Etude d'aménagement d'un périmetre de trois hectares en systeme gravitaire sur l'ile Siguida-Wale, commune rurale de Tienfala, région de Koulikoro

Janvier 2020

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR REPUBLIQUE DU MALI

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Un Peuple-Un But-Une Foi

THEME

ETUDE D'AMENAGEMENT D'UN PERIMETRE DE TROIS HECTARES EN SYSTEME
GRAVITAIRE SUR L'ILE SIGUIDA-WALE, COMMUNE RURALE DE TIENFALA,
REGION DE KOULIKORO.

INSTITUT POLYTECHNIQUE RURAL DE FORMATION ET DE RECHERCHE APPLIQUEE (IPR/IFRA) DE KATIBOUGOU,

BP : 06 ; TEL : [phone], FAX : [phone]

Site Internet : www ipr-ifra.edu.ml Email : [e-mail]

Mémoire de Fin de Cycle

Présenté par Ibrahim SANGARE pour l'obtention du Master en Sciences et Technologies de
l'IPR/IFRA de Katibougou

Mention : Sciences de l'Ingénieur Spécialité : Aménagements Hydrauliques Directeur de Mémoire : Dr Sidy Ba IPR / IFRA de Katibougou

Co-Directeur de Mémoire : Pr Mamadou Sangaré IPR / IFRA de Katibougou

Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

DEDICACE iii

REMERCIEMENTS iv

SIGLE ET ABREVIATION v

LISTE DES TABLEAUX vi

LISTE DES FIGURES viii

LISTE DES ANNEXES ix

RESUME x

ABSTRACT xi

I. INTRODUCTION 1

II. CADRE DE L'ETUDE ET OBJECTIFS 3

2.1. Cadre de l'étude 3

2.1.1. Présentation de la zone d'étude 3

2.1.1.1. Localisation 3

2.1.1.2. Milieu physique 4

2.1.1.3. Milieu humain 4

2.2. Objectifs 6

2.2.1. Objectif global 6

2.2.2. Objectifs spécifiques : 6

2.2.3. Résultats 6

III. DEMARCHE METHODOLOGIQUE 7

3.1 Matériels 7

3.1.1. Matériel végétal 7

3.1.2. Matériels techniques 8

3.2. Méthode 8

3.2.1. Etudes diagnostiques du périmètre 8

3.2.2. Etudes topographiques 8

3.2.3. Détermination des paramètres d'irrigation 9

3.2.3.1. Détermination du coefficient de filtration du sol (K) 9

3.2.3.2. Type de sols 13

3.2.3.3. Détermination des besoins en eau de la culture 13

3.2.4. Coût de l'aménagement et rentabilité du périmètre 18

3.2.5. Notice d'impact environnemental 18

IV. RESULTATS CONCRETS 19

4.1. Données topographiques 19

4.2. Caractéristiques du sol 19

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

4.2.1. Type de sol 19

4.2.2. Coefficient de filtration 19

4.3. Besoin en eau de la plante 21

4.4. Fond topographique du périmètre 22

4.5. Organisation de l'arrosage 24

4.6. Conception de l'aménagement 24

4.6.1. Données de bases à la conception de l'aménagement hydroagricole 24

4.6.2. Adéquation de la ressource en eau disponible avec les besoins 25

4.6.3. Dimensionnement hydraulique du réseau d'irrigation : 26

4.6.3.1. Dimensionnement des canaux secondaires/principaux 28

4.6.3.2. Dimensionnement des cuvettes 29

4.6.3.3. Dimensionnement hydraulique des drains : 30

4.6.3.4. Dimensionnement de la conduite d'amenée et du bassin de réception. 32

4.6.4. Dimensionnement et calage du bassin de réception. 34

4.6.5. Calage des réseaux d'irrigation 34

4.7. Description du fonctionnement du périmètre 37

4.8. Etudes Financières 37

4.8.1. Taux de Rentabilité Interne de l'Aménagement (TRI) 37

4.8.2. La rentabilité économique 39

4.9. Les études d'impacts environnementaux 40

V. ANALYSES ET DISCUSSION 42

5.1 Besoin en eau des orangers 42

5.2 Justification du choix du système d'irrigation 42

VI. CONCLUSION ET PERSPECTIVES 43

VII. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 44

VIII. ANNEXES xvii

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

DEDICACE

Ce mémoire est dédié à mes très chers parents.

iii

Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

REMERCIEMENTS

Du moment où ce mémoire marque le terme de deux années de formation au sein de l'Institut Polytechnique Rural de Formation et de Recherche Appliquée (IPR/IFRA), il me parait juste d'exprimer à travers cette page ma sincère gratitude à tous ceux qui d'une manière ou d'une autre ont contribué à la réussite de ma formation.

Je remercie d'abord le Dieu Tout Puissant pour la force qu'il m'a donnée afin de réaliser ce travail et pour la grâce qu'il m'a accordée de pousser mes études jusqu'au second cycle.

Il m'est agréable de remercier M. Sidy Ba, responsable des Master de l'IPR/IFRA pour ses enseignements dont j'ai bénéficié et pour l'honneur qu'il m'a fait en acceptant de codiriger mon mémoire malgré ses nombreuses occupations.

Je remercie très particulièrement M. Mamadou Sangaré pour ses précieux enseignements dont j'ai pu bénéficier au cours de l'année et pour avoir accepté de diriger ces travaux. J'ai pu malgré ses nombreuses occupations bénéficier de sa constante disponibilité.

Je remercie M. EL Hadj Hamadou Konaté enseignant vacataire à l'IPR/IFRA, pour ses directives, et ses précieux conseils.

Je remercie M. Abdoulaye Macalou permanent du bureau SINE SUARL pour m'avoir initié au logiciel Covadis.

Je remercie tout le corps professoral de l'IPR/IFRA pour m'avoir inculqué un enseignement de qualité.

Je remercie mon très cher grand-frère Cheick Oumar dit N'golo SANGARE pour son soutien moral et financier.

Je remercie ma marâtre Djénèba GAMBI pour son soutien constant.

Je remercie mes très chers parents adoptifs Kadidiatou TRAORE et Bakary MARIKO à Bobo Dioulasso (Burkina Faso), qui ont toujours cru en moi, depuis ma tendre enfance jusqu'à ce jour.

Je remercie mes amis pour leurs soutiens multiformes.

Puisse le Tout Puissant et Seigneur des mondes vous combler de ses bienfaits et vous le rendre au centuple.

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

SIGLE ET ABREVIATION

BB : Besoin Brut

BN : Besoin Net

CP : Canal Principal

CS : Canal Secondaire

CFD : Cote Fond Drain

CT : Canal Tertiaire

CTN : Cote Terrain Naturel

DFC : Débit Fictif Continu

DMP : Débit Maximum de Point

DNGR : Direction Nationale du Génie Rural

DS : Drain Secondaire

DT : Drain Tertiaire

ETM : Evapotranspiration Maximum

ETP : Evapotranspiration potentielle

ETo : Evapotranspiration de référence

FAO : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture

GIZ : Coopération Technique Allemande

GPS : Global Positioning System

HMT : Hauteur Manométrique Totale

IPR/ IFRA : Institut Polytechnique Rural de Formation et de Recherche Appliquée

NPSH : Net Positive Suction Head (Hauteur de charge nette absolue disponible)

ON : Office du Niger

RGPH : Recensement Général de la Population et de l'Habitat

TOR : Tout Ou Rien

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Caractéristiques des orangers (source Cropwat 8.0 FAO,2012) 7

Tableau 2 : Moyennes mensuelles interannuelles de la pluviométrie de la zone 14

Tableau 3 : Moyennes mensuelles interannuelles de la température de la zone 14

Tableau 4 : Moyennes mensuelles interannuelles de l'humidité de la zone 15

Tableau 5 : Moyennes mensuelles interannuelles de l'insolation de la zone 15

Tableau 6: Moyennes mensuelles interannuelles des données du vent de la zone 15

Tableau 7 : Estimation de l'évapotranspiration de référence 16

Tableau 8: Pluie efficace de la zone 17

Tableau 9 : Valeurs des différents paramètres du coefficient d'infiltration 20

Tableau 10 : Besoins Bruts en eaux de l'oranger (mm par mois) 21

Tableau 11 : Besoins bruts du périmètre (m³) 24

Tableau 12 : Longueur, pentes et cotes des canaux tertiaires 27

Tableau 13 : Caractéristiques géométriques des canaux tertiaires 27

Tableau 14 : Récapitulatifs des dimensions des canaux tertiaires. 28

Tableau 15 : Longueurs, pentes et cotes des canaux secondaires/principaux. 29

Tableau 16: Caractéristiques géométriques des canaux secondaires/principaux. 29

Tableau 17: Récapitulatifs des dimensions des canaux secondaires/principaux. 29

Tableau 18 : Longueurs, pentes et cotes des drains tertiaires et collecteurs. 31

Tableau 19: Caractéristiques géométriques des drains tertiaires, secondaires/Collecteurs 31

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

Tableau 20: Récapitulatifs des dimensions des drains tertiaires et collecteurs 32

Tableau 21 : Dimensionnement et calage du bassin de réception 34

Tableau 27 : Calcul de TRI 39

Tableau 28: Vérification du TRI 39

Tableau 29: Identification des sources des récepteurs d'impacts et mesures d'atténuation. 41

Tableau 22 : Calage des canaux tertiaire sur CS1/CP1 xxx

Tableau 23: Calage des canaux tertiaire sur CS2/CP2 xxx

Tableau 24 : Calage des drains tertiaires sur DS1/DP1 xxxi

Tableau 25 :Calage des drains tertiaires sur DS2/DP2 xxxi

Tableau 26 : Calage des drains secondaires/collecteurs xxxi

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Carte de situation de la localité de Tienfala 3

Figure 3 : photographie des équipements topographiques 9

Figure 4 : Double anneau de Muntz (photo : Sangaré, 2019) 10

Figure 5: Droite caractéristique de l'équation de la fonction de kosiakov 11

Figure 6 : Exemple de courbe représentant la fonction kt= f(t) 11

Figure 7 : Simple anneau (photo : Sangaré, 2019) 12

Figure 8: Test de l'anneau (photo : Sangaré, 2019) 19

Figure 9 : Fond topographique du périmètre 22

Figure 10: Schéma des cuvettes 30

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : les facteurs régression de BLANEY-CRIDDLE qui a été modifié par la FAO xvii

Annexe 2: Paramètres des besoins en eau xviii

Annexe 3 : Courbes caractéristiques du type de pompe choisie xix

Annexe 4 : Caractéristiques du type de pompes choisies ( https://grundfos.com/catalogue) .. xx

Annexe 5 : Devis quantitatif et estimatif xxi

Annexe 6: Fond topographique et plan d'aménagement xxiii

Annexe 7 : Profils types des canaux et drains xxiv

Annexe 8 : Profil en travers type xxvii

Annexe 9: Planning d'exécution des travaux xxix

Annexe 10: Résultats des calculs de calage des canaux xxxi

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala

RESUME

Dans le cadre de l'amélioration et l'extension des aménagements de sa parcelle, M. HAIDARA, opérateur économique à Bamako a initié la présente étude. Elle vise l'élaboration d'études techniques et financières pour les travaux d'aménagement de ladite parcelle. Le présent rapport constitue le mémoire technique assorti de ces études. Les aménagements existants au niveau du périmètre sont composés d'un mur d'étanchéité protégeant l'île, un gabionnage soutenant le mur, un système d'irrigation traditionnelle s'apparentant au type californien. Malgré ces aménagements, les besoins en eau des orangers ne sont pas satisfaits et l'état actuel du périmètre nécessite pour son exploitation un besoin en mains d'oeuvre important. Ainsi afin d'améliorer la production actuelle du périmètre, d'apporter des solutions aux contraintes et difficultés liées à son exploitation et à satisfaire les attentes du promoteur, il a été projeté et étudié un système d'irrigation gravitaire constitué de canaux bétonnés à ciel ouvert dont deux canaux secondaires /primaires de 40 ml chacun ; les huit (8) tertiaires ont une longueur cumulée de 889.82 ml ; un réseau de drainage. Le réseau sera alimenté à partir d'un bassin de stockage. La source d'eau est le fleuve Niger. Le groupe électrogène formé par l'ensemble pompe-moteur à base de diesel assurera le pompage. Le débit du fleuve (en période d'étiage) qui est de 24 m³/s permet de sécuriser l'alimentation en eau de la pompe d'un débit de 25.9 m³/h. La puissance fournie par la

pompe est de 2.88 kW.

Le tour d'eau est fixé à 3 jours avec un temps d'arrosage de 7 h pour tout le périmètre. Le coût total du projet est estimé à 7 363 071 FCFA.

Mots clés : Irrigation gravitaire, Orangers, Besoins en eau, Réseau d'irrigation.

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Etude d'aménagement d'un périmètre de trois hectares en système gravitaire à Tienfala