Un hydraulicien au Sahara

Un hydraulicien au Sahara

EPFL – LCH

29 avril 2010

Quand l'oued nous honore de sa crue

 Vallée de l'Oued M'Zab (Ghardaïa)

 Objectifs du projet :

 Protéger les hommes et les biens

 Gérer les eaux usées

 Préserver les sites

Quelques jalons :

 ^{1995 :} Démarrage de l'étude

 1995-1997 : Données de base

 ^{1998 :} Avant-projets détaillés (APD) Crue, Assainissement

 1999 : APD Barrages et lagunage Etude d'impact

Dossiers d'appel d'offre (DAO)

Données de base

Fondations du projet !

 Topographie

 ^Hydrologie

 Aménagement du territoire

 Démographie, développement

 Campagnes de mesures

 Reconnaissances géotechniques

Daya Nord

Daya

Touzouz

Boussalem Mermed

Baba Saad CW 103

Beni Isguen palmeraie

Bou Noura Ghardaia Nord

El Atteuf Aval Bou Noura

Sud Dada Ali

Ammi Zekri Ghardaia Est

Benghanem non contigu

Teniet El Maghazen Sidi Abbaz

Beni Isguen Lot. Idder Mélika BenGhanem

Contigu

El Atteuf Ksar Dhayet ben Dhaouha Est

Bou Noura

1:100000

Découpage simple Densité de population 1991 [hab/ha]

< 10 10-25 25-50 50-75 75-100 100-125 125-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-500

>500 Découpage fin utilisé pour le calcul des apports

0 1 2 3 4 5 km

Assainissement

Assainissement

 Chiffres clés :

 Population raccordée à l ’horizon 2030 : 332 000 EH

 Débit à traiter : 46 400 m ³ par jour

 Charge de pollution : 11 600 kg par jour

 Objectif du projet :

 Suppression des nuisances et risques sanitaires actuels

 Valorisation des effluents épurés

Assainissement : Principes directeurs

 ^{Critères :}

 Performance

 Robustesse (fiabilité maximale)

 Collecte des eaux usées

 Pas d'électromécanique (pas de pompage)

 Protection maximale du collecteur principal

 Traitement

 Filière retenue : lagunage

 Implantation à l'aval

Etude hydrologique

Caractérisation des bassins versants et modélisations

Pluviométrie

Hydrogrammes

Hydrologie : quelques chiffres

 Données de base … rares ! Pluies de projet retenues :

 Averse centennale : 70 mm/24h (Record à l'époque pour le Sahara : 77.3 mm à Béchar)

 Averse millénale : 140 mm/24h

 Averse décamillénale : 250 mm/24h (base de dimensionnement des barrages)

Débits de projet retenus confluence El Abiod - El Haimeur :

 Crue 1:100 : 680 m ³ /s (objectif de protection pour la zone urbaine)

 Crue 1:1.000 : 1180 m ³ /s

Analyse et modélisation hydraulique

Calage sur les laisses de crue

 Capacité en ville de 200 à 300 m ³ /s

 A comparer à Q ₁₀₀ de l'ordre de 700 m ³ /s

Zones inondables (état 1997)

Elaboration du projet

OPTIMIS ATION

Crues : principe directeur

Déficit de capacité très important Ne pas "éventrer la ville"

Exploiter au mieux les ouvrages de rétention

amont

Ouvrages de rétention amont

El Abiod

Bou Brik El Haimeur

Ouvrages de rétention amont

Principes de conception visant la robustesse maximale:

 Digues zonées en alluvions

 Evacuateur de crues : à seuil libre, bassin amortisseur

 Ouvrage de fond : pertuis rectangulaire non vanné

 Revanche (=marge au delà de la crue 10'000

ans) importante (1.7 à 2.0 m)

Ouvrages de rétention amont

 Oued Labiodh

(réalisé avant la crue 2008)

 Retenue 2 jours après la crue

Ouvrages de rétention amont

 El Haimeur : en travaux (fermeture septembre

2010)

Crue 2008 : Précipitations mesurées

 Egalement : 40 mm mesurés le 1 ^er à Garettine

Total évènement :

56 mm à Noumerat

69 mm à Hassi R'mel

Laisses de crue

 Description

 ^Relevé

 ^Profils

Reconstitution hydrologique

90 mm ?

70 mm 80 mm

 Ruptures d'ouvrage

 Répartition des précipitations

Habass Djédid

Nouveau barrage Bouchène

Reconstitution hydrologique

100 400 1000

Enseignements de la crue d'octobre 2008

Sur les causes de la catastrophe :

 Evènement de 2008 : valeur rare mais à intégrer dans les statistiques de pluies et débits

 Exhaussement "anthropique" du lit : les dépôts sauvages ont relevé le fond de l'oued (de 1.50m dans certains tronçons !)

 Incidence de la rupture des ouvrages "secondaires"

Sur la finalisation de la protection contre les crues :

 Assurer une mise en sécurité rapide (hiérarchisée et coordonnée)

 Prendre en compte l'évolution du contexte hydrologique

 Intégrer l'évolution importante de l'utilisation du territoire et des attentes

 Prise de conscience du danger  favorable pour un projet plus

M'Zab : Synthèse

 L'intention était bonne

 Le concept aussi

 A manqué un peu de …

 Capacité de financement

 Volonté et coordination des administrations

 Volonté des politiques.

Comment se développer sans eau ?

Tamanrasset

 Besoin 2050 : 1 m ³ /s

 Ressources mobilisables

localement ≈ 100

l/s ?

Ou trouver l'eau ?

 Le Système Aquifère du Sahara Septentrional :

 Plus de 1 mio km ²

 A cheval sur Algérie, Lybie, Tunisie

 Deux aquifères superposés :

 Complexe terminal

 Continental intercalaire

SASS : coupe type

Le SASS : Une ressource menacée ?

 Alimentation très faible

 Circulations très

lentes (eau "fossile")

 Accroissement des

prélèvements

Le SASS : une ressource très étudiée

 Modélisation globale

 Suivi de la piézométrie

par ex. : www.oss-online.org

EPFL – LCH, 29 avril 2010 2 8600.01/Esd/ Un hydraulicien au Sahara 9

Pronostic d'évolution

 CI (continental

intercalaire)  CT (complexe terminal)

 Prélèvements supplémentaires possibles hors zones à risque

mais risque fort d'une modification de

Ou trouver l'eau ?

 Secteur le plus proche de Tamanrasset : Ain Salah

Secteur de prélèvement

 Zoom sur la dépression de Ain Salah

Identification du champ captant

 Affinement du modèle SASS global

 Exploitation de données de forages d'essais

Etude du rabattement local (exemples de résultats)

 Sans captage pour

Tam  Avec captage pour

Tam

Transfert Ain Salah - Tamanrasset

 ^{740 km !}

 Dénivelée : 1192 m

 1.3 à 1.0 m ³ /s

 Stations de pompages:

 Normalisation

 Alimentation par groupes

électrogènes

AEP Tamanrasset : synthèse

 L'aménagement du territoire … A tout prix ?

 Utilisation de ressources fossiles:

 Raisonnée ?

 Acceptable ?

Faisons nous mieux ?

Une oasis malade de trop d'eau

 ^Ouargla

400'000 habitant (2030)

La ville

Les chotts

Contexte géologique

Contexte hydrogéologique

Contexte historique

 Sédrata : IX – XIIème siècle :

centre actif du commerce trans- saharien

 XIII-XIXème siècle : l'oasis s'endort…

 1872 : comblement du fossé autour du Ksar

 1883 : épidémie de paludisme :  plus de 400 victimes

 1951 : réalisation de 30 km de fossés:

 abaissement de la nappe

 1951 : réseau de piézomètres

G a r a K r i m a R u i n e s d e s v i l le s

e t p a l m e r a i e s d e S e d r a t a A ï n S f a

C h o tt S id i A ïs s a L e M a o u a S id i F e n d j

S id i A li D e rb a l A d ja d ja

K o u d ia D e g u e l

O u a rg la

A ïn D e d a g a A in Te c o m il

B a M e n d il

L e K rie n A in e l Ta lh a

S u lta n le A ro u g M o u ra n e b

R o u is s a t

C h o tt (la c s a lé )

K s o u r a n c ie n (lo c a lis a b le ) K s o u r d é jà ru in é

B a s fo n d s a lé

P a lm e ra ie s ru in é e s

P a lm e ra ie s

Coupe hydrogéologique locale (1968)

 La nappe phréatique (en bleu-clair) dessine un dôme sous la ville



Artésianisme de la nappe du Mio-pliocène

 Exploitée traditionellement (peu saline)

 Exploitation intensifiée

actuellement (irrigation)

Suivi de la nappe

 58 points de mesure

 ^{Carte des}

profondeurs de la nappe (2001)

 Entre -1 et -3m en

ville !

Evolution de la nappe

 1998-2001 : le dôme

sous le centre ville

continue à croitre

Les causes de la suralimentation Irrigation et lessivage des sols (1)

 Salinité élevée de la nappe

N a p p e t r è s s a l é e

35 70 105 140 175 210 245 280 315

Sel g/l

Mode

Moyenne 63 g/l

Les causes de la suralimentation (2) Etat des réseaux d'assainissement

 Terrain plat 18 stations de pompage

 Réseau profond et nappe

aggressive

Les causes de la suralimentation (2) Etat des réseaux d'assainissement

Tampon corrodé intérieurement

Regard sans tampon obturé par le sable

Collecteur : Conduite obturée Regard : Mauvaise qualité

du béton et des joints de

reprise

Les causes de la suralimentation (3) Etat des réseaux eau potable

Ville de Ouargla :

 19 000 abonnés (48 % compteurs et 52 % forfait)

 Production journalière : 31 000 m ³ /j

 Distribution : facturée 13 500 m 3 /j ; réelle environ 16 000 m ³ /j

 Rendement : environ 50 % fuites = 15 000 m ³ /j Total de l'oasis : Fuites :

 Eté : 28 000 m ³ /j

 Situation Hiver : 25 000 m ³ /j

Eléments du bilan

FUITES AEP ASSAINISSEMENT AUTONOME

FUITES DES RESEAUX

D’ASSAINISSEMENT LESSIVAGE AGRICOLE

25 000 m ³ / j 13 000 m ³ / j 4 000 m ³ / j 47 000 m ³ / j

Total : 89 000 m ³ / j

Inféroflux

? Evaporat

ion Drain 17 000

m3/j Repris par

les

collecteurs EU

12 000 m3/j Colatures Draina Plans Sebk Végétatio

Solution ?

 Maitriser les pertes du réseau AEP

 Maitriser les pertes du réseau assainissement

 Reprendre le système de drainage

 trouver un exutoire pour les eaux collectées

Réseau d'assainissement

Réseau d'assainissement

 28 stations de pompages

 180 km de collecteurs

Réseau d'assainissement

 28 stations de pompages

 180 km de collecteurs

 3 stations de traitement (lagunage aéré)

 Principale : 400'000 Equivalents habitant, 80 ha

Exutoire actuel

 Eaux usées et eaux de drainage agricole :

 Collectées et mélangées dans les drains périphériques

 Refoulées vers la dépression d'Oum Raneb

 ^{Constat :}

 Oum Raneb ne peut pas supporter toutes les eaux de Ouargla

 remontée de la nappe et du plan d'eau d'Oum Raneb

 Système dégradé

 QUE FAIRE ?

Exutoire retenu

 Distance Ouargla-Safioune :

~40km

 Différence altimétrique : ~25m

 Surface Sebkha Safioune :

~8000 ha

Exutoire

 ^{41 km}

 Pente 0.06 %

 En dalot béton / PRV

Ouargla : synthèse

 La disponibilité de la ressource initie le déséquilibre

 Le manque de planification et d'entretien l'aggrave

 Résoudre le problème demande de créer un nouvel équilibre :

 Par des travaux énormes

 Au prix d'une charge d'exploitation et d'entretien

considérable