THÉORIE DES MÉTHODES UTILISÉES EN HYDROLOGIE ET EN HYDROGÉOLOGIE

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Adduction d’eau potable

A l’exception de la ville de Moroni, l’eau disponib le est souvent de mauvaise qualité. Bien qu’il existe, depuis avril 2009, un laboratoire équipé auniveau de l’Université des sciences. Les Comores sont confrontées à un réseau de distribution d’eau critique surtout en saison sèche. Ainsi, différentes communautés s’organisent pour construire leur propre citerne.
Les textes réglementaires sur l’eau y sont peu nombreux. Le Code de l’eau actuel, loi n°94-037 du 21 décembre 1994, semble déjà dépassé. Le secteur de l’eau est donc l’une des priorités du DSCRP. Dans ce sens, le Vice-président en charge duMinistère de l’Agriculture, de la pêche, de l’environnement, de l’énergie, de l’industrie et de l’artisanat a adressé à l’AFD une requête de financement pour la réalisation d’adductions en eau potable sur les îles d’Anjouan et de Mohéli en août 2009.

Profil climatique

Les Comores sont soumises sous climat tropical humide caractérisé par des variations de température entre 23° et 30°C avec une moyenne de 26°C au niveau de la mer. On distingue deux saisons :
– une saison chaude et humide en été austral nommée Kashkazi« » de novembre à mars-avril, avec une pluviosité maximale de décembre àmars, une température moyenne entre 24 et 27°C et des vents de Mousson de secteur N à N O
La pluviométrie varie de 1 000 à 6 000 mm/an selon les endroits.
– une saison sèche et fraîche en hiver austral nommée« Koussi » du mois d’avril-mai à octobre, avec une température moyenne variant entre23°2 et 27°C et des vents d’Alizés du SE qui souffle de façon régulière.

Profil physique

L’archipel des Comores est d’origine volcanique. La Mayotte représente un stade d’évolution le plus avancé caractérisé par une altération et unerosioné très intenses. La Grande Comores est constituée de deux volcans boucliers représentés par le massif de la Grille et le massif du Karthala encore actifs actuellement. La Mohéli et l’Anjouan ont atteint un stade de maturation plus avancé et ne sont plus actifs.
Ces différences de stade d’évolution impliquent lesdifférences des contextes entre les îles de l’Union des Comores. Le présent rapport se réfère ssentiellement à l’Île Anjouan.

CONTEXTE GENERAL DE L’ÎLE ANJOUAN

Situation géographique de l’Ile d’Anjouan

L’Île Anjouan fait partie de l’Union des Comores, u n groupe d’îles dans le Canal de Mozambique, situé à mi-chemin entre le Nord de Madagascar et le Nord de la Mozambique. Sa superficie d’Anjouan est de 424 km 2. Sa Capitale est Mutsamudu.

Population et densité

An 1991, Anjouan compte 59 836 habitants urbains (31,7 %), 129 117 habitants ruraux (68,3%) soient au total 188 953 habitants. En 2003, la population totale est de l’ordre de 269 400 habitants, avec une densité qui s’élève à 446 hab.km²/ et un taux d’accroissement annuel moyen de 3%. L’Île est la plus densément peuplée de l’Union des Comores (594 hab./km² en 2004). Cette forte densité favorise la pression anthropique élevée sur les ressources naturelles. Cette population est majoritairement rurale, jeune (âge m oyen 24,1 ans) et composée à un peu plus de 50% de femmes.

L’agriculture

On reconnait à Anjouan quatre différents systèmes agricoles dont la monoculture de rente (Ylang-ylang) ; l’agroforesterie traditionnelle ; les cultures vivrières de plein champ et les cultures vivrières sous foret naturelle. A part la monoculture de rente, plusieurs cultures sont associées sur la même parcelle selon des associations typiques telles que le riz pluvial et l’ambre vade, le mais et parfois la pomme de terre, l’arachide et l’ambre vade, le taro, le manioc et la patate douce, et les légumes et la pomme de terre.
Cet écosystème est très courant en zone d’altitude.L’augmentation des besoins alimentaires de la population, entraine une extension de ce type de système.

Contexte physique d’Anjouan

Histoire géologique et géomorphologique

L’édification de l’île d’Anjouan est liée à un certain nombre de périodes ou phases d’activité volcanique alterné avec des périodes de repos au cours desquelles l’érosion a eu un rôle important (Saint Ours, 1953 ; Bergeron, 2001).

La phase volcanique inférieure (fin Tertiaire)

Il y a épanchement des laves à faciès basaltique le »socle » de l’île donc entrainant la formation de l’île. Les laves constituent l’ensemble du soubassement de la presqu’île du Nioumakele.
Après les coulées basaltiques, il y a l’altérationet formation d’un sol ferralitique suivies de l’érosion-transport-dépôt modifiant petit à petit changé de morphologie de l’île.

La phase volcanique intermédiaire

Cette deuxième phase débutée au Quaternaire est caractérisée par des épanchements des laves basaltiques alternées avec des projections. La composition des basaltes change également et se diversifie par rapport à celle des basaltes de base ancienne.

La phase volcanique récente

La phase est matérialisée par des épanchements deslaves en alternance avec des émissions de cendres et de scories. L’activité volcanique étaitsurtout explosive et a donné naissance à de nombreux cratères et à quelques cônes. Ces manifest ations explosives sont localisées dans les grandes vallées. L’érosion influe sur les circulations de surfaces et souterraines et conduit à la géomorphologie actuelle d’Anjouan.

Contexte biologique

Les forêts naturelles y sont formées par la forêtensed peu élevée en zones d’altitude difficilement accessibles avec dominance de la fougère arborescente Cyathea hildebrandtii au-delà de 1 300 m et la forêt dense humide à moins de 1 200 m. Cette fougère est exploitée pour la production des pots à fleur et constitue une source importante de revenu des exploitants de Dindri et de Lingoni (villages limitrophe de la forêt)

Des zones dégradées sont occupées par les cultures(rente ou vivrière). Le giroflier est dominant. Les essences arborescentes de lumière y sont fréquentes. Ces zones sont touchée par l’agriculture.
Une accélération de la dégradation globale de l’environnement s’est produite durant les années 1999-2002. L’abandon de la mise en jachère et la pratique de l’agriculture sur brûlis en permanence causent une dégradation très alarmante des formations végétales avec leurs espèces faunistiques et floristiques associées. Le déboisement des berges constitue un danger pour la faune aquatique.

Energie

Le réseau de distribution d’énergie ne couvre qu’à peine 40% du territoire national et ce pourcentage est beaucoup plus faible à Anjouan qui est alimentée en électricité par les groupes de la centrale de Patsy. Le taux d’accès des ménages à l’électricité est de 22% seulement. La lampe à pétrole est encore utilisée par 76 % des ménages aux Comores.
Pourtant, l’île d’Anjouan présente un bon potentielpour le développement du secteur énergétique, notamment renouvelable. Le caractère insulaire est un avantage certain pour l’énergie éolienne. L’île d’Anjouan est aussi ensoleillée la plupart du temps, sauf les zones d’altitude en saison des pluies, ce qui permet l’installation de panneaux solaires en de nombreux endroits. Par ailleurs, Anjouan possède un potentiel hydraulique non négligeable de par ses cascades des nombreuses rivières réparties sur toute l’île. Cependant, pourexploiter ces ressources, une politique durable de la gestion des ressources en eau doit être miseen place conjointement pour préserver les rivières, refaire fonctionné ou créer des microcentrales hydrauliques

Contexte hydrologique

Les précipitations

Dans l’ensemble des îles, la pluviométrie annuelle est comprise entre 1000 mm et 5000 mm suivant les régions. Elle est inégalement répartiedans le temps et dans l’espace suivant l’altitude et l’exposition aux vents dominants. En général, les régions situées à l’ouest des îles, sont les plus arrosées en raison de leur exposition aux Moussons. Dans les îles de Mohéli et Anjouan, les précipitations maximales se situent entre 2 500 et4 000 mm.

Les précipitations connaîtront une diminution de 31% de la moyenne actuelle à partir de 2060 ; cette baisse se poursuivra et atteindra les 40% à l ’horizon 2100. Les régions plus arides connaîtront une diminution de plus de 49% à l’horiz on 2100.
Le territoire anjouanais reçoit annuellement d’énormes quantités d’eau pluviale qui grossissent les réservoirs superficiels et les réseaux hydrographiques plus ou moins denses. La diminution des précipitations réduit le débit de ces réseauxAinsi,. les régimes des cours d’eau baissent en période d’étiage et des sources sont taries. Ainsi,une pénurie d’eau et un disfonctionnement des irrigations agricoles installées à partir des rivières de Lingoni et de Tratringa se produisent en fin de saison sèche.

Hydrologie de surface

Les cours d’eau trouvent leur source dans les zones montagneuses. Les faciès d’altération plus ou moins imperméables, en particulier à la fin de la première et seconde phase, ont permis leur développement. Les cours d’eau se répartissent dans42 bassins fluviaux.
Malgré ces énormes quantités d’eau mobilisables, lasituation actuelle du secteur eau se caractérise par un certain nombre de contraintes dont :
– la dégradation de l’environnement découlant des activités anthropiques et des facteurs naturels (changements climatiques, érosion-transpor-dépôt, pollution, etc.)
– la méconnaissance des besoins en eau des secteursd’activités et des usagers de l’eau
– l’absence des plans généraux d’aménagement hydrauliques par bassin fluvial
– la gestion sectorielle et peu décentralisée des ressources en eau due à l’absence de politique nationale de l’eau et de stratégies cohérentes clairement définies soutenues par un plan national de gestion intégrée des ressourcesen eau du pays
– l’insuffisance des financements alloués au secteur eau et secteurs connexes.

Hydrologie souterraine

Distribution actuelle de l’eau à partir des ressources souterraines

Sur les Péninsules de Sima et Nioumakélé, la totalité de l’alimentation en eau actuelle provient de l’eau de pluie stockée dans les citernes ou prélevée sur les réservoirs de surfaces (rivières, lacs) ou aussi par captage des eaux souterraines au niveau des sources ou par des puits traditionnels. Les captages par forages ou puits n’existent pas encore actuellement.
La projection future du climat a donné les scénario suivant :

Données et hypothèses hydrogéologiques

Du point de vue souterrain, la présence des venues d’eau douce en mer et/ou des émergences à très faible altitude ou sources témoigne de l’existence des nappes souterraines ou plus particulièrement des niveaux perchés. En zone côtière, le captage de ces sources est difficile à cause de la présence des biseaux salés. La qualitédes eaux est altérée par les produits de l’érosion, les rejets de matières fécales, des déchets ménagers et autres .

Bilan d’exploitation annuel

L’accès à l’eau courante potable est encore un priv ilège. En effet, la population ne bénéficie pas à l’heure actuelle d’un accès continu à cette resso urce. La couverture en eau potable semble difficile à évaluer à Anjouan, d’une part parce que l’eau courante n’est pas forcément potable, et d’autre part parce que les structures hydrauliques ne sont pas toujours existantes.

Volume mobilisable des nappes de base et nappes perchées

Le bilan hydrique en Anjouan est donné par l’expression classique : P=E+R+I+∆S (1) avec P : pluie (ou précipitations) ; E : évaporation permettant les calculs de ETP et ETR ; R : ruissellement ; I : infiltration (vers la nappe) et ∆S : variations des réserves (stocks).
La nappe, ou plus exactement les niveaux de base se caractérisent par des sorties d’eau douce en mer et/ou des sources émergeant à très faible altitude. Le captage de cette ressource est difficile à cause des problématiques de biseau salé.
Enfin, la présence de nombreux sols rouges argileuxpermet un fort ruissellement qui, associés aux nombreux niveaux imperméables intermédiaires déterminant les sources, permet d’envisager une alimentation des niveaux de base nettement moins importante qu’à Grande Comores, et de façon beaucoup plus ponctuelle (via les failles vra isemblablement).
Le captage d’eau souterraine par forage est pratiquement inexistant à Anjouan. Le volume d’eaux souterraines mobilisables peut être calculéde la manière suivante :
– volume annuel mobilisable Vam = [(P – ETR – s) x A x 1 000] – F = [(2431 – 778 – 24) x 440 x 1 000] – 213 525 000 = 503 133 800 m3/an
– volume annuel maximal mobilisable Vam max = [(P – ETR) x A x 1 000] – F = [2 431 – 778) x 44 0 x 1 000] – 213 525 000 = 513 820 200 m3/an avec A : surface de l’île (440 km 2) ; P : précipitation (2 431 mm) ; ETR : évapotranspiration réelle (778 mm) ; F : sortie par exutoire caché (213 525 000 m3) ; s : sortie en surface (24 mm). L’offre d’eau en fonction de la population avec un TACM de 2,8 % entre 2012 et 2030 est donnée dans le tableau ci-après.

Table des matières

DEDICACE
REMERCIEMENTS
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
PREMIÈRE PARTIE : PRÉSENTATION DU CONTEXE
Ⅰ- CONTEXTE GENERAL DE L’UNION DES COMORES
I-1- Localisation
I-2 – Caractéristiques démographiques
I-3- Santé
I-4- Adduction d’eau potable
I-5– Profil climatique
I-6– Profil physique
IⅠ- CONTEXTE GENERAL DE L’ÎLE ANJOUAN
II-1- Situation géographique de l’Ile d’Anjouan
II-2- Population et densité
II-3- L’agriculture
II-4- Elevage
III- Contexte physique d’Anjouan
III-1- Histoire géologique et géomorphologique
III-1-1- La phase volcanique inférieure (fin Tertiaire)
III-1-2- La phase volcanique intermédiaire
III-1-3- La phase volcanique récente
Ⅲ -2- Contexte géologique et pédologie
Ⅲ-3- Contexte biologique
Ⅲ-4- Energie
Ⅲ-5- Contexte hydrologique
III-5-1- Les précipitations
III-5-2- Hydrologie de surface
III-5-3- Hydrologie souterraine
III-5-3-1- Distribution actuelle de l’eau à partir des ressources souterraines
III-5-3-2- Données et hypothèses hydrogéologiques
III-5-3-3- Bilan d’exploitation annuel
III-5-3-4- Volume mobilisable des nappes de base et nappes perchées
DEUXIEME PARTIE :THÉORIE DES MÉTHODES UTILISÉES EN HYDROLOGIE ET EN HYDROGÉOLOGIE
I. GENERALITE SUR L’HYDROLOGIE
II- COMPOSANTES DU CYCLE HYDROLOGIQUE
II-1- Cycles de l’eau
II-2- Cycle global de l’eau
II-3- Cycle continental de l’eau
II-4- Cycle océanique de l’eau
III. Termes du bilan hydrologique
III-1- Précipitations
III-1-1- Mesure des précipitations
III-1-2- Présentation des données pluviométriques
III-1-2-1-Valeur centrale de la série
III-1-2-2- Dispersion ou fluctuation des observations autour de la valeur centrale
III-2- Evapotranspiration
III-2-1- Mesures de l’évaporation
III-2-2- Mesures de l’évapotranspiration
III-2-3- Différents types évapotranspirations
III-2-3-1- Evapotranspiration Potentielle (ETP ou ETo)
III-2-3-2- Evapotranspiration Maximum (ETM)
III-2-3-3- Evapotranspiration Réelle (ETR)
III-2-4- Estimation de l’évapotranspiration potentielle ETP
III-2-4-1- Formule de Turc
III-2-4-2- Formule de Thornthwaite
III-2-4-3- Méthode de Penman
III-2-4-4- Autres formules
III-2-5- Evaluation de l’évapotranspiration réelle
III-2-5-1- Formule de Turc
III-2-5-2- Formule de Coutagne
III-3- Infiltration
III-3-1- Mesure de l’infiltration
III-3-2- Ecoulements de surface ou ruissellements
III-3-3-Estimation de la recharge
IV- Bilans
IV-1- Systèmes hydrologiques
IV-1-1- Bassin versant hydrologique
IV-1-2- Bassin versant topographique ou hydrographique
IV-1-3- Bassin versant hydrogéologique
IV-2- Bilan hydrique et bilan hydrologique
IV- 3- Paramètres hydrodynamiques et nappes souterraines
IV- 3-1- Porosité
IV- 3-2- Perméabilité
IV- 3-3- Transmissivité
IV- 3-4- Coefficient d’emmagasinement
TROISIEME PARTIE : PRESENTATION ET ANALYSE DES RESSOURCES EN EAU DE L’ILE D’ANJOUAN
I- Inventaire des ressources en eau
I-1- Ressources en eau de précipitation
I-2- Ressource en eau de surface
I-2-1- Les rivières
I-2-1- Les lacs et marais
I-3- Ressource en eaux souterraines
I-4- Potentialités globales des ressources en eau
I -5- Vulnérabilité et impacts
I-5-1- Vulnérabilité des ressources en eau
III-5-2- Consommation spécifique en 2012
III-6- Offres et besoins en eau pour les années 2002 et 2025
III-7-Les besoins en eau de la population Anjouanaise
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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