de contenance suffisante pour recueillir les plus importantes pluies pouvant tomber en un jour. Le volume d’eau recueilli dans le seau est mesuré à l’aide d’une éprouvette appropriée qui est graduée en millimètres et dixièmes de millimètres. On utilise aussi, de plus en plus, des pluviomètres à lecture directe constituée d’un seau en plastique transparent de forme conique et graduée sur la paroi. Si une mesure de haute précision n’est pas indispensable, la lecture directe sans recours à l’éprouvette pourra suffire. Voir en Annexe-5a la liste des grandes stations et les microstations utilisant les pluviomètres.
Les stations utilisant les pluviographes (Réf. B-05, page 39)
L’enregistrement des hauteurs de pluie dans le temps se fait à l’aide d’un pluviographe. Cet appareil se compose essentiellement de trois parties (Annexe 2-b) qui sont, de haut en bas :
– une bague réceptrice de surface parfaitement calibrée ;
– un mécanisme de mesure d’enregistrement ;
– un seau de contrôle.
Le pluviographe à augets basculeurs :
Pour le pluviographe à augets basculeurs, chaque auget est construit de telle sorte que, lorsqu’il se remplit, le centre de gravité du volume liquide se déplace par rapport au pivot. Dès que le volume nominal V est atteint, l’auget bascule instantanément. Ce basculement est transmis par un mécanisme d’horlogerie à un bras qui se déplace alors d’un petit angle élémentaire. Une plume à l’extrémité de ce bras inscrit ce déplacement qui correspond à la plus petite hauteur de pluie mesurable. Avec une bague de 2000 cm², les augets basculent lorsque V=20 cm³, ce qui correspond à une hauteur de pluie de 0,1 mm. L’enregistrement se fait sur un papier spécial disposé sur un tambour dont la vitesse de rotation dépend de la précision souhaitée. Lorsqu’un auget se vide, l’eau est ensuite dirigée par un entonnoir dans un seau situé à la partie inférieure de l’appareil. Ce seau sert à contrôler les indications de l’enregistreur.
Etat actuel des stations
Du point de vue « Etat des stations existantes actuellement », les questions qui se posent sont : Combien de ces stations sont encore en utilisation ? Comment fonctionnent-elles ? Est-ce qu’elles fonctionnent bien ? D’une part, les problèmes majeurs des stations sont les manques d’entretien. Par conséquent, dans notre pays, beaucoup des stations ont cessé de fonctionner, ce qui entraîne beaucoup de problème lors de conception des ouvrages d’aménagement hydroagricole ou des ouvrages d’aménagement hydroélectrique. Pour assurer le bon fonctionnement de ces stations, il faut faire des entretiens périodiques et aussi des investissements. D’autre part, la plupart de ces stations sont très anciennes. Et depuis ces dernières années, la création des nouvelles stations n’est pas encore envisagée. Heureusement, il reste peu de station qui sont encore fonctionnelles et donnent des valeurs fiables.
Densité des stations
La « Densité des Stations » est le nombre de stations par unité de surface. Autrement dit, on parle de la répartition de ces stations dans l’espace. Il est à remarquer que les stations sont très mal réparties dans l’île. Certaines régions ont un nombre suffisant de stations, alors que d’autres en sont privées. (Voir la carte qui représente la densité des stations en Annexe 1 A).
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Table des matières
Introduction
Première partie : Historique et Problématiques des stations pluviométriques et hydrologiques à Madagascar
Chapitre I : Les stations pluviométriques et hydrologiques
I.1- Rappels sur les études et recherches effectuées antérieurement
I.2- Les stations pluviométriques de Madagascar
I.3- Les stations hydrologiques à Madagascar
Chapitre II : Etat des données hydrologiques existant à Madagascar
II.1- Les données existantes
II.2- L’origine de l’absence de certaines données jugées utiles
II.3- Relevés pouvant être entachées d’erreurs
II.4- Les événements récents non enregistrés
II.5- Solutions envisageables pour rectification d’une série des données erronées
Chapitre III : Les principaux sources de perturbations des données hydrologiques
III.1- Les cataclysmes naturels
III.2- Le facteur humain
Deuxième partie : Etude de cas d’Aménagements Victime des Données Hydrologiques
Chapitre IV : Cas de la protection de la plaine d’Antananarivo
IV.1- Les infrastructures et les habitats dans les grandes plaines avant 1985
IV.2- Les modifications de la grande plaine et les évolutions de données de bases après 1985
IV.3- Solutions envisagées pour l’amélioration des projets d’aménagement futurs de la Plaine d’Antananarivo
Troisième partie : Solutions envisagées pour la modernisation des stations et centres d’études hydrologiques
Chapitre V : L’Organisation Mondiale de la Météorologie (OMM)
V.1- Présentation de l’OMM
V.2- Normalisations publiées par l’OMM
Chapitre VI : Les installations préconisées pour les stations à Madagascar
VI.1- Inventaire des stations existantes
VI.2- Structure organisationnelle du service météorologique et hydrologique
VI.3- Nécessité de modernisations et actions envisagées
Chapitre VII : Les financements de l’opération de modernisation des stations
VII.1- Les ressources de financements
VII.2- Les activités intégrantes du Service pouvant être rémunératrices
Conclusion Générale
