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Institut international d’ingénierie de l’eau et de l’environnement L3 – Evaluat

Institut international d’ingénierie de l’eau et de l’environnement L3 – Evaluation du cours barrage en terre Décembre 2009 à x heures à Kamboinsé Documents autorisés (durée : trois heures) 1°) Qu’est ce que le coefficient de ruissellement ? Donnez la valeur estimée raisonnable de ce coefficient de ruissellement à Ouagadougou. Quelle quantité d’eau pluviale va se retrouver dans un marigot sur le plateau mossi. Exprimez cette quantité dans les trois unités suivantes : - le millimètre - le l/s/ha de bassin versant - le m3/km² de BV et par an Quelle est l’unité la plus commode pour les projets de barrage ? 2°) A Akosombo, le débit spécifique est estimé à 2,8 l/s/km². Calculez le module moyen annuel à Akosombo (en m3/km² de BV et par an). Vérifiez la cohérence avec votre estimation raisonnable du module moyen annuel à Ouagadougou, dans la partie supérieure du bassin de la Volta. 2,8 10-3 m3/s/km² 88 000 m3/km²/an 4°) Il est tombé 263 millimètres d’eau en quelques heures le 1er septembre 2009 à Ouagadougou. Quelle est votre opinion sur ce phénomène ? Qu’est-ce qu’une loi normale ? Quel est le nom du savant attaché à cette loi ? La courbe est-elle parfaitement symétrique autour de la moyenne ? Comment situez vous la pluie et la crue du 1er septembre 2009 à Ouagadougou par rapport à cette loi normale ? La loi normale ou loi de Gauss est une des lois de probabilité les plus communes lorsqu’on observe des nombres aléatoires dans le domaine du réel. Elle donne la probabilité qu’un évènement soit atteint ou dépassé. La probabilité est un chiffre adimensionnel variant de 0 à 1. Lorsqu’un phénomène aléatoire suit une loi de Gauss (exemple : la pluviométrie à Ouagadougou, ou la taille des Burkinabè), la courbe est parfaitement symétrique autour de la moyenne. Les événements de fréquence rare (par exemple les pluies décennales) sont symétriques par rapport à la moyenne. Si la pluie décennale sèche est inférieure de 200 mm à la moyenne, alors, la pluie décennale humide est supérieure de 200 mm à la moyenne. 5°) Selon vous cette crue a-t-elle pu être laminée ? Si oui, pourquoi ? Sinon pourquoi ? Dressez sur le même graphe l’onde de crue classique avant et après laminage (pour une petite crue) puis le même graphe pour une crue exceptionnelle en durée et en volume. 6°) Existe-t-il un ou des réseaux de mesure des débits sur petits bassins (BV < 100 km²) dans la sous-région ? Comment fait-on pour estimer le débit de la crue de projet dans un petit BV. Décrivez les méthodes historiques. Décrivez les méthodes simplifiées plus récentes. Avec quelle précision (environ) peut-on déterminer la crue de projet sur petit bassin versant ? Quelles conclusions en tirez-vous pour le calcul de l’évacuateur de crue ? Non. On essaie de l’évaluer en utilisant les données connues et fiables pour les grands bassins versants. Traditionnellement la méthode RODIER AUVRAY permettait d’estimer la crue décennale ; au moyen d’abaques permettant un calcul rapide. La formule de Korhogo a prouvé son efficacité par comparaison avec Rodier Auvray et a été validée par la construction d’une centaine de petits barrages dans la sous-région. 7°) Décrivez les caractéristiques principales des sols ferrugineux tropicaux. Pourquoi sont-ils fertiles ? Pourquoi la latérite rouge est-elle un excellent matériau pour construire les barrages en terre ? 8°) Donner dix activités économiques et sociales générant des valeurs ajoutées directes, indirectes ou induites, entraînées par la construction d’un petit barrage en terre dans un village. Les barrages en terre favorisent-ils la biodiversité ? Pourquoi le riz est-il la base de l’alimentation de l’humanité (Production mondiale = 1 milliard de tonnes de paddy par an). Pourquoi la culture du riz est-elle en plein essor dans la sous région Afrique de l’ouest ? Riz ; maraîchage, alimentation en eau du bétail, pêche, pisciculture, fabrication de briques en banco ou en ciment, lessive, vaisselle, hygiène corporelle et bains, eau potable dans les puisards à l’aval, tourisme, désenclavement routier. L’eau brute en abondance est aussi nécessaire que l’eau potable venant des forages. 10°) Quels sont les deux régimes d’écoulement des eaux de surface ? Indiquer si le passage d’un des régimes à l’autre est continu ou discontinu. Qu’est ce que le ressaut hydraulique ? Pourquoi l’érosion est elle toujours régressive ? L’écoulement fluvial et l’écoulement torrentiel. Le passage de l’écoulement fluvial à l’écoulement torrentiel est continu. Le passage de l’écoulement torrentiel à l’écoulement fluvial est discontinu. Il y a formation d’un ressaut hydraulique. Le ressaut hydraulique est un phénomène tourbillonnaire qui apparaît lorsqu’un cours d’eau passe d’un régime torrentiel au régime fluvial. Le ressaut permet la dissipation de l’énergie cinétique acquise par l’eau en écoulement torrentiel (vitesses rapides et faibles profondeurs). Le ressaut assure la transition vers le régime fluvial caractérisé par des vitesses lentes et des profondeurs supérieures. 11°) Donner la loi de l’énergie par seconde (donc la puissance) à dissiper dans un ressaut hydraulique, pour un débit Q en m3/s et une hauteur de chute H (en m). Vous exprimerez le résultat en kW (c’est une puissance, et non un travail ou une énergie). Comment peut-on lutter de manière économie contre l’érosion régressive dans le chenal et pour la dissipation de l’énergie dans le bassin. P = Q Ro g H (avec Q = débit, Ro = masse volumique de l’eau, g = accélération de la pesanteur et H = hauteur de chute 12°) Quelle pente faut-il conseiller pour les talus des petits barrages en terre ? Quels sont les nombreux avantages de prévoir une risberme sur le talus aval ? Les pentes conseillées sont au moins de 2,5 de base pour 1 de hauteur. Sans risberme, le talus aval est conseillé à 3 de base pour 1 de hauteur. La risberme permet : - un second passage routier - une meilleure résistance du talus aval à l’érosion pluviale - une meilleure accessibilité pour assurer l’entretien et la maintenance (en particulier pour boucher les ravines créées par l’érosion pluviale) - une meilleure imperméabilité du barrage car allonge la ligne d’écoulement des eaux souterraines dans le corps du barrage en partie inférieure Calculer le volume de la risberme du barrage standard (hauteur 5 mètres, pente des flancs 1,5 %), cote de la risberme : 3 mètres par rapport au fond du marigot coté aval. Largeur de la risberme : 3 mètres. Pente du talus amont, du talus aval du barrage et de la risberme : 2,5 de base pour 1 de hauteur. 13°) Définir brièvement ce qu’est la notion d’aménagement intégré de bassins versants ? Faut-il aller vers une stratégie globale et pluridisciplinaire pour la construction des barrages en terre ? La notion d’aménagement intégré de bassin versant a-t-elle un rapport quelconque avec la notion de « développement intégré » ? 14°) Quand plusieurs barrages sont établis en cascade sur un marigot et ses affluents, lister tous les impacts des barrages les uns sur les autres dans toutes circonstances et dans tous les domaines… débits liquides, solides, crues, etc… 15°) Quels sont les polyèdres qui permettent de décomposer un barrage et de calculer facilement le volume de la digue. Donnez la formule de leurs volumes. Pour les deux talus amont et aval, vous prendrez trois de base pour un de hauteur. 16°) Vous êtes nommé Premier ministre de votre pays. - indiquez votre nationalité - citez quelques barrages existants dans votre pays. Estimez l’impact de ces ouvrages sur le développement économique et social de votre pays. - quelle politique de barrages (petits, moyens et gros) vous mettriez en place, si vous étiez Premier ministre de votre pays ? - quels seraient les grands objectifs de votre politique ? - quelles seraient vos priorités : irrigation ? production hydro-électrique ? autres ? - quels moyens pensez vous pouvoir mobiliser ? Coefficient : 1 point par question de 1 à 15 (notes 0, 0,5 ou 1) 5 point pour la question 16 Soignez la rédaction, la concision, l’argumentation de toutes les questions qualitatives, c'est-à-dire sans calcul. Les illustrations, schémas, courbes, graphiques, etc… sont bienvenus, s’ils sont pertinents. uploads/Litterature/ evaluation-barrage.pdf