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


par Ibrahim SANGARÉ
IPR/IFRA - Master en aménagement hydraulique 2020
  

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IV. RESULTATS CONCRETS 4.1. Données topographiques

D'une manière générale il est à noter que la topographie du site révèle un terrain relativement plat avec une pente moyenne de 1.2 %, avec une cote maximale de 305.00 m et une cote minimale de 303.50m. Le sol est apte à la culture des orangers et est de type limono-sable ux avec un peu d'argile en profondeur.

L'espace cultural est aménagé de manière à avoir des parcelles de même dimension (0,12ha). Ceci facilitera le dimensionnement et permettra d'avoir un choix d'équipement presque identique. Le schéma de distribution de l'eau dans le périmètre est représenté à l'annexe 7.

4.2. Caractéristiques du sol 4.2.1. Type de sol

D'après le test de l'anneau, et selon l'instabilité des échantillons prélevés jusqu'à 50,0 centimètres de profondeur, montre que le sol est moyen. D'ailleurs les tests d'infiltration l'attestent avec des valeurs de coefficient de filtration dépassant souvent les 30,0 mm/h.

Fouille de profondeur 0.5 m

Anneau présentant des fissures

Figure 7: Test de l'anneau (photo : Sangaré, 2019)

4.2.2. Coefficient de filtration

Avec les données de terrain, nous avons calculé les coefficients de filtration moyens, horizontale et verticale, à l'aide de la formule de Kostjakov et de la nouvelle formule.

19

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

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

Méthode monocylindrique

Méthode anneaux doubles

Points
de
mesure
des

á

K1
cm/
min

Kh

Kv

Km

Kv
(Kosia

kov)

O)

Tp

á

K1

Kh

Kv

Km

Kv (Kosi

akov)

O)

Tp

 

mm/
h

mm/
h

mm/
h

mm/h

%

s

cm/m in

mm/h

mm/
h

mm/h

mm/h

%

s

P1

0.58

0.7

18.82

11.19

14.51

37,63

18.61

8220

0.59

0.72

17.87

10,61

13,78

57,57

18,62

8280

P2

0.58

0.5

17.72

10.16

13.52

67,96

18.96

9600

0.59

0.93

17.13

9,84

12,98

68,14

18,93

9600

P3

0.51

0.69

26.50

15.68

20.39

38,34

18.65

8400

0.52

0.96

22.24

16,71

19,3

91,20

15.56

8520

P4

0,5

0,35

29,03

17,85

22,77

77,11

18,30

7200

0,5

0,66

16.30

9,44

12,4

63,61

18.87

9300

P5

0,6

0,91

21.19

12.35

26.18

45,84

18.80

9000

0.56

0.77

21.58

12,73

16,57

63,95

18.77

8880

P6

0.6

0.63

16.29

9.43

12.39

64,61

18.86

9300

0.59

0.66

17.25

10,02

13,15

49,85

18.82

9120

P7

0,53

0,64

25,08

15,42

19,67

44,88

18,30

7200

0,51

0,44

16.31

9,45

12,41

41,15

18.88

9300

P8

0.61

0.64

15.39

8.87

11.68

71,47

18.9

9480

0.59

0.66

17.25

10,02

13,15

49,85

18.82

9120

P9

0.54

0.79

21.79

13.49

17.53

37,63

18.65

8400

0.55

0.83

21.58

12,73

16,57

72,49

18.68

8520

P10

0.58

0.5

17.72

10.16

13.52

37,80

18.96

9600

0.59

0.93

17.13

9,84

12,98

68,14

18.93

9600

P11

0.6

0.63

16.29

9.43

12.39

54,60

18.86

9300

0.59

0.66

18.64

34,39

25,32

49,85

18.82

9120

P12

0.55

0.91

21.19

12.35

26.18

53,43

18.80

9000

0.56

0.78

17.25

10,02

13,15

64,78

18.77

8880

Moyenne

0,53

0,63

27,05

16,64

21,22

57,64

18,30

8640

0,51

0,55

16,94

12,98

15,15

52,24

18,78

9020

20

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

Dans le tableau ci-dessus nous avons essayé de comparer les résultats des deux méthodes de mesure de coefficient de filtration ; nous avons tout d'abord comparé les composantes de la formule de Kostjakov que sont les exposants á, les débuts de filtration K1 et les temps de perméabilité stabilisée obtenus après interprétation des données de terrain.

Nous constatons que les valeurs de la méthode monocylindrique et de la méthode anneaux doubles sont relativement proches. Nous retiendrons les valeurs moyennes suivantes :

ám= 0,52; et K1= 0,59cm/min =354mm/h ce qui permet d'écrire l'expression du coefficient de filtration en fonction du temps pour tous les tests réalisés sur le site :

Kt= át; en menant une tangente à la courbe de Kt (voir figure ci-dessous), nous obtenons le point de perméabilité stabilisée tp,

Par ailleurs la valeur moyenne du coefficient de filtration Kv selon kostjakov est de Kv=54.94 mm/h. En comparant cette valeur à celle de la littérature, suite à l'utilisation de l'expression du coefficient

??????

de filtration : Km= 217,5 Cr (1-??)??-??nous obtenons Km= 21,22 mm/h.

4.3. Besoin en eau de la plante

Pour le calcul de l'évapotranspiration qui représente en fait les besoins nets de la culture en eau, nous devons tout d'abord calculer l'évaporation qui sera multiplié par le coefficient cultural. L'évaporation dépend des paramètres météorologiques tels que l'insolation, l'humidité relative de l'air, la vitesse du vent et le pourcentage d'ensoleillement qui dépend du mois et de la position géographique ; mais le paramètre le plus important est la température dont les valeurs varient pendant la journée, pendant la saison et l'année.

Avec les données recueillies à la station météorologique de Katibougou, nous avons ainsi déterminé les paramètres comme l'ensoleillement qui est élevé pour la période, l'humidité relative minimum

très faible. Concernant la vitesse du vent, la moyenne a été choisie. Tableau 10 : Besoins Bruts en eaux de l'oranger (mm par mois)

Mois

Janv.

Fév.

Mars

Avril

Mai

Juin

Juillet

Août

Sept

Oct

Nov.

Déc

Total

ET0

(en mm/ j)

4,73

6,55

7,05

4,64

5,42

4,52

3,29

3,04

3,10

3,89

4,05

3,23

 

BB

(mm)/mois

131,59

161,52

187,09

114,27

112,99

0,00

0,00

0,00

0,00

15,73

55,85

50,09

829,13

BB
(m3/ha)

1315,9

1615,1

1870,90

1142,7

1129,8

0,00

0,00

0,00

0,00

157,3

558,54

500,88

8291,32

21

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

4.4. Fond topographique du périmètre

A partir des coordonnées enregistrées par la station totale et extraites par le logiciel Covadis, nous avons pu élaborer le fond topographique de la zone. (Voir figure ci-dessous)

. Le schéma d'irrigation qui sera projeté devra permettre l'alimentation en eau suffisante de cette superficie.

LEGENDE

Route

Digue de protection

Courbe de niveau

Figure 8 : Fond topographique du périmètre

22

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

4.4.1. Découpage du périmètre

Le découpage type adopté pour faciliter le dimensionnement et l'application des doses d'irrigation est récapitulé dans le tableau suivant :

Parcelle d'irrigation

Dimensions

Superficie

Parcelle-type

116.31 x 40

0.46 ha

Parcelle-type

115.55 x 40

0.46 ha

Parcelle-type

150.03 x 34

0.51 ha

Parcelle-type

127 x 45

0.57 ha

Le tracé du réseau d'irrigation et de drainage est fait sous AutoCAD et Covadis (voir annexe 6).

23

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

4.5. Organisation de l'arrosage

Il faut noter que les paramètres déterminés dans cette partie ont été déterminées avec les données du mois qui est le plus contraignante.

??

La dose brute (DB) : D = ??hX Û) ............(16)

D

ETP , (17)

Avec h : profondeur d'enracinement = 0.60 m et w : humidité disponible = 18.30% Elle est égale 36,23mm.

Intervalle d'arrosage I =

elle est de 4.99.

L'arrosage se fera donc tous les 04 jours.

NB : Les orangers sont des arbres qui demandent un sol bien aéré, une irrigation excessive extrêmement nuisible (Bruno Telemans, 2012). Néanmoins il est à souligner que les orangers s'arroseront davantage quand :

- Les températures sont élevées

- Les vents sont importants

- Les précipitations sont peu importantes

D

Le temps d'arrosage tar = ?? ........................(18)

avec dB : dose brute et I : Intervalle d'arrosage

Elle est de 7h 24 min pour les 3 ha

? Le débit fictif continu de pointe (DFC) : Il est égal à 0,70 l/s/ha

? Le débit d'équipement ou Débit maximum de pointe (DMP) : Il est égal à 1.63l/s/ha.

4.6. Conception de l'aménagement

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

Sachant que les besoins bruts sont à l'hectare, les besoins bruts pour tout le périmètre (3ha) sont dressés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 11 : Besoins bruts du périmètre (m3)

Mois

Janv.

Fév.

Mars

Avril

Mai

Juin

Juillet

Août

Sept

Oct.

Nov.

Déc

Total

BB (m3)

3947,74

4845,49

5612,69

3428,13

3389,6

0

0

0

0

472,03

1675,6

1502,7

24874

24

1981 1967

Figure 6 : Niveau de l'eau à la station de Koulikoro (DRH, 2018)

Commentaire :

D'après les données de la Direction Régionale de l'Hydraulique de la région de Koulikoro, la cote de crue maximum observée était de 811 cm en 12/10/1967. Son débit s'élevait à 9400 m3/s. La cote de crue minimum observée était de 2 cm à la date du 27/03/1981 avec un débit de 24m3/s.

25

28 32

48,6

40

28

811

400

350

333,25

289

230

198

150,8

135,5

125

54 90,2 80

75

02 05

Jan fev Mar Avr Mai Jui jul Aou Sep Oct Nov Dec

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

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

4.6.3. Dimensionnement hydraulique du réseau d'irrigation :

L'écoulement dans ces canaux est à surface libre avec des pentes hydrauliques très faible. Cet écoulement obéit à des lois hydrauliques faisant intervenir le débit, la pente, la rugosité des parois et la forme géométrique du canal. Des formules empiriques permettent le dimensionnement du canal dont les plus couramment utilisés sont :

CHEZY : V=C.v (R.I) ........................(19)

· V= vitesse moyenne de l'eau ;
· R= rayon hydraulique = S/P ;


· C= constante déterminée par expérience ;
· I = pente du canal (en écoulement uniforme)

BAZIN : V=C.v(R.I) Avec :
· C=
????

(??+ ??/v(??.??)) ........................(20)


· ã = coefficient de rugosité caractérisant la nature des parois du canal.

MANNING-STRICKLER: V= C.v(R.I) Avec
· ?? = ?? ??(?? ??) (21)

??

· n = coefficient caractéristique de la nature des parois du canal. Le développement de l'expression précédente donne :

?? ??) * v?? Avec ??

V = (??) ??(?? ?? = K alors on aura : V = K*R(2/3)*I(1/2) ........................(22)

Nous constatons que ces différentes formules énoncées ne diffèrent que par l'expression du coefficient de rugosité C des parois des canaux par conséquent nous optons pour l'utilisation de la formule de Manning-Strickler qui dispose d'une gamme plus variée des valeurs du coefficient de rugosité C suite aux nombreuses expériences à l'actif de cette méthode.

D'après la formule de Manning-Strickler, le débit dans un canal s'exprime par :

??

Q = V.S = ?? *S*R (2/3) *I (1/2) ........................(23)

Avec : Q : le débit du canal ;

26

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

1

n =K : coefficient de Manning-Strickler qui est une caractéristique de la nature des parois du

canal ; I : pente hydraulique, cette pente est égale à la pente du fond du canal si on est en écoulement uniforme ;

s

R : rayon hydraulique R = ; S : section mouillée S = (b + mh) h ; ??

h : tirant d'eau b : largeur à la base (au plafond) de la section ; m : fruit de talus P : périmètre mouillé P = b+2hv (1+m2) ;

? Dimensionnement des canaux tertiaires :

Le canal est de forme trapézoïdale avec comme fruit des talus m = 3/2, une pente du fond I = 0,003 pour un débit de 2l/s.

(Voir coupe en annexe 8)

Le résultat des calculs de dimensionnement est consigné dans les tableaux 12, 13, 14 ci-dessous :

Tableau 12 : Longueur, pentes et cotes des canaux tertiaires

Canal tertiaire

Longueur

Cote maxi

Cote mini

Pente

Pente%

CT1.1

115,55

304,922

304,003

0,00795327

1,2%

CT1.2

116,31

304,909

304,751

0,00135844

0,1%

CT.2.1

115,32

304,826

304,604

0,00192508

0,2%

CT.2.2

116,02

304,718

304,284

0,00374073

0,4%

CT3.1

150,3

304,791

304,351

0,00292748

0,3%

CT3.2

149,1

304,199

303,728

0,00315895

0,3%

CT4.1

149,94

304,9

304,412

0,00325464

0,3%

CT4.2

127,22

304,799

304,533

0,00209087

0,2%

Tableau 13 : Caractéristiques géométriques des canaux tertiaires

 

Caractéristiques géométriques des canaux tertiaires

Canaux

hi, m

b, m

S, m2

P,
m

Ri,
m

S*(R^(2/3))

Q*n/I^(1/2)

V,
m/s

Froude

r

Revêtement

Canal
tertiaire

0,15

0,12

0,04

0,54

0,07

0,007

0,007

0,21

0,38

0,1

En béton

27

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

Dans notre cas d'étude tous les CT ont le même débit. Le revêtement du canal tertiaire sera fait en béton. Ri étant le rayon hydraulique, P et S sont respectivement le périmètre et la surface mouillée.

Tableau 14 : Récapitulatifs des dimensions des canaux tertiaires.

Récapitulatifs des dimensions des canaux tertiaires

Canal tertiaire

Longueur

h, m

b, m

S, m2

P, m

r, m

H, m

B, m

CT1.1

115,55

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT1.2

116,31

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT.2.1

115,32

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT.2.2

116,02

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT3.1

150,3

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT3.2

149,1

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT4.1

149,94

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

CT4.2

127,22

0,15

0,12

0,04

0,54

0,1

0,25

0,36

B : Largeur au miroir (B = b +2m * h) et H : h+ r r : revanche

4.6.3.1. Dimensionnement des canaux secondaires/principaux

Nos canaux secondaires/principaux sont également de forme trapézoïdale avec comme fruit des talus m= 1/1 et le coefficient de rugosité n= 0.027, une pente du fond I = 0.01, une revanche

r = 0,05m. (Voir coupe en annexe 8)

Le CS/CP alimente les secondaires comportant une main d'eau de 3l/s. Le débit de la pompe est de 25.9 m3/h. Le CP a un débit de 5l/s.

Les résultats de dimensionnement des canaux secondaires sont consignés dans les tableaux 15, 16, 17.

28

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

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

Canal CS/CP

Longueur

Cote maxi

Cote mini

Pente

Pente%

CS1/CP1

34,55

305,047

304,6

0,01293777

1%

CS2/CP2

36,48

305,008

304,625

0,0104989

1%

Tableau 16: Caractéristiques géométriques des canaux secondaires/principaux.

 

Caractéristiques géométriques des canaux secondaires/principaux.

Canaux

h, m

b, m

S, m2

P,
m

Ri,
m

S*(R^(2/3))

Q*n/I^(1/2)

V,
m/s

Froude

r

Revêtement

Canal
principal

0,2

0,18

0,08

0,75

0,10

0,017

0,017

0,26

0,36

0,1

En béton

Nous avons Ri étant le rayon hydraulique, P et S sont respectivement le périmètre et la surface mouillée. Le revêtement du canal principal sera fait en béton.

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

Récapitulatifs des dimensions des canaux secondaires/principaux.

Canaux principaux

Longueur

h, m

b, m

S, m2

P, m

Ri, m

H, m

B, m

CS1/CP1

34,55

0,2

0,18

0,08

0,75

0,10

0.3

0,54

CS2/CP2

36,48

0,2

0,18

0,08

0,75

0,10

0.3

0,54

B : Largeur au miroir (B = b +2m * h) et H : h+ r r : revanche

NB : Comme ouvrages de distribution à la parcelle on a les ouvrage type « tout ou rien » (TOR). Ils sont implantés en tête des canaux tertiaires.

4.6.3.2. Dimensionnement des cuvettes

Le besoin en eau d'un pied oranger est de 50 litres/arbre pour les jeunes orangers (2-3 ans). Les rigoles sont dimensionnées de sorte à contenir cette quantité d'eau.

Les arbres sont installés directement dans des cuvettes limitées par des bourrelets de terre, au centre d'un anneau circulaire dont la circonférence est pourvue d'une rigole.

Les cuvettes sont alimentées par les canaux tertiaires via des rigoles.

29

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

Les cuvettes ont un diamètre moyen de 0.6 m, soit une surface de 0.3 m2 pour une hauteur de 0.1m majorée à 0.2 afin d'éviter les débordements d'eau dans la cuvette.

 
 
 

Canal

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

secondaire Canal tertiaire

Cuvettes pied d'oranger rigole

Figure 9: schéma des cuvettes

4.6.3.3. Dimensionnement hydraulique des drains :

Le réseau de drainage se dimensionne de la même manière que le réseau d'irrigation. Il est constitué de canaux de même ordre mais qui évacuent l'excédent d'eau hors du périmètre.

Les eaux de ruissellement des pluies ou de fausses manoeuvres peuvent inonder le périmètre, cet excès d'eau peut nuire aux orangers. Le réseau de drainage assure ainsi un assainissement du périmètre.

EN PLAN DES CUVETT

? Le schéma d'ensemble du réseau comprend :

Des fossés tertiaires qui recueillent chacun les eaux d'un quartier tertiaire. Un collecteur qui collecte les eaux des fossés tertiaires et les évacuent au fleuve. Le débit spécifique de drainage est en principe la somme des débits de ruissellement, les débits provoqués par les fausses manoeuvres. Ce dernier se fera sur la base des hypothèses suivantes :

Chaque drain véhiculera un débit Qd fonction de la surface à drainer ; L'eau des pluies recueillie dans le périmètre doit être évacuée au plus tôt. La vidange doit être effective au bout de 2 jours.

30

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

? Cas des eaux de pluies

L'étude consiste à déterminer le débit à évacuer du périmètre. Le débit à évacuer est donné par l'expression suivante :

Qp = CxPxl0000

Njx24x3600, ........................(24)

La pluie considérée est décennale pour le mois d'Août.

Qd = 0,53l/s/ha

Qd -débit à évacuer ; C- coefficient d'abattement pris égal à 0.5 à l'Office du Niger.

? Cas des fausses manoeuvres

Il est estimé à 20% du débit rentrant, soit 0.2Q.

Le débit unitaire par hectare à retenir pour le dimensionnement du drain est Qd =1l/s/ha.

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

Drain

Longueur

Cote maxi

Cote mini

Pente

Pente%

DS1/DP1

80,9

304,797

304,44

0,004

1%

DS2/DP2

100,44

304,099

302,61

0,015

1%

DT1.1

112,24

305,00

303,50

0,011

4%

DT1.2

113,16

305,00

304,00

0,009

3%

DT2.1

136,64

304,50

303,58

0,007

3%

DT2.2

111,73

305,00

304,75

0,002

1%

La plus grande pente calculée s'élève à plus de 4%. La longueur moyenne des CT est de 110m.

Les tableaux 19 et 20 ci-dessous recensent les différentes caractéristiques des drains. Tableau 19: Caractéristiques géométriques des drains tertiaires, secondaires/Collecteurs

Caractéristiques géométriques des drains tertiaires, secondaires/Collecteurs

Drain

h, m

b, m

S, m2

P, m

R, m

S*(R^(2/3))

Q*n/I^(1/2)

V, m/s

Froude

r

Drain tertiaire

0,1

0,11

0,02

0,39

0,05

0,003

0,003

0,17

0,41

0,09

Canal
secondaire/
Principal

0,12

0,1

0,0264

0,44

0,06

0,004

0,004

0,18

0,39

0,1

La revanche calculée est de 0.1m. La vitesse de l'eau dans le canal est de 0.18m/s. La forme des drains est trapézoïdale. (Voir coupe en annexe 8)

31

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

Tableau 20: Récapitulatifs des dimensions des drains tertiaires et collecteurs

Récapitulatifs des dimensions des drains tertiaires et collecteurs

Drains

Longueur

h, m

b, m

S, m2

P, m

r, m

H, m

B, m

DS1/DP1

80,9

0,12

0,1

0,026

0,44

0,1

0,24

0,3

DS2/DP2

100,44

0,12

0,1

0,026

0,44

0,1

0,24

0,3

DT1.1

112,24

0,1

0,11

0,02

0,39

0,09

0,20

0,33

DT1.2

113,16

0,1

0,11

0,02

0,39

0,09

0,20

0,33

DT2.1

136,64

0,1

0,11

0,02

0,39

0,09

0,20

0,33

DT2.2

111,73

0,1

0,11

0,02

0,39

0,09

0,20

0,33

B : Largeur au miroir (B = b +2m * h) et H : h+ r, r : revanche

La revanche des drains est de 0.1m pour les drains principaux et 0.09m pour les tertiaires. La largeur en gueule des canaux est 0.3 pour les DP et 0.33 pour les DT.

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

? Dimensionnement de la conduite

Il s'agit de dimensionner la conduite d'amenée de l'eau du bassin vers le fleuve. Les formules suivantes tirées du cours seront utilisées :

D = 1.5v?? ? D = 1.5v(??. ???????? ) * ???????? (25)

D = 98.36 mm = 100 mm

Avec Q = Besoin brut journalier de l'oranger = 187.08m3/j = 15.60m3/h =0.0043 m3/s=4.33 l/s. Pour la détermination des pertes de charges, nous avons utilisé la formule de DARCY

Pour le PVC la formule est la suivante : ??? = ??,???? × ?????? × ????,????

????,???? × ?? ..........(26)

D : diamètre interne de tuyau, et L : longueur du tuyau,

Pour la détermination du diamètre, l'on fait le choix d'un diamètre quelconque et, on procède à la vérification de la règle des 20% dont la formule est la suivante :

(??+?? ,????×???)-(??-???) × ?????? = ????% ........................(27)

??

32

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

D'après cette règle, si la formule nous donne une valeur supérieure à 20% le choix n'est pas bon ; alors si la valeur calculée est inférieure à 20% le choix est bon ; mais faut-il poursuivre les opérations jusqu'à obtenir le plus petit diamètre du tuyau.

La longueur du tuyau principal est de 123.66 m = L et le débit est de Q =187.08 =15.60m3/h La perte de charge sera pour un tuyau PVC-HP de diamètre 100 mm/98.36 mm, nous avons : ??? = J = 7,89 × 105 × ??1,75

??4,75 × ??= 7,89× 105× 4.33 1,75

98.364.75 × 126.67= 0.44 ??,

Vérification de la règle de 20% avec une charge de service est égale à

=3.85%= 20% ; Alors la règle de 20% est vérifiée pour un

(20+0,75×0.44)-(20-0.44)×100

20

tuyau de diamètre 100 mm/98.36 mm de longueur 126.67 m.

Caractéristiques

Débit m3/h Q = 15.60

Conduite aspiration (mm) DNa= 100

Conduite refoulement (mm) DNr = 100

Longueur d'aspiration (m) La = 7.00

Longueur de refoulement (m) Lr = 126.67

ü Calcul de la Hauteur Manométrique Totale HMT

La hauteur géométrique : ÄHgéo(m) = Zeau bassin- Zeau fleuve=306 - 299,5 = 6.5 m Zeau fleuve : la cote du fleuve durant la période des plus basses eaux.

Hauteur Manométrique Totale : HMT= ÄHgéo+ Jl+Js=6.5 + 0.44 + 0.044 = 6.98 m Jl (m) : désigne les pertes de charge linéaires

Js (m) : désigne les pertes de charge singulières et Js=10%*Jl

ü Choix de la pompe

Le dimensionnement de la pompe sera fait sur la base des besoins journaliers de l'oranger. BB = 5612,69 m3/mois = 187.08 m3 /jour soit 15.60 m3 /h = 4.33 l/s

On a Q =15.60 m3/h= 0.0043 m3/s et HMT = 7.98 m

La pompe est centrifuge et est de type SEV.65.80.22.2.50D, 50hz. (Voir courbe en annexe 5)

33

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

Données techniques de la pompe

- Puissance de la pompe : - Rendement : 70%

- Débit maxi. : 25.9 m3/h - NPSHrequis =1.59m

- Pression maxi : 18 m - La conduite de refoulement est DN100

NB : Les données techniques de la pompe sont fournies par le site : https://www.grundfos.com

? Risque de cavitation de la pompe

Hauteur d'aspiration = ?ha = PEpompe - PEfleuve =301 - 299,5 = 1.5 m NPSHdisp = Patm - Äha -ÄH = 10 - 1.5 - 0.44 = 8.06 m

1.59m <8.06 m-> NPSHrequis <NPSHdispo

Alors il n'y'a donc pas de risque de cavitation de la pompe.

4.6.4. Dimensionnement et calage du bassin de réception.

Le bassin est de forme rectangulaire. Il est dimensionné en fonction des besoins journaliers de l'oranger. L'eau sera stockée dans le bassin durant le pompage. De là, l'eau parvient directement au périmètre gravitairement. Dans ce cas, le bassin joue un rôle de stockage et de distribution de l'eau dans les canaux. De ce fait, le réservoir peut stocker un volume 9 m3.

Tableau 21 : Dimensionnement et calage du bassin de réception

Dimensionnement et calage du bassin de réception

Désignation

Valeur

Unité

Volume utile

9

m3

Largeur

2

m

Longueur

3

m

Profondeur bassin

1.5

m

Côte plane d'eau normale

307.20

m

Côte radier

305.20

m

4.6.5. Calage des réseaux d'irrigation

Calage des canaux tertiaires

La lame d'eau de la cuvette est de l'ordre de 5 cm. Le principe du calage est le suivant :

34

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

Cote du point le plus haut dans la parcelle CP ;

Plan d'eau dans la parcelle = CP + 10 (cm) ;

Sécurité (erreur possible du plan topographique) = 5cm ;

La ligne d'eau dans le canal tertiaire doit être partout > 25 cm du point le plus haut à dominer. Cette norme est laisse une sécurité puisque le point le plus haut de la parcelle sera en principe abaissé par le planage ;

La cote de la ligne d'eau en tête du tertiaire Elle se calcule par la formule suivante :

Z1 = Zm + 0,25m + (P x LC) ........................(28)

Zm : Cote moyenne du quartier ;

P : Pente de l'arroseur ;

Lc : Distance séparant la tête du canal à la prise à la cote moyenne.

La cote de la ligne d'eau en fin du canal tertiaire (CFT) : Elle s'obtient en déduisant le produit de la pente moyenne par la longueur totale de la cote en tête du canal.

CFT = Z1 - (P x LT) ........................(29)

Avec : LT: Longueur totale du canal tertiaire.

Cote de fond en tête du canal tertiaire (CFDT) : Elle est égale à la cote du plan d'eau en tête du canal tertiaire de laquelle on déduit le tirant d'eau maximum.

CFDT = Z1 - hmax ........................(30)

Avec : hmax : Tirant d'eau maximal dans le canal tertiaire.

La cote fond en fin du canal tertiaire (CFFT) : Elle se calcule en déduisant le tirant d'eau maximum de la cote de la ligne d'eau en fin du canal. CFFT = CFT - hmax

Cote du cavalier en tête du canal tertiaire (CCT) :

CCT = Z1 + r ........................(31)

(r: revanche)

35

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

Cote du cavalier en fin du canal tertiaire (CFFT) : Elle est égale à la cote du plan d'eau en fin du canal augmenté de la revanche.

CCFT = CFT + r ........................(32)

Les résultats des calculs de calages des canaux tertiaires et secondaires sont consignés dans les tableaux 22, 23, 24, 25, 26 en annexe10.

36

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

4.7. Description du fonctionnement du périmètre

Les pompes alimentées en énergie par du carburant, pompent l'eau du fleuve et l'acheminent par le biais de la conduite de refoulement en fonte ductile, en tête du canal secondaire/principal où existe un bassin de réception. Ce bassin est situé au point le plus haut de la zone aménagée à partir duquel l'eau coule de façon gravitaire vers les canaux tertiaires. Une dénivelée est créée entre les ouvrages consécutifs, et entre les ouvrages de répartition. Le travail de la motopompe se résume à transporter l'eau du fleuve jusqu'à l'ouvrage de tête.

Le revêtement des canaux assure une forte économie de l'eau d'irrigation par une minimisation des pertes par infiltration. (GIZ, Janvier 2014)

Les canaux secondaires/principaux en tête des périmètres irrigués sont revêtus en béton sur les radiers, en agglos pleins sur les côtés latéraux espacés de potelets en béton avec un couronnement en béton ; cela sur une longueur de maximal de 40 m par canal secondaire/principal.

Les sorties du canal secondaires/principaux vers les canaux tertiaires sont aménagées en ciment et équipées de vannettes pour l'ouverture et fermeture au besoin. Les canaux secondaires/principaux desservent les canaux tertiaires : l'irrigation s'effectue par inondation des cuvettes entourant les orangers.

4.8. Etudes Financières

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

Le Taux de Rentabilité Interne (TRI) est un indicateur important qui permet de mesurer la rentabilité d'un projet. Il prend en compte tous les flux (achats, vente, revenu, frais, fiscalité...) et ramène tout sur un rendement annuel. C'est un indicateur qui est donc avant tout financier, une aide à la décision avant tout investissement.

Le TRI est souvent reconnu comme un critère de sélection économique entre projets. C'est un indicateur qui est donc avant tout financier, une aide à la décision avant tout investissement.

De façon simple, le TRI se calcule en prenant en compte les flux entrants (investissements = In), les flux sortants (bénéfice nette annuelle = BNa), le tout ramené sur une année (année 0) et peut être calculé à l'aide de la formule (simplifiée) suivante :

Formule de Taux de Rentabilité Interne (TRI)

........(32)

In/BNa = (1 - (1 + i) A (-n)) / i, avec i= TRI en %

In = Investissements dans l'Année 0 (tous les investissements dans l'année n = 0) BNa = Bénéfice nette annuelle (constant de l'année 1 à n)

37

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

n = nombre d'années (de 0 - n). n = 10 années

Infrastructures hydrauliques : Ouvrages et revêtement des canaux. Coût : 4 161 951 Fcfa (Voir devis en annexe 5)

Le coût de l'étude est environ 15% du coût des infrastructures hydrauliques.

Coût de l'étude = 0.15 x 4 161 951 Fcfa = 624 293 Fcfa Motopompe + accessoires Coût : 2 531 750Fcfa

Charges de production

Main d'oeuvre (MO) durant la récolte de l'oranger : 10 personnes par jour durant 10 jours.

1 MO = 5 pieds oranger par jour = 5000 Fcfa par jour

1 MO = 25000 Fcfa sur 10 jours soit 10 MO = 250000 Fcfa/an

Intrants de la culture de l'oranger. Coût = 20 650 000 Fcfa.

Urée non-subventionnée 3 sacs : 67500 Fcfa/an

Fumier 4 tonnes : 24.000 Fcfa/an

Produits phytosanitaires (7 litres) 35.000 Fcfa/an

Carburant et lubrifiant : 50.000 Fcfa /an

Travaux d'entretien des infrastructures hydrauliques.

20000 Fcfa/an/ hectare soit un Coût = 60.000Fcfa pour 3ha

Travaux champêtres

- Débroussaillage : 37.500 Fcfa/an - Cuvette : 128000 Fcfa/an

- Emballages produits : 10000 Fcfa/an - Transport : 50000 Fcfa/an

Les résultats des différents calculs du taux de rentabilité interne de l'aménagement du périmètre sont consignés dans le tableau ci-dessous

38

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

Tableau 22 : Calcul de TRI

Etudes

 

624 292,58

An + 10

Cout des travaux

7

363 070,61

 

Total

7

987 363,19

 

Valeur de la production

 

3 136 000

 

Charges de production

 

683 000

 

Valeur de production net

 

2 453 000

 

TRI

 

28%

 

4.8.2. La rentabilité économique

La production brute attendue de l'oranger est de 57 tonnes pour la campagne 2019-2020 avec un rendement de 19 tonnes/hectare sur 3 hectares en production. Les charges annuelles sont estimées à 1.366.000F CFA.

Le revenu net se chiffre à 2 453 000F CFA a raison de 700 F le Kg d'oranger. NB : Le projet est rentable sur une durée sur 10 ans.

5.3.3 Test de sensibilisation

Ce test a consisté à faire une augmentation du coût d'investissement (valeur de production net) de 10%, 20%, 30% pour voir le TRI et une diminution de la valeur de production de 10%, 20% et 30%. Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 23: Vérification du TRI

Augmentation du cout d'investissement

de :

TRI correspondant

10%

25%

 

20%

22%

30%

20%

 

Diminution de la valeur de la production

 

10%

25%

 

20%

21%

30%

17%

 

Dans le scénario d'une augmentation du coût d'investissement le projet est rentable sur la base des 10 ans.

39

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

Dans le cas d'une diminution de la valeur de la production selon les projections prévisionnelles le projet demeure rentable sur 10 ans : le TRI est dans la fourchette.

4.9. Les études d'impacts environnementaux

L'objectif de la présente étude est de mettre à la disposition du propriétaire de la zone un aménagement hydro agricole destiné à utiliser les eaux du fleuve Niger. Mais, il est important de noter qu'un projet ne peut se concevoir sans impacts sur la zone d'implantation. Ces impacts peuvent être d'ordre environnemental, économique, social, culturel etc. A cet effet, une notice d'impact environnemental a été mise sur pieds.

Le tableau suivant présentera les différents impacts avec leurs milieux récepteurs respectifs

40

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

Tableau 24: Identification des sources des récepteurs d'impacts et mesures d'atténuation.

Périodes

Causes

Impacts positifs

Impacts négatifs

Atténuation

Environnement

Phase d'aménagement

-Nettoyage du site

-Débroussaillage et dessouchage

- Terrassement

-lavage, vidange des huiles et lubrifiants usées.

-Création d'emploi

-Destruction de la végétation

-Perturbation de la faune et du réseau hydrologique

-Dégradation du sol

_ Risques de pollution de

l'eau et des sols

Bonne gestion des zones d'emprunts avec attention

Sol, air, faune, flore

Phase d'exploitation

-Présence des ouvrages

-Mise en valeur

- Travaux d'entretien

-Main d'oeuvre

-Apparition d'un microclimat

-Augmentation de la production agricole

-Prolifération des vecteurs de maladies tels que le paludisme

-Pollution du sol par les pesticides

-Perturbation de la micro faune

- Utilisation des pesticides bio moins nocifs

Sol, air, faune, flore

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