par Louis, Stephen 
Président du jury Debaste, Frédéric
Promoteur Verbanck, Michel
Co-Promoteur Pattyn, Frank
Publication Non publié, 2019-06-27
Président du jury Debaste, Frédéric
Promoteur Verbanck, Michel
Co-Promoteur Pattyn, Frank
Publication Non publié, 2019-06-27
Thèse de doctorat
| Résumé : | L’État haïtien, pour faire face à l’insécurité alimentaire que connaît sa population (à croissance rapide et à faible revenu), s’appuie particulièrement sur la Vallée du département de l’Artibonite qui constitue depuis toujours le véritable grenier agricole du pays, en fournissant, à elle seule, plus de 80% de la production rizicole nationale. Cette production agricole assure non seulement les besoins alimentaires de la population locale, mais également ceux particuliers des départements voisins (Ouest, Nord et Centre).L’irrigation de cette vaste plaine agricole (32400 ha de terres agricoles irrigables) est garantie, à plus de 75%, par le réseau d’irrigation établi en rive Gauche de l'ouvrage-partiteur de Canneau, alimenté par un Canal principal (CMRG) ayant un débit nominal de 40 m3/s.Néanmoins, ce Partiteur, source d’approvisionnement exclusive du CMRG, est lui-même régulé par le Barrage-réservoir de Péligre qui se trouve à 70 km plus en amont sur le fleuve de l’Artibonite. En termes hydrauliques, nos travaux ont d'abord examiné la situation du réservoir de Péligre. Alors qu'au moment de la construction il était initialement prévu d’y stocker 607 Mm3, il ne reste plus aujourd'hui qu'à peine 40% de cette capacité utile, en raison des dépôts sédimentaires qui se sont constitués année après année derrière le barrage.Cette sédimentation spectaculaire (due à l’érosion des bassins versants amont fort dégradés), combinée aux déficits pluviométriques, provoque en période d’étiage une rareté d’eau, des lâchers insuffisants et donc des déficits en eau utile envoyée en amont de ce Partiteur de Canneau. Cela impacte significativement le réseau d’irrigation aval, dont le CMRG. Nos travaux ont montré que la situation est d'autant plus critique que les débits eux-mêmes, en amont comme en aval du Partiteur, sont en fait très mal connus et devraient faire l'objet d'approches méthodologiques plus rigoureuses que celles déployées sur site actuellement.Aussi, face à ces constats, de nouvelles règles de distribution de l’eau s’imposent, pour continuer à irriguer et espérer obtenir un rendement agricole acceptable (souhaitable).Notre travail s'est ainsi donné pour objectif de contribuer à la mise en place des nouvelles règles de gestion de l’eau (répartition) au sein du réseau d’irrigation alimenté par le CMRG, pour continuer à fournir l’eau à l’irrigant en quantité acceptable (et connue). Cette amélioration de gestion a été envisagée à la fois en amont et en aval de ce réseau d’irrigation, particulièrement en ses différents nœuds-clés (Canal principal et Canal secondaire).La démarche méthodologique adoptée pour relever ce défi majeur s’appuie notamment sur un système d’information hydro-morpho-sédimentaire actualisé et de qualité. Il s’agit d’une base de données, riche en observations de hauteurs d’eau (lues aux stations limnimétriques), vitesses de surface au flotteur, champs de vitesse explorés au moyen d’un courantomètre et en données bathymétriques et granulométriques des tronçons des canaux étudiés, appréciées respectivement au moyen d’un GPS différentiel et du tamisage à sec.Les résultats fort encourageants obtenus permettent d'acquérir une meilleure compréhension du système et une amélioration particulière du réseau d’irrigation en rive gauche du Partiteur de Canneau. En s’appuyant sur les historiques de sédimentation du Lac-réservoir de Péligre (de 1960 à 2016), nous présentons un document de synthèse sur la sédimentation du Lac-réservoir de Péligre. Ce document met notamment en exergue le taux de sédimentation sévère de ce dernier (5.47 Mm3/an), qui continue d’augmenter encore aujourd’hui, ainsi que les conséquences de celui-ci sur les débits turbinés et la disponibilité de l’eau en amont du Partiteur de Canneau.Nous mettons également en évidence les formes irrégulières (Lit-non prismatique) des tronçons des canaux étudiés, via une vue axonométrique des profils en travers (issus de l’étude bathymétrique) des canaux d’irrigation en terre battue étudiés. Puis, nous présentons de manière détaillée le caractère très hétérogène des dépôts sédimentaires de ces derniers, à partir d’une analyse des représentations en Log-Probit des résultats du tamisage, construites au moyen du logiciel GrandPlots.En nous appuyant sur les mesures expérimentales des contraintes de Reynolds et des profils instantanés de vitesse (pris à intervalle de 64 ms), tirés de la base de données EPFL, nous avons montré qu’il faut absolument travailler dans les 18% inférieurs de la colonne d’eau (z/h<0.18) et en mode déficitaire, dans un écoulement turbulent comme celui-là, pour extraire de façon représentative et pertinente une pente expérimentale u*/, comme indicateur de u*.À l’issue d’un examen détaillé de la distribution verticale de la vitesse au canal secondaire FNE, nous validons un DMLWL (Dip-Modified-log-wake-law) à la fois en amont et en aval du réseau. Nous montrons que ceci permet de modéliser le Dip-phenomenon observé systématiquement au sein des profils explorés in situ. Nous proposons une relation entre le coefficient d’inégale répartition de la vitesse à la verticale αv (de Prony) et l’aspect ratio (W/h) pour tout le réseau d’irrigation étudié ; ceci afin d’obtenir une vitesse débitante (Ū), simplement à partir d’une prise de vitesse au flotteur, dans l’axe central d’écoulement.À partir des débits quantifiés à la section de référence du CMRG, via l’équation de continuité (Q=AŪ), nous fournissons un Abaque, diagramme à 3 entrées (débit (Qp), charge amont (H0) et ouverture de vanne (hv)), permettant aux vanniers de connaitre les débits au pont de fer correspondant aux différentes ouvertures de vanne et celui pour lequel le trop-plein (retour des eaux excédentaires vers le fleuve de l’Artibonite) commence à fonctionner.À l’égard des opérateurs locaux et gestionnaires du système, nous mettons enfin à disposition, des méthodes/outils simples et efficaces leur permettant de quantifier finement le débit au Canal principal en amont ainsi qu’au canal secondaire en aval, simplement à partir d’une mesure de hauteur d’eau (h) et de vitesse de surface au flotteur (Us). |
