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Manuel technique des standards minima pour concevoir, réaliser et gérer les pet

Manuel technique des standards minima pour concevoir, réaliser et gérer les petits barrages au Mali Mars 2014 Publié par la I Table des matières 1 Introduction. .......................................................................................................................................................................1 2 Brève description des petits barrages . ..............................................................................................................2 3 Déroulement des étapes avec les standards minima à respecter. .......................................................6 3.1 Phase de conception. .............................................................................................................................................6 3.1.1 Étape préparatoire. ............................................................................................................................................6 3.1.2 Reconnaissance du site de l’ouvrage. ................................................................................................6 3.1.3 Hydrologie. ...............................................................................................................................................................8 3.1.4 Topographie. ............................................................................................................................................................9 3.1.5 Établissement de l’axe. ...............................................................................................................................10 3.1.6 Géotechnique. ......................................................................................................................................................11 3.1.7 Conception du barrage. ...............................................................................................................................12 3.1.8 Calculs divers. ...................................................................................................................................................22 3.1.9 Calcul de stabilité. .........................................................................................................................................23 3.1.10 Estimation de la superficie irrigable. ..........................................................................................24 3.2 Phase de réalisation. ..........................................................................................................................................26 3.2.1 Type a. maçonnerie. .......................................................................................................................................26 3.2.2 Type b. enrochement. ....................................................................................................................................28 3.2.3 Type c. en terre. ................................................................................................................................................30 3.3 Phase d’exploitation. ............................................................................................................................................32 3.3.1 Maintenance du système : contrôle régulier à la période indiquée. ....................32 3.3.2 Gestion de l’eau . ............................................................................................................................................33 4 Aspects financiers. ......................................................................................................................................................35 5 Check-list pour contrôler la qualité de la conception, réalisation, réception et gestion des petits barrages. .......................................................................................................35 5.1 Conception générale .........................................................................................................................................35 5.1.1 Reconnaissance du site de l’ouvrage.............................................................................................35 5.1.2 Hydrologie. ............................................................................................................................................................35 5.1.3 Topographie. .........................................................................................................................................................36 5.1.4 Établissement de l’axe. ...............................................................................................................................36 5.1.5 Géotechnique. ......................................................................................................................................................36 5.1.6 Conception du barrage. ...............................................................................................................................36 5.1.7 Calculs divers. ...................................................................................................................................................38 5.1.8 Calcul de stabilité. .........................................................................................................................................38 5.1.9 Estimation de la superficie irrigable. .............................................................................................39 5.2 Réalisation. ...............................................................................................................................................................39 5.2.1 Type a. maçonnerie. .......................................................................................................................................39 5.2.2 Type b. enrochement. ....................................................................................................................................39 5.2.3 Type c en terre. .................................................................................................................................................40 5.3 Réception. ..................................................................................................................................................................40 5.4 Maintenance du système. ................................................................................................................................41 5.4.1 Barrage. ...................................................................................................................................................................41 5.4.2 Périmètre en amont du barrage. .........................................................................................................42 5.4.3 Périmètre en aval du barrage. ..............................................................................................................42 5.5 Gestion de l’eau. ....................................................................................................................................................42 5.5.1 Barrage. ...................................................................................................................................................................42 5.5.2 Périmètre en amont du barrage. .........................................................................................................42 5.5.3 Périmètre en aval du barrage. ..............................................................................................................42 II Acronymes AHA Aménagements Hydro-Agricoles BV Bassin-Versant CIEH Comité Inter-Etat d’études Hydrauliques DNGR Direction Nationale du Génie Rural FAO Organisation des nations unies pour l’agriculture IP Irrigation de Proximité LOA Loi d’Orientation Agricole ORSTOM Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer PAIP Programme d’Appui à l’Irrigation de Proximité PASSIP Programme d’Appui au Sous-Secteur de l’Irrigation de Proximité PNIP Programme National d’Irrigation de Proximité T.N. Terrain Naturel TRI Taux de Rentabilité Interne 1 1 Introduction La production agricole au Mali souffre de la faiblesse des précipitations et de leur caractère aléatoire. Au cours des trente dernières années, le pays a connu, au-delà de l’irrégularité des plu ies, une baisse de la pluviosité et une progression de la désertification vers le sud du pays. De ce fait, l’agriculture irriguée est d’autant plus importante, particulièrement l’Irrigation de Proximité (IP), puisqu’une part importante de la population en vit et qu’elle joue un rôle central pour la réalisation des principaux objectifs de réduction de la pauvreté et pour la création d’emplois. Le potentiel IP aménageable inexploité est élevé : le Mali dispose d’un potentiel physique de développement de l’irrigation considéré comme l’un des plus importants d’Afrique de l’Ouest. Ce potentiel est estimé à environ 2 200 000 ha de terres aptes à l’irrigation, dont plus de 1 800 000 ha dans la seule vallée du fleuve Niger. À ce jour, les superficies irriguées, tous types confondus, n’occupent que 325 000 ha, soit moins de 15 % du potentiel (PNIP, 2012). Malgré ces superficies aménagées et ce potentiel, peu d’outils standardisés de conception technique, de réalisation et gestion durable des Aménagements Hydro-Agricoles (AHA) sont disponibles au Mali ce qui constitue un goulot d’étranglement majeur pour le développement de l’IP suivant les règles d’art et son adaptation systématique aux exigences futures du changement climatique. Le constat est qu’il existe une multiplicité et une diversité incontrôlée de méthodes dans la conduite des études, la réalisation et la gestion des AHA. Ceci tient au nombre impor tant d’intervenants et au manque de cadre législatif et règlementaire qui rendrait obligatoire l’utilisation et l’application des standards minima. Les conséquences qui découlent de cette situ ation sont : • l’inadaptation des ouvrages aux besoins des bénéficiaires ; • le mauvais dimensionnement conduisant souvent à des inondations et à des dégâts autour des ouvrages ou à la disponibilité insuffisante de l’eau ; • le choix inadapté du type d’aménagement ; • la non prise en compte de la variabilité climatique dans la conception des ouvrages ; • le coût élévé des aménagements ; • le mauvais ou le manque d’entretien des ouvrages et des équipements entrainant d’importantes pertes en eau et le disfonctionnement des systèmes irrigués ; • une rapide dégradation de l’infrastructure hydraulique due à la qualité insuffisante des matériaux et de leur mise en œuvre dans l’exécution des ouvrages. Fort de ces constats, le Programme d’Appui à l’Irrigation de Proximité (PAIP), mis en œuvre par le Programme d’Appui au Sous-Secteur de l’Irrigation de Proximité (PASSIP), prévoit des actions concrètes en matière de développement des connaissances et d’outils de coordination du développement de l’IP et de renforcement de capacités de la Direction Nationale du Génie Rural - DNGR (volet 1) ainsi que pour la construction d’infrastructures productives et de commer cialisation (volet 2). La présente étude a donc été initiée afin que la DNGR puisse, en réponse aux conséquences précédemment citées, disposer des outils nécessaires pour assumer son rôle de suivi et de contrôle de qualité permettant à terme la pérennité1 des petits barrages tel que prévu par la Loi d’Orientation Agricole (LOA)2 . 2 2 Brève description des petits barrages Le terme « petit barrage ou retenue d’eau » couvre la construction hydraulique en travers d’un cours d’eau qui retient une certaine quantité d’eau aux fins d’irrigation, d’abreuvement du bétail, de satisfaction des besoins en eau domestique, de recharge de la nappe phréatique, de produc tion halieutique, etc. afin de répondre à la demande en eau durant une période bien déterminée. En année normale, la retenue du barrage sera remplie au plus tard à la fin de la saison des pluies (fin septembre). Durant les mois suivants, le niveau de l’eau baisse graduellement par évapora tion, infiltration et consommation d’eau. Au plus tard au début de la prochaine saison des pluies, la retenue sera vide. La hauteur de l’ouvrage dans le cas des « petits barrages » varie entre 3 m au minimum et 12 m au maximum afin de répondre au mieux aux besoins en eau. L’utilisation principale de l’eau stockée est l’irrigation de contre-saison, donc à partir d’octobre. Pour atteindre un maximum de production agricole pendant la saison sèche, il est avantageux de mener les travaux d’irrigation durant les mois où les pertes par évaporation et la demande pour l’irrigation sont les moins élevées. Ainsi il est souhaitable de débuter au plus tard mi-oc tobre avec la campagne de contre-saison de quatre mois au maximum dans le cas où la quantité d’eau restante dans la retenue doit être réservée pour d’autres usages tels qu’abreuver du bétail ou pour mener une deuxième campagne sur une superficie éventuellement réduite selon la dis ponibilité d’eau. L’irrigation se déroule en principe autour de la retenue en amont et en aval. À cette fin les paysans confectionnent de petites parcelles carrées qui seront stabilisées avec des pierres. L’irrigation en soi se fait soit manuellement avec des récipients (gourdes, calebasses, puisettes), soit à l’aide de petites motopompes. Aucune structure hydraulique n’est nécessaire en amont et autour de la retenue. Lorsqu’il existe une bonne réserve d’eau dans la retenue, une irrigation de l’espace en aval est également possible et nécessite à ce moment-là un réseau de distribution (canaux ou tuyauterie), comme c’est le cas dans les aménagements hydro-agricoles « prise au fil de l’eau ». Suivant les conditions géotechniques et morphologiques de l’emprise trois types de petits bar rages sont habituellement prévus : a. Barrage en maçonnerie ou en béton cyclopéen : emprise rocheuse, de 3 m jusqu’à une hauteur d’environ 5 m * b. Barrage en enrochement : emprise rocheuse, à partir d’une hauteur d’environ 5 m jusqu’à 12 m * c. Barrage en terre : emprise avec du matériau meuble (terre) d’une hauteur de 3 m jusqu’à 12 m ** Dans la littérature américaine même des barrages avec une hauteur de 20 m sont considérés « petits ». 1 Le champ d’application du PNIP se limite aux aménagements de bas-fonds, de submersion contrôlée le long des grands cours d’eau, de petits périmètres irrigués villageois, de périmètres maraîchers, de petits barrages, de systèmes de cultures de décrue dans les lacs et dans les mares des zones lacustres, d’ouvrages de rétention d’eau dans les oueds et les oasis sur l’ensemble des huit régions du Mali (voir chapitre 2.3 du PNIP). 2 Article 88 de la LOA stipule que « l’État, en rapport avec les collectivités territoriales, la profession agricole et les professionnels de l’eau, élabore des normes sur la conception et la gestion des périmètres et des schémas d’aménagement des terroirs, des bassins fluviaux et des aquifères en vue d’assurer une gestion rationnelle et durable des ressources sols/eau ». *) Il s’agit de hauteurs indicatives. Une comparaison du coût de construction peut fournir la réponse pour le choix du type. De plus, la morphologie du site joue aussi un rôle décisif pour le choix entre les deux types. **) En dessous de cette uploads/Geographie/ normes-minima-petits-barrages-14-03-21-webdatei-pdf 1 .pdf