Bulletin de liaison

du Comité Interafricain

d’ENdes Hydrauliques

SIEGE - SECRETARIAT GENERAL - Boîte Postale 369 OUAGADOUGOU - HAUTE-VOLTA TELEPHONE 26-69

SOMMAIRE N”9-Mai 1972 Pages

Présentation du bulletin 1

ETUDES TECHNIQUES L’alimentation artificielle des nappes souterrai- nes

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Hydrogéologie de la région du Liptako Gourma

Présentation d’un dispositif de prélèvement d’é- chantillons pour la mesure du débit solide des cours d’eau.

Calcul des débits à prendre en compte pour l’établissement des réseaux d’assainissement urbain.

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NOUVELLES BREVES

?

Activités du Secrétariat Général 21

Renforcement des services techniques du CIEH 22

Programme de construction du CIEH 22

BIBLIOGRAPHIE Théorie des eaux naturelles

Le captage des eaux souterraines

Pertes de charges singulières dans les canalisa- tions en PVC.

Hydraulique générale et appliquée Les bassins représentatifs et expérimentaux

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Présentation du Bulletin

Il y a exactement deux ans paraissait le premiernuméro du bulletin de liaison du C.I.E.H. dans le but d'assurer une plus large diffusion des résultats des études et recherches entreprises parle Comité, et d'informer régulièrement de nos activités, non seulement les services techniques des pays-membreaavec lesq,uels ce bulletin permet de maintenir un contact permanent, mais aussi les pays et organisations amis susceptibles d'apporter une aide technique ou financière à notre comité et les nombreux universités ou instituts de recherche étrangers avec

lesq.uels nous avons noué des contacts en vue d'un échange permanent d'informations techniques.

Au co'ursde ces deux annéesle champ de nos correspondants s'estconsidé- rablementélargi, non seulementdansles pays de langue française, mais aussi dans les paysde langue anglaise, et en particulier dans les pays anglophones d'Afrique, notre bulletin étant désormais publié régulièrement en français et en anglais. Notre souhaitestque ce co,urantd'échange déjà vigoureux se développe et s'amplifie encore au.cours des mois à venir, etnoustenons à redire àtousles ingénieurs ou cher-

cheurs qui lisent ce bulletin et qui sont intéressés par les résultats de telle ou telle étude, que nous sommes à leur disposition pour leur fournir les rapports ou compte- rendus détaillés de nos travaux qui sontp,ubliés séparément. Le faible volume de ce bulletin ne nous permet en effet de présenter ici q'ue des rés,umés de ces rapports

mais il va sans dire que les textes complets pourront être adressés à tous ceux qui en feront la demande au Secrétariat Général du C.I,E.H.

Dans le présent numéro, on trouvera to-ut d'abord 'une étude sur l'alimenta- tion artificielle des nappes souterraines qui est en fait 'un résumé substantiel de l'ouvrage publié aux éditions MASSON par MMrs. J.BIZE, L. BOURGUET et J. LEMOINE du Bureaud'Etudes B.U.R.G.E.A.P.

To,ujours dans le domaine de la connaissance des ressources en eaux sou- terraines nous donnons également un aperç'u de la synthèse hydrogéologique du

Liptako-Gourma, établie par les services techniq.ues du C.I.E.H. à la demande du Conseil des Ministres de l'Autorité Inter Etats po'ur le Développement Integré de la Région du Liptako-Gourma, organisme qui regroupe 3 états-membres de notre Comité : Mali, Niger, Haute Volta.

Deux articles sont consacrés à l'hydrologie de surface :

- l'un est une notice de présentation et d'utilisation d'un dispositif de prélè- vementd'échantillons pour la mesure du débit solide : il s'agit d'un dispositif simple et rustique mis au point par le Service hydrologique de la République de

Zambie que nous remercions d'avoir bien voulu mettre ce document à notre disposition.

- l'autre traite du calcul des débits de r,uissellement à prendre en compte pour l'étude des projets d'assainissement urbain et propose une méthode d'adaptation

aux conditions climatiques d'Afrique Tropicale des formules classiques telles que la formule de CAQUOT, d’usage courantdansles pays d'expression française. C'est 'un sujet difficile, et les q,uelques résultats donnés ici ne peuvent être qu'une ébauche très provisoire qui sera reprise dans le programme d'études d'ensemble sur ce sujet adopté par le Conseil du C.I.E.H. lors de sa réunion de Nouakchott en mars 1971.

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L’ALIMENTATION ARTIFICIELLE DES NAPPES SOUTERRAINES

Résumé de 1’ ouvrage de MMr Je BIZE, L . BOURGUET, J. LEMOINE, du BURGEAP, publié aux Editions MASSON et Cie - PARIS - Janvier 1972 0

La poussée des besoins en eau et la raréfaction des ressources exemptes de pollution imposent désormais à un nombre croissant de pays une gestion globale de l’ensemble des eaux disponibles, à l’exemple de ce qu’ont déjà entrepris des états tels qu’Israël ou la Californie .

Dans ce contexte nouveau s’estompe la distinction millénaire entre eau de surface et eau souterraine : on se trouve devant un ensemble varié de ressources naturelles dont il s’agit de combiner l’emploi et de moduler la distribution dans le but de satisfaire des besoins diversifiés et fluctuants*

Parmi les éléments de cette gestion, les formations perméables du sous-sol constituent des réservoirs naturels de première importance dont une alimentation artificielle permet de transformer les conditions d’ exploitation.

L’ALIMENTATION ARTIFICIELLE ET LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU

DEFINITION ET APPLICATIONS

L ’ alimentation artificielle des nappes souterraine s peut être définie comme le procédé qui consiste à introduire de l’eau dans une formation perméable en vue de la réutiliser dans des conditions de régime et de qualité différentes.

On peut classer les applications de l’alimentation artificielle en trois catégories principales , d’importance croissante :

- Modification de la qualité des eaux (régularisation thermiq,ue, épuration) ,,

- Restauration d’un équilibre perturbé ou protection contre des perturba- tions diverses (surexploitation des nappes, invasion d ’ eaux salées ou polluées , incidence de s grands travaux) 0

- Accroissement de la ressource et optimisation du régime d’exploitation.

Cette dernière application de 1’ alimentation artificielle n 1 est pas sans analogie avec la restauration des nappes surexploitées, mais son objet est beaucou, plus large o

Considérée à l’échelle des grands bassins naturels - comme c’est le cas chez les deux “géants” de l’alimentation artificielle, la Californie et Israël - elle comprend l’essentiel des perspectives de développement du procédé.

CONDITIONS GENERALES D ’ UTILISATION

Suivant les besoins, les caractères géographiques, la nature et l’implan- tations des ouvrages d’alimentation et de reprise, ainsi que des organes annexes (conduites), les aménagements d’alimentation artificielle et leur fonctionnement sont extrêmement variés o

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Les dimensions de ces aménagements sont fort diverses, depuis les stations implantées sur d ’ étroites bandes alluviales à proximité d * une rivière, jusqu’aux ensembles californiens et israëliens, comportant de multiples points

d’injection et de reprise répartis dans des aquifères étendus.

Il en va de même des modes de fonctionnement qui vont de “1 ‘injection et reprise simultanées” à des régimes fort complexes, en passant par le stockage saisonnier (alimentation en saison des pluies, exploitation en saison sèche).

L’étude d’un projet d’alimentation artificielle comporte plusieurs volets :

- La source d’alimentation (cours d’eau le plus souvent) : le décalage entre son régime et celui de la demande est un facteur important, qui doit être mis en relation avec la capacité de régularisation du réservoir aquifère et les conditions

de transfert de 1’ eau entre les points d’ alimentation et les points de reprise.

Il faut que 1’ eau ne contienne que très peu de matières en suspension lorsqu’on se propose de l’utiliser sans traitement préalable sauf, dans une certaine me sure, en cas d’introduction dans les formations largement fissurées.

- La nature du réservoir, formations granulaires et formations fissurées ou karstique s : dans le s première s , la tranche non saturée est généralement réduite, au moins sous climat tempéré ; dans les secondes la nappe se trouve souvent à grande profondeur , mais la rapidité des circulations peut y interdire le stockage.

- Sa structure et ses limites : 1 ‘aptitude d ’ un réservoir à 1’ alimentation artifi- cielle dépend de l’état libre ou captif de la nappe, qui conditionne le volume mobilisa- ble , de 1’ épaisseur non saturée (en nappe libre), de la cote des exutoires, etc. . .

- Ses caractéristiques hydrauliques : la gamme des coefficients utilisable pour 1’ alimentation artificielle se situe entre 1 OV2 et 10’ f

e perméabilité m/s . C ’ est en

fait, évidemment, la transmissivité (produit de la perméabilité par l’épaisseur aquifère) qui joue. La diffusivité (rapport de la transmissivité au coefficient d’em- magasinement) conditionne la vitesse de réaction de la nappe, à l’injection comme au pompage D

DONNEES ECONOMIQUES

Le prix du mètre cube injecté ou infiltré varie considérablement d’un amènagement à un autre, selon le s composante s de 1’ installation 0

Il oscille le plus souvent entre 0,05 et 0,20 francs français.

L ‘incidence du co& du prétraitement de l’eau est généralement importante. La place de ce dernier est différente dans l’économie des projets, selon que ceux-ci sont prévus pour fournir des eaux d’ alimentation humaine ou d’irrigation. Dans le premier cas, où 1’ on est généralement prêt à consentir des dépenses rela- tivement élevées pour le traitement complet de 1’ eau, la préparation de l’eau pour l’injection ou l’infiltration constitue une avance sur le traitement, et son cotit peut ne pas être incorporé à celui de l’alimentation artificielle. Dans le second, au contraire, où la production d’eaux brutes suffirait, le prétraitement s’impute totalement à 1’ alimentation artificielle.

LES DISPOSITIFS D’ALIMENTATION

Injection - Infiltration provoquée

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L'alimentation artificielle d'une formation aquifère est obtenue en mettant en relation avec le réservoir naturel souterrain une source d'eau maintenue à une charge supérieure à celle delanappe. Les dispositifs utilisés sont de deux types :

- Les dispositifs d'infiltration provoquée, aménagés à la surface du sol dans la tranche non saturée du terrain ; il s'agit essentiellement de bassins mais aussi de canaux, fossés, lits de cours d'eau aménagés, zones d'épandage, retenues, etc.

- Les dispositifs d'injection, dont la partie active pénètre dans la nappe : forages et puits.

Les dispositifs d'infiltration provoquée, faciles à aménager avec des engins de terrassement, ont un encombrement au sol important. Leur usage est limité aux nappes libres ou surmontées d'une épaisseur de terrain imperméable assez réduite pour qu'on puisse la décaper sans grands frais.

Les dispositifs d'injectionpermettentseulslarecharge desnappes captives profondes, mais ils peuvent également convenir à l'alimentation artifi- cielle des nappes libres, notamment lorsque le terrain utilisable est trop exigu ;

leur encombrement au sol est en effet négligeable. Par ailleurs ils permettent d'exercer si on le désire, une surcharge artificielle à l'injection.

Le colmatage est l'obstacle majeur auquel se heurte le fonctionnement de to-ut ouvrage d'alimentation artificielle. Mais alors que les opérations nécessaires po-ur restituer aux bassins leur rendement initial ne posent en général qu'un problème de moyens, le décolmatage des forages est rendu aléatoire par l'impossibilité pratique d'accéder aux parties actives des ouvrages.

DISPOSITIFS D'INJECTION

La majeure partie des puits réalisés pour l'injection sont identiques dans le,ur conception aux puits de pompage. Par ailleurs de nombreuses expériences montrent que les puits de pompage peuvent être utilisés pour l'alimentation artifi- cielle sans aucune modification.

Alors que le débit d'infiltration des ouvrages de surface ne peut être complètement déterminé à partir des lois classiques de l'hydrodynamique, le débit d'un forage en injection, processus inverse du pompage, répond au moinsthéori- quement aux formules courantes de l'hydraulique des puits.

Les essais de pompage habituels qui permettent d'évaluer les paramètres hydrauliques caractéristiques de la formation intéressée constituent donc un outil de prévision indispensable pour évaluer le débit d'un forage d'injection. Cepen- dant, des facteurs divers interviennent différemment en pompage et en injection, et réduisent la validité des extrapolations.

Le colmatage a trois causes principales :

- la fixation des substances en suspension et des gaz contenus dans l'eau d'alimentation ;

- la réaction de l'eau d'alimentation sur l'eau de la nappe ;

- la réaction de l'eau d'alimentation sur le terrain.

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Les moyens de lutte contre le colmatage, préventifs ou curatifs, sont divers :

- traitement préalable des eaux d'injection,

- introd,uction de l'eau dans l'ouvrage par un moyen permettant d'éviter les arrivées d'air,

- décolmatage par pompage, pistonnage, soupapage, etc...

Malgré, sinon à cause de la mise en oeuvre de ces différents moyens, l'emploi des forages d'injection s'avère généralementdélicatet couteux. Les forages restent cependant le seul dispositif permettant de recharger les nappes captives.

DISPOSITIFS D'INFILTRATION

Les principaux dispositifs d'infiltration provoquée sont : les lits de cours d'eau aménagés (scarification du lit, construction de diguettes fusibles, etc..,) les bassins, les fosses, enfin les cana'ux. L'épandage, pratiqué dans de nombreuses plaines arides, n'est pas à proprement parler un dispositif mais un mode d'alimenta-

tion (opposable par exemple à l'aspersion).

Les bassins constituent le dispositif le plus courant. On distingue les bassins de "plein-terrain" utilisés tels quels dès après leur creusement au bulldozer, les bassins "à végétation" pour lesquels iln'estprocédé à aucun déblai (infiltration sur prairies), sinon pour effectuer des levées de terre a'ux limites de la plage d'infiltra-

tion choisie, et les bassins "à sable", soigneusement aménagés et tapissés d'une couche de sable calibré.

Les de,ux premiers types se caractérisent parleur aspect rudimentaire, associé à la recherche de la plus grande simplicité de mise en oeuvre (cas de la Californie où les aménagements d'alimentation artificielle sont pour la plupart situés en pleine campagne) ; les bassins "à sable" demandent par contre des investissements plus élevés et font généralement partie d'aménagements destinés à fournir de l'eau potable, où l'infiltration est contrôlée de près en qualité comme en quantité.

Très généralement la vale,ur moyenne de la capacité d'infiltration (valeur qui intègre un colmatage variable de terrain), exprimée en ha-uteur d'eau absorbée par jour, est comprise suivant les installations entre 0,2 et 5 m/j :

- 0,20 à 0,60 m/j po'urles bassins "à vegétation", - 0,40 m/j dans le cas des sables de dunes et d'une eau relativement limpide,

- 0,30 à 1 m/j, dans des bassins de "pleinterrain" cre,usés dans les alluvions et avec des eaux dont la charge en sédiments est de l'ordre de 1 g/l,

- 2 à 5 m/j dans des bassins "à sable" en plaine alluviale et avec des eaux décantées à moins de 10-20 mg/lde charge solide.

Le colmatage des bassins résulte principalement de la prolifération des algues et du dépôt des matières en suspension.

Périodiquement les dispositifs d'infiltration doivent faire l'objet d'un entretien. L'entretien de première urgence qui peut être réalisé sous l'eau - consiste en un ratissage. U1térieurement190uvrage doit être asséché- ce quinéces- site un doublement du système d'infiltration si l'on désire ne pas stopperle fonc- tionnement de l'installation- afin de procéder à un nettoyage de la plage d'infiltration.

Les dispositifs d'infiltration sontassez répandus, mais, sans doute en raison de l'apparence simplicité d,u procédé, leur emploi n'a pas suscité autant de recherches

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et de p,ublications détaillées qu'on pouvait en attendre, Examiné de près, le cas de ces dispositifs apparait complexe dès q'ue l'on cherche à se placer dans des conditions de fonctionnement optimales.

D'un point de vue plus général, l'étude des techniques de l'injection et de l'infiltration provoquée montre qu'à l'époque du "livrable clés en main" il faut se résoudre à admettre, comme maints exemples en'fontfoi, q'un aménagement d'alimentation artificielle demeure un champ d'expérimentation et qu'il est prati- quementimpossible de mettre au point un projet sans passer par le stade des essais en vraie grandeur.

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HYDROGEOLOGIEDELAREGIONDULIPTAKO-GOURh'lA

La Région du Liptako-Gourma délimitée sur la carte ci-jointe est commune aux territoires du Mali, du Niger et de la Haute Volta, elle couvre environ 400,000 km2. Si cette région est appelée à avoir un développement minier important. (gise-

ments de manganèse de Tambao etd'Ansongo, cimenterie de Tin Hrassan, 0.0), pour le moment le secteur rural constitue le secteur économique essentiel. Or le développement de la production agricole et pastorale dans cette région où il ne

pleut en moyenne que quatre mois par an, est étroitement conditionné par la présence d'eau en quantité suffisante.

Le C,I,E.H. a donc été chargé parla Direction Générale de l'Autorité du Liptako-Gourma, de faire le point des connaissances acq-uises s-urles eaux sou- terraines et d'établir une carte hydrogéologique de reconnaissance à l'échelle d-u 1/1 .ooo.ooo.

Nous avons subdivisé la Région du Liptako-Gourma en trois provinces hydrogéologiques :

- Les régions d'affleurement du socle hydrogéologique (Précambrien moyen) - Les régions d'affleurement des terrains sédimentaires "anciens" (Précam-

brien supérie,ur - Infracambrien).

- Les régions d'affleurement des terrains sédimentaires "récents" (Conti- nentalhamadien - Continental terminal).

Ces provinces hydrogéologiques ont chacune leurs caractères propres, en ce qui concerne les ressources, les méthodes de prospection, les techniques de captage et d'exploitation.

- Les régions de socle comprennent la presque totalité du territoire voltaïq,ue et le Liptako nigérien. A l'état sain les formations du socle(granito-gneiss, schistes et roches vertes) sont rigoureusement imperméables, et les seules ressources qui existent sont localisées dans la frange d'altération ou dans la roche saine fissurée. C 'est dire que dans ces roches il n'existe pas de nappes généralisées,

les réservoirs sont discontinus et de faible perméabilité. Le débit de la majorité des ouvrages sera donc faible, quelq.ues centaines de litre par heure en moyenne.

Maigres ressources et faible débit des ouvrages, cela signifie que l%tilisa- tion des ea'ux souterraines po'ur les besoins de l'agriculture est exclue, d'autant plus que l'alimentation en eau potable de la plupart'des villages est précaire. L'usage des eaux souterraines doit donc être réservé à l'alimentation des popula- tions rurales ou du bétail dans les zones d'élevage.

Liptako-Gourma

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Limites du périmetre étudié

40

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Les besoins à satisfaire sont énormes comparés aux ressources financières dont disposent les collectivités, aussi les autorités responsables ont-elles envisagé de construire des puits bon marché avec des moyens rudimentaires pour que la population puisse elle-même faire la plus grande partie du travail. Ce type de puits

économique dit encore en "investissement h,umain" outre son faible prix de revient a l'avantage d'intéresser au problème de l’eau Iles villageois qui considèrent les puits q-u'ils ont construits comme leur bien propre.

La Haute Volta s'est résolument engagée dans cette voie, depuis 1963 près de 2.500 o'uvrages de ce type ontété construits.

Les premiers puits en investissement humain étaient bétonnés sur toute leur ha-uteur et ne pénètraient que partiellement dans la nappe, le captage se faisant par le fond. L'expérience a montré que beaucoup de puits (40 % au moins) étaientincapa- bles de satisfaire aux besoins en fin de saison sèche. On a donc cherché à améliorer ces ouvrages en les approfondissant et en les équipant d'une colonne crépinée entou- rée d'un massif filtrant. Mais cette opération exige l'intervention d'équipes spécia- lisées et bien outillées. Le prix de revientd'untelpuits est de l'ordre de 30.000 F CFA par mètre linéaire.

Des études récentes effectuées à l'initiative du C.I.E.H.(l) ont montré que les zones fissurées et fracturées du substratum sont celles qui fournissent les meilleurs débits (plusieurs m3/h). Mais ceci implique que l'on pénètre suffisamment dans la roche compacte pourrecouper un grand nombre de fissures etcelan'est possible q'ue par forage.

Cependant le recours à cette technique n'est pas encore généralisé d'abord parce que le forage a la réputation d'être cher comparé au puits, ensuite parce que son utilisation exige la mise en place de moyens d'exhaure mécaniques. Etl'expé- rience a montré q-ue toutes les tentatives faites jusqu'à présent pour équiper de pompes les forages se sont soldées par des échecs, à cause d'un manque d'entretien ou d'un manque de robustesse du matériel employé. Il y a là un problème fondamental à résoudre, celui de l'entretien des pompes, puisqu'un forage dont la pompe est en panne devient inutilisable.

Pour le moment le puits en investissement humain est une solution qui semble bien convenir dans les zones d'habitat dispersé oùilestnécessaire de créer-un grand nombre de points d'eau. Par contre dès qu'un fortdébitestnécessaire le forage reste une solution bien supérieure au puits.

- La région d'affleurement des terrains sédimentaires "anciens" : c'est le Gourma malien, vaste bassin sédimentaire du Précambrien supérieur qui déborde vers le sud en Haute Volta et au Niger. C'est le secteur de l'étude le plus défavorisé en eaux souterraines mais qui présente un grand intérêt économique puisqu'il s'agit exclusivement d'une région d'élevage.

La constit-ution des dépôts des formations du Go,urma est très variée : schistes argileux, grés, quartzites, calcaires et dolomies.

(1) R. BISCALDI - Etude statistique des forages et carte hydrogéologique des régions à substratum éruptif et métamorphique en Afrique Occidentale - B.R.G.M. 1967- Diffusion C.I.E.H.

BURGEAP - Etude comparative des avantages relatifs des puits et des forages en région à substratum cristallin - 1972. Diffusion C.I.E.H.

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Seuls les complexes de roches carbonatées fissurées sont susceptibles de contenir de l'eau. Cependant on ne rencontre dans le Gourma que très peu d’ouvrages s’adressant aux ea’ux souterraines, les principaux points d'eau sont des mares P&rennes ou temporaires et des groupes de p.uisards creusés dans de petites nappes superficielles. Le problème de l'eau est dramatique dans cette région aussi les autorités maliennes ont-elles fait exécuter dans le Go.urma 40 forages entre 1968

et 1970. Malgré le soin apporté à l'implantation et à l'exécution de ces ouvrages, 75 % d'entre eux se sont révélés inexploitables, dix forages seulement ontpu être transformés en puits mais les débits restent relativement faibles : 3 m3/h en moyenne.

Dans le secteur nigérien les rares points d'ea.u connus débitent200 à 3OOl/h.

En Ha'ute Volta plusieurs campagnes de prospection ont eu lieu depuis 1967 dans les séries du Béli pour alimenter la cimenterie de Tin Hrassan, la mine de Tambao et un éventuel ranch d'embouche.

Les recherches pour alimenter en eau la mine de Tambao se sont avérées négatives, quatre forages dans les calcaires et dolomies du Béli sont inexploitables. Le meilleur d'entre eux a fourni600 l/h pour une profondeur de 167 m.

A Tin Hrassan deux forages à moyenne profondeur (40 m) ont donné 4 et 6 m3/h.

Seul le forage "Christine"dans la région d'Erafnaman a donné de bons résul- tats : 100 m3/h pour 60 cm de rabattement.

Il apparait finalement que les possibilités de mise en valeur des pâturages du Go,urma à partir des eaux souterraines sont réduites. Seules les séries du Béli semblent être intéressantes, mais là il est nécessaire de poursuivre les travaux de

reconnaissance de part et d'autre de la frontière Mali-Haute Volta.

Pour les autres régions nous pensons qu'il faudraitréétudier serieusement la possibilité d'édifier de petits barrages en terres et entreprendre dès à présent llétude hydrologique des bassins versants susceptibles d'être aménagés.

- Les terrains sédimentaires "récents" occupent au Niger et dans le détroit soudanais une superficie d'environ 170.000 km2. Ils renferment les systèmes hydrau- liquesles plus importants de notre secteur, ceux du continentalhamadien et du conti- nental terminal.

Le continentalhamadien dans notre secte,ur d'études n'est connu que par forages, il est constitué essentiellement de sables et de grés quicontiennentdes eaux sous pression localement jaillissantes. Des forages récents exécutés dans le Dallol Maouri ont fourni des débits artésiens de l'ordre de 180 m3/h.

Les sédiments du continental terminal sont des grès à ciment argile-ux, des argiles etdes sables plus oumoins grossiers. Ils contiennent une nappe phréa- tique généralisée qui peut être libre ou sous pression. Quelq.ues forages exploitent à la base et à mi-hauteurdela série des nappes sous pression contenues dans des sables. Le débit moyen des forages est de l'ordre de 40 m3/h.

La piézométrie et les caractéristiques de la nappe phréatique sont bien connues, mais les airesde jaillissement des nappes sous pression ne sontpas toutes délimitées avec précision en particulier dans le Dal101 Bosso.

Les remblayages quaternaires des vallées fossiles (Dallols Bosso et Maouri) contiennent des réserves qu'il peut être intéréssantd'exploitercarles nappes sont à faible profondeur.

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On retrouve dans le Détroit soudanais les mêmes systèmes hydrauliques que dans le bassin sédimentaire du Niger. La nappe du continental terminal est celle

q.ui est le plus régulièrement exploitée par puits et forages.

En d.éfinitive c’est surtout dans les régions de socle et dans le Gourma que le problème de 1’ eau se pose avec acuité. En général dans les régions de socle les ressources sont toujours suffisantes pour satisfaire aux besoins courants de la population et à 1’ abreuvement du bétail, à condition d’exécuter des ouvrages suffi- samment profonds.

La mise en valeur du Gourma est liée à 1’ ouverture des pâturages inexploités pendant la saison sèche, il faut donc créer de nouveaux points d’eau. En l’absence d f eaux souterraines 1 f aménagement hydraulique de cette région est inconte stablement difficile et il faudrait envisager la construction de plusieurs petits barrages en terre.

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UN DISPOSITIF DE PRELEVEMENT D’ECHANTILLONS POUR

LA MESURE DU DEBIT SOLIDE

Le dispositif de prélèvement d’échantillons pour la mesure du débit solide qui est décrit ci-dessous a été mis au point et est aujourd’hui utilisé de façon courante par le Service hydrologique de la République de Zambie o Sa simplicité et son coat modique ont permis d’ en généraliser l’emploi dans toutes les stations de mesure et la valeur des données recueillies n’est pas, selon les utilisateurs très différente de la valeur des mesures effectuées avec les appareils plus complexes d ’ usage traditionnel. Nous avons donc pensé que ces documents (plan et notice d’utilisation) intéresseraient les différents pays-membres du C .I. E .H 0 soucieux de parfaire l’équipement de leur réseau de mes’ures hydrologiques, et nous tenons à remercier ici le s responsables zambiens, et plus particulièrement Mr . G .A. N . STARMANS, Deputy Director, Department of Water Affairs de nous les avoir com- muniqué s et de nous avoir autorisé à les diffuser à 1’ intention des états-membres du C.1,E.H.

1 - DESCRIPTION DE L’EQUIPEMENT D’ENSEMBLE

L’ équipement d’ensemble mis à la disposition du responsable de la station de mesure comprend :

a) L’appareil de prise d’échantillon proprement dit composé de la bouteille et de son enveloppe protectrice métallique, d’ un système d’ attache au table , barre d’ attache pour des surcharges et lest de 30 ou 50 livres.

b) Un tambour à engrenage avec un table d’acier d 9un demi pouce o

c) Des carnets d9étiquettes numérotées et de la ficelle.

d) Des caisses contenant chacune 6 ou 12 bo.uteilles m,unies d’un bouchon.

e) Un ou des bouchons de caoutchouc équipés de tubes de prise.

Quelques modifications à cet équipement pourront Qtre apportées à l’usage, et les directives d’utilisation devront être adaptées en conséquence.

II -MODE D’EMPLOI

a) Retirer la tête du dispositif et introduire dans l’appareil une bouteille à lait standard, d’une pinte à large goulot. Replacer et visser la tête, et fermer la

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Dispositif de prélèvement d’khantillons pour la mesure du débit solide

Coupe de l’appareil ( Echelle 1/2 )

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NUO : Toutes les dimensions

sont donnéer en pows,

-12 -

bouteille avec un bouchon de caoutchouc préalablement muni des tubes de prise d'eau et d'évacuation d'air.

Si le prélèvement est effectué en période de faible débit aucune surcharge supplémentaire n'est nécessaire. Par contre sillon veut effectuer les prélèvements

en période de crue, l'appareil doit être lesté avec des saumons de 30 ou SOlivres fixés à l'anneau soudé sous le corps de l'appareil.

b) Lorsque tout est solidement fixé, l'appareil est descendu juste au-dessus du niveau de l’eau à la verticale de l'endroit ou l'on veut effectuer le prélèvement Le prélèvement est effectué en laissant descendre la bouteille jusqu'au fond du lit

et en la relevant ensuite à une vitesse telle q'ue la bouteille soit complètement remplie pendant le temps nécessaire à l'accomplissement du double trajet vertical. Il est

clair que le temps de remplissage variera avec la vitesse moyenne dans la section où est effectué le prélèvement.

Lorsque la prise d'échantillon est une mesure de routine, sans mesure préalable de vitesse au moulinet, il est bon d'effectuer un premier essaicorres- pondant à 'une valeur estimée de la vitesee ; on ajuste ensuite le temps de montée et de descente de la bouteille en fonction des quantités rec,ueillies au cours de ce premier essai, Soulignons ici qu'il faut rincer convenablement la bouteille après ce premier essaietvérifier qu'elle ne contient plus aucun dépôtavantde l'utiliser pour le véritable prélèvement,

c) Lorsque l'échantillon a été prélevé la bouteille est soigneusement capsulée ou bouchée ; les indications concernant la localisation du prélèvement, le jour et

l'heure, le niveau de la rivière, etc .O. sont portées sur le carnetd9étiquettes, aussi bien sur l'étiquette elle-même que s'ur la souche ; l'étiquette est ensuite détachée du carnet et attachée au col de la bouteille.

d) Dès qu'une caisse de 6 ou 12 bouteilles a été remplie, il y a lieu de l'envoyer dès que possible au laboratoire chargé de l'analyse.

e) Le niveau du liquide dans la bo-uteille doit être d'environ 3 pouces sous le bord s,upérieur. Les échantillons dont le niveau est nettement plus bas correspondent

à des prélèvements effectués trop vite ; il y a lieu de les rejeter et de refaire le prélèvement.

III-PERIODICITE,NOMBREET EMPLACEMENTDESPRELEVEMENTS

a) Emplacement: -------- en régle générale on prendra trois échantillons dans une même section, l'un au centre de la rivière, les deux autres au milieu de chaq,ue moitié :

la distance entre chaq,ue point de prélèvement est ainsi égale au quart de la large,ur.

Dans les petits cours d'eau, d'une largeur inférieure ou égale à 10 pieds (3,00 mètres environ) on pourra se contenter d'un seul échantillon. Toute modifica- tion du mode de prélèvement décrit ci-dessus devra être clairement indiquée de façon à permettre une interprétation correcte des résultats de l'analyse.

b) Périodicité : en général en période de basses eaux oud'eaux moyennes les échantl'~~~>ë??& prélevés quotidiennement en même temps que les relevés de débitdansles stations principales, ou à un rythme hebdomadaire, selon les possi- bilités en personnel et l'importance de la station.

Pendant les crues, l'intervalle de temps séparant deux prises d'échantillons sera réduit considérablement, et au moment de la pointe de crue les échantillons seront prélevé toutes les heures ou à chaque fois que le nivea,u lu à l'échelle aura

varié de l'ordre de 1 /lO de pied (soit environ 3 cm), en plus o'u en moins. L'impor- tance de prélèvements très fréquents en période de crue saute aux yeux si l'on veut

/ .DO 000

- 13 -

Dispositif de prélèvement d’échantillons pour la mesure du débit solide.

Courbes de remplissage

Modèle d’étiquettes ( rCduction 1/2 )

El0 1 /

IIydrologic survey I I i

REPUBLIC OF ZAMBIA

SUt Sample No.. ..... ..- .... .._ ................... HYDROLOGIC SURVEY RIver .. ..I..---..- ...... .... ......... .... ..... ............ Galle0 Ii@. ........................... ... .._....__ .-. ........... ............ R.C.S. NO .......................... ..-. ...........I ............ .._ _ ..... Sllt Ssmple No..

R.G.S. No _..... , River ..................... .... ...................... ........ .._ .......... G. . - _...._.._ IIe*. ......... .._ ................ _. ..... .._ ...... ...... .._...._ ......... Data.. Tlms.. ( Date ........... ... ......... .. I,, ............. ..__......._ .............. TLme .. .._._... .............. .._.._ ...... ... ._ .. ..__......._....- ..I ................... . .. QuaR.Poht.. i Quarter Point (centre, right or left). ......... .................. _ ......................... .._....._

........................... ................. _ ..................

~~~~~~ ,,,,,,,,,,,,,,,,,,_,,,, Remarks ........... ............ .._ ................................................ ._ ..... .__ ...... .._ ............. ... .._ ............. ,,,,,,,,_,, ... ,, , observer ,,,,,.,, ,,,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,, ,, 1 Observer. .............. ....... ... ................. ........... .................. .._......_. .... .._.

- 14 -

bien se souvenir qu’une seule grande crue peut transporter jusqu’à 70 % de la charge solide en suspension transportée annuellement par la rivière.

Il est certain que cela entraine dans certains cas la nécessité de travailler de nuit ou pour de longues périodes sans discoWinuer. On peut espérer néanmoins qu’un technicien averti et intéressé par son métier ne rechignera pas à effectuer

ce travail supplémentaire. Dans cet esprit, la présente instruction ne perd pas de vue la nécessité d’un repos pour les agents lorsque leur tbche est accomplie.

- 00000 -

CALCUL DES DEBITS A PRENDRE EN COMPTE POUR

L’ETABLISSEMENT DES RESEAUX D’kSSAINISSEMENT URBAIN

A la demande des états-membres, lwserv$es techniques du C.I.E.H. se sont penchés il y a déjà plusieurs années sur le problème de la détermination des

débits à prendre en compte pour le calcul des réseaux d’assainissement en zone ,urbaine . Il était apparu en effet que les méthodes les plus utilisées en France Métropolitaine, inspirées de la Circulaire Générale CG 1333 du Ministère de la

Reconstruction et de l’urbanisme datant de 1949, et fondées sur l’emploi de la formule superficielle de CAQUOT, avaient conduit dans les régions tropicales à de grave s

mécomptes, les réseaux calculés en principe pour évacuer les eaux provenant de l’averse décennale s* avérant souvent en fait incapables d’évacuer la crue annuelle !

1 - RESULTATS DE MESURES DE RUISSELLEMENT

Dans une première phase il était nécessaire de collecter des données précises sur les valeurs réelles des débits ruisselés en zone urbaine ; c I est pourquoi dès 1963 le C.I.E.H. avait confié à 1’O.R.S.T.O.M. l’exécution d!une étude sur ce sujet : il s’agissait d’effectuer des mesures systématiques de ruissellement sur différents bassins de la z,one urbaine de NIAMEY (Niger) d’analyser le comporte- ment de ces bassins et de comparer les résultats des mesures à ceux des calculs

effectués à priori à partir des caractéristiques physiques du bassin.

Les mesures sur le terrain ont été effectuées au cours des 3 campagnes hydrologiques de 1963, 1964 et 1965. Sept stations de mesure de débit équipées de limnigraphes enregistreurs ont été mises en place sur le bassin versant du Gounti-

Yéna, petit affluent de rive gauche du Niger drainant les écoulement de la ville de Niamey.

Les résultats détaillés de cette étude ont été publiés en 1966 par 1’ORSTOM et diffusés par le C.I.E.H. (1) ; ils avaient également donné lieu à une présentation détaillée à l’occasion de la 4e réunion du Conseil du C.I.E.H., tenue à ABIDJAN

en janvier 1967, et le texte complet de la note rédigée à cet effet par M. J.RODIER, chef du Service hydrologique de 1’ORSTOM ; est annexé au compte rendu de la 4e réunion du Conseil.

Rappelons-en suceinternent les principales conclusions :

(1) Cette. publication : “Etude du ruissellement en zone urbaine à NIAMEY : les bassins versants du GOUNTI-YENA par J.’ Herbaud,, est encore’disponible et

peut &tre obtenue sur demande adressée au Secrétaire Général du C .I.E .H.

. . . /

00.

- 15 -

- pour le bassin dit no 1, couvrant une s,uperficie de 0,56 km2, en zone fortement urbanisée avec ‘un habitat africain de type traditionnel, on a constaté un coefficient de ruissellement de 0,55 et un débit de crue décennale de l’ordre de 7 à 9,5 mJ/s,

soit un débit spécifique compris entre 12 500 et 17 .OOO l/s/km2.

- po’ur le bassin dit no 2, d”une s.uperficie de 1,06 km2, répartie par moitié entre le centre administratif et commercial et des quartiers d’habitat traditionnel, les vale,urs obten-ues sont 0,70 po’ur le coefficient de r,uissellement, 10 à 13,5 m3/s pour le débit de crue décennale, soit un débit spécifiq,ue compris entre 9.000 et

12.500 l/s/km2.

- enfin pour le bassin n”3, dt-une superficie de 1,54 km2 intéressant une zone résidentielle co,uverte de villas avec jardins, pourvue d”un réseau de drainage assez lâche en terrain assez perméable, on a constaté que le coefficient de ruis- sellement était beauco,up plus faible, de l’ordre de 6 à 7 $, et le débit spécifique

de crue décennale ne dépasse pas 2.000 à 3.000l/s/km2.

Bien entendu les chiffres donnés ci-dessus sont des ordres de grandeur et doivent être ,utilisés avec la plus grande prudence, en tenant compte des conditions particulières dans lesq,uelles ont été effectuées les mesures.

Il est intéressant par ailleurs de comparer les résultats des mesures à ce’ux obtenus par le calcul en utilisant les form,ules classiques de Caquot établies soit po’ur PARIS, soit pour MONTPELLIER ; tel est l’objet du tableau ci-après :

’ Débit maximal ’ Débit de crue décennale :

j observé (l/s) : estimé d’après : calculé d’après CAQUOT : : les mesures : PARIS :MONTPELLIER :

‘: Bassin no 1 i 5.480 ; 7.000 à 9.500 : : 2.600 j 3.150 : :

‘: Bassin no 2 ‘: 8.400 : : 10.000 à 13.500 ; 6.000 : : 7.400 : :

Ces chiffres mettent en évidence l’inadaptation des deux formules aux

conditions réelles rencontrées en Afrique Tropicale ; en effet on constate que po’ur le bassin no 1 la valeur donnée par la formule MONTPELLIER (3.150 l/s) été dépassée 5 fois en deux ans, tandis que pour le bassin no 2 la valeur donnée par cette même formule(7.400 l/ s a été dépassée 3 fois endeux ans. )

II-ESSAID’ADAPTATIONDE LAFORMULEDE CAQUOT

Pour pouvoir établir ‘une form,ule générale applicable en Afrique Tropicale, il fa,udrait disposer dt’un plus grand nombre de résultats de mesures de débit ; c’est

pourquoi le Conseil du C.I.E.H, lors de sa ré.union de NOUAKCHOTT en mars 1971 a recommandé a’ux états d’inclure des mes’ures de débits ruisselés dans les études

de projets d’assainissementactuellementen co’urs po’ur de nombreuses villes (ABIDJAN, BAMAKO, LIBREVILLE, . ..) avec l’assistance du PNUD et de 1’OMS. Cependant les résultats de ces mesures ne seront pas disponibles et exploitables

avant plusieurs années et il est intéressant de tenter dès maintenant une approche théoriq,ue d,u problème afin de mettre à la disposition des ingénieurs et projeteurs des formules provisoires donnant des vale,urs moins éloignées de la réalité africaine.

La première idée qui à l’esprit est de tenter ‘une adaptation de la form,ule de CAQUOT en modifiant les différents coefficients intervenant dans la formule générale de la forme :

Q R K Im Cn AP

- 16 -

dans laquelle Q représente le débit cherché, exprimé en l/s

K est .un coefficient numérique

1 la valeur moyenne de la pente sur le développement total d-u parcours de l’eau (exprimée en m/m)

. C le coefficient de ruissellement moyen du bassin

A la superficie du bassin exprimée en hectares.

A/ Aj,ustement pour la Côte d’ivoire

Un tel aj-ustement a été tenté pour la Côte d’ivoire par le Bureau National d’ Etudes Techniq,ue s de Développement (BNETD) dont les ingénieurs utilisent pour leurs études d’édilité l’une des q-uatre formules suivantes, applicables sur les différentes zones climatiques de Côte d’ivoire.

a) Zone côtière (ABIDJAN, SASSANDRA, AGBOVILLE)

Q = 1 260 I 0,18 c 1,lO A o,84

b) Région centre-est (BOUAKE, DIMBOKRO, BONDOUKOU)

Q o 2 270 I OP27 c 1915 Ao,”

c) Région centre-ouest (MAN, GAGNOA, DALOA)

Q = 1 800 10925 c ‘2’4 A 0984

d) Région nord (FERKESSEDOUGOU, KoRHoGo)

Q = 1 250 I 09’8 c ‘9’0 A ‘Pg7

Des abaq,ue s ont été établies par le BNEDT po’ur 1’ exploitation rapide de ces quatre formules o

B/ Essai d ’ ajustement po’ur la zone sahélo-soudanienne .

Pour la zone sahélo-soudanienne ‘une étude similaire a été effectuée par le Département Hydraulique de 1 ‘Ecole Inter Etats des Ingénieurs de 1’ Equipement Rural à OUAGADOUGOU (1) . Reprenant le raisonnement et la formule générale de M. CAQUOT exposés dans la cire-ulaire CG 1333 du Ministère de la Reconstruction citée en tête de cet article, les exposants de la formule de CAQUOT sont calwlé s à partir des deux paramètres caractérisant le régime des pluies de la région étudiée ; ceci revient

à accepter toutes les hypothèses de M. CAQUOT relatives à l’éco,ulement, et à faire porter les modifications .uniquement sur les deux paramètres variables avec le climat, q,ui définissent la courbe intensité-durée o

L ‘intensité de la pluie peut généralement être représentée par une loi de type Montana,

i =a a t-b

dans laquelle i est l’intensité de la pluie en mm par min,ute

(1) Cette analyse est exposée dans ‘une note qui fera prochainement l’objet d’une publication conjointe du C.I.E.H. et de 1’E.I.E.R. .

- 17 -

t est la durée de l’averse en minutes prise égale au temps de concentra- tion du bassin étudié.

a et b sont les deux paramètres d’ajustement caractéristiq,ues du climat de la zone étudiée.

Les exposants de la formule de CAQUOT pour PARIS et MONTPELLIER avaient été déterminés à partir des formules donnant l’intensité de la pluie décennale proposée s

pour PARIS par GRISOLLET : i = 11 t-%7

pour MONTPELLIER par GODARD : i = 5,5 t-OP4

Pour les pays d’Afrique tropicale de la zone sahélo-so-udanienne, nous disposons des résultats des études effectuées par Y. BRUNET-MORET et les services de 1’ORSTOM (1) ; les courbes intensité-durée-fréquence tracées pour les différents

pays font ressortir pour les paramètres a et b de la formule de Montana les valeurs wivante s :

b est sensiblement constant et égal à 0,5

a varie de 7,0 à 7,8 avec une valeur moyenne de 7,5 po’ur les quatre pays suivants : Mali, Haute Volta, Niger, Tchad, et pour la bande comprise entre les 1 Oe et 15e parallèles nord. Pour le Sénégal on peut adopter la valeur a = 8,50

Compte tenu de la précision que l’on peut espérer de notre formule nous considérons que l’intensité de la pluie! décennale dans cette zone répond approxima- tivement a la formule

‘mm/mn a7,5 . t -0,5 mn

po’ur les averses de durée inférieure à 90 minutes.

En reportant les valeurs de a et b dans la formule générale de CAQUOT

on trouve : Q o 850 1 0,20 A% 80 Cl 311

L ‘application de cette formule aux bassins expérimentaux de NIAMEY donne

respectivement :

pour le bassin no 1 avec 1~ 0,007, C a 0,55 et A ;3 56,4 ha

Q = 4 070 l/s

pour le bassin no 2 avec 1~ 0,007, C z 0,7 et A J: 106 ha

Q = 8 800 l/s

Ces chiffres doivent être réduits respectivement de 15 et 10 ‘$ pour tenir compte de l’allongement des bassins ce q-ni conduit à 3.500 l/s pour le bassin no 1 et 7.900 l/s po’ur le bassin no 2 ; c ‘est un peu meilleur que les résultats de la formule de CAQUOT po-ur Montpellier ; mais on reste encore très en desso-us des valeurs expérimentales .

(1) Etude générale des averses exceptionuelles en Afrique Occidentale par Y. BRUNET MORET - 8 fascic-ules - Publication du C.I.E.H.

- 18 -

III - RECHERCHE D’UNE FORMULE PLUS ADAPTEE AUX CONDITIONS AFRICAINES

Le rémltat médiocre obtenu par l’essai d’adaptation exposé ci-dessus conduit à s’interroger sur la validité po’ur les pays africains des différentes hypothèses qui ont cond,uit à la formule de CAQUOT 0

Lorsqu’on effectue une analyse minutieuse des différents paramètres inter- venant dans le calcul des exposants de la formule de CAQUOT, on constate qu’indé- pendamment des deux paramètres a et b caractérisant le régime des averses, M. M. CAQUOT emploie sept paramètres auxquels il assigne des vale,urs numériques très précises compte tenu d*observations effectuées sur le fonctionnement des résea.ux d ’ égo&s de la région parisienne. Ceci conduit à multiplier et accumuler les risques d’erreur, dans .un sens qui est difficilement prévisible D

Pour rechercher ‘une formule pl,us adaptée aux conditions africaines il semble plus logique d’abandonner le shéma d’établissement de la formule de CAQUOT et de reprendre le raisonnement à partir de la méthode rationnelle, malgré le reproche qui pe,ut être fait à cette méthode de conduire à ‘un surdimensionnement systématique du ré seau dont elle ignore la capacité de stockage o

Nous chercherons à donner à notre formule finale ‘une forme monome simple du même type que celle de CAQUOT, malgré les imperfections évidentes d’une telle forme, parce que le faible degré de précision que nous pouvons espérer nous auto- rise à effectller cette approximation. En effet, en écrivant à priori que le débit peut être donné par une formule du type Q = f(I) D g(C) 0 h(A) on suppose impli- citement, ce q,ui est sans doute contraire à la réalité , que les 3 paramètres intervien- nent dans l’écoulement de façon indépendante. L ‘intérêt de cette méthode est de conduire à une formulation analytique simple et facilement utilisable, en attendant qu’un nombre suffisant de résultats de mesures réelles du ruissellement permette une analyse pl.us fine de l’interaction des divers paramètres.

Il convient de rester conscient des approximations ainsi consenties qui rendent inutiles la recherche d’exposants décima.ux définis avec 2 ou 3 chiffres significatifs, donnant l’impression d’une précision qui n’est qu’illusoire.

Le débit est donné par la formule Q 1 K 0 C 0 i 0 A

dans laquelle Q représente le débit, K ‘un coefficient numériq,ue dépendant des unités choisies, C le coefficient de ruissellement, A la superficie du bassin et i l’intensité de l’averse de fréquence décennale dont la d,urée est égale au temps de concentration du bassin,

Pour tenir compte de l’inégale répartition des averses sur le bassin on peut adopter -un certain coefficient d’abattement et no’us proposons d’affecter à la

superficie l’exposant 0,95 . (1)

L ‘intensité de 1 ‘averse est liée à la durée par une formule du type Montana, de la forme :

i -b =à a t

La formule donnant le débit devient :

Ql/s z 1.000 C i A o,g5

6 mm/mn ha

soit

(1) Caquot proposait pour A 1’ exposant 0,9, ce qui de 1’ avis de nombreux hydrologue s représente un abattement trop fort .

- 19 -

Il reste donc à évaluer le temps de concentration en fonction des paramètres hydrauliques : pente du réseau 1, et longueur du plus long chemin hydraulique L, Enprenantpourexpression delavitesse 'une formule de type Chézy (U;r KVI), le

temps de parcours dans les canalisations d.u réseau s'exprime sous la forme :

t, S

s L mètres

p/s Pour tenir compte du temps de r,uissellement de l'eau en surface à l'extérieur

d.u réseau nous majorerons ce temps t, de 25 5. D'autre part, compte tenu des

ta L KVÏ

caractéristiques moyennes des canalisations utilisées pour l'assainissement, nous pouvons prendre K =i 25, ce qui donne pourletemps de concentration:

t 1,25 L

ou t 1,25 100 L L 1

secondes SS m w

25K mn

-zï-’ hm = 1 hm I-2

25TT 12

Si nous reportons cette valeur dans 19équation donnant le débit, nous obtenons la formule générale suivante :

Ql/S

SS 167. 12be a . C . $d2 l I -b . A 0995

'hm ha

Dans cette form,ule la signification des paramètres est, rappelons-le, la sui- vante :

Q débit recherché, exprimé en litres/seconde

C coefficient de ruissellement

1 pente moyenne en mètre par mètre

L longue,ur d,u plus long chemin hydra,uliq,ue en hectomètres

A superficie du bassin, en hectares

a et b sont les paramètres caractéristiques du régime des pluies définissant une loi intensité-durée pour19averse de fréq.uence décennale, de la forme

t -b 'mm/mn = a o mn

a) Application à la zone sahélo-soudanienne

Dans cette région nous avons vu que l'on pouvait prendre en première appro- ximation, pour les averses de durée inférieure à 90 minutes a zz 7,5 et b = 0,5

Ces valeurs reportées dans la formule générale donnent:

Q l/s a 4.330. c 0 1

0,25 L-O,5 mm l

A o,g5 hm ' ha

Ilestd'usage en assainissement.urbain d'exprimerlapente en dix millièmes, et la formule devient:

Ql/s ;3 433. c 0 10925

10e4 m/m 0 L-‘,~, A o,g5

hm ha

A titre de vérification on peut effectuer le calcul du débit pour les deux bassinsde NIAMEY étudiés précédemment ; ce quidonne :

/ 0.. 000

- 20 -

BassinnOl -4

: 1 II 70.10 , C x 0,55, A 315 56,4ha, L 3c 21 hm

Q ;9 433.0,55. 70 ot25 o 21-o,5 560tg5 .

soit Q = 7.000 l/s

Bassin no 2 : Iw 7oJo-4, C 3 0,7, A ;5 106 ha , L ;P 27,5 hm

Q= 433 o 0,7 o 70 0,25

o 27,5 -0,5

. 106 0,95

soit Q% 14.000 l/s

Les valeurs trouvées sont cette fois beaucoup plus proches des valeurs expérimentales. Nous remarquerons que pour le bassin n O 1 relativement très allongé, la valeur calculée est un peu faible par rapport aux valeurs mesurées, alors q'ue la valeur calculée est un peu trop forte pour le bassin no 2. Cela peut provenir en particulier des valeurs du coefficient de ruissellement qui ont été prises très diffé- rentes, pour des bassins de comportement assez voisin.

Signalons en passant que la formule du BNETD pour la région de Korhogo aurait donné pour les deux bassins étudiés 6.9001/s pour le bassin no 1 et16.600l/s sur le bassin no 2, après application du coefficient de réduction du à l'allongement.

L'exposant affectant la surface est sans doute un peu trop élevé pour une form-ule qui ne fait pas intervenir la longueur du bassin, ce qui conduit à surévaluer les débits pour les bassins de forte superficie.

No.us avons vu également que la zone sahélo-soudanienne le coefficient b variait très peu a-uto'ur de la valeur 0,5, alors que le coefficient a varie suivant les pays entre 7,0 et 7,9. On peut remarquer que les fluctuations de a n'affectent que le coefficient numérique de la formule mais non les exposants ; ce coefficient numérique q,ui vaut

167. 120s5. a s 577 a varie entre les valeurs extrêmes 4.050 et4.600, avec 'une valeur moyenne de 4.330 que nous avons retenue pour Niamey. Pour le Sénégal

avec a = 8,5 le coefficient numérique serait 4.900,

b ) Application à la zone côtière

L'application à la zone côtière est plus délicate car le régime des pluies y est connu avec moins de précision, et il est beaucoup plus variable.

Un essaid'ajustementd'aprèsles courbes intensité-durée-fréqllencetracées parle service météorologique du Ghana pour la station de KUMASI conduisent à 'une expression de la forme,

'mm/mn = 12,7 e t -Oy5 po'ur des averses de durée comprise entre 10 et

90mn soit a x 12,7 et b JI 0,5.

Pour la ville côtière d'AXIMles courbes tracées parle même service conduisent à la formule

'mm/mn s 10 . twoy4 soit a iri 10 b = 0,4

- 21 -

L'adoption de ces coefficients nous conduirait

- pour les zones forestières de l'intérieur à la formule :

Ql/S ë: 7.325 Co 1

0,25 L-O,5

m/m hm *or 95

ha

- pour la zone côtière à la formule :

%/S s 4.500 c. 1

0,20

dm L-%4

hm * 0195

ha

Ces formules, de même q'ue celles du BN.ETD conduisent à des valeurs très élevées pour les débits spécifiq.ues. Aussi la question que doit se poser l'ingénieur, est de savoir s'il est économiquement raisonnable de calculer en Afrique les résea'ux d*assainissementpour évacuer la crue décennale, ou s'il ne vaut pas mieux accepter

quelques risques d'engorgement plus fréq-uents et calculer les réseaux pour des débits correspondant à des durées de retour de un ou deux ans.

- 00 0 00 -

NOUVELLESBREVES

ACTIVITES DU SECRETARIAT GENERAL

Au mois de février 1972, le Secrétaire Général a entrepris 'un voyage en compagnie du Chef des Services Techniq,ues dans les états de la Côte du Golfe de G-uinée. Cette tournée a permis de visiter trois états membres du CIEH : Côte d'ivoire, Togo, Dahomey et de,ux états observateurs le Ghana et le Nigeria.

Dans les pays-membres ces visites ont permis nonse,ulement de rencontrer les correspondants habituels du CIEH et de faire avec eux une mise au point de

l'étatd'avancementdes études et des orientations à donner aux programmes futurs, mais aussi de nouer de nouveaux contacts avec d.ifférents organismes nouvellement créés ou qui n'avaient pu &re visités au co'urs de tournées précédentes. Parmi

ceux-ci on peut citer en Côte d'ivoire l'Autorité pour l'aménagement de la vallée du Bandama (A.V.B.), l'A.utorité po'ur le Développement de la Région du Sud Ouest

(ARSO), la Société pour le Développement de la :Riziculture (SODERIZ), a’u Togo la Régie Nationale des Eaux d,u Togo, l'Institut National de la Recherche Scientifique, le Comité National de l'Eau, le Service National d'Assainissement, a’u Dahomey la Société Nationale pour le Développement Rural (SONADER) la Société pour la mise en valeur de la vallée de l'ouémé, l'université du Dahomey.

Au Ghana, cette visite a permis de prendre contact avec tous les services intéressés parles problèmes de 1'ea.u et de faire un tour d'horizon très complet des possibilités de coopération entre le CIEH et le Ghana : les perspectives qui s'offrent dans ce domaine sont très larges et permettentd'espérerl'adhésion prochaine du

Ghana au CIEH,

Au Nigeria enfin, cette visite a permis de renouer des relations qui s'étaient quelque peu relachées depuis quelques années par suite de différentes réorganisations des services fédéraux. Un échange régulier d'informations et de documentation technique pourra dans un premier stade être instauré entre le CIEH d'une part, le Conseil Nigerian de la Recherche Scientifique et Technique ainsi que l'Institut des Ressources Hydrauliques dont la création est en cours à IBADAN d'autre part,

/ 000 ..*

- 22 -

A Ouagadougou m8me de nombreux contacts ont été pris à l’occasion du passage de missions d’experts en Haute-Volta :

- avec M. BOUCHARDEAU, expert des Nations Unies, a été examinée la requête présentée au PNUD par le CIEH en vue de la mise à disposition du Comité d’un expert hydrologue. Cette requête a été accueillie favorablement par le Fonds Spécial des Nations Unies et pourrait recevoir un début d’exécution en 1973.

- avec M. KRSTANOVIC, expert de 1’UNESCO a été évoquée l’évolution du CIEH vers un institut régional de mise en valeur des ressources hydrauliques, en

liaison avec l*Ecole Inter Etats des Ingénieurs de Ouagadougou.

- avec une délégation de 1’ USAID, les modalités pratiques dl aide et de partici- pation du gouvernement américain à la création et à l’équipement du centre de documen- tation technique commun au CIEH et à 1’EIER ont été précisées, et un projet de requête établi .,

Sur le plan des relations internationales, un premier contact a été établi avec la Direction des Eaux Intérieures, au Ministère canadien de 1’ environnement à OTTAWA, ainsi qu’avec la Société Nationale yougoslave ENERGOPROJEKT responsable de la mise en oeuvre des programmes d’aménagements hydrauliques tant en Yougoslavie qu’à l’extérieur.

RENFORCEMENT DES SERVICES TECHNIQUES DU C.I.E.H.

En raison de l’importance du programme d’études hydrologiques adopté par le Conseil du CIEH à Nouakchott en 1971 , le Président de notre Comité avait sollicité du gouvernement français l’ouverture d’un 4e poste d’assistant technique auprès du Secrétariat Général. Cette demande a reçu ‘un accueil très favorable et la France a autorisé le recrutement d’un ingénieur hydrologue confirmé, Monsieur Henri MOUNIS

qui possède une très solide expérience professionnelle et connait *bien les problèmes d’hydrologie tropicale car il a déjà travaillé dans différents pays-membres du CIEH

(C ameroun, Togo, Haute Volta) ainsi qu’en Afrique du Nord, au Moyen Orient et en Asie du Sud-Est.

Sa venue très prochaine viendra fort à propos renforcer les services tech- niques d.u CIEH et no.us sommes heureux de lui souhaiter la bienvenue en Hallte Volta.

PROGRAMME DE CONSTRUCTION DU C.I.E.H. l

Au cours du trimestre écoulé, le Secrétaire Général a été officiellement informé par le Chef de la Mission d’ Aide et de Coopération à Ouagadougou, de la prise en considération par le gouvernement français du projet de construction de

bureaux et de logements adopté par le Conseil du CIEH lors de sa 6e réunion ten,ue à NOUAKCHOTT en mars 1971. Le programme a été retenu dans sa totalité et sera financé entièrement sur les crédits du Fonds d’ Aide et de Coopération. Une conven- tion d’architecte a été passée avec l’atelier CHENUT qui a déjà réalisé à

Ouagadougou les bâtiments de 1’ Ecole Inter-Etats des Ingénieurs de 1’ Equipement Rural, ceux du Comité Africain et Malgache de l’Enseignement Supérieur ainsi que

ceux du Centre d ‘Enseignement Supérieur de Ouagadougou. La mise. au point du dossier définitif d’appel dloffres est poursuivie activement afin de permettre une réalisation aus si rapide que possible .

Il nous est agréable de remercier ici le gouvernement français qui par ce gc’hte montre une fois de plus tout llintérêt qu’il prend à la vie et à la bonne marche de notre Comité.

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BIBLIOGRAPHIE

THEORIE DES EAUX NATURELLES

Cet ouvrage, publié aux éditions EYROLLES - Paris 7e - par MMrs. Luc LEGRAND et Georges POIRIER, expose une théorie des eaux naturelles qui intéresse l’agressivité, la corrosivité et les traitements divers.

En partant des relations fondamentales de la thermodynamique, les auteurs montrent comment il est possible, sans aucune simplification abusive et de manière rigoureuse, d’interpréter une analyse d’eau et d’en tirer les conclusion propres à résoudre un problème donné.

L’ originalité de ‘la méthode? tient au fait que les ions présents dans l’eau sont tous pris en compte,, Elle est aussi dans la représentation graphique ou appa-

raissent, d ’ une manière particulièrement simple, la composition d’une eau et les phases de son évolution sous l’effet de tel traitement.

LE CAPTAGE DES EAUX SOUTERRAINES - Mode de gisement et prospection - Les o’uvrage s de captage 0

Cet ouvrage de M. J. PIMIENTA, publié aux éditions EYROLLES - Paris 7e traite d’abord des modes de gisement et des méthodes de prospection des eaux sou- terraines, puis de la réalisation des ouvrages de captage .

La première et la deuxième partie expliquent d’une façon simple les condi- tions de gisement et l’écoulement des eaux souterraines, qui sont extrêmement com- munes dans le sous-sol, étant donné qu’à partir d’une certaine profondeur, il existe à peu près partout une zone, dite zone de saturation, dans laquelle les pores et les fissures des roches sont uniformément saturés d’eau. Les méthodes de pros- pection, variables suivant le climat, le relief et la nature du terrain, font plus parti- culièrement 1 9 objet de la deuxième partie.

La troisième partie est consacrée à la construction des ouvrages de captage, qu’il s9agisse de petits captages convenant aux habitations familiales et aux exploi-

tations isolées ou de captages plus importants po’ur l’industrie et les collectivités. Lksager y rencontrera tous les renseignements sur l’installation des forages tubulaire s et des puits de grand diamètre.

Une quatrième partie donne des indicatiow utilitaires sur les caractères chimiques des eaux naturelles .

ETUDE DES PERTES DE CHARGE SINGULIERES DANS LES COUDES BRUSQUES

A 90” EN POLYCHLORURE DE VINYLE - par P. CROS et P 0 PERNES - Bulletin Technique du Genie Rural no 111 - CERAFER - Parc de Tourvoie - 92-ANTONY - France o

Ce bulletin complète 1’Etude des pertes de charges linéaires dans les tuyaux en polychlorure de vinyle publiée précédemment (Bulletin Technique du Génie Rural no 100) D Il décrit les conditions expérimentales pour la détermination du coefficient

de perte de charge singulière dans les coudes brusques à 90” en PVC, et expose les résultats pratiques a,uxquels sont arrivés les auteurs.

Une brève analyse bibliographique situant le problème, et un calcul d’erreur montrent les limitations nécessaires à la détermination précise de ce coefficient de perte de charge singulière.

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HYDRAULIQUE GENERALE ET APPLIQUEE

Cet ouvrage de Mr. M.CARLIER, Ingénieur en chef du Génie Rural, est un traité d’hydraulique générale, qui reprend et complète le cours professé pendant de

nombreuses années par Mr. Carlier à 1’Ecole Nationale du Génie Rural.

Dans sa préface, Mr . G. Remenieras, Secrétaire Général de la Société Hydrotechnique de France insiste surtout sur la qualité de la synthèse réalisée par l’auteur entre 11 hydraulique des mathématiciens et l’hydraulique des expérimentateurs.

- L’ouvrage associe en effet à la clarté et la rigueur des exposés un haut souci des applications pratiques, et Mr. G.Remenieras conclut en recommandant cet ouvrage non seulement aux étudiants et aux hydrauliciens mais aussi à tous les ingénieurs qui dans les domaines les plus divers, ont à comprendre profondément et à utiliser les tee hnique s de 1) hydraulique .

Cet ouvrage est publié aux éditions EYROLLES - PARIS 7e, dans la Collection du Centre de Recherche et d’Essais de Chatou, bien connue de tous les ingénieurs hydrauliciens .

LES BASSINS REPRESENTATIFSET EXPERIMENTAUX

Cet ouvrage publié par 1’UNESCO dans la nouvelle collection “Etudes et rapports d’hydrologie” sous la direction de C. TOEBES et V. OURYVAEV est un

guide international des pratiques en matière de recherche. C’est le résultat d’une étroite collaboration entre 1’ UNESCO et l’Association Internationale df hydrologie scientifique (AIHS) dans le cadre de la Décennie Hydrologique Internationale.

Ce guide comprend six chapitres :

- L’introduction (chapitre 1) expose les buts de la publication et l’objet des bassins représentatifs et des bassins expérimentaux dans le cadre général de la recherche hydrologique .

- Le chapitre 2 définit les critères du choix des emplacements et de 1’ organisation d’un réseau de bassins.

- Le chapitre 3 traite de l’organisation et de la planification des observations en fonction des objectifs des recherches effectuées sur les bassins.

- Le chapitre 4 décrit les méthodes d’observation et les catégories d’appareils à utiliser pour l’étude des divers paramètres du cycle de 1’ eau.

- Le chapitre 5 présente toute une série de méthodes à utiliser pour le traitement des données, leur synthèse et leur préparation en vue de la publication.

- Le chapitre 6 traite des techniques d’analyse et de l’interprétation des ré sultat s obtenus .

Les comités nationaux pour la DHI sont invités à faire connaitre leurs observations sur le contenu de ce guide dont l’un des objectifs est d’offrir un cadre pour l’échange international des résultats de l’expérience acquise dans ce domaine des recherches hydrologique s .

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