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UNIVERSITE D’ANTANANARIVOUNIVERSITE D’ANTANANARIVOUNIVERSITE D’ANTANANARIVOUNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DDEEPPAARRTTEEMMEENNTT HHYYDDRRAAUULLIIQQUUEE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR

PPRROOJJEETT DDEE RREEHHAABBIILLIITTAATTIIOONN EETT DD’’EEXXTTEENNSSIIOONN DDUU QQUUAAII CCOOSSTTEE DDUU

PPOORRTT DDEE MMAAHHAAJJAANNGGAA

Présenté par : RAZAFINTSALAMA Landivola Promotion 2005

PPrroojjeett ddee rrééhhaabbiilliittaattiioonn eett dd’’eexxtteennssiioonn dduu qquuaaii CCoossttee dduu ppoorrtt ddee MMaahhaajjaannggaa HHyyddrraauulliiqquuee

- 2 - EESSPPAA PPrroommoottiioonn 22000055

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT HYDRAULIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR

PPRROOJJ EETT DDEE RREEHHAABBII LLII TTAATTII OONN EETT DD’’ EEXXTTEENNSSII OONN

DDUU QQUUAAII CCOOSSTTEE DDUU PPOORRTT DDEE MMAAHHAAJJ AANNGGAA

Président du Jury : Mr. RAMANARIVO Solofomampionona

Rapporteur : Mr. RAKOTOSON Serge Lala

Encadreur : Mr. RAKOTO David

Membres du Jury: Mr. RANDRIAMAHERISOA Alain

Mr. RANDRIANARIVONY Charles

Date de soutenance : 03 Août 2006

Présenté par : RAZAFINTSALAMA Landivola

PPrroommoottiioonn 22000055



Déclaration sur l’honneurDéclaration sur l’honneurDéclaration sur l’honneurDéclaration sur l’honneur

Je soussignée RAZAFINTSALAMA Landivola, auteur de ce mémoire intitulé « Projet

de réhabilitation et d’extension du quai Coste du port de Mahajanga » déclare sur l’honneur

que :

∼ Ce document est le résultat de mes recherches personnelles, travaux qui n’ont pas été

publiés ;

∼ Dans cet écrit, je n’ai pas copié, ni reproduit les œuvres d’autrui ;

∼ Conformément à l’usage en matière de travaux destinés au public, j’ai précisé à partir

de la bibliographie les ressources exactes des extraits et documents exploités.

Fait à Antananarivo le 3 Août 2006

Signature



RREEMMEERRCCIIEEMMEENNTTSS

Ce mémoire de fin d’études n’a pas pu être réalisé sans l’aide et l’appui de plusieurs personnes

dont nous tenons à présent à leurs exprimer notre reconnaissance et notre gratitude car leur

contribution a été capitale dans la réalisation de ce travail, notamment à :

∼ Mr. RAMANANTSIZEHENA Pascal

Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique de l’Université d’Antananarivo et

Enseignant chercheur qui a pris ses responsabilités pour la présentation de ce travail pour

l’obtention de notre diplôme d’ingéniorat ;

∼ Mr. RAMANARIVO Solofomampionona

Chef du département Hydraulique de l’ESPA, Président du Jury et enseignant

chercheur, qui nous a guidé depuis notre entrée dans le département et qui a bien voulu eu l’honneur

de présider notre soutenance ;

∼ Mr. RAKOTOSON Serge Lala

Ingénieur – consultant de la SOMEAH – SOGREAH et notre rapporteur, qui par sa

connaissance a pu nous guider et aider dans la réalisation de ce mémoire de fin d’études, sans ces

conseils avisés nous n’aurons pas pu l’élaborer, nous lui offrons notre reconnaissance éternelle;

∼ Mr. RAKOTO David

Enseignant chercheur à l’ESPA et notre encadreur, qui en plus de nous avoir enseigner

nous a encadré durant ce travail, nous le remercions pour sa bienveillance et sa patience malgré tout ;

∼ Mr. RANDRIANARIVONY Charles

Enseignant chercheur à l’ESPA, qui a bien voulu eu l’obligeance d’évaluer notre

mémoire dont les remarques et les conseils nous aiderons dans l’avenir ;

∼ Mr. RANDRIAMAHERISOA Alain

Enseignant chercheur à L’ESPA, qui a bien voulu nous honorer de sa présence afin

de nous faire part de ces critiques et conseils avisés ;



∼ A Mr. RABARY Jean Germain de l’APMF qui a eu l’obligeance de nous donner tous les

documents nécessaires pour les recherches ;

∼ A ma famille de leur présence et leur soutien ;

∼ A mes amis de leur soutien et leur aide précieuse ;

∼ A toutes les personnes qui, de près ou de loin, ont participé à l’élaboration de ce mémoire.

Grand merci à tous !



SSOOMMMMAAIIRREE

PPAARRTTIIEE II :: CCOONNTTEEXXTTEE GGEENNEERRAALL……………………………………………………………………………………………………………………………………1122

CChhaappiittrree 11 :: DDeessccrriippttiioonn ddee llaa zzoonnee dd’’ééttuuddee……………………………………………………………………………………………………………………………………..1122

CChhaappiittrree 22 :: NNoottiioonn ddee ppoorrtt…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....1177

PPAARRTTIIEE IIII ::

LL’’HHYYDDRRAAUULLIIQQUUEE MMAARRIITTIIMMEE EETT LLEESS PPRRIINNCCIIPPEESS GGEENNEERRAAUUXX DD’’AAMMEENNAAGGEEMMEENNTT PPOORRTTUUAAIIRREE..………………2277

CChhaappiittrree 11 :: LL’’hhyyddrraauulliiqquuee mmaarriittiimmee lliiééee àà ll’’aamméénnaaggeemmeenntt ppoorrttuuaaiirree………………………………………………………………………………2277

CChhaappiittrree 22 :: UUnn aamméénnaaggeemmeenntt ppoorrttuuaaiirree………………………………………………………………………………………………………………………………………………4433

CChhaappiittrree 33 :: LL’’eennvvaasseemmeenntt dduu ppoorrtt…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....4499

PPAARRTTIIEE IIIIII :: LLAA CCOONNCCEEPPTTIIOONN EETT LLEE DDIIMMEENNSSIIOONNNNEEMMEENNTT DDEESS DDIIVVEERRSS OOUUVVRRAAGGEESS………………………………....5522

CChhaappiittrree 11 :: LLeess éélléémmeennttss ffoorrmmaanntt llee qquuaaii CCoossttee…………………………………………………………………………………………………………………………..5522

CChhaappiittrree 22 :: LLee ddiimmeennssiioonnnneemmeenntt ddeess éélléémmeennttss dduu qquuaaii…………………………………………………………………………………………………………5555

PPAARRTTIIEE IIVV :: EETTUUDDEE EECCOONNOOMMIIQQUUEE DDUU PPRROOJJEETT…………………………………………………………………………………………………………7700

CChhaappiittrree 11 :: LLee ccooûûtt dduu pprroojjeett……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....7700

CChhaappiittrree 22 :: JJuussttiiffiiccaattiioonn ééccoonnoommiiqquuee……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7744

PPAARRTTIIEE VV :: EETTUUDDEE DD’’IIMMPPAACCTT EENNVVIIRROONNNNEEMMEENNTTAALL....………………………………………………………………………………………………7788

CChhaappiittrree 11 :: LLaa zzoonnee dd’’ééttuuddee…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7788

CChhaappiittrree 22 :: LLeess ééttuuddeess dd’’iimmppaaccttss………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………8800

CChhaappiittrree 33 :: LLee ppllaann ddee ggeessttiioonn eennvviirroonnnneemmeennttaall eett llee ppllaann ddee ssuuiivvii………………………………………………………………………………....8888



LL II SSTTEE DDEESS TTAABBLL EEAAUUXX Tableau 1 : Pluviométrie moyenne de 1961 à 1990……………………………….14

Tableau 2 : Vitesses mensuelles moyennes de 1961 à 1990………………………14

Tableau 3 : Caractéristiques géotechniques du sol…………………………………16

Tableau 4 : Exemples de types de navires circulant à Mahajanga…………………26

Tableau 5 : Les valeurs des pressions dues à la marée…………………………….42

Tableau 6 : Evolution du trafic ……………………………………………………47

Tableau 7 : Production en tonnes par an des produits agricoles…………………..47

Tableau 8 : Production annuelle des denrées halieutiques………………………...48

Tableau 9 : Classement des types de transport solides ……………………………49

Tableau 10 : Les types de surcharges d’un port……………………………………..58

Tableau 11 : Mode de calcul des armatures pour la poutre de couronnement ……...67

Tableau 12 : Devis d’installation……………………………………………………70

Tableau 13 : Devis sur la démolition, le terrassement, le déblai et le remblai……..70

Tableau 14 : Devis sur les rideaux de palplanches………………………………….71

Tableau 15 : Devis sur la poutre de couronnement…………………………………71

Tableau 16 : Devis sur les accessoires du quai……………………………………..71

Tableau 17 : Devis sur le terre – plein………………………………………………72

Tableau 18 : Devis sur le talus en enrochements……………………………………72

Tableau 19 : Devis sur les divers réseaux…………………………………………..72

Tableau 20 : Coût du projet…………………………………………………………73

Tableau 21 : Evolution du trafic de 1998 à 2005……………………………………74

Tableau 22 : Evolution du trafic des principaux produits de 2000 à 2005………….74

Tableau 23 – a : Evolution du trafic des conteneurs en tonnes……………………….75

Tableau 23 – b : Evolution du trafic des conteneurs en nombre d’unité……………..75

Tableau 24 : Prévisions du trafic portuaire…………………………………………76

Tableau 25 : Les impacts environnementaux positifs………………………………81

Tableau 26 : Les impacts environnementaux négatifs……………………………...82



LL II SSTTEE DDEESS FFII GGUURREESS Figure 1 : Les dimensions usuelles d’un navire………………………………………25

Figure 2 : Le cycle d’une marée de type semi – diurne régulier……………………...29

Figure 3 : Exemple de roses de courants de marées…………………………………..33

Figure 4 : Exemple de diagrammes de vitesses des courants de marées………………34

Figure 5 : Diagrammes des pressions sur un mur vertical…………………………….40

Figure 6 : Diagrammes des pressions dues aux marées sur un écran vertical…………41

Figure 7 : Diagrammes des contraintes des sols……………………………………….56

Figure 8 : La zone d’ancrage…………………………………………………………..59

Figure 9 : Les principaux mouvements d’un navire……………………………………64

Figure 10 : Les types d’amarres…………………………………………………………65

Figure 11 : Les caractéristiques des armatures d’une section rectangulaire…………….67

Figure 12 : Le glissement du talus en enrochement……………………………………..69



LL II SSTTEE DDEESS AABBRREEVVII AATTII OONNSS

APMF: Agence Portuaire Maritime et Fluviale

BCEOM: Bureau Centrale d’Etude d’aménagement Outre - Mer

BRGM: Bureau de Recherches Géologiques et Minières

BMMEM: Basse Mer Mortes Eaux Moyennes

BMVEM: Basse Mer Vives Eaux Moyennes

CM: carte marine

COMAMA: Compagnie Malgache de Manutention

CV: chevaux

HMK : Harbour Mobil Krane

LHM : Liebherr Harbour Mobil

ME: mortes eaux

NGM: Nivellement Général de Madagascar

PMMEM: Pleine Mer Mortes Eaux Moyennes

PMVEM: Pleine Mer Vives Eaux Moyennes

SEMS: Société d’Entreprise Multi – Service

SHOM: Service Hydrographique et Océanographique de la Marine

SIF : Société Internationale Française de la mécanique des sols et de la géotechnique

SIRAMA: Siramamy Malagasy

SOCOTA: Société de Coton

SOGREAH : Société Grenobloise d’Aménagement Hydraulique

SOMEAH : Société Malgache d’Aménagement Hydraulique

VE: vives eaux

ZH: zéro hydrologique



LL II SSTTEE DDEESS AANNNNEEXXEESS Annexe 1 : Hydraulique maritime…………………………………………………….93

Annexe 2 : Calcul des coefficients de poussée et de butée……………………………94

Annexe 3 : Calcul de la résultante de la poussée et de la butée des terres…………....94

Annexe 4 : Calcul des surcharges……………………………………………………..95

Annexe 5 : Calcul des moments des palplanches……………………………………..98

Annexe 6 : Dimensionnement du tirant et du contre – rideau………………………..100

Annexe 7 : Calcul des armatures de la poutre de couronnement……………………..101

Annexe 8 : Dimensionnement du talus………………………………………………..102

Annexe 9 : Les plans…………………………………………………………………..103

Plan de situation ………...........................…………………………….104

Plan de localisation……………………………………………………105

Plan de la coupe géotechnique………………………………………..106

Plan des aménagements – vue en plan………………………………..107

Plan des coupes types rempiétement et extension du quai Coste……..108



Introduction

Les océans recouvrent près de 75% de la surface du globe, c’est l’un des meilleurs moyens de

communication. Ils contribuent activement à l’évolution et au développement d’un pays. C’est aussi un des

grands moyens de transports pour des produits de grande quantité. Madagascar a plus d’opportunités que

beaucoup d’autres pays parce qu’il fait 5000 km de côtes, elle est la troisième île la plus grande après

l’Australie et le Groenland.

Les navires et les ports sont les outils de cette voie de communication. Les navires pour le transport

et les ports pour les débarquements et le stockage des différents produits transités.

Nous savons pertinemment que les eaux marines sont des eaux toujours en « mouvement » c'est-à-

dire que ses déplacements dépendent surtout de la position des astres et de la circulation des vents. Selon la

position des astres les eaux sont en marée basse ou en marée haute et selon les vents la hauteur des houles

sont données, mais en plus de cela, il y a aussi la fréquence et l’intensité des cyclones dont on doit tenir

compte.

Les ports servent surtout d’abri pour les navires pendant le déroulement des opérations

commerciales, c’est un plan d’eau que nous aménageons pour permettre aux bateaux d’effectuer sans

anicroche leur débarquement, leur réparation, le chargement, le déchargement, etc.

Le port de Mahajanga est le deuxième port le plus important du pays, par son trafic, après celui de

Tamatave. A présent, ses infrastructures n’arrivent pas à compenser les échanges, ainsi la république de

Madagascar a investi dans la réhabilitation et l’extension de ce port et tout cela en collaboration du

Ministère des Transports, de l’Agence Maritime Portuaire et Fluviale ainsi que des compagnies privés

comme la SOMEAH - SOGREAH.

Actuellement, la république de Madagascar innove ses ports pour promouvoir les échanges de

marchandises qui maintiennent l’économie de la grande île.



PPPPPPPPAAAAAAAARRRRRRRRTTTTTTTTIIIIIIIIEEEEEEEE IIIIIIII :::::::: CCCCCCCCOOOOOOOONNNNNNNNTTTTTTTTEEEEEEEEXXXXXXXXTTTTTTTTEEEEEEEE GGGGGGGGEEEEEEEENNNNNNNNEEEEEEEERRRRRRRRAAAAAAAALLLLLLLL

CCHHAAPPII TTRREE II :: DDEESSCCRRII PPTTII OONN DDEE LL AA ZZOONNEE DD’’ EETTUUDDEE

1 – Localisation et description 1 . 1 – La ville de Mahajanga

Mahajanga se situe dans la partie Nord Ouest de la grande île. Elle abrite près de 2 000 000 d’habitants natifs de l’île et de l’étranger, le taux de croissance est égale à 2.9%. Elle est la plus grande ville de la côte et est chef lieu de la province de Mahajanga qui regroupant près de 21 sous préfectures. Elle s’étend sur 150125 km² Ses coordonnées sont :

∗ Latitude : 15° 44’ Sud ∗ Longitude : 46° 19’ Est ∗ Altitude moyenne: 36 m

Le relief est assez diversifié car nous avons des plaines côtières alluvionnaires et des plateaux semi – arides avec des paysages de savanes.

Le réseau hydrographique est composé de la Betsiboka, la Mahavavy, la Mahajamba et la Sofia.

1 . 2 – Le port de Mahajanga

Le port se situe au débouché en mer du fleuve Betsiboka c'est-à-dire en aval du fleuve dans la baie de Bombetoka. Ses coordonnées sont :

∗ 15° 45’ Sud de latitude ∗ 46° 20’ Est de longitude

La baie de Bombetoka est formée par l’embouchure de la Betsiboka qui est l’un des plus grands fleuves de Madagascar. La partie de l’estuaire, située au Nord de la ligne joignant la pointe Maroloha à la pointe Besisika est considérée comme formant cette baie. Sa longueur est de 30 km et sa largeur varie de 5 à 15 km.

Le port de Mahajanga est constitué par le port aux boutres et un port de 586 de quai accostable, une digue, une brise lame, des hangars, des aires de stockage et des divers outillages.

Le premier quai est le quai des Goélettes de 133 m de long. Ensuite, la première partie des cinq quais débute par le quai Orsini mesure 154.5m. La deuxième extension est le quai Barriquand construit en 2 phases, il fait 180 m de

long et à peu près de 10 m de large. La première phase fut construite en 1950. Elle est affectée à la pêche, elle mesure 120m. La seconde phase fut construite en 1972. Elle est, par contre, faite pour les opérations commerciales de bornage et utilisée par les caboteurs.

Le quai Vuillemin mesurant 154 m, fut construit en 1950. Le quai Coste, que l’on va élargir, mesure à l’origine 95.4 m et fait un angle de 157°

avec le quai Vuillemin. Enfin vient le nouveau quai qui a été inauguré en 2003. Il s’agit de l’extension de

l’ancien quai Moriceau, il rejoint le quai Vuillemin et le quai Barriquand.



La digue Schneider mesure 540 m et part du rivage en direction de l’Ouest, un peu au Nord de la pointe d’Anorombato.

La brise lame de 1000 m de longueur se trouve à 500 m au Nord Est de la pointe Anorombato. Elle sert à abriter le port en eau profonde de Mahajanga, malencontreusement, le plan d’eau a été rapidement ensablé.

Les chenaux d’accès sont ceux du Nord Est et du Nord Ouest et la passe d’Amponjy.

2 – Activités économiques Mahajanga, une ville très active, participe beaucoup à l’économie de l’île grâce notamment à la pêche. En effet, les sociétés comme la Somapêche et la Réfrigepêche se consacrent exclusivement à cette activité. Particulièrement, l’élevage de crevette entrepris par l’Aqualma constitue une des sources de revenu car leurs produits circulent dans le monde. Leur production est de 9684 tonnes en 1994 à 13774 tonnes en 1998. Les activités sont diversifiées dans la ville, on peut y trouver une usine de textile comme la SOCOTA. Puis, le tourisme tient également un rôle important grâce à la présence du fameux baobab qui est le symbole de la ville, aux réserves naturelles de Namoroka (Soalala), d’Ankarafantsika et aux Tsingy de Bemaraha qui sont classés patrimoine mondial et aussi aux anses et aux criques d’Ambondro – Ampassy et d’Anjajavy. La province vit grâce aux échanges commerciaux de l’import – export dans le port. Les échanges de marchandises sont dès lors très lucratifs et simples. L’agriculture tient une place dans son économie, surtout la riziculture. Marovoay est une des zones productrices de riz. Après le riz c’est la canne à sucre, produit par la SIRAMA qui montre des chiffres comme 25000 tonnes de sucre par an dont les 28 % sont exportés. Il y a le secteur secondaire qui est aussi en grande expansion par exemple la cimenterie d’Ambonio qui a produit en 1994 près de 3985 tonnes et en 1998 près de 5799 tonnes. Enfin, l’une des activités à ne pas négliger, est l’exploitation minière. 3 – Types de réseaux de transport En premier lieu, il y a le transport maritime. Madagascar comprend 5000 km de côtes. Ce réseau tient une place énorme car c’est l’un des meilleurs moyens pour favoriser les échanges des marchandises de grande quantité (de l’ordre de la tonne).

Pour le réseau routier, il a pour but de ramener vers l’intérieur ou l’extérieur de l’île, les marchandises.

Le réseau aérien, dont l’aéroport est à Amborovy. L’avion est un moyen de transport rapide mais le problème repose sur le fait qu’il ne peut transporter que des marchandises de faibles quantités et c’est un marché très onéreux notamment par le coût de son carburant.

Le réseau ferroviaire est à présent l’un des principaux concurrents du transport maritime car il commence à s’infiltrer dans plusieurs régions de l’île notamment l’entreprise Madarail qui monopolise le transport des marchandises sur les chemins de fer. Actuellement, elle met en place le transport des personnes et le coût du transport est moyen. Enfin, le réseau fluvial qui est un réseau minoritaire, car seules les pirogues et les embarcations traditionnelles peuvent traverser les fleuves. Par exemple, le canal des Pangalanes qui est navigable seulement sur quelques tronçons.



4 – Collecte des données de base 4 . 1 – Données climatologiques 4.1.1 – Températures et humidité relative

Madagascar se situe dans une zone tropicale. On y distingue deux types de saisons : ∼ La saison sèche et froide, la température moyenne est de 22°C. ∼ La saison chaude et humide, la température moyenne est de 32°C. ∼ La température moyenne annuelle est de 27°C. ∼ L’humidité relative moyenne dans l’année est 70%.

4.1.2 – Pluviométrie

La hauteur moyenne annuelle est de 1600 mm. Les précipitations ne sont pas régulières. Entre le mois de Mai et Septembre, le régime des précipitations est faible par rapport au mois de Janvier qui peut atteindre une hauteur de 500 mm.

Le tableau suivant donne les valeurs des précipitations mensuelles moyennes de 1961 à 1990 : Tab.1 Mois Janv. Fév. Mars Av Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Pmoy (mm)

401.7 385.9 196.3 69.7 8.6 0.7 1.8 22.9 22.3 19.9 118.0 278.2

N 17 16 12 4 1 1 1 1 1 2 6 13 N : nombre de jour de pluie. Source : Service de recherche de la météorologie

4.1.3 – Vents Les principaux vents dominants sur l’île sont les alizés et les moussons.

De Juin à Août, le régime des vents, sur les côtes de Madagascar, est sous la dépendance de l’alizé de Sud Est. Mais sur la côte Ouest, le régime de l’alizé est moins net, mais néanmoins reconnaissable, le Sud Est constitue la direction prédominante du vent en Juillet. En octobre, sur les côtes de Mahajanga, les faibles vents soufflant du Sud Est se sentent mais ce sont les vents du Nord Ouest qui prédominent.

Le tableau suivant présente les vitesses moyennes mensuelles de 1961 à 1990 : Tab.2

Mois Janv. Fév. Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct. Nov. Déc. Vitmoy (m/s)

3.4 3.4 3.1 2.8 3.1 3.6 3.9 4.2 4.2 4.5 4.2 3.4

Source : Service de recherche de la météorologie

La vitesse maximale observée est de 14 m/s. Les pressions de vent pour l’île, selon le règlement français NV65 modifiée 99 correspondant aux zones cycloniques, sont :

∗ Vent normal : 120 daN/m² pour un vent de 44m/s ∗ Vent extrême : 210 daN/m² pour un vent de 58 m/s



∗ Coefficient du site : 1.0 pour les sites assez bien protéger. Les vents limites pour l’utilisation des engins de manutention est de 23 m/s. Les

charges de vent et de courant sont prises en compte dans les charges d’amarrage, appliquées sur les bollards.

Or Mahajanga n’est pas un site à cyclone.

4 . 2 – Données topographiques Le port est situé dans la baie de Bombetoka, il est en rade c'est-à-dire qu’il est bien protégé des grandes houles venant du large par son emplacement mais malheureusement l’accès au port est difficile. La ville de Mahajanga s’étend sur la pente de la colline de Rova. Dans l’intérieur Sud de la baie, l’estuaire largement envasé de plusieurs cours d’eau forme la partie intérieure du port de Mahajanga, à l’Est et au Sud Est de la ville.

Le niveau de référence altimétrique de l’étude est le zéro des Cartes Marines (0 m CM) qui se situe à 3.004 m en dessous du zéro du Nivellement Général de Madagascar (0 m NGM). Dans le reste de ce document, toutes les côtes seront exprimées par rapport au zéro des cartes marines ou zéro hydrographique. 4 . 3 – Sédimentologie L’évolution temporelle de la sédimentation montre un déplacement des engraissements depuis le parallèle de Boanamary, période 1824 – 1891, au parallèle de Mahajanga, période 1891 – 1956. A présent, il arrive jusqu’ à l’aval de Mahajanga. Les alluvions se sont déposées en majeure partie en aval de Mahajanga dans la baie de Bombetoka, puis au fur et à mesure du comblement, celles – ci ont franchi le détroit de Mahajanga pour se déposer immédiatement aux abords du port et de la zone des chenaux. Il serait chimérique de croire que le port de Mahajanga pourrait recevoir des navires de tirant d’eau supérieur à 6m. La zone où les quais sont implantés est une zone de remous des courants de marée, elle favorise les conditions de sédimentation. 4 . 4 – Géotechnique Les reconnaissances ont été réalisées par la SIF en 1976 et BRGM en 1996, le dossier de référence que nous utilisons pour ce projet a été faite par la SOMEAH – SOGREAH en 1997.



Les caractéristiques géotechniques du sol sont : Tab.3 Côte en mCM Nature γh

(kN/m3) γd (kN/m3)

Court terme Long terme φ (°) Cu

(kPa) φ (°) Cu

(kPa) -0.50 à -3.00 Vase et déchets

organiques 16 8 0 20 15 5

-3.00 à - 6.00 Sable moyen à grossier

18 11 25 8 30 0

-6.00 à -8.00 Sable fin argileuse 18 11 25 8 30 0 -8.00 à -14.00 Argile sableuse

compacte 18 11 25 8 30 0

-14.00 et plus Substratum 21 15 0 50 0 50 4 . 5 – Bathymétrie Les données bathymétriques recueillies montrent que les profondeurs dans l’ensemble de la baie diminuent d’année en année à cause de l’érosion du bassin versant du fleuve Betsiboka. Les accès au port sont les chenaux Nord Est et Nord Ouest dont les profondeurs sont maintenues par des dragages. Les côtes varient selon le quai. Pour le quai Barriquand, à l’origine la côte devant quai est de -1.00 mZH et actuellement elle fait 0 à 0.65 mZH. Pour le quai Vuillemin, la côte de fond devant quai est de -1.00 à +0.41 mZH. Pour le quai Coste, les fonds varient de +1.5 à -0.72 mZH.



CCHHAAPPII TTRREE II II :: NNOOTTII OONN DDEE PPOORRTT

1 – Les différents types de port Un port est un plan d’eau aménagé pour faciliter aux navires d’amarrer près des côtes. Il permet aussi le chargement et le déchargement des marchandises, les échanges commerciaux, le débarquement des personnes selon les normes de sécurité. Son principal rôle est de protéger ce plan d’eau contre l’agitation de la mer. 1 . 1 – Les types de ports selon leur fonction

• Les ports commerciaux, comme son nom l’indique, sont faits pour les échanges commerciaux, mais ils peuvent servir parfois pour la pêche, la construction ou la réparation navale et pour la navigation de plaisance.

• Les ports militaires, sont soit des ports en rade abritée d’assez grande dimension pour permettre aux vaisseaux de faire des manœuvres d’évitage rapidement et aussi de se disperser. Soit ils sont dans les mêmes infrastructures que les ports commerciaux abritées par des ouvrages extérieurs comme les digues.

• Les ports de pêche sont réservés à la pêche et se consacrent aussi à la commercialisation des produits halieutiques.

• Les ports de plaisance sont de faible importance car le trafic est moindre. Pour les deux derniers types, Madagascar n’en possède pas beaucoup.

1 . 2 – Les types de ports selon leur situation géographique • Les ports extérieurs consistent à aménager un plan d’eau artificiel soit en

gagnant sur la mer soit en gagnant la terre par des dragages. En mer ouverte, ce genre de port est établi dans les recoins d’anfractuosités naturelles, dans les secteurs plus ou moins abrités, de rade, de baie, d’estuaire ou de golfe, devant des plages qui ne réfléchissent pas les houles, derrière les hauts fonds qui cassent les houles en profondeur.

• Les ports intérieurs sont la plupart du temps des ports fluviaux. Ce sont aussi des ports construits à l’intérieur des terres en bordure des fleuves, parfois, dans le fleuve ou érigés dans des lagunes et étangs en communication avec la mer. Ils peuvent bénéficier d’un avant – port. Le plan d’eau aménagé est souvent naturel dans ce cas – ci.

• Les ports construits dans les rades abritées (plan d’eau abrité) sont des ports militaires, des postes pour le trafic des hydrocarbures, des postes à passagers ou à marchandises diverses avec transbordement sur engins flottants.

• Les ports au large sont des ports « îlots » c'est-à-dire qu'ils ne sont pas liés au rivage et comportent des postes protégés. Ils peuvent servir de lieu de stockage ou d’accueil d’usines polluantes.

Pour la construction d’un plan d’eau naturel c'est-à-dire un plan d’eau qui ne s’agite pas, on choisit en mer ouverte un plan d’eau à l’abri d’une île ou d’un haut fond.



1 . 3 – Les types de ports selon les dispositions

Les ports sont à : • jetée principale parallèle à la côte avec traverse perpendiculaire à la rive. • jetées parallèles et perpendiculaires au rivage. • jetées convergentes. • jetées convergentes couvertes par une brise lame isolée en mer.

Si ces quatre modes ne suffisent pas, on dispose d’un avant – port. Un avant – port est l’entrée du port au fond d’un plan d’eau moins protégé.

Les ports de Madagascar sont : Port long – courrier principal : Toamasina Ports long – courriers secondaires : Mahajanga, Antsiranana, Toliara. Ports de cabotage principaux : Taolagnaro, Manakara, Mananjary, Morombe, Morondava, Nosy – Be, Vohémar. Ports de cabotage secondaires : Analalava, Antsohihy, Antalaha, Maintirano, Sainte – Marie, port de Saint – Louis. 2 – Les conditions d’implantation d’un port Un port est un lieu de flux, ainsi, il peut se développer ou se modifier. Pour sa construction, il réclame des besoins économiques assez grands mais il offre beaucoup de possibilités à ne pas négliger. La création d’un port nécessite un rassemblement de types de données (données topographiques, données géologiques, données bathymétriques, données climatologiques, données marines).Une des premières conditions concernant l’implantation d’un port est le maintien des profondeurs. Effectivement, une diminution de profondeur provoquera une progression du déferlement des grandes houles. L’implantation dépend aussi de la géomorphologie du sol sous – marin. La géologie du sol conditionne la forme et le type d’ouvrage à installer sur le site. Ensuite, pour les passes et les chenaux d’accès, celles – ci doivent avoir une largeur d’au moins égale à la longueur d’un gros navire. Quant à ses profondeurs, elles doivent réserver l’effet de déjaugeage causé par la houle ; la surprofondeur doit toujours dépasser 0.30m (pied du pilote) et atteindre 1 m à 1.50 m en site moyennement exposé et 2 m en site exposé aux fortes houles. Nous rappelons qu’un port est un lieu de « stationnement » des navires. L’agitation peut endommager celui – ci. En effet, l’agitation ne doit pas dépasser 1.50 m à 2 m dans la passe d’accès, 1 m dans l’avant – port et 0.60 m dans les bassins et au droit des quais. L’agitation résiduelle devant un quai à parement continu pouvant être admise est de 0.80 m car le laminage de la lame d’eau compris entre l’ouvrage et la muraille du navire constitue un amortisseur entre le quai et la coque. Si la longueur du navire est très différente de la longueur d’onde de la houle, l’agitation admissible peut être plus importante que l’amplitude limite susceptible de compromettre la tenue d’un navire contre des points d’appui isolés. La passe doit être orientée de manière à ce que le vent soit à l’avant du navire ; sa largeur doit être égale à la longueur du plus gros navire entrant dans le port. Il convient



d’éviter dans la mesure du possible les dispositions obligeant le navire à remonter et traverser le lit du vent, et imposant des accostages en « vent arrière ». 3 – Les conditions d’exploitation d’un port L’aménagement portuaire est soumis à des conditions d’exploitation pour qu’ils subsistent plusieurs années et qu’ils nécessitent des moindres réparations. Prenons le cas d’un navire qui entre avec une certaine vitesse et un certain angle dans la passe pour garder une capacité de manœuvre suffisante. Pour cela, il faut que la passe soit assez large, au moins égale à la longueur du plus gros navire susceptible d’entrer au port. Cela est une condition pour les navires qui arrivent avec un vent arrière. Quant aux outillages, il faut respecter leurs caractéristiques pour ne pas surcharger le quai et pour les utiliser selon les conditions climatiques. La disposition des ouvrages ne doit en aucun cas nuire à la manœuvre des navires et doit tenir compte des courants traversiers. 4 – Les conditions de maintien des profondeurs L’établissement ou l’entretien des profondeurs nécessite toujours un grand investissement. La mer est un milieu en mouvement qui agit sur les fonds.

4 . 1 – Cotes sans cheminement littoral prédominant

Ce sont des côtes où arrivent des houles dont la direction est sensiblement normale à la

ligne du rivage. Elles sont soumises à de faibles houles obliques ou encore des houles de

provenances diverses dont les transports solides se compensent. Les transports solides sont de deux types. Le transport se fait soit par charriage soit en suspension. Il arrive souvent que ces deux phénomènes viennent ensemble. Sans un courant littoral important, le déplacement des matériaux suit le profil de la côte. Le transport solide ne peut être supprimé. Des précautions sont alors prises en compte comme par l’implantation au large de la zone de déferlement des musoirs ou des chenaux d’accès pour que les matériaux solides entraîner par les houles n’envahissent pas l’avant – port ou les passes d’entrée du port. Cette disposition évite le franchissement de la barre par la navigation, lorsque, le port est implanté sur une côte de galets de pente faible comportant un large plateau continental. Les digues sont souvent fondées à faible profondeur sans atteindre la zone de déferlement.

Ce sont surtout les matériaux fins en suspension qui sont quasiment impossible à arrêter. Leur transport est favorisé par les courants locaux qui les emmènent dans les zones abritées.

En cas de tempête, l’entretien de la profondeur nécessite un dragage ou la construction de fosses de garde sans que celles – ci favorisent le transport.

Pour les côtes avec courant littoral important, les dragages sont inévitables. L’avant – port doit être construit dans une zone parcourue de courants de circulation

continus car il se forme dans cette zone un site calme qui est favorable pour les dépôts.



4 . 2 – Côtes avec cheminement littoral important Ce sont des côtes soumises à des houles obliques dont certaines provenances sont plus fréquentes que d’autres ou correspondent à des houles de fortes amplitudes. Le transport de matériaux se fait dans le sens de la propagation des houles dominantes. Les ouvrages extérieurs interrompent le courant de transport solide. Ainsi, il y a un amassement de matériaux en amont de l’ouvrage, ce qui est inévitable. Sans un courant littoral important, seules les houles rétablissent le transit littoral interrompu, mais avec un courant littoral important, les matériaux cheminent devant l’accès du port, où ils forment des dépôts. Le port retient au maximum l’accumulation des dépôts solides pour retarder les dragages, sans y provoquer une érosion du rivage en aval du port.

Les ouvrages servent aussi de protection des zones de fonctionnent des engins de dragages. Afin de permettre à ceux – ci de travailler dans les meilleures conditions et à tout moment pour maintenir la profondeur. La construction des ouvrages extérieurs est établie de manière à ce qu’ils rejettent ou reportent les matériaux grâce à l’action de la houle à quelque distance du large.

Les côtes à courants littoraux importants facilitent le rétablissement du transit littoral que nous pouvons dévier selon le tracé des ouvrages. Autrement dit, le transit peut s’effectuer à une distance de l’entrée du port car l’existence des courants littoraux permet de rechercher un tracé des ouvrages en utilisant ceci. Si le transport se fait en suspension, le tracé des ouvrages doit éloigner ce transport loin de l’entrée du port. Le mieux est de tracer des ouvrages constituants une avancée relativement importante sur le rivage et rejetant vers le large la majeure partie du transport littoral. Mais si le transport se fait en suspension et par charriage, le risque d’entraînement et de dépôt à l’intérieur des ports est moindre, ainsi les ouvrages seront de faible longueur.

La suppression totale des transports solides est impossible, ce qui fait que nous avons recours aux dragages. On peut diminuer le flux des solides grâce à la disposition des ouvrages. Par exemple, la disposition des digues convergentes pour un renforcement des courants littoraux qui atteignent leur maximum d’intensité au droit de la passe, mais cette disposition provoque des courants de balayage à l’intérieur du port entraînant et déposant des matériaux fins dans la zone abritée. Ou encore l’utilisation des courants de chasse, dont le principe consiste à l’établissement de deux jetées parallèles où se concentrent les courants, elles sont construites jusqu’à une profondeur dépassant la zone de charriage littoral, afin que les courants côtiers et les houles du large s’exercent. Les vitesses doivent être dans les limites de vitesses de chasse pour ne pas éroder les berges et le fond.

5 – Aperçu du port de Mahajanga Nous rappelons que en plus du port aux boutres, le port de Mahajanga est composé de cinq quais où les chalands et caboteurs s’accostent. Il est muni de signaux et de feux, des hangars, des terre – pleins, des aires de stockage.



5 . 1 – Les quais 5.1.1 – Le quai ORSINI Le quai est la première extension du port aux boutres, construite en 1934, il fait 154.5 m de long. C’est le premier quai de batelage. Sa structure est composée de maçonnerie de moellons pour la partie supérieure c’est à dire de la côte +6.50 mZH à +2.0 mZH, sur une largeur de 3 m. Il est fondé sur un talus en enrochements pour des fonds variant de +2.0 mZH à -2.0mZH et sur des blocs artificiels en béton non armé pour des fonds supérieurs à -2.0 mZH. Actuellement, il ne présente pas de problèmes structurels graves, mais il est malheureusement mal entretenu. Près de la moitié de la surface du parement n’est plus protégée par la couche de béton de ragréage projetée lors des derniers travaux de réhabilitation. La maçonnerie est soumise directement aux agressions mécaniques et chimiques, les pierres sont déchaussées et localement tombées. Il existe alors des risques de détérioration rapide. 5.1.2 – Le quai VUILLEMIN Le quai Vuillemin a été construite en 1950 et mesure 154 m faisant un angle de 157° avec le quai Coste. Sa largeur est environ de 10 m. C’est un quai sur pieux. Les dalles s’appuient sur des poutres longitudinales et transversales, elles mêmes posées sur deux files de pieux. Les pieux avants sont en béton armé avec un diamètre de 1.25 m et les pieux arrières sont composés de deux poteaux de section carrée de 0.40 m x 0.40m espacés de 0.60 m avec un écartement d’axe en axe de 7 m. Les dalles en béton armé du quai reposent sur ce réseau de poutres et forment une maille de 7 m x 7 m avec une épaisseur de 35 cm. Elles se prolongent dans le plan horizontal sur 1.85 m en arrière de l’axe de la file de pieux arrières et se terminent par une retombée d’environ 1.5 à 2 m permettant de retenir les matériaux du terre – plein. 5.1.3 – Le quai BARRIQUAND Le quai de mesure 180 m de long et 10 m de large. C’est un quai sur pieux en béton armé. Il est supporté par deux rangées de poteaux qui sont des pieux battus en acier remplis de béton ou de béton armé. La transition poteau par dalle est assurée par des chapiteaux en béton armé

Le quai est séparé du quai Vuillemin par un plan incliné et un terre – plein. Il a été construit en deux phases. La plus ancienne est la partie aval du quai, de 120 m de long. Le quai a pour rôle de recueillir les bateaux de pêche dans le cadre de la concession de Somapêche. Sa structure est basée sur deux files de pieux liaisonnées par des poutres en béton armé longitudinales, des poutres en béton armé longitudinales arrières, des poutres en béton armé transversales et de la dalle en béton armé collaborant qui s’appuie sur une file de pieux avants en béton armé de diamètre 1.25 m et une file arrière constituée de deux poteaux en béton armé de section carrée de 0.4 m x 0.4 m espacés de 0.6 m. Quant à la deuxième phase, c’est la partie amont qui fait 60 m de long. Ce quai est utilisé pour les opérations commerciales de bornage et sert d’amarrage à quai des caboteurs.



Sa structure est basée sur deux files de pieux liaisonnées par des poutres longitudinales avants en béton armé qui sont aussi avec la poutre de couronnement ce que nous appelons magistrales, des poutres en béton armé longitudinales arrières, des poutres transversales en béton armé et de la dalle en béton armé collaborant qui s’appui sur deux files de pieux métalliques de diamètre 0.925 m remplis de béton et d’écartement d’axe à axe de 7 m. La dalle repose sur un réseau de poutres formant une maille de 7 m x 7 m et d’épaisseur égale à 0.40 m, elle se prolonge sur 1.85 m en arrière de l’axe de la file de pieux arrières et se termine par une retombée sensiblement égale à 1.5 à 2 m permettant de retenir les matériaux constituants le terre – plein. Le quai est ancré dans le sol par une nappe de tirants de diamètre Φ = 80 mm fixée sur la retombée et liée à des plaques de 4 m² environ. Il n’existe pas de dalle de transition entre la dalle du quai sur pieux et le terre – plein. La dalle est recouverte de sable grossier, mais à l’origine, elle était recouverte de 10 cm de béton maigre et de 10 cm de béton bitumineux. La manutention est réalisée par des anciennes grues de chantier sur chenilles. L’ensemble des marchandises traitées est conditionné en break bulk : sacheries, cartons, palettes, fûts, etc. Les dimensions sont : Pour la poutre de couronnement : 0.60 m x 1.10 m avec une portée de 7 m. Pour les magistrales : 1.10 m x 1.30 m avec une portée de 7 m. Pour les poutre en béton armé longitudinales : 0.40 m x 0.80 m Pour les poutres en béton armé transversales : 0.60 m x 1 m. Les dimensions de la dalle en béton armé du quai Barriquand I et les principales dimensions de la structure sont les mêmes que celles du quai Barriquand II. 5.1.4 – Le quai COSTE C’est un quai en palplanches, sa longueur est de 95.4 m. Sa structure est composée d’un rideau de palplanches métalliques. Elle n’est pas alignée dans le prolongement du quai Orsini dont il déborde de 7.5 m, ni dans celui du quai Vuillemin. Le terre – plein au droit du quai est majoritairement occupé par des hangars et des magasins. Il est composé aussi de rideau en palplanches métalliques en arrière d’une file de pieux supportant la poutre de couronnement.

Sa structure résulte d’un premier rempiétement d’un ancien quai en maçonnerie sur une centaine de mètres et remplacée par un quai en palplanches métalliques. Il se raccorde au quai Orsini d’un retour de 7.5 m. Il résulte aussi d’un second rempiétement (pouvant s’apparenter à un renforcement de la structure) de ce quai après avoir constaté des dégradations importantes de sa structure. Cette dégradation est surtout due à la surexploitation lors de la mise en hors service du quai Vuillemin pour le déchargement des conteneurs par les opérateurs du fait de son état général. 5.1.5 – Le nouveau quai Il se situe entre le quai Vuillemin et le quai Barriquand. Il a été inauguré en 2004. C’est un quai sur pieux et fait 172m de long. Ce nouveau quai a été construit surtout pour les conteneurs et augmenter les aires de stockage.



Cette zone est caractérisée par de mauvaises conditions géotechniques dues à la présence de vase consolidée. Sa structure n’est pas différente du quai Vuillemin. Il est fondé sur deux files de 26 pieux métalliques de 0.90 m de diamètre. Les pieux sont ancrés dans le sol entre les côtes -5 et -16.50 mCM selon la qualité du substratum marno – calcaire. Il est muni d’un terre – plein de 12000 m3 et d’un plan incliné de 85 m de long. Les quais Vuillemin, Coste, Orsini et le nouveau quai servent surtout à l’exploitation des conteneurs. Tandis que le quai Barriquand est plutôt réservé à la pêche et au cabotage. 5 . 2 – Les chenaux d’accès Les principaux chenaux d’accès à l’intérieur de la baie de Bombetoka sont celui du Nord Ouest et celui du Nord Est. Le chenal Nord Est est l’accès au port des navires venant de l’Est, par la route côtière ou après avoir franchi l’une des passes extérieures dans le Nord Est. Il présente l’inconvénient de livrer un passage très près des fonds de moins de 10m de l’extension vers le Sud Est du banc du Narcissus, et ceux de l’extension vers le Nord Ouest du banc côtier du Nord de la pointe Anorombato. Les navires font route sur le relèvement à 194° du phare de la pointe Anorombato puis sur le relèvement à 217° du massif de Kandrany. Il y a lieu de veiller à rester loin du bord du banc du Narcissus à l’Ouest et la roche Antsahambingo à l’Est. Cette route rejoint le chenal du Nord Ouest au mouillage. Le chenal du Nord Ouest est la route normale pour les navires venant de l’Ouest. Il peut être utilisé par les grands navires venant par la passe d’Ampajony. Les navires passant entre la partie Nord du banc du Cavalier à l’Ouest et le banc du Narcissus à l’Est prennent ensuite l’alignement à 132° des deux balises lumineuses conduisant au mouillage. Le point de mouillage est indiqué en relèvement et à une distance du phare de la pointe de Sable. Le plan d’eau peut convenir à 4 navires de fort tonnage avec un rayon d’évitage de 300m et à 3 navires de faible tonnage avec un rayon d’évitage de 180 m. Dans la manœuvre d’approche du mouillage, il faut se méfier des courants violents, surtout en jusant et pendant la saison des pluies où les matinées sont généralement calmes. Mais durant l’après midi, une brise légère se lève et provoque une petite houle clapoteuse qui peut aller jusqu’à interrompre les opérations commerciales. La passe d’Ampajony est une passe de 6 m de large entre les bancs du Marinier et de l’Euralys, elle doit être prise dans l’Ouest du haut – fond situé au milieu de la passe et marqué par une bouée d’atterrissage en tenant à 182° le massif de Katsepy. 5 . 3 – Les terre – pleins Les terre – pleins des quais sur pieux sont situés en arrière et ceux des quais sur palplanches sont en arrière des magistrales, leurs dimensions sont relatives. Le nouveau quai possède 12000 m3 de terre – plein pour le stockage des marchandises et l’emplacement des conteneurs après avoir être soulevés par des grues. Les terre – pleins sont reliés aux voies de communication de la ville de Mahajanga.



5 . 4 – Les outillages et hangars Les outillages sont en grande partie des appareils de levage. Pour l’ensemble du port, il existe : une grue de chantier à chenille, des grues sur pneu comme le GOTTWALD HMK 140, des grues mobiles sur pneu comme le LHM 150 et d’autres encore. Elles déchargent les navires de leurs marchandises et de leurs conteneurs. Il existe aussi des chariots élévateurs qui portent les conteneurs vers les aires de stockage. Les grues sont soit à moteur, soit à vapeur. Quant aux matériels flottants, nous avons enregistré : des remorqueurs de 100CV , des remorqueurs de 120 CV , des remorqueurs de 175 CV , des remorqueurs de 200 CV , des remorqueurs de 300 CV , plusieurs chalands de 100 tonnes en acier et des chalands de 80 tonnes en acier. Les terre – pleins, hangars et voies de circulation se répartissent comme suit : Quai Orsini…………………………………………………………..20000 m² Quai Vuillemin………………………………………………………15000 m² Quai Barriquand……………………………………………………..15500 m² Quai Coste…………………………………………………………...11000 m²

Dans lesquels les voies de circulation couvrent 16500 m² dont 5000 m² environ sont revêtues et les hangars comptent près de 18600 m². Les hangars se décomposent comme suit : Hangar A (Ouest) : 5250 m² (50 m x 105 m) Hangars E et F : 9100 m² (2 x 35 m x 130 m) Hangar D : 3150 m² (35 m x 90 m) Hangars B et C : 1120 m² (2 x 15.80 m x 35.60 m) Ces hangars sont à ossatures métalliques. Les surfaces de roulement sont en mauvais état et l’éclairage est presque inexistant. 5 . 5 – Les signalisations La station de signaux la plus importante est le phare sur la pointe de sable [15°43.5’ Sud – 46°18’ Est]. C’est une tour blanche avec une coupole noire et un mât de signaux. Elle est haute de 9m. En plus de ce phare, il existe une bouée rouge à voyant cylindrique. Les vigies sont les phares de la pointe de Katsepy [15°43’ Sud – 46°14’ Est] et la pointe Anorombato [15°43’ Sud – 46° 18’ Est]. Le phare de Katsepy est une tour blanche avec une bande noire et une coupole noire, elle est haute de 36 m, elle se situe dans la partie Ouest de la pointe. Quant à celle de la pointe d’Anorombato, c’est une tour blanche avec une bande noire et une lanterne noire, elle est haute de 9 m. Elle se situe à l’extrémité Ouest de la colline du Rova. A 20 m dans le Nord Nord Ouest de Mahajanga, il existe une bouée d’atterrissage rouge et blanche à voyant en X et à réflecteur radar, lumineuse, elle marque le haut – fond de la passe d’Ampajony.

Au Sud Ouest, dans la partie Sud du banc du Narcissus, une tête de 2.7 m est marquée par une bouée rouge, lumineuse, à voyant cylindrique et à réflecteur radar. L’extension du banc vers le nord est marquée à l’ouest par une bouée rouge à voyant cylindrique et à réflecteur radar, mouillée à 7.2 m et à 347° du phare de Katsepy.



Dans la partie Sud de l’estuaire formant l’intérieur de la baie, l’île Verte porte la balise lumineuse antérieure de l’alignement du chenal Nord Ouest.

La pointe de Besisika [15°50’ sud – 46°22’ Est], qui limite au Sud le côté Est de la baie de Bombetoka. Elle est marquée par la balise antérieure de l’alignement d’accès.

6 – Le trafic maritime du port de Mahajanga 6 . 1 – Le trafic

Le trafic du port de Mahajanga s’effectue surtout sur rade car il n’est pas un port en eau profonde. Ce qui fait qu’il n’y a que les caboteurs et les chalands qui peuvent accéder au quai à condition que le niveau d’eau soit supérieur ou égal au niveau moyen. Le trafic total du port de Mahajanga est de l’ordre de 190 000 tonnes, dont les 60% au moins se fait sur rade et le reste à quai. Les opérations s’effectuent principalement le jour. Sur rade, le rythme moyen de chargement serait de 500 t à 800 t par jour, 700 à 800 t pour la sacherie et exceptionnellement 900 t à 1000 t par jour. Les marchandises passent par le quai, il n’y a pas de bord à bord sur rade. 6 . 2 – Les types de navires Il existe plusieurs types de navires dont les catégories sont subdivisées selon leurs fonctions. Les dimensions usuelles d’un navire sont définies suivant la figure ci – dessous.

Fig 1 Quelques types de navires : ∼ Les caboteurs sont des petits bateaux qui ont pour fonction de transporter des

marchandises, ils peuvent aussi servir de remorque. Ils travaillent surtout près des côtes car leur tirant d’eau est assez faible.

∼ Les chalands sont des bateaux à fond plat pour le transport des diverses marchandises. ∼ Les pétroliers sont des bateaux spécifiques pour le transport des hydrocarbures. ∼ Les paquebots sont des navires qui servent de transport pour les personnes.

Largeur (B)

franc-bord (f )

tirant d'eau (t )

Cr eux

Longueur entre perpendiculaires (Lpp)

Longueur hors-tout (L)

0

b

Source : ROM 0.2



∼ Les porte – conteneurs sont des bâtiments qui ont pour fonction d’embarquer des conteneurs, ils peuvent porter jusqu’à 4600 conteneurs.

∼ Les navires de pêche sont les chalutiers, les thoniers ou les baleinières. ∼ Transporteurs de gaz sont des bâtiments spéciaux résistant à une assez grande pression,

ils transportent par exemple du gaz naturel liquide ou du gaz de pétrole liquide, les méthaniers sont des navires spécifiques pour le méthane.

∼ Les vraquiers sont des navires qui transportent des minéraux, des grains ou du charbon. Ces navires sont à moteur, mais il existe des bateaux à voiles qui sont faites seulement

pour la distraction. Voici un tableau qui donne les caractéristiques de quelques navires circulant dans le port de Mahajanga : Tab.4 Nom du navire Type Longueur hors tout Tirant d’eau Employeur Chaland I Chaland 31.5 1.06 Manutentionnaire Chaland II Chaland 31.5 1.06 Manutentionnaire Chaland III Chaland 31.5 1.06 Manutentionnaire Véga 11 Chalutier 29.13 2.6 SOMAPECHE St Sébastien Chalutier 25.4 2.9 REFRIGEPECHE St Vincent Chalutier 25.4 2.9 REFRIGEPECHE Antaly Chalutier 22.97 2.55 - Jonobo Chalutier 28.10 2.661 - Ste Anne Chalutier 20.85 3.169 - 7 – Les problèmes liés au port de Mahajanga Le plus grand problème du port de Mahajanga est l’envasement continuel, ce qui nécessite un dragage régulier surtout dans les chenaux d’accès. Or, les dragages sont conditionnés par le coût et la possibilité de fonctionnement des engins. En résumé le maintien des profondeurs est difficile. Les chalands peuvent facilement s’échouer en marée basse ce qui réduit encore le temps de travail. La dispersion et le non alignement des quais qui réduisent la capacité de réception des navires et qui rendent parfois difficile les manœuvres. Ensuite, l’entretien des quais est faible par manque de moyens. Le manque totale d’éclairage pour le bon fonctionnement du quai car dès que la nuit tombe toutes les activités s’arrêtent. Enfin, l’insuffisance des signaux et de balisage pour l’accès au port à cause surtout de la variation des profondeurs dans les chenaux. Ainsi que le manque de contrôle venant de l’erreur humaine.



PPPPPPPPAAAAAAAARRRRRRRRTTTTTTTTIIIIIIIIEEEEEEEE IIIIIIIIIIIIIIII:::::::: LLLLLLLL’’’’’’’’HHHHHHHHYYYYYYYYDDDDDDDDRRRRRRRRAAAAAAAAUUUUUUUULLLLLLLLIIIIIIIIQQQQQQQQUUUUUUUUEEEEEEEE MMMMMMMMAAAAAAAARRRRRRRRIIIIIIIITTTTTTTTIIIIIIIIMMMMMMMMEEEEEEEE EEEEEEEETTTTTTTT LLLLLLLLEEEEEEEESSSSSSSS PPPPPPPPRRRRRRRRIIIIIIIINNNNNNNNCCCCCCCCIIIIIIIIPPPPPPPPEEEEEEEESSSSSSSS

GGGGGGGGEEEEEEEENNNNNNNNEEEEEEEERRRRRRRRAAAAAAAAUUUUUUUUXXXXXXXX DDDDDDDD’’’’’’’’AAAAAAAAMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNAAAAAAAAGGGGGGGGEEEEEEEEMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNTTTTTTTT PPPPPPPPOOOOOOOORRRRRRRRTTTTTTTTUUUUUUUUAAAAAAAAIIIIIIIIRRRRRRRREEEEEEEE

CCHHAAPPII TTRREE II :: LL ’’ HHYYDDRRAAUULL II QQUUEE MM AARRII TTII MM EE LL II EE AA LL ’’ AAMM EENNAAGGEEMM EENNTT

PPOORRTTUUAAII RREE.. 1 – Les données de base La mer est un milieu en mouvement. Elle est soumise à différentes actions. Ces actions sont dues soit aux conditions atmosphériques, soit aux effets mécaniques extérieures. C'est-à-dire ;

• Les actions du vent et de la chaleur provoquent un déplacement d’une partie du milieu. Ce sont des courants constants et parfois imprévisibles.

• Un mouvement oscillatoire à période plus ou moins grande fait apparaître à la surface de l’eau de mer, une suite continue d’ondulation se propageant en lignes parallèles de façon sensiblement uniformes vers les côtes. L’ensemble de ce mouvement est appelé la houle qui est formée par plusieurs vagues. Leur période varie de 3 s à 20 s

• Un mouvement oscillatoire de période 6h à 12h se traduit par des variations périodiques du niveau de la mer, lesquelles sont d’origine astronomique, nous l’appelons marée.

1.1 – Les marées La marée est un mouvement périodique de la mer. Elle est sous la dépendance de la loi générale de l’attraction Newtonienne car la sollicitation d’un astre de masse M à la distance r de la terre est proportionnelle à M/r3. Elle est alors due à l’action combinée de la Lune et du Soleil. Or, l’action engendrée par la Lune est plus importante que l’action du Soleil à cause de sa position par rapport à la Terre. La force qui engendre le phénomène de marée est la force vectorielle entre la force d’attraction appliquée sur le point et la force d’attraction exercée sur le centre de la terre où s’équilibrent les forces d’attraction et les forces centrifuges. La constante gravitationnelle qui définit l’attraction entre deux unités de masse par unité de distance est :

M

grK

²=

La hauteur de la marée varie en fonction du temps et de l’espace. La période dépend de la position de ces deux astres dont les jours, pour le Soleil, sont de 24 h et pour la Lune de 24h50mn. Ces astres suivent un déplacement orbital et une rotation qui font que leurs positions par rapport à la Terre entraînent des périodes plus ou moins longues. Ainsi, nous avons:

• La période semi – diurne qui correspond à la moitié du jour lunaire qui fait 12 heures 25 minutes ;

• La période diurne qui correspond à un jour lunaire moyen c'est-à-dire 24 heures 50 minutes ;

• La période de Vives Eaux et de Mortes Eaux qui correspond à 14 jours 18 heures.



De par la diversité de la durée du jour des deux astres, leurs positions relatives varient journalièrement. Ainsi, lorsque les deux astres sont en conjonction (les deux astres sont dans le même alignement) ou en opposition (les deux astres sont dans le même alignement que la Terre mais de part et d’autre, c'est-à-dire différentes de 180°), leurs actions sont concordantes et l’amplitude de la marée atteint le maximum. Par contre, si elles sont en quadratures (elles forment un angle de 90°), les actions sont plus faibles et l’amplitude passe par un minima. Les syzygies (conjonction et opposition) donnent les périodes de Vives Eaux et les quadratures, les périodes de Mortes Eaux avec une périodicité de 14 jours et 18 heures entre deux Vives Eaux successives. Cette période correspond à une révolution synodique où la durée entre deux conjonctions successives est de 29 jours 12 heures et 22 minutes. L’action d’un astre est au maximum lorsqu’elle est au périgée (point le plus proche de la Terre) sur son orbite et dans le cas contraire s’il est à l’apogée (point le plus éloigné). Si la Lune est au périgée lors d’une conjonction, elle sera lors d’une opposition à l’apogée et inversement. La période entre deux passages consécutifs de la lune au périgée est de 27 jours 2 heures et 39 minutes (révolution anomalistique).

Pendant six mois de l’année, les Vives Eaux de conjonction sont les plus fortes. Ensuite pendant deux mois, leurs forces correspondent à celles de l’opposition de la syzygie. Et pendant les mois qui restent, les marées de Vives Eaux d’opposition sont les plus fortes. La période de fluctuation est de 430 jours. L’action des astres en syzygie est au maximum lorsque le Soleil passe aux intersections de l’équateur et de l’écliptique c'est-à-dire pendant les équinoxes. Elle est au minimum pendant les solstices. La période correspondante est de 6 mois.

Pendant la période chaldéenne ou Saros qui est de 18 ans, les astres et leurs orbites sont très sensiblement dans les mêmes positions relatives. Cette périodicité correspond à celle des années actives c'est-à-dire pendant les marées de fortes amplitudes et à des années passives pendant lesquelles les grandes Vives Eaux sont moins fréquentes. La période entre le maximum et le minimum d’activité est de 9ans.

Les types de marées sont : • Marée semi – diurne régulière, elle comporte deux pleines mers et deux basses

mers en 25 heures. Exemple : la mer du Nord, la Manche. • Marée semi – diurne irrégulière avec des différences importantes d’amplitude

entre deux pleines mers consécutives. Exemple : la mer de Saigon dans le Pacifique, l’Océan Indien.

• Marée diurne avec une basse mer et une pleine mer en 24 heures. Exemple : la mer de Bangkok, la mer de Copenhague.

• Marée mixte, tantôt diurne, tantôt semi – diurne pour un mois considéré. Exemple : la mer de Qui-Nhon (Annam).

Les données concernant Mahajanga sont : ∼ Le type de marée est une marée semi – diurne. ∼ PMVEM : 4.80 mZH ∼ PMMEM : 3.50 mZH ∼ BMVEM : 1.00 mZH ∼ BMMEM : 2.30 mZH ∼ Niveau moyen 2.93 mZH



∼ Amplitude 3 m et 5 m en V E exceptionnelles. La mesure des marées se fait avec des appareils comme le marégraphe à « bulle », le

marégraphe à flotteur, le marégraphe Favé, le médimarimétre Lallemand. Voici un exemple de cycle de marée semi – diurne régulier:

Pleine mer

Hauteur

Maréesemi-diurne

Temps

Niveau moyen

Basse mer

O

Marnage

Amplitude

24h30mn en moyenne

(24h34mn en Vive-Eau et 25h20mn en Morte-Eau)

Montant

Perdant

B

A

Fig. 2 1 . 2 – Les houles

Les houles sont produites par l’action du vent au dessus de la surface libre qui, par leur intensité, tend à produire des ondes partantes dans la direction de ce vent. Ces ondes deviennent des houles de forme cylindrique. Le profil des lames est fortement dissymétrique, les crêtes étant couchées sous le vent et les creux allongés avec de faibles pentes. A partir d’une certaine cambrure, la crête des vagues se brise avec une formation de rouleaux d’écume donnant à la mer un aspect moutonné. Les vents à caractères d’oscillations forcées provoquent un ébranlement de la surface de l’eau qui produit des ondes libres se propageant depuis le lieu de formation de la tempête. Des ondulations plus régulières que les précédentes constituent la houle proprement dite, sur laquelle a porté la plupart des études théoriques. Les vagues sont pratiquement symétriques par rapport au plan vertical passant à mi – distance de deux crêtes. Les vagues se succèdent avec une amplitude, une longueur d’onde et de période différentes. Les mesures prises réellement montrent une certaine irrégularité relative. Il est difficile alors de caractériser les houles. Cependant pour les calculs, nous pouvons appliquer à ces houles réelles les procédés de la statistique mathématique et les lois de probabilités simples en se rattachant à la théorie des fonctions aléatoires. Les phénomènes des houles sont similaires à ceux des ondes sonores ou encore des ondes lumineuses. Il peut y avoir des phénomènes de réfraction, de réflexion, et de diffraction.

Lorsque la houle se propage par des profondeurs variables, sa longueur d’onde et son amplitude sont modifiées alors que sa période reste constante. Par exemple, près d’une île, la houle subit des concentrations qui font que son amplitude augmente. Par contre dans une baie, l’amplitude diminue avec un épanouissement de la crête.



La réfraction est due à une diminution de la profondeur relative ce qui entraîne une augmentation de sa hauteur et une diminution de sa longueur d’onde. D’où, l’augmentation de sa cambrure et la déviation directionnelle de la houle éventuellement accompagnée d’une convergence ou d’une divergence. Lorsque la houle percute une paroi verticale, il y a un phénomène de réflexion. On constate une formation de petites ondulations stationnaires appelées « clapotis », leur amplitude est sensiblement égal à deux fois celui de la houle incidente mais la période et la longueur d’onde restent les mêmes, d’où la diminution de la cambrure. Si la houle aborde la paroi sous un angle, la composition de la houle incidente et la houle réfléchit forme près de l’écran un phénomène compliqué appelé « gaufrage ». Si la paroi est fortement inclinée, il se produit une réflexion partielle avec un clapotis partiel dont l’amplitude est inférieure à celle de la réflexion totale. Le phénomène de diffraction se forme quand les houles passent à travers une passe ou à proximité d’une digue unique. La longueur d’onde et la période ne sont pas modifiées mais seul l’amplitude est modifié car plus nous nous éloignons des musoirs, plus celui – ci diminue. La houle est un phénomène ondulatoire en eau profonde. Il décrit des trajectoires fermées. A un moment donné, les vitesses des points d’une même verticale ont toutes la même direction et une intensité décroissante depuis la surface jusqu’au fond. En grande profondeur, les orbites sont circulaires et le rayon diminue exponentiellement lorsque la profondeur diminue. Par contre, en profondeur finie, les orbites sont des ellipses dont le grand axe décroît exponentiellement avec la distance à la surface libre en même temps que leur aplatissement augmente. Lorsque la houle atteint une côte inclinée, la cambrure des lames augmente jusqu’au déferlement qui se traduit par un écrasement de la vague avec une formation de bouillonnement sur la face intérieure. Les lames déferlent symétriquement sur un fond de pente faible avec un point anguleux sur la crête ; par contre sur un fond de pente raide, les lames sont dissymétriques et s’ajoutant à cela un déferlement avec une projection d’eau qui retombe en nappe. Les rouleaux de lames s’accompagnent d’une brutale libération d’énergie qui endommage les côtes ou les ouvrages. Les houles interviennent aussi dans le transport des matériaux solides, à grande vitesse, celles – ci arrachent les matériaux du fond et les mettent en suspension. Les données concernant les houles du port de Mahajanga sont :

∼ Leur direction est : Ouest Nord Ouest. ∼ La période est de 6 à 8 secondes ∼ Le creux moyen est de 0.50 m et le creux maximum est de 1.25 m ∼ Quant aux données des clapots, ils sont ci – dessous : ∼ Les directions sont : - le matin par vent de terre : Sud Est

- l’après midi par une brise de la mer : Nord Ouest ∼ Pendant la saison des pluies (brise du Nord Ouest prédomine) : les clapots sont de 30

à 50 cm pendant l’hiver austral. ∼ Les vents du Sud Est renforcent les brises du matin et produisent des clapots courts de

20 à 40 cm de creux.



Pour la mesure des houles, nous utilisons le bâton « lesté » de Froude, le houlographe à flotteur, le houlographe à contact électrique, houlographe à ultra – sons, la stéréophotographie, le houlographe à pression, le houlographe à accélérographe. 1 . 3 – Les courants Le courant est le déplacement quasi – continu des particules du fluide. Il est du :

∗ aux forces internes c'est-à-dire la pression et la pesanteur ; ∗ aux forces externes (l’action du vent, la force d’attraction des

astres) ; ∗ aux forces induites (la force de Coriolis due à la rotation de la terre

et la force de frottement interne). On distingue plusieurs sortes de courants :

• les courants de marée Ces courants sont l’état primitif de la marée au large. Ils agissent sur la forme des rivages, en se combinant avec la houle qui selon sa vitesse, active le transport des matériaux en les arrachant du fond. Les courants donnent leur forme au fond et au tracé des rivages car ils assurent le transport des solides. Les courants de marée agissent sur toute la masse du liquide. Leur intensité varie selon la profondeur, au voisinage du fond, l’intensité diminue. A des faibles profondeurs (<20m), l’intensité « u » à la profondeur « y » au dessus du fond est de la forme :

m yu =

m prend les valeurs entre 5 et 10 selon les caractéristiques du fond. L’intensité en eau profonde est au maximum. Elle est sensiblement proportionnelle à l’amplitude de la marée. Vers les côtes, la variation est plus complexe, le courant augmente mais moins vite que l’amplitude. Il est parfois proportionnel à la racine carrée de l’amplitude de la marée. Les courants sont dits alternatifs, lorsque leur direction varie peu au cours du cycle de marée et dans le cas contraire, on les appelle courants giratoires. Le courant alternatif est caractérisé par deux phénomènes que nous appelons « flot »et « jusant ». Le flot est la phase qui se produit après la marée basse et le jusant après la marée haute.

• les courants dans les fleuves et les estuaires Les courants dans les fleuves et les estuaires sont différents des courants de marins. En estuaire, les ondes sont déformées et cet état agit sur le courant. Quant aux courants fluviaux, ils dépendent de la forme du lit du fleuve et du débit.

• les courants – jets Ces courants sont dus à la présence des jets d’hélice ou des pousseurs transversaux. Ils sont négligeables par rapport à notre étude.

• les courants de seiche Ces courants sont dus aux seiches qui sont de lentes oscillations du plan d’eau dont la période varie de 1 à 10 minutes. La longueur d’onde est de l’ordre de plusieurs centaines de mètres et l’amplitude de quelques décimètres. Les seiches sont néfastes aux navires qui sont amarrés au quai, aux ouvrages flottants de faible tirant d’eau et aux ouvrages discontinus comme les pontons sur pieux. Leur particularité réside dans leur direction car ils sont tangentiels aux ouvrages massifs rectilignes. les courants de batillage Les courants



de batillage ou « d’influence » résultent de la modification des courants de marée et des courants fluviaux par la présence d’un navire. Ils se manifestent que dans des parties canalisées de section relativement faible. Ils agissent sur les ouvrages de rive, les protections des berges et sur les navires amarrés.

• Les courants de dérive Les courants de dérive sont dus à l’action du vent sur la surface de l’eau et qui se transmet jusqu’aux couches profondes. La condition est que ce vent soit « établit » pendant quelques jours. Par grands fonds (supérieur à 100 ou à 200 m), le courant est dirigé à 45° dans la direction où souffle le vent et dont la vitesse atteint 1.5 à 2% de la vitesse du vent. Dans les eaux de faibles profondeurs, il est dirigé de 20 à 25° et sa vitesse est de 5% de celle du vent.

• les courants généraux Ce sont des courants océaniques qui sont pratiquement permanents et uniformes. Ils sont dus à la variation de la pression et de la pesanteur en différents points de l’océan qui sont elles mêmes dues à la variation de la température, de densité de la masse liquide. En grande profondeur, ces courants sont sensiblement tangents aux surfaces isobariques et leur intensité est proportionnelle au gradient normal de la pression . La force de Coriolis ( )rc VmF ∧−= ω2 dévie la masse de liquide de sa trajectoire relative normale à la surface isobarique, cette même force dévie aussi par rapport à la direction du vent les courants. Dans les faibles profondeurs, les courants vont dans le sens du vent et produisent une importante variation du plan d’eau au voisinage des côtes en pente douce. Dans les très grandes profondeurs (supérieur à 200 m), l’action du vent à la surface de la mer produit des courants dont la direction en surface est sensiblement normale à la direction du vent.

dn

dp



La représentation des courants est établie par des courbes intensités en fonction du temps, par des roses de courants qui donnent d’heure en heure l’intensité et le cap ou par des cartes de courant qui a le même fonctionnement que celui du précédent.

Source : ROSA 2000 Fig. 3

Roses de courant de marée : exemples

flot

BA

-3 -2

-4

-5 -1

+6

-6

B

+5

Nord

jusant+2

PM

+4

+1

+3

A

fin du jusantétale de jusant

fin du flotétale de flot

(légèrement tournant)courant alternatif

+1-6

-3

-4

-5

PM

-2

-1

Echelle des v itesses :1 cm par noeud

+6

+5

Nord

+3+4

+2

courant tournant



Fig. 4 Les appareils de mesure des courants sont les flotteurs dérivants, les loches et moulinets. Les caractéristiques du courant aux alentours du port de Mahajanga sont :

∼ courant de flot : direction Est, intensité 0.2 à 1.1 nœuds. ∼ courant de jusant : cap Nord Ouest. Pendant la période sèche, son intensité est de 0.4

nœud et pendant la période humide, son intensité est de 2 nœuds. ∼ Devant le port, les courants sont alternatifs et peuvent atteindre 2 noeuds en période

de Vives Eaux. 2 – Notion générale d’hydraulique maritime. 2 . 1 – Etude théorique de la marée. 2.1.1 – Les théories

Selon Newton, la base est le phénomène d’attraction universelle. Selon Laplace, la marée est la somme d’un mouvement oscillatoire libre et d’un

mouvement oscillatoire dû aux astres. Selon Lord Kelvin, la marée est une superposition d’ondes élémentaires de période

égale à celle du mouvement de la Lune et du Soleil. )cos(22 nn

nn tqAA α−= ∑

2 A: amplitude de la marée An : coefficient correspondant aux différentes périodes (qnt – αn) : phase La période est de 2Tn = 2π / qn

Diagrammes V (t) de courant de marée : exemples

U = ( u,v )

U = V cos

= cap

Représentationpolaire

cartésienneReprésentation

θ = direction et sens vers lequel les courants portent

120

-5

Flot et Jusant

Vitesses

θ

90

-6

105

280

-3-4 -2PM

-1 +1

140130

170

270

+5+3+2 +4 +6

300295

350

Vitesses Jusant

Vitesses Flot

86

-6 -5

85

265

278

A

272

75

-3-4 -2

8284

68

-1

+1PM

263

264

260

+3+2 +490

+6

+5

B

Courant tournant

Heures

ou alternatif

axe principal

du courant

Courant légèrement tournant



2.1.2 – La théorie de l’onde progressive Cette théorie est comme suit, en tout point fixe, l’effet de la marée se manifeste notamment par une lente variation oscillatoire de la côte de la surface libre. L’analyse harmonique d’un échantillon significatif de marégramme confirme que cette variation temporelle résulte de la superposition d’un grand nombre d’oscillations élémentaires de périodes constantes et d’amplitudes variées et différemment déphasées selon le point considéré. La marée est considérée comme des ondes progressives se propageant dans les bassins océaniques dont la célérité est voisine de gD avec l’accélération de la pesanteur g et la profondeur D supposée grande par rapport à la hauteur de la marée dont l’expression est ci – dessous : ( ) ∑ −++=

iiiii

GVtqZth A )cos( 00

Z0 : niveau moyen de la mer A i et Gi : les constantes harmoniques de l’onde élémentaire d’indice i, respectivement l’amplitude et sa situation à Greenwich, qui ne dépendent que du port considéré. qi : la vitesse angulaire de l’onde élémentaire V0i : argument astronomique pour t = 0 de l’onde élémentaire. La période est : Ti = 2π / qi L’amplitude de la marée, pour le port de Mahajanga, est de 3m et en Vives eaux exceptionnelles, elle est de 5m. La marée influe surtout dans les conditions d’accostage à quai des navires. 2 . 2 – Etude théorique de la houle. Les houles interviennent dans la fatigue de l’ouvrage c'est-à-dire qu’elles définissent l’agitation du plan d’eau qui frappera la structure. Une houle est caractérisée par son amplitude H, sa période T, sa longueur d’onde L , sa cambrure γ, sa direction de propagation θ et sa célérité c. Considérons une houle cylindrique de génératrice horizontale perpendiculaire à un plan xOz, l’axe Ox étant horizontal et l’axe Oz vertical (sens positif vers le bas). En variables de Lagrange, les coordonnées (x, z) d’une molécule d’eau à l’instant t sont en fonction du temps t et des coordonnées à l’état de repos (x0, z0). Pour la résolution, nous aurons une onde oscillatoire progressive périodique par rapport à (t – x0/c) avec en profondeur finie, un mouvement parallèle au fond ou en profondeur infinie, un mouvement nul. La pression est égale à la pression atmosphérique à la surface libre.

Les équations du mouvement doivent satisfaire aux équations générales de l’hydrodynamique pour un fluide parfait (égalité des forces extérieures au fluide et les accélérations) et à l’équation de continuité qui traduit l’incompressibilité de l’eau.

La résolution analytique du problème exige l’hypothèse sur la distribution irrotationnelle du mouvement sur une verticale basée sur le vecteur tourbillon normal au plan xOy :

∂∂−

∂∂−=

z

u

x

w

2

1ξ

Les différentes solutions sont :



• Solution de GESTNER (Houle trochoïdale) Cette solution se rapporte à une houle rotationnelle se propageant à une profondeur

infinie. Le point P(x, z) décrit une trochoïde pour engendrer par un point P situé à une

distance

−L

bL ππ

2exp

2 du centre d’un cercle de rayon

π2

L qui roule sans glisser sur une

horizontale située sur un niveau π2

Lb + .

D’après la condition de continuité et celle de la pression constante en surface, nous aurons les termes suivant :

La période : g

LT

π2² =

La célérité : π2

gL

T

LC ==

Avec g comme accélération de la pesanteur. • Solution de STOCKES : solutions irrotationnelles de première approximation Dans cette solution, nous utilisons les variables de Lagrange. En profondeur infinie, la

solution de Stockes ne tient pas compte de la surélévation de la pointe des niveaux moyens par rapport au niveau de repos. Les résultats, en profondeur finie, sont les suivants :

=L

D

g

LT

ππ 2coth

2²

=L

Dth

gTC

ππ

2

2

D étant la profondeur du fond sous la surface libre supposée constante. De ces expressions, nous obtenons la longueur d’onde. La vitesse maximum sur le fond est horizontale et supposée parallèle au fond, son expression est la suivante :

=

L

Dsh

H

TU M π

π2

La surélévation du niveau moyen par rapport à la surface libre au repos est :

=∆L

D

L

H ππ 2coth

4

²

L’énergie transmise au cours d’une période à travers un plan vertical est :

+=

L

Dsh

L

DLgH

E t π

πρ

4

4

116

²

La cambrure limite est :

=L

Dth

ππ

γ 211

La cambrure limite au moment du déferlement est :

=L

Dth

πγ 214,0



Cette formule permet de soutirer la profondeur D en connaissant les caractéristiques de la houle déferlante. La surélévation du niveau moyen au moment du déferlement est de l’ordre de 0.2H.

Pour les houles courtes, la surélévation est égale à

≈ 3D

L qui est de l’ordre de 0.3H. Pour

les houles à longueur d’onde longue, la surélévation est de l’ordre de 9. Un excès de cambrure donne lieu à un déferlement donc une diminution de profondeur

rapide qui entraîne un déferlement. A présent nous étudierons les houles rencontrant des obstacles :

• Réflexion d’une houle sur une paroi verticale (réflexion totale) La traduction mathématique du phénomène s’obtient par la superposition des houles

avec une célérité C. La somme de ces houles conduit à un clapotis donc c’est un phénomène stationnaire à la surface libre.

• Réflexion d’une houle sur une paroi inclinée (réflexion partielle) Pour les parois inclinées d’un angle α >20° sur l’horizontale, M MICHE a montré que le

chemin de parcours d par une vague sur la pente de part et d’autre de la position de repos est donnée par l’expression :

απ

α 2sin

Hd =

La vitesse sur la rive est maximum. La cambrure limite de la houle pouvant donner un clapotis est la valeur voisine de la

relation

πα

πα ²sin2

et est voisine de 9

1pour α = 45° et

1760

1 pour α = 5°.

Par conséquent, seuls les parois de 35° peuvent provoquer des clapotis. • Réfraction de la houle

Si la houle possède une génératrice, en profondeur infinie, parallèle aux courbes de niveau du fond supposées parallèles entre elles, l’expérience montre que la propagation s’effectue sans modifications de la direction et que la période est conservée. Avant déferlement, nous supposons que l’énergie transmise au cours d’une période est constante, les caractéristiques variables H et L de la houle seront alors déterminées par des valeur connues à une profondeur donnée. Nous avons la relation suivante :

constante² =T La conservation de l’énergie :

constante=tE

Nous rappelons que la réfraction est due à une diminution de la profondeur relative donnant naissance à une augmentation de la hauteur de la houle, une réduction de sa longueur et une augmentation de sa cambrure.

• Réfraction et diffraction de la houle. Ces deux phénomènes peuvent s’associer. Quand des houles du large arrivent dans une zone où les courbes de niveau du fond ne sont plus parallèles aux crêtes de celles – ci, elles subissent des rotations tendant à établir ce parallélisme au fur et à mesure que la profondeur diminue.



Pour déterminer les caractéristiques de la houle dans ce cas – ci, nous gardons l’hypothèse précédente sur la conservation de l’énergie entre les trajectoires orthogonales aux crêtes où on suppose qu’il n’y a aucune transmission d’énergie à travers les trajectoires (les lignes de crêtes et les lignes équipotentielles sont confondues et elles sont parallèles aux lignes de niveaux supposées parallèles entre elles). Il y a alors un renforcement de l’amplitude dans la zone de convergence des orthogonaux et une atténuation dans la zone de divergence. Pour déterminer toutes les caractéristiques de la houle, il suffit d’utiliser les formules précédentes pour le cas d’une houle près d’une côte à partir des données sur la houle du large.

• Diffraction de la houle Pour déterminer l’amplitude de la houle difractée, on utilise la méthode de Larras qui s’applique à une zone de profondeur constante. On suppose que les crêtes de la houle diffractée d’un musoir sont des cercles centrés sur ce musoir, dans le cas d’une passe, les crêtes sont des ellipses homofocales ayant pour foyer les musoirs. L’amplitude en un point M située à la distance r du musoir le plus proche est :

−

++

=0

00

0 4exp

8cot

8cot

L

rgarc

HHgarc

HH M π

αππ

απ

H0 : amplitude du musoir L0 : longueur d’onde α : angle dont a tourné la crête de la houle au point M par rapport à sa direction au point O. Le calcul de l’amplitude de la houle diffractée dans un port nécessite une grande précision, car pour satisfaire la condition d’exploitation d’un port, il faut connaître si l’amplitude résiduelle au droit des ouvrages d’accostage dépasse ou non la limite compatible avec la tenue des navires (60 à 80 cm) selon l taille et la longueur d’onde de la houle. Cette agitation peut être renforcée par la présence de la réflexion sur les parois verticales. L’étude de la houle Les houles arrivant au quai sont en général des houles frontales. Nous utiliserons alors la solution de Stockes pour une profondeur finie. Pour la détermination de la longueur d’onde, nous prenons T = 7s. La côte de fond du projet est de -2mZH, D = 2.5m environ. La résolution de cette équation s’effectue par la « méthode de tir » :

=L

D

L

gT ππ

2coth

2

²

Nous séparons cette équation en deux équations, qui sont :

=

=

L

Dy

L

gTy

ππ

2coth

2

²

2

1

Ensuite nous traçons les courbes correspondantes à ce système et nous calculons graphiquement l’intersection qui correspond à la longueur d’onde. Et nous avons les résultats suivants : L = 33.475 m.



C = 5 m/s. UM = 1,04 m/s pour une houle de hauteur significative de 1.25m. ∆ = 0.08m Et = 61680.18 N γ1 = 0.139 2 . 3 – Etude théorique et expérimentale des houles réelles L’étude des houles réelles n’est pas simple. Il nécessite une prise de données successives concernant les vagues car leurs caractéristiques changent dans le temps et dans l’espace. Elles apparaissent souvent groupées en « train » comportant un certain nombre de fortes lames séparées par des lames d’amplitude moindre. D’après les constations qui ont été faites pendant une tempête, la dénivellation z (t) et t sont distribués sensiblement selon la loi de Poisson et l’amplitude suivant la loi de Rayleigh. La densité de probabilité d’une amplitude est r et est donné par la relation :

²

2

²

²exp)(

a

r

a

rrp

−=

a est la moyenne quadratique des amplitudes de N lames successives numérotées de 1 à n, son expression est :

N

aa

n

ii∑

== 1

2

²

L’avantage de cette distribution est qu’elle ne dépend que de la moyenne quadratique. Mais plusieurs lois peuvent aussi classer les efforts ou les niveaux atteints par l’eau pour des valeurs données de l’amplitude, dont la théorie statique permet de connaître la probabilité. La prévision d’une houle en un lieu donné correspond à l’application des formules empiriques comme :

• La formule de STEVENSON :

FH 5.1= H : amplitude de la houle (en pied). F : fetch, c’est l’étendu de la mer libre qui s’étend dans la direction d’où provient la houle jusqu’à la côte la plus proche (en nautical miles). 1 pied = 0.305m. 1 nautical mile = 1852m. La valeur limite maximale de F est de 900 miles correspondant à une amplitude maximum de 13.50m.

• La formule d’IBARREN : 42.1 FH =

Les définitions de H et F correspondent aux précédents sauf que H est en m et F en km.

• La formule basée sur la mesure de l’intensité :

g

WH

²26.0=

W est la vitesse du vent au bout d’une durée de tempête t (en heures). Wt 6.1=



g correspond à l’accélération de la pesanteur en m/s² Cette formule n’est valable qu’autour d’une zone de tempête et l’amplitude décroît exponentiellement de 20% à chaque doublement de longueur. La prévision des houles de tempête peut être obtenue par la détection et l’interprétation des microséismes du terrain. 2 . 4 – Etude des clapotis

Le clapot est l’agitation la plus importante pour ce port. Pour un clapotis déferlent, l’expression de pression maximum est :

( )g

vcP

2

75.017 2

0

+=

c est la célérité qui correspond à gd avec g comme accélération de la pesanteur et d

la hauteur du niveau de repos.

v correspond à la vitesse dont l’expression est : c

gHv

2max=

avec Hmax l’amplitude maximum du clapot. Le diagramme des pressions figure ci – dessous.

Fig. 5 Les clapots sont dus à la réflexion de la houle sur une paroi verticale. Les efforts agissant sur la paroi sont :

- effort horizontal dû à un clapotis déferlant

+=12

7

4

3 max0

HhPR

- effort vertical dû à un clapotis déferlant 2

7.0 1PW = avec

20

1

PP =

La pression varie selon le degré d’affleurement. Nous montrons ici, le diagramme des pressions sur une paroi verticale due à un clapotis non déferlant :

D

Pression due aux clapots

Souspressions



Fig. 6 Le niveau moyen est supérieur au niveau de repos. Cette surélévation est de l’ordre de H/2 pour les houles longues. La condition de non déferlement est : HD 5,1≥

En pratique, la profondeur à réserver devant les ouvrages est de l’ordre de 2H à cause de l’instabilité provoquée par le clapotis. L’effort causé par le clapotis non déferlant :

( )DdD

d

L

HPm += ωγ101

Avec γω : poids volumique de l’eau de mer qui est égal à 1.03t/m3. d : hauteur du creux du clapotis. 3 – Etude des actions dues aux différents mouvements de la mer sur les ouvrages 3 . 1 – Efforts dues à la houle Les houles sont des lames d’eau en mouvement, physiquement quand celles – ci arrivent dans le port, son action sur les ouvrages verticaux correspond à une « gifle » c'est-à-dire que la lame frappe l’ouvrage. Cette action favorise la corrosion. Cet effort est une pression intensifiée par la vitesse à laquelle la houle percute l’ouvrage. La force est :

⋅⋅⋅=L

DfHlF 2

ωγ

F = 0.096 T/m²/ml 3 . 2 – Efforts dues au clapotis La condition de non déferlement : D ≥ 1.5 H est vérifiée car D > 1.875m. L’effort dû au clapotis est : Pm = 2.083 kN

Niveau d’affleurement supérieur

Niveau moyen

Niveau de repos

Pmax

Niveau d’affleurement inférieure



3 . 3 – Efforts dues à la marée La marée agit plus lentement que la houle, c'est-à-dire que sa variation est progressive. Son action correspond à la force pression hydrostatique.

2

2

1hP ωγ=

h est la hauteur de l’eau. Tab.5

Niveau de l’eau +4.80mZH +2.93mZH +1.00mZH Pression 14.466 kN 6.059 kN 1.159 kN



CCHHAAPPII TTRREE II II :: UUNN AAMM EENNAAGGEEMM EENNTT PPOORRTTUUAAII RREE

1 – Les éléments constituant un aménagement portuaire 1 . 1 – Les ouvrages extérieurs Les ouvrages extérieurs ont pour rôle de protéger le port intérieur des vagues. Les types d’ouvrages sont les digues, les brises lames, les jetées, les musoirs. 1.1.1 – Les digues à talus Ce sont des ouvrages constitués d’un enrochement (la carapace est en bloc de poids élevé naturel ou artificiel), d’une infrastructure en revêtement, d’un enrochement naturel lié par du mastic en bitume et d’une superstructure composée d’un enrochement en éléments de béton préfabriqué ou coulé sur place et établit au dessus du niveau moyen de la mer. La pression des vagues atteint 70 t/m² en 1/100 s irrégulièrement répartie sur le talus. Pour sa conception, on utilise du sable dont les talus sont protégés par une carapace de béton bitumineux, au cas où les matériaux pour l’enrochement sont introuvables. Les expressions donnant le poids d’un bloc pour les digues à talus sont :

• Formule de Hudson (1958)

3

0

31

1

−

=

∆ d

dK

tgdHP

α

Les éléments ont les mêmes définitions que ceux du précédent. K∆ = 3.3 pour les enrochements naturels K∆ = 7.5 pour les blocs de béton parallélépipédiques (blocs artificiels) K∆ = 9.5 pour les tétrapodes.

• Formule de Larras (1952)

( )

−

−

=

L

Dsh

L

H

d

d

KdHP π

π

αα4

2

sincos1 3

3

0

3

H : amplitude de la houle L : longueur d’onde de la houle D : profondeur d’eau où se situe le bloc et/ou égal à la profondeur de déferlement K = 0.0152 pour les enrochements naturels K = 0.0190 pour les blocs artificiels K = 0.0050 pour les tétrapodes. Il existe d’autres formules comme celle de Beaudevin en 1955 et celle d’Ibarren en 1938. 1.1.2 – Les digues verticales Ces digues sont constituées d’une muraille en maçonnerie ou en blocs de béton empilés. Elles sont fondées sur une infrastructure en enrochement naturel dont la partie du



talus du côté de la mer est protégée contre l’action de la houle par des blocs naturels ou artificiels dont le poids varie de 1 à 4 tonnes. Sa conception dépend du clapotis provoqué par la houle. L’amplitude de la houle est doublée par la formation des clapots, ainsi, l’action de l’eau sur la digue dépend du niveau d’affleurement. Et le niveau de relèvement par rapport au niveau moyen est donné par la formule de Sainflou :

=∆

L

Dth

L

H

ππ

212

1

Le niveau d’affleurement supérieur est : H + ∆1. Le niveau d’affleurement inférieur est : H - ∆1. Avec H comme niveau moyen. L’étude des pressions est l’étude des efforts causés par le clapotis. 1.1.3 – Les passes ou chenaux d’accès Ce sont des genres de canaux artificiels ou naturels par où passent les navires pour accéder au port. Ils doivent être maintenus à une profondeur et une largeur, exactes, pour ne pas créer d’accident car les navires font des manœuvres et peuvent se heurter. Le plus important est que les bateaux ont un tirant d’eau à respecter pour pouvoir se mouvoir. 1 . 2 – Les ouvrages intérieurs Les ouvrages d’accostage sont des lignes d’appuis continus ou discontinus qui ont pour rôle d’être des appuis ou des fronts d’accostage des bâtiments qui viendront s’amarrer sur canons ou bollards et de soutenir un terre - plein. Ils reçoivent les efforts d’arrêt des navires. 1.2.1 – Les quais Un quai est un ouvrage à multiple fonction en plus des fonctions en tant qu’ouvrage d’accostage, il sert aussi de lieu de stockage des diverses marchandises, de commerce et de circulation.

Il existe deux types de quais. Le premier type est un ouvrage à mur d’appui continu c'est-à-dire qu’il est construit

soit par une formule lourde comme les gabions de palplanches, le quai de type « Danois » ou « Hollandais ». Soit par des fournitures plus légers comme les palplanches métalliques.

Le second est un ouvrage à parement incliné c'est-à-dire des quais à talus édifier sur pieux, piles ou encore des colonnes.

1.2.2 – Les ducs d’albe Les ducs d’albe viennent originairement du « duc Fernando Alvarez de Tolède et d’Albe (1508 – 1582) » qui était le général des rois Charles Quint et Philippe II d’Espagne. La première fonction d’un duc d’able fut d’amarrer les bateaux par des bois fichés dans le sol en bordure du Tage (le plus long fleuve de la péninsule Ibérique), les pieux étaient aux couleurs du duc et étaient ornés d’une lanterne.



Leur fonction a évolué c'est-à-dire qu’au lieu de servir d’amarre, il sert aussi d’accostage et d’appui pour les navires. Il reprend les efforts horizontaux des navires. Les ducs d’albe peuvent être souples ou rigides. L’énergie provoquée par les navires est reprise par un système de défenses, par la structure principale qui est souple elle aussi et par la mise en plasticité du sol de fondation dont l’importance dépend des conditions d’encastrement de la structure principale. Les supports sont des pieux métalliques fichés dans le sol, selon le nombre de pieux, le duc d’albe est dit « mono – tubulaire » ou « pluri – tubulaire ». La liaison entre les pieux se fait par un plateau sans pour cela être encastrés, ce plateau sert aussi de support aux systèmes de défenses. 1.2.3 – Les appontements Les appontements ressemblent à des quais sur pieux, ce sont surtout des quais à tabliers sans terre – plein.

Ils sont le plus souvent perpendiculaire à la ligne du rivage et sont nommés « piers, wharfs, estacades ou embarcadère pour un port de plaisance »

2 – Le quai Coste du port de Mahajanga 2 . 1 – Diagnostic technique L’état des ouvrages actuels est décrit comme suit:

∗ le rideau est corrodé ; ∗ le lit de tirant supérieur est en bon état ; ∗ le lit de tirant inférieur est en mauvaise état à cause de la corrosion des pièces

métalliques ; ∗ la poutre de couronnement est endommagée par les agressions mécaniques ; ∗ les pieux de rempiétement et les apparaux de quai sont disloqués par les

agressions mécaniques. 2 . 2 – La réhabilitation La réhabilitation du quai Coste consiste à une démolition des parties supérieures du quai actuel jusqu’au niveau +2.0mZH sur les 40 premiers mètres à compter de l’angle quai Vuillemin – quai Coste (en prévision du passage des tirants d’ancrage du nouveau rideau) et à + 4.0mZH pour le reste du linéaire. Et une autre démolition de l’ancien quai Orsini aujourd’hui remblayé de part et d’autre jusqu’à la côte de +2.0mZH sur les 20 premiers mètres à compter de l’angle quai Vuillemin – quai Coste et à +4.0 mZH pour le reste du linéaire sur l’ensemble de sa longueur. Ce n’est pas une réhabilitation proprement dite car le but est l’extension complète des ouvrages qui seront redimensionnés. 2.2.1 – La justification Le quai Coste forme un angle avec les quais Vuillemin, Barriquand, Nouveau quai car l’alignement des quais donne des avantages pour les navires qui arrivent bord à quai. Le port peut recevoir plusieurs postes simultanément et les manœuvres sont facilités. Le projet d’extension est entrepris vu le manque de place lors des amarrages. Les rendements du port et les besoins des navires augmentent. Et enfin la fréquentation du port de Mahajanga évolue.



2.2.2 – Etude technique L’étude consiste à dimensionner les divers éléments du quai notamment les palplanches, le système d’ancrage, le terre – plein et la poutre de couronnement. Les palplanches peuvent se présenter sous divers types, principalement sous deux types. Il y a les rideaux de palplanches comportant uniquement des palplanches de type LARSSEN, de type profilés PU ou AZ ou autres et les rideaux composés qui comportent des éléments de très grande inertie (caissons de palplanches, des profils H ou encore des tubes métalliques) associés à des palplanches intercalaires. Le choix d’une nuance d’acier dépend des caractéristiques de l’acier c'est-à-dire de la limite d’élasticité, de la température de service, de l’épaisseur de l’élément et du module de résistance. Dans notre cas, les palplanches AZ ont été choisies pour leur fiabilité devant les déformations et les résistances en tenant compte du blocage automatique des serrures lors de la déformation du rideau. Les serrures sont placées aux fibres extérieures des palplanches c'est-à-dire là où les contraintes de cisaillement sont nulles. En flexion, celles – ci ne doivent pas transmettre d’efforts de cisaillement (qui sont extrémaux au niveau de l’axe des parois) pour mobiliser la résistance à la flexion complète des sections. L’inconvénient de ces éléments est sa mise en œuvre. Le terre – plein sera dimensionné de manière à supporter toutes les surcharges d’exploitation d’un quai. Nous le considèrerons pour les différents calculs comme une chaussée à deux voies. Comme les palplanches seront très sollicitées, il se peut que pour une moindre déformabilité et une meilleure stabilité, les palplanches seront accompagnées d’un système d’ancrage comportant des lits de tirants et des contre – rideaux que nous ferons en palplanches de type AZ . Il rependra les efforts horizontaux. La poutre de couronnement est coulée sur place. Elle servira d’assise aux éléments d’accostage, comme les bollards et organeaux, et aux divers outils utiles à un port comme les échelles, les anneaux, etc. La poutre rependra les efforts dus à l’accostage, à l’amarrage et aux pressions de l’eau. Mais, elle sera protégée par un nez de quai en acier. Elle sert de protection aussi pour les palplanches par sa retombée.

La phase de réalisation consiste à rempiéter l’ancien quai par le nouveau. L’ancien quai sera démoli. Tous les éléments seront soit réutilisés soit vendus aux personnes des environs.

La première phase consiste à la démolition, ensuite, le battage des palplanches depuis la berge pour ne pas polluer l’eau par le remblai.

Dans la deuxième étape, on procède à la réalisation de l’avancement depuis le quai Orsini, le retour du quai par un talus enrochement.

Ensuite, le remblai sera compacté par couche de 40 cm. La dernière étape est la réalisation des divers déblais – remblais nécessaires à la mise en place des tirants et des réseaux d’assainissement. Après cela, le déblaiement des terres est utile pour la mise en place de la couche de forme et du revêtement du terre – plein. Une remarque concernant le remblaiement est à noter, la couche de vase sera excavée avant sa mise en œuvre pour éviter tous tassements et les conséquences néfastes à la stabilité de celle – ci.



2.2.3 – Etude économique Mahajanga dispose d’un énorme potentiel. Elle est riche dans plusieurs domaines d’activités comme les industries, la pêche et l’écotourisme. Par ailleurs, on a pu noter une nette évolution du trafic portuaire. Les chiffres, mettant en avant cet essor, sont présentés dans le tableau suivant: Tab.6

Tonnage 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Marchandises générales

128 900 157 280 176 730 218 190 347 540 261 483 299 808 224 110 275 019

Botry 4 860 3 140 3 290 3 760 4 460 7 029 6 715 5 454 9 139

Hydrocarbures 76 180 61 970 67 100 87 900 57 590 87 694 80 456 71 893 83 112

Total 209 940 222 390 247 120 309 850 409 770 356 206 386 949 301 457 367 270

On note une forte croissance de 1998 à 2001, par contre en 2002, il y a une baisse de production qui est due aux nouveaux projets d’extension et réhabilitation des quais, des terre – pleins et des magasins. Ces nouvelles infrastructures sont actuellement en fonctionnelles. L’agriculture est la plus importante activité de toute l’île, notamment dans la région du Boeny. Le tableau suivant donne les valeurs de chaque denrée cultivée, sachant que le total des superficies aménagées est de 18600Ha. Tab.7

Denrée Superficie (Ha) Production en t/an Riz 220700 560000 Maïs 20700 21000 Haricot 2200 2500 Pois de Cap 50 100 Manioc 22400 124800 Patate douce 2100 11400 Arachide 7100 5900 Canne à sucre 13900 536300 Café 4200 1300 Poivre 280 155 Vanille 200 60 Tabac 1000 800 Coton 8600 14700 Pomme de terre 165 690

L’une des activités la plus pratiquée est la pêche. Il existe trois façons de pêcher dans la région. La plus courante est la pêche traditionnelle c'est-à-dire au moyen des filets sur les pirogues à balancier ou bien à pied. Ensuite, la pêche artisanale, qui nécessite un moyen de transport plus puissant, comme des bateaux à moteur (inférieur à 50 chevaux), ces bateaux peuvent aller à des profondeur de 15m pour pêcher. Enfin, la pêche industrielle, qui nécessite



des bâtiments dont la puissance peut atteindre les 500chevaux. La production annuelle y afférente figure dans le tableau ci - dessous : Tab.8

1998 2000 2001 Production annuelle 13774 tonnes 26802 tonnes 43398 tonnes

L’exploitation des minerais est aussi importante. Les principaux gisements sont :

∼ la bauxite de Belanana, dont la réserve est de 50 millions de tonnes ; ∼ le minerai de fer d’Ambohipaky – Soalala, avec une réserve de 350 millions de

tonnes ; ∼ le gypse de Maevatanana, avec 250 millions de tonnes ; ∼ le schiste bitumineux de Bemonlanga.

La plupart de ces produits est exporté et/ou vendus partout dans la grande île.



CCHHAAPPII TTRREE II II II :: LL ’’ EENNVVAASSEEMM EENNTT DDUU PPOORRTT

Les ports, les passes et les chenaux d’accès doivent maintenir une certaine profondeur

pour que ceux – ci puissent fonctionner régulièrement. La baie de Bombetoka est gravement envasée. Les matériaux solides viennent surtout du fleuve Betsiboka dont le bassin versant est assez érodé. 1 – L’érosion L’érosion dépend beaucoup de la couverture végétale, de l’intensité des pluies, de la vitesse de ruissellement et de la vitesse d’infiltration. La région de Mahajanga est couverte de savane, de baobabs et d’une forêt de caducifolié. Mais, la forêt est en général clairsemée. Par conséquent, elle dépend de la porosité du sol. Il existe deux types d’érosion : la première est l’érosion linéaire qui persiste au fond du lit même quand la pluie cesse et la seconde est dite aréolaire se présentant soit en nappe, soit en rigole. 2 – Notion de transport des solides Nous savons que le transport des matériaux solides se fait soit en suspension, soit par charriage, soit aussi par les deux simultanément. Selon Ramette, les transports solides sont classés de la manière suivante: Tab.9 Type de transport Valeur caractéristique Par charriage sur fond plat sans suspension 0.027 ou 0.047 < A < 0.062 Par dune sans suspension 0.062 < A< 0.25 Par dune avec suspension 0.25 < A < 2.5 Sur fond plat et avec suspension 2.5<A

AvecD

IR

D

JRA Hf

∆⋅

=∆

⋅=

Rf : nombre de Froude I : la pente du lit

ϖ

ϖ

ρρρ −

=∆ s

==

solides des volumiquemasse ρ

eaul' de volumiquemasse

s

ϖρ

Les transports solides peuvent être évalués par des appareils spéciaux comme la sonde du professeur COLLET, le bathymètre – tachymètre de GLOUCHKOFF, la turbisonde NEYPERIC, etc. 2 . 1 – Le transport en suspension Le transport en suspension concerne surtout les particules fines emportées par les divers courants de vitesse. Ce transport est sollicité dans les fleuves à sable ce qui est le cas de la Betsiboka.



2 . 2 – Le transport par charriage Le transport par charriage est un transport qui touche les matériaux grossiers qui sont placés au fond du lit. Mais plus la vitesse augmente, plus les matériaux charriés monte en suspension. 2 . 3 – Le calcul du débit solide

Des formules empiriques ont été établit : • Formule de Meyer – Peter et Muller (1948)

( ) 23

23

047.0111 dgq ss ⋅−⋅

−= γβ

γγ

ω

Avec d : diamètre médian des sédiments en m, noté d50. d50 : diamètre des matériaux dont 50% en poids soit de diamètre inférieure ; β : paramètre adimensionnel compris entre 0.35 et 1 et dépend du coefficient de

Manning- Strickler et de la rugosité du fond.

g

f

K

K=β avec

61

61

5090

2126

dou

dK g = ; pour un fond plat β = 1

85

41.006.0

⋅+= YYK

K

g

f avec Y < 0.06 ou Y > 0.25, selon la pente.

• Formule de Meyer – Peter pour le transport par charriage :

( ) 23

23* 047.025 −⋅⋅∆= Adqs α

Valable pour A < 0.25 et Re > 70 (Re est le nombre de Reynolds) ; qs

* est la capacité de transport par unité de largeur. • Formule d’ Engelord – Hansen pour le transport par charriage et en suspension :

23

23

31

32* 025.0 AdRKq Hs ⋅⋅∆⋅⋅⋅=

Valable pour A > 0.25. 2 . 4 – Les conditions mécaniques des transports Les forces agissant sur un grain sont les forces de traînée et de portance.

RDT VDCF ⋅⋅⋅⋅−= 2Re8

ρπ

yy

VDCF LP ∂

∂⋅⋅⋅= 3

6ρπ

CD et CL sont des coefficients sans dimension des forces de traînée et de portance. ρ est la masse volumique du grain. D est la dimension du grain. La condition est qu’il faut que ces deux forces soient supérieures au poids relatif du grain. Poids relatif = poids propre – poussée d’Archimède. 3 – Evaluation approximative du transport solide Le fleuve Betsiboka est l’un des plus grands fleuves de Madagascar. Son débit moyen est de 1500m3/s avec un bassin versant de 63 500km² (y compris le bassin versant de la Mahajamba). Ce bassin versant est situé en très grande partie sur le socle cristallin de



Madagascar, dans une zone très peu boisé où l’altération latéritique est relativement profonde. Or, la baie constitue son exutoire entraînant ainsi la déposition des matériaux solides dans la baie. Sur ce bassin versant, nous constatons des périodes successives de courtes sècheresses et de précipitations intenses, ainsi la vitesse d’érosion est rapide. L’évolution de l’engraissement de la baie est rapide, en 50 ans (1941 – 1991), le volume d’atterrissement est de l’ordre de 15 à 16 millions dans les passes et le banc de Narcissus. Selon les études faites par la BCEOM, le débit solide annuel total de la Betsiboka est de 100 millions de mètres cubes, en se basant sur l’hypothèse de dépôts uniquement colloïdaux correspondant à peu près à un pourcentage de concentration de 0.2% .

Pendant les périodes 1948 – 1949 à 1955 – 1956, le volume des apports dans l’ensemble de la baie, des alentours du banc de Narcissus à Boanamary, est de 285 millions de mètres cubes plus celui de la baie d’Ambonio, le volume total est de :

∼ 4 millions de mètres cubes dans la rade de Mahajanga ∼ 12 millions de mètres cubes dans les passes et sur le Narcissus ∼ 24 millions de mètres cubes dans la partie la plus profonde de la rade,

entre le parallèle de Katsepy et le goulet de Boanamary. Le rehaussement moyen des fonds estimé est de 0.10m/an avec des rehaussements

localisés maximums de 1.50m (à 100m de la pointe de Sable). L’avancée de l’envasement se poursuit du parallèle Boanamary qui affiche un

maximum pendant la période de 1824 à 1891, au parallèle de Mahajanga. Par conséquent, un même rehaussement moyen s’effectue dans la zone des passes et devant quai.

Le débit solide annuel moyenne de la Betsiboka est de : qs = 9.162 m3/s

4 – Mode d’entretien du port et des chenaux La seule solution rapide pour le maintien des profondeurs est le dragage par des engins spéciaux. La hauteur de dragage est égale à : La hauteur de la plus basse mer observée – le tirant d’eau du plus grand navire accostant bord à quai – la tolérance d’exécution du dragage = + 0.70 – 3.20 – 0.50 La hauteur de draguage est alors de – 3.00mZH. 5 – Solutions proposées Les solutions proposées ne sont pas des solutions radicales c'est-à-dire que celles – ci ne suppriment pas complètement l’envasement. La première solution est le reboisement, cette solution malheureusement prendra plusieurs années et beaucoup d’énergie néanmoins cela ne coûte pas très cher et diminuera l’érosion. La seconde sera de construire en amont du fleuve Betsiboka un canal qui servira de désableur, des dragueuse – suceuses travailleront périodiquement pour enlever les sables. Les inconvénients sont premièrement le coût, le stockage des matériaux recueillis et la stabilité de l’érosion. Mais les avantages seront, le gain de temps et la diminution rapide de l’envasement.



PPPPPPPPAAAAAAAARRRRRRRRTTTTTTTTIIIIIIIIEEEEEEEE IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII :::::::: LLLLLLLLAAAAAAAA CCCCCCCCOOOOOOOONNNNNNNNCCCCCCCCEEEEEEEEPPPPPPPPTTTTTTTTIIIIIIIIOOOOOOOONNNNNNNN EEEEEEEETTTTTTTT LLLLLLLLEEEEEEEE DDDDDDDDIIIIIIIIMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNSSSSSSSSIIIIIIIIOOOOOOOONNNNNNNNNNNNNNNNEEEEEEEEMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNTTTTTTTT DDDDDDDDEEEEEEEESSSSSSSS

DDDDDDDDIIIIIIIIVVVVVVVVEEEEEEEERRRRRRRRSSSSSSSS OOOOOOOOUUUUUUUUVVVVVVVVRRRRRRRRAAAAAAAAGGGGGGGGEEEEEEEESSSSSSSS

CCHHAAPPII TTRREE II :: LL EESS EELL EEMM EENNTTSS FFOORRMM AANNTT LL EE QQUUAAII CCOOSSTTEE

Le quai est composé d’un rideau de palplanches fiché dans le sol et ancré par des tirants qui sont fixés à des contre – rideaux de palplanches, d’un terre – plein où circule les véhicules portuaires avec leurs chargements, d’organes d’accostage et d’amarrage fixés sur la poutre de couronnement, d’un système de défense contre l’accostage et les mouvements de la mer, d’échelles et d’un talus en retour du quai. 1 – Les étapes de réalisation de l’extension Pour la réalisation de cette extension, nous allons procéder ainsi :

∗ Battage du rideau de palplanche depuis la barge. ∗ Réalisation à l’avancement depuis le quai Orsini du retour par un talus en

enrochements, ∗ Démolitions des structures existantes. Les matériaux issus des démolitions seront soit récupérés pour être réutilisés, soit livrés aux commerces locaux. ∗ Travaux de terrassement ∗ Revêtement du terre – plein.

2 – Les palplanches Le rideau principal sera constitué de palplanches du type AZ26, l’acier sera de nuance S360, dont les caractéristiques sont les suivantes :

• Etat non corrodé Hauteur (cm) I (cm4/ml) v (cm) I / v (cm3/ml) Masse / m² E I(kNm²/ml) 42.7 55510 21.4 2600 155 116571 I : moment d’inertie par m² I / v : Module de résistance par m² v : distance d’excentricité

• Etat corrodé à 4mm H corr. I v I / v Réd. d’épai. EI corr. 42.3 40650.3 21.2 1922 0.4 85365.6 Réd. D’épai. : C’est la réduction d’épaisseur L’indice corr. désigne la corrosion.

• Etat corrodé à 7mm H corr. I v I / v Réd. d’épai. EI corr. 42 29589 21 1409 0.7 62136.9 ∗ pour le rideau principal, σe = 320 MPa Sa longueur varie selon la hauteur du substratum. La hauteur de fiche est prise arbitrairement, elle sera de 1m au minimum.



La corrosion admissible est de 5mm pour la face externe exposée aux diverses agressions et de 2mm pour la face interne. Les modes de protection sont :

∼ protection par peinture qui consiste à peindre les organes métalliques par une peinture spéciale dont les propriétés physico – chimiques doivent être adaptées aux conditions d’exploitation de l’ouvrage ;

∼ protection cathodique consiste à imposer à la structure métallique un potentiel légèrement négatif par rapport à son environnement, de sorte que le courant électrique qui s’instaure soit inversé par rapport à celui qui serait responsable de la corrosion.

3 – Le terre – plein Le rideau retient le terre – plein qui sert de zone de circulation des engins de manutention, de camions, de marchandises et de personnes. Il est composé de remblai compacté tous les 40 cm et son revêtement est :

• d’une couche de forme compactée de grave non traitée concassée 0/100 d’environ 1m séparé des matériaux de remblais par un géotextile. Le compactage sera réalisé par couches successives d’une épaisseur maximum de 40cm ;

• d’une couche de forme de grave ciment 0/31.5 de 25 cm ; • d’une couche de sable d’assise de 3cm ; • d’une couche de pavés autobloquants type TRIEF de 12 cm d’épaisseur.

Cette composition est indiquée pour les ports, elle est prise pratiquement. La composition est la même que l’ancien quai et celui du quai Vuillemin qui sera réhabilité dans un avenir proche.

4 – Les réseaux 4 . 1 – Le réseau d’assainissement Le drainage des eaux pluviales en arrière du quai rempiété se fera :

∗ Sur une bande de 20 m à partir de la magistrale par ruissellement des eaux sur le revêtement du terre – plein qui sera incliné de 0.2% en moyenne vers la baie.

∗ Et par l’intermédiaire d’un réseau de buses formé par un axe principal en buse de béton armé (800 mm) dans lequel se jettent les eaux de ruissellement collectées par une ramification de buses PVC (300 mm et 400 mm) reliées par des puisards répartis sur le terre – plein avec une maille d’environ 20 m.

L’extrémité de la buse de collecte générale Ø 1000 sera prolongée jusqu’au rideau d’ancrage, un massif en béton constituera sa partie débouchant à travers du rideau.

Il y aura des puisards qui relieront les buses de Ø 400/ Ø400 ou Ø300/ Ø400, dont les dimensions intérieures seront de 0.7m*0.7m avec une épaisseur de béton dosé à 350kg/m3 de 15 cm. Pour les puisards qui relient les buses de Ø800/ Ø1000, les dimensions intérieures seront de 1.2m*1.2m avec une épaisseur de béton de 20cm. Ils seront chapotés par une grille en fonte.



Les canalisations seront posées sur un lit de sable d’épaisseur 20cm pour éviter le poinçonnement. 4 . 2 – Le réseau d’alimentation en eau potable Le réseau d’alimentation en eau potable sera constitué de 2 bouches d’alimentation pour les bateaux « bord à quai », équipées chacune d’un robinet vanne et d’un raccord type incendie et situées dans des regards en fonte. L’alimentation principale sera le réseau de la ville par deux tuyaux de 100mm de diamètre. 4 . 3 – Le réseau électrique Les prises seront reliées au réseau existant par un ensemble de trois fourreaux de 150mm.

En plus de cela, il y aura des prises frigorifiques qui seront reliées au même réseau. La pose de ces éléments se fera par la mise en place d’un lit de sable de 15 cm à une

profondeur de 90cm. Les câbles seront installés dans des matières isolantes, un grillage avertisseur sera placé dans la tranchée à une profondeur de 80cm à l’interface sable – couche de base. Pour éviter tous risques d’accident, toutes les parties métalliques de l’installation seront reliées à une prise terre.



CCHHAAPPII TTRREE II II :: LL EE DDII MM EENNSSII OONNNNEEMM EENNTT DDEESS EELL EEMM EENNTTSS DDUU QQUUAAII

1 – Les situations du projet Les ouvrages sont dans un milieu en mouvement, leur situation dépendra de l’état du milieu. Les niveaux d’eau ont leur importance, parce que c’est un quai à marée. Le dimensionnement est basé sur deux situations, celle du court terme c'est-à-dire jusqu’à la période de fin de travaux et début d’exploitation et celle du long terme, en exploitation depuis un certain temps. Les données changent dans le temps, surtout celles du sol et de la situation de corrosion des ouvrages. 2 – Le dimensionnement des palplanches selon les situations Les palplanches ne seront pas dimensionnées dans le sens où leur fiche est choisie arbitrairement et leur type a été choisi comme celui du précédent La côte d’arase a été choisi pour être linéaire avec le quai Vuillemin. Les forces qui agissent sur les palplanches sont :

• La pression de l’eau que nous noterons Pe • La poussée des terres que nous noterons PT • La butée des terres que nous noterons B

Nous prenons comme cas défavorable, le cas où il n’y a pas d’eau dans le bassin. 2 . 1 – La poussée des terres La poussée des terres se calcule par plusieurs méthodes :

∗ Méthode de Poncelet et Müller - Breslau ∗ Méthode de Coulomb ∗ Méthode de Rankine ∗ Méthode de Boussinesq – Caquot – Kerisel

La figure ci-dessous présente un écran vertical qui retient un massif à talus horizontal, or ce massif agit sur l’écran et cette action est appelée « la poussée », cette pression est représentée ci – après par un diagramme simple et approximatif.



Fig. 7 β : Angle du talus qui est nul dans notre cas. λ : Angle du parement interne par rapport à la verticale qui est nul aussi. δ : est défini par le projeteur ainsi en poussée il est égale à 0. φ : Angle de frottement interne dépendant du terrain. c : cohésion. γ : poids volumique du sol considéré. Pour un rideau ancré, δ est pris égal à -2/3 φ, pour l’inclinaison de la contrainte en butée qui sont inclinées pour garder l’équilibre vertical de l’ouvrage. δ = - 20° Méthode de Poncelet et Müller – Breslau L’expression de la poussée est obtenue à partir de la contrainte σ = H Ka γ avec H : hauteur du rideau,

Ka : coefficient de poussée. L’expression de Ka est :

( )( ) ( ) ( )

( )

2

cossinsin

cos

cos

−−⋅+++

−=

βλβϕδϕδλ

ϕλKa

On obtient : 2

2

1HKaP ⋅⋅= γ

Méthode de Coulomb L’hypothèse de base de cette méthode est que le massif de terre est supposé glisser d’un seul bloc derrière le mur, suivant un prisme triangulaire.

Côté Terre Plein Côté Océan

Poussée Butée

Couche de remblai

Les couches du sous sol



L’expression de la poussée est la même mais seul l’expression du coefficient change. Selon la méthode de Coulomb pour un écran vertical et un talus non incliné, nous avons la relation :

( )( ) ( ) ( )

( ) ( )( )22

2

sin21

cos

coscos

sinsin1

1

cos

cos

ϕϕ

λβδλβϕδϕδλ

λϕγ

+=

−⋅+−⋅++

+−=K

Méthode de Rankine Elle est beaucoup plus précise que la méthode de Coulomb. Les hypothèses de la méthode de Rankine sont basées sur l’allure des lignes de rupture. Selon cette méthode, le sol se rompt le long des surfaces de glissement multiples et planes dans une zone en forme de coin derrière le mur.

L’expression du coefficient de poussée est : 22

24tan

²cos²coscos

²coscoscos

−=−+−−

= ϕπϕββϕββ

Ka

Méthode Caquot Kerisel Cette méthode a été développée par Boussinesq et perfectionnée par Caquot et Kerisel. Cette étude est plus complète et conforme à la réalité car les surfaces de glissement sont courbes et plus loin l’équilibre est de type Rankine et les surfaces sont planes. Les valeurs de Ka sont données par les tables de Caquot – Kerisel, qui dépendent de φ, β et de δ, pour un mur vertical nous avons la table 1 (cf. Annexe). 2 . 2 – La butée des terres Cette force s’obtient par les mêmes méthodes que ceux de la poussée des terres. Méthode de Müller – Breslau L’expression est la suivante :

( )

( ) ( ) ( )( )

2

cossinsin

cos

cos

−+⋅+−−

+=

βλβϕδϕδλ

ϕλKp

Les contraintes normale et tangentielle à la profondeur h de l’écran, sont:

hKp

hKp

t

n

⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=

γδσγδσ

sin

cos

Méthode de Rankine L’expression est la suivante :

( )( )

( )ϕδϕ

βϕβϕβδ

β

sin1cos

sin1

cossin1sinsincoscos

cos22

−+=

+−

=

Kp

Kp



Méthode Caquot Kerisel Elle est la même que celle de la poussée avec un tableau déterminant pour φ, δ et β, un coefficient Kp multiplier par un coefficient pour un rapport d’angle - δ /φ. 2 . 3 – L’effet de la cohésion La cohésion diminue la poussée et augmente la butée ; son expression est la suivante :

Kacc ⋅⋅±= ξσ

Avec ξ = 2.00 pour un écran lisse et ξ = 2.57 pour un écran rugueux, nous prenons ξ = 2.00. 2 . 4 – La poussée due aux surcharges La poussée des terres augmente par les actions des surcharges. Les surcharges d’exploitation d’un quai sont présentées dans le tableau suivant : Tab.10 N° Type de surcharge Critère retenu 1 Surcharge uniformément répartie

correspondant aux surcharges types sur 5m à partir de la magistrale

3 t/m²

2 Stockage d’un seul niveau de conteneurs sur 5m à partir de la magistrale

Charge ponctuelle 40t sur 0.3m x 0.3m Charge ponctuelle 10 t sur 0.15m x 0.15m

3 Surcharge uniformément répartie sur terre – plein correspondant aux surcharges de stockage de conteneurs sur 3 niveaux

6 t/m² Charge ponctuelle

4a Surcharge due à une grue mobile (LHM 150) sur pneu : pour le déchargement de deux barges de 150t à quai en tout point de la structure

Poids à vide 140 t Capacité : 25 t à 16 m de la magistrale Surface des 4 patins : 5m x 0.8m avec entre axe de 9m x 9m Réaction sur un patin 55 t soit 13.75 t/m²

4b Surcharge due à une grue sur pneu de taille moyenne : Prévoir dans le design une grue type GOTTWALD HMK 140, empattements maximums : 4.10m

Poids à vide 106t Capacité maximum : 10 t à 10m Surface des 4 patins : 1.0m x 1.0m Réaction sur un patin 46t soit 46 t/m²

5 Surcharge due à un chariot élévateur de 40t de capacité ayant un poids propre de 80t en charge

Charge répartie sur 4 essieux avant (4 x 27 t sur 0.6m x 0.6m) et 2 essieux arrière de (2 x 6 t sur 0.3m x 0.3m)

6 Surcharge type routier (On considère l’ensemble du terre – plein comme un ouvrage routier à deux voies)

Système Br – Bc – Bt avec bc = 1.00 – coefficient de majoration δ = 1.15

La poussée due à une surcharge s’écrit :

HqKaPs ⋅⋅=

Cette poussée s’ajoute à la poussée des terres. Pour le dimensionnement, les charges d’exploitation selon le fascicule 61 Titre II, sont :

∼ A court terme, une grue Gottwald HMK 140 et une surcharge surfacique de 30 kN/m²



∼ A long terme, une grue Gottwald HMK 140 et une surcharge surfacique de 60 kN/m²

2 . 5 – La stabilité de l’ouvrage 2.5.1 – La stabilité externe Pour cette partie, le rideau est ancré directement dans le substratum et est fiché à 1m. La stabilité dépendra alors du système d’ancrage qui est composé d’un tirant et d’un contre - rideau. Ses éléments sont liés par des boulons et des soudures, le tirant est lié sur le rideau par des liernes (profilés métalliques soudés sur les palplanches). 2.5.2 – Détermination du système d’ancrage La méthode utilisée est le modèle de Rankine, le principe graphique est :

∗ Trouver le point de pression nulle ∗ Tracer deux droites (AB) et (BC) correspondant à l’angle de frottement interne φ.

∗ Tracer une droite (AF) correspondant à l’angle de rupture θ = π/4 + φ/2 par rapport à l’horizontale.

Nous obtenons ainsi une région où doit se situer le système d’ancrage.

Fig. 8 Le point de pression nulle est le point d’application où les forces de poussée et de butée s’annulent. Ce point est déterminé par la méthode du barycentre :

∑

∑

=

=

⋅=

n

ii

i

n

ii

p

OGpOG

1

1

ϕ

π/4 + ϕ/2

π/4 - ϕ/2

point de pression nulle

zone d’ancrage

A

B F

C

O E

D

G



OG est la distance entre le point d’application de la force et le sommet du rideau. p est la force. Premièrement, nous appliquons cette relation pour trouver le centre de gravité des forces de poussée, ensuite celui de la butée. Et enfin, nous appliquons cette même méthode pour trouver A. Nous obtenons ainsi la longueur du tirant. Pour la détermination de sa section, nous appliquons la formule ci – dessous :

5.1≥⋅F

fN avec

un tirantsur appliquée force laest : F

frottement det coefficien leest : f

verticauxforces des somme la : N

Nous avons : 5.1

fNF

⋅=

La section est égale à : adm

FS

σ=

La raideur est de : I

SEK

⋅=

Le dimensionnement du rideau d’ancrage dépend aussi de F, car il reprend l’effort appliqué au tirant, et nous obtenons :

qap

FS

σσσ −−=1

∼ σp : la contrainte en butée ; σp = Kp x γ x z ∼ σa : la contrainte en poussée ; σa = Ka x γ x z ∼ σq : la contrainte due à la surcharge surfacique σq = Kq x q

Le rideau d’ancrage sera constitué de palplanches du type AZ18 et de nuance S240. Ses caractéristiques sont :

• Etat non corrodé Hauteur (cm) I (cm4/ml) v (cm) I / v (cm3/ml) Masse / m² E I(kNm²/ml) 38 34200 19 1800 118 71820

• Etat corrodé à 4mm

H corr. I v I / v Réd. d’épai. EI corr. 37.7 22541.2 18.8 1199 0.4 47336.5 Le module d’Young est E = 210000 MPa. Les contraintes des aciers sont : ∗ pour le rideau d’ancrage, σe = 240 MPa 2 . 6 – L’instabilité hydraulique Deux phénomènes sont à prendre en compte, la boulance et le soulèvement en masse. Le premier se produit lorsque les écoulements ascendants éliminent les contraintes effectives du sol. Ils diminuent la résistance au cisaillement du sol sous l’effet d’un gradient d’écoulement qui s’oppose aux forces de gravité.



Le deuxième phénomène se traduit par un soulèvement en pied du rideau sous l’effet des contraintes exercées du côté terre – plein. Il s’intensifie grâce à l’existence des gradients hydrauliques. Ces phénomènes s’accentuent grâce aux écoulements qui entraînent les particules du sol. 2 . 7 – La stabilité interne Elle consiste à vérifier la stabilité élastique de l’ouvrage. La condition réside dans le principe que les contraintes dans l’ouvrage restent inférieures aux contraintes admissibles.

eσσ ≤

barsI

vMe 3200=≤⋅= σσ

La résistance structurale des palplanches est vérifiée si les conditions ci-dessous sont elles-mêmes vérifiées.

barse

e

92.207754.1

=≤

≤στ

σσ

Avec

S

VI

vM

S

N

=

⋅+=

τ

σ

ν est la distance entre le point étudié de la section et l’axe neutre σ et τ sont respectivement les contraintes normale et tangentielle du profilé S est la section du profilé N et V sont les efforts verticaux et horizontaux M étant le moment maximum I est l’inertie du profilé Seule la première expression est couramment utilisée 3 – La poutre de couronnement La poutre de couronnement est la partie en béton armé sur le coin du quai, son rôle est de recevoir les efforts d’accostage et d’amarrage du navire. Nous avons les hypothèses suivantes : ∗ Le béton a les caractéristiques suivantes : les résistances caractéristiques à 28 jours : fc28 =30[MPa] ; ft28 = 2.4 [MPa] ;

la résistance de calcul fbu = 17 [MPa] avec b

cffbuγθ ⋅⋅= 2885.0

;

Le coefficient de sécurité est :

=lesaccidentel nscombinaiso lespour .151

gérnéral cas lepour .51bγ

θ est un coefficient qui est égale à : - 1 si la combinaison d’actions considérées a une durée d’application supérieure à

24heures



- 0.9 pour une durée comprise entre 1 heure et 24heures - 0.85 pour une durée inférieure à 1heure ∗ L’acier a les caractéristiques suivantes : - Fe E 500 HA, la limite d’élasticité est fe = 500 MPa - La fissuration est très préjudiciable, la contrainte de l’acier en service est :

blepréjudiciass σσ 8.0= avec

⋅= 28110;2

1;

3

2ts ffeMaxfeMin ησ

MPas 250=σ

η est le coefficient de fissuration qui est égal à 1 pour les Ronds Lisses (R.L) et 1.6 pour les Hautes Adhérence (HA). L’enrobage sert à protéger les armatures des actions diverses d’un milieu quelconque. Pour assurer la durabilité du béton armé, l’épaisseur minimale d’enrobage dépend de la sévérité des conditions à laquelle sera soumise l’ouvrage ; les conditions d’exécution, la qualité des travaux et des moyens de chantiers mis en œuvre ; des dimensions des granulats ; la sévérité des règles de maîtrise de la fissuration et des protections contre l’érosion. Pour un ouvrage exposé en milieu marin, l’enrobage est de 70mm. La poutre de couronnement possède une retombée de 5m à partir de la côte d’arase. L’épaisseur minimale de cette voile, dans un site exposé à une houle, est de 20cm. Le calcul se fait à l’état limite de service (ELS) seulement. 3 . 1 – L’accostage L’accostage est la phase finale qu’effectue le navire pour s’amarrer au quai. Ensuite il est pris en charge pour les opérations portuaires. L’accostage dépend de la vitesse du navire, de son angle d’approche, de la force et de la direction du vent. Les vitesses d’accostage normale et accidentelle sont respectivement Vn = 0.25 m/s et Vacc = 0.50m/s. L’importance de l’accostage dépend de l’énergie cinétique absorbée pendant le choc par l’ouvrage d’accostage (défense + quai), le navire et l’eau. Malheureusement la détermination de cette énergie n’est pas précise pour les raisons suivantes :

∗ la variable à estimer possède un caractère aléatoire marqué ; ∗ en cas d’accident, des considérations non techniques conduisent plus les intervenants

à la considération de leurs intérêts qu’à l’accroissement des connaissances ; sur le plan technique l’information disponible est rarement exploitable ;

∗ les mesures de vitesse des accostages sur le terrain sont moindres.

L’expression de cette énergie est : 2

2VmE

⋅=

avec m étant la masse du navire V : la vitesse d’accostage. L’énergie cinétique corrigée d’accostage est calculée en appliquant des coefficients correctifs à l’énergie cinétique du navire au moment du choc. Lé déroulement de la phase d’accostage jusqu’à la phase d’amarrage conduit à cette énergie corrigée. Le navire s’approche par le chenal d’accès où il réduit sa vitesse puis ajuste sa trajectoire à la présentation de la passe qu’il franchit à une allure soutenue afin d’être manoeuvrant. Entré dans la zone semi – abritée d’un avant – port, il réduit sensiblement sa vitesse en avant, permettant éventuellement l’amarrage des remorqueurs, tout en maintenant



sa trajectoire dans le chenal d’accès à la zone d’évitage (terme technique désignant une zone dans le bassin où le navire peut manœuvrer librement). La présentation à l’accostage est l’approche du navire à une vitesse presque nulle dans le cercle d’évitage où il effectue une rotation sans progression pour se présenter, convenablement orienter, à proximité de son poste d’amarrage. Ensuite, le navire dans sa présentation va se mettre en contact aux appuis d’accostage. Il se maintient ou est légèrement décollé de l’appui pour effectuer les opérations d’amarrage. Les coefficients sont :

∗ Coefficient d’excentricité Ce est du à la position relative des points de première réaction du bordé du navire par rapport au centre d’inertie où réside son énergie cinétique incidente. Ce coefficient s’obtient par la formule de VASCO COSTA :

22

2cos²²

bR

bRCe +

⋅+= γ

R : rayon de giration du navire qui est voisin de L/4 (L est la longueur du navire). b est la distance du centre de gravité du navire au point de contact (comprise généralement entre L/4 et L/2. γ est l’angle de vecteur vitesse avec la droite reliant le centre de gravité du navire et le point de contact. Si γ = 0°, Ce = 1.00 Si γ = 90°, Ce = 0.20, c’est le cas le plus favorable. En pratique, Ce = 0.70 pour des défenses extérieures et Ce = 0.50 pour des défenses intérieures.

∗ Coefficient de masse ajoutée Cm se manifeste quand les dérives s’accélèrent ou se décélèrent. Pour décélérer un corps entouré de fluide, il faut absorber l’énergie cinétique du corps mais aussi celle du fluide que le déplacement du premier a mis en mouvement.

Le calcul de ce coefficient se fait à l’aide de plusieurs formules. ∼ VASCO COSTA : Cm = 1.00 + 2.00 T/B

Avec B comme largeur du navire (m) ∼ SAURIN ∼ GIRAUDET Et bien d’autres encore

∗ Coefficient d’affaissement Cs est du à un contact entre le navire et le système de

défense. Il dépend alors des souplesses relatives de la coque et du quai. En pratique, pour un quai ancien massif ou sans défenses d’accostage, et pour un navire à coque souple, Cs = 0.90 et pour des quais protégés et des navires de conception récente, nous prendrons Cs = 1.00.

Pour un accostage contre un autre navire, nous avons la formule :

D

DCs

′+

=1

1 où D est le déplacement du navire qui accoste et D’ celui du navire

accosté.



∗ Coefficient de laminage Cc dépend du type de quai sur lequel le navire accoste. Pour un mur de quai plein et une approche du navire parallèle au quai, Cc = 0.80 et pour une structure ajourée (exemple : quai sur pieux ou un coin de mur de quai), Cc = 1.00. Le frottement hydraulique intervient en s’opposant au mouvement du navire par rapport à l’eau, notamment au début de l’écrasement des défenses.

Pour notre structure, l’effort horizontal estimé dû à l’accostage est de 100 T en un point

quelconque de la poutre de couronnement.

3. 2 – L’amarrage Ce phénomène dépend de plusieurs facteurs pour maintenir et permettre au navire de rester bord à quai. Un navire possède plusieurs degrés de liberté dont on doit contenir pour effectuer toutes les opérations portuaires, ses mouvements sont les suivantes :

En position de flottement libre, le navire possède trois mouvements de périodes distinctes : le pilonnement, le roulis et le tangage. Mais en position d’amarrage les trois précédents mouvements sont de périodes différentes et en plus du lacet, du débattement et du cavalement. Les forces et les moments pour s’opposer aux mouvements verticaux sont supérieurs aux forces et aux moments de rappels correspondants, apportés par une ou plusieurs amarres d’autant plus que les amarres sont disposées avec une faible inclinaison par rapport au plan horizontal.

Principaux mouvements du navire

Roll - Roulis

Heave - Pilonnement

Pitch - Tangage

Surge - Cavalement

Sway - Débattement

Yaw - Lacet

Fig. 9



Le plan des amarres est défini pour un navire au repos et il dépend de la position, de l’orientation des lignes et de position des postes de défenses ; mais aussi par le nombre, la nature, la longueur et la tension initiale de chacune des amarres ainsi que de la nature du système de défense. Les types d’amarres sont définis par la figure suivante :

Fig. 10 Les amarres peuvent être :

∗ Tressées ou toronnées. ∗ Acier, composées de différentes fibres synthétiques ou mixtes avec de

différents assemblages. La réalisation d’un bon amarrage suit des règles qui sont :

∗ Ne pas multiplier le nombre d’amarres sur un même bollard ∗ Utiliser les mêmes types de lignes sur un même groupe d’amarres ∗ Concevoir un plan d’amarrage symétrique par rapport au centre de gravité du

navire ∗ Respecter une longueur minimale : les amarres en acier nécessitent une

longueur plus importante que les amarres en fibres synthétiques (respectivement de l’ordre de 100m et de 30m)

∗ Maintenir une légère pré-tension. L’amarrage dépend des facteurs extérieurs comme le vent, la houle, le courant. Ces

facteurs agissent sur le navire. La détermination de la réaction d’amarrage est faite soit à partir de la résolution complète des équations du système hyperstatique par des logiciels spécialisés, soit par une méthode plus simplifiée qui consiste à transformer le problème hyperstatique en problème isostatique c'est-à-dire que chaque amarre reprend la composante des efforts orientée dans le sens où celle – ci travaille (la composante parallèle au quai est reprise par les gardes montantes et descendantes et la composante perpendiculaire au quai est

Définition générale des différents types d’amarres

Gardes montantes avant

2- Fore breast - Traversier avant

1- Headline - Amarre de pointe avant

}4- Fore headspring

3- Fore backspring

1 2 3 4

Gardes montantes arrière

7- After breast - Traversier arrière

5- After backspring

6- After headspring

5 6

}

7 8

8- Steamline - Amarre de pointe arrière



supposée reprise par les traversiers) ; soit par une autre méthode simplifiée, où l’on considère que chaque amarre reprend la même intensité d’effort, chacune avec sa position et ses inclinaisons.

L’action de l’amarrage est représentée par le torseur des réactions de l’ensemble des amarres et des défenses du quai, ce torseur est la résolution des équations d’équilibre dynamique du navire soumis aux forces environnantes. L’intensité de chacune des 6 composantes du torseur global d’amarrage ou des n forces vectorielles appliquées aux différents points d’amarrage et aux défenses d’appui, dépend du plan d’amarrage du navire ; des tensions initiales données aux amarres ; des formes , des dimensions et du chargement des navires ; des forces d’excitation et des paramètres de nature diverse (attraction navire – quai, masse ajoutée, pied de pilote, etc.) ; de la vitesse du vent, de la voilure du navire ; de l’intensité du courant, de la surface immergée du navire ; de l’agitation du plan d’eau causée par la houle et les seiches, le passage des autres navires ;etc.…

Les équations du système hyperstatique des forces de dérives sont : ∗ Action du courant sur le navire : force de pression ; force de frottement ; force

hydrodynamique ; ∗ Action du vent sur le navire ; ∗ Action de la houle sur le navire.

Dans notre cas, nous employons la méthode simplifiée qui consiste à considérer que chaque amarre reprend la même intensité d’effort qui est de 30 T (c’est la valeur de la traction vers le large). 3 . 3 – Le dimensionnement de la poutre La contrainte de l’acier en service est limitée par les conditions de fissuration dont la valeur limite est sσ . Le moment de limite est Mrb correspondant au moment résistant de béton dont l’expression est :

bcrb dbM σαα 20

11

31

2

−=

Ce moment est le moment de service pour lequel l’état limite de compression du

béton ( )bbc σou σ , l’état limite d’ouverture et l’état limite de fissure ( )ss σσ = sont atteints

simultanément. Avec :

sbc

bc

σσσα

+⋅⋅

=15

151 et 286.0 cbc f⋅=σ

Supposons une section rectangulaire dont les caractéristiques sont les suivantes :



Fig. 11 Lorsque M (moment de service) = Mrb, l’axe neutre occupe une position définie par y1 = d 1α . Si M < Mrb, la section est de simple armature (SSA). Si M > Mrb, la section est en double armatures (SDA). Le calcul des armatures Les hypothèses sont : le moment de service, le moment résistant du béton, d, b0,

.α ,σ , σ 1bcs Nous cherchons alors la section des armatures : A et A’. Le tableau ci – dessous donne la démarche pour chaque cas de figure : Tab 11 SSA SDA M ≤ Mrb M > Mrb

sb

serz

MAA

σ⋅== avec

−=

31 1α

dzb

21 AAA += avec

( )

′−−

=

⋅=

dd

MMA

z

MA

s

rb

bs

rb

σ

σ

2

1

A’ = 0

( )dd

MMA

sc

rb

′−−

=′σ

avec 1

115α

δασσ′−

⋅= bcsc

et δ’ = d’ / d 4 – Le talus en enrochement Le quai possède un retour en palplanches de 19 m suivit d’un talus en enrochement, il servira de pilotine et sera muni de 2 bollards de 15t et d’un même système de défense. Le talus sera construit avant le remblaiement du terre – plein, il jouera le rôle de digue d’encloture pour les matériaux de remblai. Le calcul du poids d’un bloc dans le talus sera le même qu’une digue à talus. Nous utiliserons ces formules ci – dessous :

• Formule de HUDSON (1958)

( )

∆

−

=

Kd

d

dHmP 3

0

31

1 avec K∆ = 3.3

A’

d

b0

A

d’ δ’

Axe neutre

y1



• Formule de Larras (1952)

( )

−

−

=

L

Dsh

L

H

d

d

KdHP π

π

αα4

2

sincos1 3

3

0

3

avec K = 0.0152

Le calcul se fera avec une houle de hauteur significative de 1.25m. L’épaisseur de la carapace est déterminée par la formule :

3

1

50

⋅⋅= ∆ γP

Kne

n est le nombre de couche qui doit être impérativement supérieur ou égal à 2. P50 est le poids spécifié du bloc qui, sur la courbe blocomètrique d’un ensemble de bloc, donne le point ordonnée 50%. K∆ est le coefficient qui est égal à 1.02 pour un enrochement lisse et 1.10 pour le cas contraire. Pour éviter une brusque diminution de la porosité (pouvant être à l’origine de la surpression), nous devons mettre une couche de ballast (40/80mm) après la pose du géotextile BIDIM. La stabilité de l’ouvrage. Les conditions de stabilité dépendent de :

∗ La pente choisie ; ∗ Le poids et le diamètre des enrochements ; ∗ Des conditions de filtre ; ∗ De la qualité des matériaux mis en œuvre vis-à-vis du drainage et du

compactage ; ∗ De la qualité de l’assise de l’ouvrage.

Le diamètre nominal de l’enrochement est : 3

1

=γP

Dn

Nous utiliserons la méthode de Fellenius ( )∑

∑ ⋅+=

Fellenius

FelleniuscF

τϕσ tan

Avec σFellenius est la composante normale de la réaction du sol relatif au cercle de glissement τFellenius est la composante tangentielle des efforts moteurs relatifs au cercle de glissement c et φ sont les paramètres du sol au passage du glissement. Nous diviserons l’angle de glissement en quatre parties égales



Fig. 12 Pour une bonne stabilité nous devons avoir F > 1.5 (coefficient de sécurité). 5 – Le système de défense Le système de défense est nécessaire pour un quai car il protége l’ouvrage contre les agressions des bateaux. Pour qu’un navire s’accoste et se stabilise dans le plan d’eau et devant le quai, il produit un choc sur l’ouvrage pour l’accostage et le système de défense absorbe une grande partie de cette énergie. Les types de système de défense sont :

∗ Les défenses anciennes, essentiellement fait en bois ou pneumatique ∗ Les défenses modernes, comme les défenses qui travaillent en compression, en

cisaillement, au flambement et les défenses « élastopal » ∗ Les défenses particulières comme les embecquetages, les défenses « SIMEC »,

les roues de protection et les donuts. Le choix d’un système de défense est basé sur :

∗ La forme géométrique des navires qui utilisent le quai ; ∗ Le niveau d’eau et les facteurs environnementaux ; ∗ La capacité d’absorption d’énergie ; ∗ La fréquence des accostages ; ∗ Le frottement entre la coque du navire et la défense ; ∗ L’angle d’impact et la vitesse ;

Les défenses choisies sont des défenses anciennes.

R

O

1

2

3

4



PPPPPPPPAAAAAAAARRRRRRRRTTTTTTTTIIIIIIIIEEEEEEEE IIIIIIIIVVVVVVVV :::::::: EEEEEEEETTTTTTTTUUUUUUUUDDDDDDDDEEEEEEEE EEEEEEEECCCCCCCCOOOOOOOONNNNNNNNOOOOOOOOMMMMMMMMIIIIIIIIQQQQQQQQUUUUUUUUEEEEEEEE DDDDDDDDUUUUUUUU PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOJJJJJJJJEEEEEEEETTTTTTTT

CCHHAAPPII TTRREE II :: CCOOUUTT DDUU PPRROOJJEETT 1 – Devis estimatif Les prix seront affichés en unité monétaire avec 1um est égale à 1000 Ariary. 1.1 – Installation Tab 12 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Etudes générales d’exécution Ft 1 10 000 000 10 000 000 Installations générales, amenées et montages des matériaux

Ft 1 400 000 000 400 000 000

Démontage et repli des installations générales et des matériaux

Ft 1 175 000 000 175 000 000

Immobilisation d’atelier Ft 1 1 000 000 1 000 000 1.2 – Démolition – Terrassements – Déblais – Remblais Tab 13 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Démolition et évacuation de la poutre de couronnement existante

ml 104 100 000 10 400 000

Evacuation du lit de tirant supérieur U 12 250 000 3 000 000 Evacuation des plaques d’ancrage U 6 240 000 1 440 000 Evacuation du lit de tirant inférieur U 12 250 000 3 000 000 Recépage et évacuation du rideau existant et des pieux avant

ml 104 20 000 2 080 000

Remblai terre – plein m3 22843 17 000 388 331 000 Evacuation et mise en dépôt des matériaux vaseux

m3 3890 13 000 50 570 000

Dépose du mat d’éclairage et remise en place

U 1 3 400 000 3 400 000

Dépose et remise en place « bord à quai » de la bigue

U 1 7 000 000 7 000 000



1.3 – Rideaux de soutènement Tab 14 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Fourniture de palplanches Fourniture pour rideau principal AZ26 kg 355 570 1.22* 433 795.4 Fourniture pour rideau d’ancrage AZ18 kg 29 264 1.22* 35 702.08 Mise en fiche palplanches Mise en fiche du rideau principal ml 124 48 000 13 872 000 Mise en fiche du rideau d’ancrage ml 124 48 000 13 782 000 Fonçage palplanches Fonçage et battage du rideau principal m² 1 054 24 000 55 824 000 Fonçage du rideau d’ancrage m² 174 24 000 9 528 000 Recépage palplanches Recépage du rideau principal ml 124 20 000 5 780 000 Recépage du rideau d’ancrage ml 124 20 000 5 780 000 Tirants d’ancrage dont assise kg 42 813 2.5* 107 030.9 Liernes pour système d’ancrage et attaches kg 83 001 2.5* 207 502.5 *(Prix en euro) 1.4 – La poutre de couronnement Tab 15 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Fourniture et mise en œuvre du béton de structure B30 dont ferraillage, scellements de liaisons aux palplanches et coffrages

m3 625 220 000 137 500 000

1.5 – Accessoires du quai Tab16 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Fournitures et mise en œuvre des bollards U 12 3* 3 600* Fournitures et mise en œuvre des anneaux scellés dans la poutre de couronnement

U 56 50 000 2 800 000

Fournitures et mise en œuvre des anneaux soudés sur des plaques d’acier elles mêmes soudées sur les palplanches

U 56 50 000 2 800 000

Fournitures des chaînes ml 336 10 000 3 360 000 Fournitures et mise en œuvre des défenses d’accostage

U 28 400 000 11 200 000

Fournitures et mise en œuvre du nez de quai kg 4 400 3 000 000 13 200 000 Fournitures et mise des échelles de quai U 8 300 000 2 400 000



1.6 – Talus en enrochement Tab 17 : Désignation Unité Quantité Prix

unitaire Total

Corps de talus en tout venant 100 – 250 kg et réglage de la pente à 4/3

m3 2 411 45 000 108 495 000

Excavation en pied pour mise en place butée de pied m3 222 13 000 2 886 000 Fourniture et mise en place du géotextile dans la souille type BIDIM F60

m² 595 4* 2 380*

Remise en place des enrochements 250 – 500 kg de butée de pied provenant des enrochements récupérés du talus de sous face de l’ancien quai Vuillemin

m3 222 16 000 3 552 000

Remise en place des enrochements 0.6 – 1.6 T de carapace provenant des enrochements récupérés du talus de sous face de l’ancien quai Vuillemin

m3 551 18 000 9 918 000

1.7 – Le terre – plein Tab 18 : Désignation Unité Quantité Prix

unitaire Total

Fourniture et mise en place du géotextile type BIDIM F60

m² 3120 4* 12 480

Fourniture et mise en place du remblai 0/100 m3 3120 17 000 53 040 000 Fourniture et mise en place de la couche de forme – Grave ciment 0/31.5 et réglage de la pente

m3 780 24 000 18 720 000

Fourniture et mise en place d’un lit de sable m² 3120 7 000 21 840 000 Fourniture et mise en place des pavés autobloquants type TRIEF

m² 3120 40 000 124 800 000

1.8 – Les réseaux Tab 19 : Désignation Unité Quantité Prix unitaire Total Conduites des eaux pluviales Fourniture et mise en œuvre de la conduite PVC Ø 300 dont assise

ml 186 60 000 11 160 000

Fourniture et mise en œuvre de la conduite PVC Ø 400 dont assise

ml 128 60 000 7 680 000

Fourniture et mise en œuvre de la conduite en béton Ø 800 dont assise

ml 186 80 000 14 880 000

Fourniture et mise en œuvre de l’émissaire béton Ø 1000 dont raccord à l’existant et assise

ml 71 120 000 8 520 000

Massif d’appui de l’émissaire Ø 1000 au travers du rideau de palplanches

Ft 1 3 000 000 3 000 000

Fourniture et mise en œuvre des regards et grilles pour puisards 0.7 x 0.7 m

U 16 260 000 4 160 000

Fourniture et mise en œuvre des regards et grilles pour puisards 1.2 x 1.2 m

U 10 400 000 4 000 000



Réseau électrique Branchement du réseau électrique pour les mats d’éclairage

Ft 1 2 000 000 2 000 000

Câbles et fourreau pour réseau électrique du raccord au réseau jusqu’au coffret de distribution

ml 110 10 000 1 100 000

Câbles et fourreaux pour réseau électrique du coffret de distribution aux mats d’éclairage

ml 252 8 000 2 016 000

Fourniture et mise en place des mats d’éclairage

U 2 3 000 6 000 000

Coffret de distribution et disjoncteurs Ft 1 600 000 600 000 Branchement de réseau électrique pour les prises bord à quai

Ft 1 100 000 100 000

Câbles et fourreau pour réseau électrique du raccord au réseau jusqu’aux prises bord à quai

ml 314 8 000 2 512 000

Fourniture et mise en place des prises dont les boîtes de cisaillement

U 4 500 000 2 000 000

Eau douce Branchement du réseau d’eau douce Ft 1 1 000 000 1 000 000 Fourniture et mise en place des conduites pour douce dont assise

ml 287 10 000 2 870 000

Fourniture et mise en place des bouches d’eau dont les boîtes de cisaillement

U 3 900 000 2 700 000

Fourniture et mise en place des colonnes pour prises frigorifiques dont raccord existant

U 5 100 000 500 000

2 – Coût du projet Tab 20 : Désignation Montant Installation 586 000 000 Démolition – Terrassement – Déblais - Remblais 469 221 000 Rideaux de soutènement 9 244 262 760.92 Poutre de couronnement 137 500 000 Accessoires de quai 84 360 000 Talus en enrochement 156 981 000 Terre – plein 386 880 000 Les réseaux 76 998 000 Le total est de 11 142 002 760.9 Ariary



CCHHAAPPII TTRREE II II :: JJUUSSTTII FFII CCAATTII OONN EECCOONNOOMM II QQUUEE

1 – Evolution du trafic 1 . 1 – Le trafic en générale Tab 21 :

Tonnage 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Marchandi-ses générales

128 900 157 280 176 730 218 190 347 540 261 483 299 808 224 110 275 019

Dont long courrier

139 726 123 392 268 478 140 241 196 371

Dont cabotage

37 004 94 788 76 062 121 242 73 342

Botry 4 860 3 140 3 290 3 760 4 460 7 029 6 715 5 454 9 139 Hydrocar-bures

76 180 61 970 67 100 87 900 57 590 87 694 80 456 71 893 83 112

Total 209 940 222 390 247 120 309 850 409 770 356 206 386 949 301 457 367 270 Marchandi-ses générales %

22 12.4 23.5 59.3 -24.8 14.7 -25.3 22.7

Botry % -35.4 4.8 31.0 23.4 51.5 -4.5 -18.8 67.6 Hydrocar-bures %

-18.7 8.3 14.3 -34.5 52.3 -8.3 -10.6 15.6

Total % 5.9 11.1 25.4 32.2 -13.1 8.6 -22.1 21.8 Source : APMF Le trafic évolue jusqu’en 2001 où il connaît un summum, ensuite, il y a une baisse du trafic en 2002 à cause de la crise. Et en 2004, la baisse est due au trafic du riz. 1.2 – Les principaux produits Tab 22 :

Produits en tonnes 2000 2001 2002 2003 2004 Anacarde 435 118 - - 53 Bitume - - - 176 386 Charbon 9 916 14 116 3 888 - 2 Ciment 5 686 5 454 6 993 28 964 46 637 Crustacé 18 740 28 147 28 943 32 564 29 918 Divers matériaux 3 938 845 250 10 22 Houille - 2 505 3 588 5 253 - Pièces détachées 766 550 276 426 557 Produits chimiques 1 765 4 021 2 186 1 215 3 900 Raphia 3 237 2 701 3 800 3 537 3 749 Riz 28 863 115 132 30 756 47 887 3 023 Sel 5 450 3 043 5 618 1 673 1 153 Tourteaux - 1 532 856 - 232 Urée 362 - 414 266 475 Voiture 25 174 45 777 18 651 26 127 12 139 Source : APMF



1.3 – Les conteneurs 1.3.1 – Le trafic Tab 23-a : 2000 2001 2002 2003 2004 Embarquement en tonnes 31 450 38 473 60 674 51 047 51 230 Débarquement en tonnes 59 999 82 666 68 192 82 453 58 693 Total % Aux marchandises sèches % au trafic total

91 449 42 30

121 139 35 30

128 866 49 37

133 500 44 35

109 923 49 37

Source : APMF 1.3.2 – Nombre d’unité Tab 23-b : 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Pleins 5 276 4 762 7 843 7 829 5 175 6 423 Vides 1 758 977 3 866 4 587 4 085 3 254 Total 7 034 5 732 11 709 12 416 9 260 8 677 Source : APMF 2 – Rendements portuaires 2.1 – Le rendement global Le rendement global du port dépend surtout de la circulation des navires et du tonnage des produits. Pour les navires long – courriers, la moyenne est de 1398T/j et pouvant atteindre les 3700T/j. pour les petits caboteurs, le rendement peut varier de 15T/j à 161T/j. 2.2 – Le rendement de la manutention Il existe deux principaux concessionnaires de service publics au port de Mahajanga, notamment la S.E.M.S et la COMAMA. Leurs rendements sont respectivement :

1. Conventionnel : 30 T/H/E Conteneur : 9 à 10 unités/H/E

2. Conventionnel : 25 T/H/E Conteneur : 10 unités/H/E

Les méthodes de manutention ne devraient pas changer dans l’avenir ainsi que le mode de fonctionnement.



3 – Prévisions de trafic Tab 24 :

(T/an) Trafic non conteneurisé (T) Trafic conteneurisé (EVP) 2001 2010 2015 2001 2010 2015

Hypothèse de croissance basse Marchandises diverses long – courrier 169 028 72 700 65 100 4 761 10 500 16 800 Véhicules 25 000 30 000 30 000 0 0 0 Cabotage 56 784 99 800 115 200 0 0 0 Total hypothèse basse 250 812 202 500 210 300 4 761 10 500 16 800 Taux conteneurs Vides/Pleins 20.5% 50% 33% Nombre EVP vides 976 5 200 5 500 Total EVP hypothèse basse 5 736 15 700 22 300 Hypothèse de croissance hante Marchandises diverses long – courrier 169 028 149 900 143 900 4761 15350 26450 Véhicules 25 000 30 000 30 000 0 0 0 Cabotage 56 784 108 900 131 900 0 0 0 Total hypothèse haute 250 812 288 800 305 800 4761 15350 26450 Taux conteneurs Vides/Pleins 20.5% 50% 33% Nombre EVP vides 976 7700 8700 Total EVP hypothèse haute 5736 22050 35150

Source : SOMEAH La construction du nouveau quai qui a été inauguré en 2004, améliore grandement le trafic. En plus des projets de réhabilitation et d’extension, le port pourrait sûrement être mieux exploiter. 4 – Avantages et inconvénients économiques 4 . 1 – Les avantages La construction du quai sur le plan économique apportent beaucoup d’avantages tels que :

∼ Amélioration du rendement portuaire au niveau de la réception, de la manutention ; ∼ Meilleurs capacités de réception des installations portuaires c'est-à-dire aussi une

réduction du temps des opérations portuaires ; ∼ Réduction des taux de fret ; ∼ Diminution des avaries car meilleures manutentions ; ∼ Meilleur rendement d’occupation du port, optimisation du partage des espaces ; ∼ Optimisation de la concurrence ce qui entraînera un meilleur service, les produits

seront bien traités et conservés ; ∼ Optimisation du commerce ;

4 . 2 – Les inconvénients Les inconvénients sont pratiquement nuls du fait qu’un port est toujours essentiel à l’économie d’un pays.



Le seul inconvénient est au niveau des prix des matériaux et des matériels ainsi que les moyens de construction des travaux du fait des produits essentiels que nous devons acheter à l’extérieur.



PPPPPPPPAAAAAAAARRRRRRRRTTTTTTTTIIIIIIIIEEEEEEEE VVVVVVVV :::::::: EEEEEEEETTTTTTTTUUUUUUUUDDDDDDDDEEEEEEEE DDDDDDDD’’’’’’’’IIIIIIIIMMMMMMMMPPPPPPPPAAAAAAAACCCCCCCCTTTTTTTT EEEEEEEENNNNNNNNVVVVVVVVIIIIIIIIRRRRRRRROOOOOOOONNNNNNNNNNNNNNNNEEEEEEEEMMMMMMMMEEEEEEEENNNNNNNNTTTTTTTTAAAAAAAALLLLLLLL L’étude d’impact est une partie importante pour n’importe quel projet car grâce à son évaluation, nous pouvons estimer techniquement, économiquement et socialement ledit projet.

CCHHAAPPII TTRREE II :: LL AA ZZOONNEE DD’’ EETTUUDDEE

L’étude se situe dans la région de Mahajanga, mis à part l’environnement du port, cette étude touche aussi les lieux d’extraction des éléments pour la réalisation des ouvrages c'est-à-dire les carrières de Belobaka et les lieux d’emprunt de sable (Ambalakida). 1 – Milieu physique 1 . 1 – Le climat Le climat de la région est chaud et sec avec une pluviométrie relativement faible par rapport au côté Est de l’île. Les températures sont hautes par rapport aux restes de l’île. 1 . 2 – La géomorphologie La géomorphologie de l’environnant du port est de type alluvionnaire, le sol par-dessus le substratum est fait de sable avec une couche en argile sableuse. Quant à la carrière, elle se trouve dans une zone paléocène, cette formation est composée de calcaire dolomitique et dolomie, reposant sur les faciès crayeux du danien et les marnes du Maestrichtien. Le sable est recueilli dans la rivière Mahamavo, le sol est de type alluvions argilo – calcaire. 1 . 3 – Le réseau hydrographique La Betsiboka est l’un des fleuves le plus important de Madagascar. Dans son cours supérieur, elle est constituée de la réunion de deux rivières qui sont le Jabo et l’Ampahiribe qui prennent leur source à Antananarivo. Elle a comme affluents la Mananara en rive droite, la Betsiboka se dirige au Nord en direction du massif de Vohombohitra, après avoir bifurquée brusquement à l’Ouest. Après Vohombohitra, elle se dirige Sud – Nord puis Sud – Est / Nord – Ouest et traverse des chaînes montagneuses par des rapides et des chutes. En amont de ses chutes, elle reçoit en rive droite l’Isinko et en rive gauche l’Andriantoany. Et enfin à 179 km de Mahajanga, elle reçoit l’Ikopa. Avant de se jeter dans la mer. 2 – Milieu biologique 2 . 1 – La zone portuaire La faune et la flore sont composées des différentes sortes de poissons ainsi que des algues, des récifs de corail, des mollusques, des crustacées, etc.



2 . 2 – La zone d’emprunt La carrière est composée de savanes ou de pseudo – steppe avec ou sans éléments ligneux. Les lambeaux forestiers se situe à près d’un kilomètre de la zone, cependant près des grottes, il peut y avoir quelques biodiversités spécifiques. 3 – Milieu socio – économique 3 . 1 – La population Le port est situé près de la commune urbaine de Mahajanga qui compte près de 1 000 000 d’habitants. Les zones d’emprunt se situent dans la commune rurale de Belobaka – fivondronana de Mahajanga II et dans la commune rurale d’Ambalakia – fivondronana Mahajanga II. La carrière se trouve dans le village de Marovato et compte près de 1193 habitants. La densité est de 53 hab/km². Le site d’emprunt de sable se situe dans la commune d’Ambalakia et compte 5113 habitants. La densité est de 8 hab/km². 3 . 2 – Activités économiques Mahajanga est une ville pleine de ressources notamment dans le domaine halieutique (Aqualma, Somapêche, Réfrigepêche, etc.), le domaine minier, le domaine agricole, les industries de transformation, l’élevage, le tourisme et l’écotourisme.



CCHHAAPPII TTRREE II II :: LL ’’ EETTUUDDEE DDEESS II MM PPAACCTTSS 1 – Les impacts positifs Les impacts sont établis dans le tableau suivant, à titre indicatif, nous avons classé l’intensité et la durée comme suit : Intensité : - faible : 1

- moyenne : 2 - forte : 3

Durée : - court : C - moyen : M - permanent : P Etendue : - locale : * - régionale : ** - nationale : ***



Impacts Source d’impact Intensité Durée Etendue Optimisation Revenues Extraction des matériaux 3 C * Création d’une voie d’accès et une gestion des

redevances Revenues pour le projeteur Extraction des matériaux 3 C ** Création d’emploi et formation Emplois Tous travaux 1 M *** Création d’emploi et formation Limitation des pollutions Amélioration des installations

portuaires 1 P * Formation des agents

Meilleure protection environnementale

Amélioration et sécurisation des installations

1 P * Sensibilisation et formation du personnel, gérance des produits dangereux

Augmentation des capacités de manutention

Extension et réhabilitation des structures

2 P * Sensibilisation et formation du personnel, gérance et placement des produits dangereux

Diminution des coûts et des frets Rendement portuaire 2 P * Entretien du port Augmentation de la valeur ajoutée Augmentation des activités

portuaires 2 P * Entretien du port et amélioration du réseau

routier Facilité d’exportation et d’importation des marchandises

Augmentation des activités portuaires

2 P *** Réhabilitation des réseaux routiers et intégrer ce projet dans un plan de développement régional

Facilité d’embarquement et de débarquement des produits de pêche

Augmentation des activités portuaires

2 P * Développement des petits ports et des liaisons maritimes avec Mahajanga

Possibilité d’avoir une zone de pêche

Extension du port 3 P * Matérialisation de la zone de pêche et contrôle qualité des produits

Attraction des entreprises industrielles

Augmentation des activités 3 P ** Amélioration des services logistiques (énergie, eau, assainissement, etc.) Réhabilitation des réseaux pour évacuer les produits

Offre d’une alternative aux autres ports

Augmentation des activités 2 P *** Plan national de transport

Emplois supplémentaires Attraction des industries 3 M ** Formation et recrutement des agents locaux ou des ouvriers

Développement d’autres activités économiques

Augmentation des activités et implantations d’entreprises

2 P * Intégrer l’extension dans un plan de développement communal, intégrer les petits



commerces dans un plan de reconversion du parc industriel

Augmentation des revenus sous forme de taxes locales

Attraction des entreprises 3 P * Bonne gérance et gouvernance

Augmentation des revenus sous forme de taxes sur VA, salaires, bénéfices

Augmentation de la valeur ajoutée, diminution des coûts de transports

1 P *** Bonne gérance et gouvernance

Diminution des coûts des marchandises et diminution des dépenses des ménages

Développement des activités portuaires, diminution des coûts de fret

2 P ** Réhabilitation des réseaux de transports et répercuter la baisse des coûts sur les marchandises

Diminution des risques d’accident Meilleur installation 2 P * Informer, sensibiliser et placer un service de contrôle

Possibilité d’amélioration de l’assainissement urbain et portuaire

Augmentation des revenus de la commune et du port

3 P * Implanter un plan de gestion des déchets et effluents, amélioration des systèmes sanitaires

2 – Les impacts négatifs Tab 26 : Impacts Source Intensité Durée Etendue Atténuations Epuisement de ressources en matériaux

Extraction de grande quantité 3 P * Aucune

Destruction des grottes Excavation et explosions 3 P * Eviter les carrières près des sites Enlèvement de la protection végétale

Défrichements 2 M * Limitation des défrichements, réglementation des voies d’accès et réhabilitation des sites

Modification du profil des sols Décapages, excavations et aménagements routiers

3 P * Délimiter les zones touchées, restauration du site

Erosion des sols, glissements de terrain, chutes de pierres

Décapages, excavations et extraction des matériaux

3 M * Respecter les techniques d’exploitation, assurer les zones fragiles, restauration des sols et de la flore

Compactage des sols Circulation des engins 2 M * Réglementer la circulation



Lessivage des sols Décapages, excavations et défrichements

2 P * Restauration de la flore

Perte de fertilité des sols Décapages, excavations, défrichements, ensablement et aménagements routiers

2 P * Eviter les zones agricoles, restauration du site après exploitation

Modification des caractéristiques hydrogéologiques

Excavation 3 P * Aucune

Augmentation du transport solide et possibilité d’ensablement

Décapages, excavations, défrichements, ensablement et aménagements routiers

1 à 3 M * Eviter d’exploiter près des cours d’eau, intégrer des bassins de rétention dans les systèmes de drainage

Pollution des sols et de l’eau Tout engin 1 M ** Entretien des engins et interdiction de rejet dans l’environnement

Création de zones d’eau stagnantes et insalubres

Excavation 3 M * Restauration ou création d’un plan d’eau

Destruction de la couverture végétale

Décapages, excavations, défrichements, ensablement et aménagements routiers

1 M * Eviter les zones comme les forêts, bush, les cultures, restaurer la couverture et réhabiliter le sol

Perturbation de la faune et de la flore

Décapages, excavations, défrichements et aménagements

1 M * Id. (ci – dessus) Réduction des diverses perturbations

Nuisances sur la population Décapages, excavations, défrichements, concassage et la présence des engins

2 M * Réduction des diverses perturbations, réglementation des horaires de travail, choix des voies d’accès

Destruction des grottes, Conflits fonciers entre les responsables

Décapages, excavations, défrichements, et aménagements routiers

3 M * Indemnisation des propriétaires légaux, éviter tous lieux de sacrement, déplacement si accord

Perte de potentielle Exploitation de la carrière 1 M * Exploitation loin des grottes et faire une étude hydrogéologique si nécessaire

Pertes des revenus pour les petites exploitations (carrière) et commune

Epuisement des ressources 3 P * Compensations par emplois, création de permis d’exploitation au sein de la commune

Risques d’accidents Explosions, chutes de pierres, 3 C * Protection, sécurisation, lieu de soin et évacuation



glissement de terrain, excavation

d’urgence

Risques d’accidents Circulation des camions 3 C * Limitation des vitesses, entretien des véhicules Modification de la bathymétrie Remblais 3 P * Stabilité du remblai, limite d’extension Augmentation de la sédimentation Chasse et mises en suspension

des sédiments par les remblais 2 à 3 M * Retenir les sédiments par un écran et travailler à

marée basse Pollution des sols et de l’eau Circulation des engins et

stockage et transports d’hydrocarbures

3 C, M ou P

* Entretien des engins, nettoyage et récupération en cas de déversement, sécurisation du transport et de stockage de toute substance dangereuse, gestion des déchets, traitements des rejets

Augmentation de la turbidité de l’eau

Chasse et enlèvement des sédiments, remblais

2 à 3 C * Retenir les sédiments par un écran et travailler à marée basse

Pollution de l’eau Chasse et enlèvement des sédiments, remblais

3 M ou P * Eviter de jeter des éléments contaminants, faire un plan de gestion pour les sédiments

Encombrement des sols et risques associés aux dépôts de matériaux

Mise en décharge des matériaux issus de la destruction des ouvrages

2 C * Trouver un site adéquat qui ne comportera aucun danger pour la population, les cours d’eau et les mangroves

Bruits et vibration Battage des palplanches, enrochements, transport des matériaux

3 M * Horaire de travail limité, réglementation sur la conduite

Colmatage des systèmes de filtration chez la biote marine par l’augmentation de la turbidité

Chasse et enlèvement des sédiments, remblais

1 C * Retenir les sédiments par un écran et travailler à marée basse

Etouffement direct des organismes benthiques

Remblais 1 C * Limitation au strict minimum de l’aire d’extension et travailler à marée basse

Effets toxiques des polluants sur la faune et la flore

Tout engin de transport 1 C * Prises de mesure de contrôle et de prévention des pollutions

Effets de la baisse d’oxygène sur la biote marine

Chasse et enlèvement des sédiments

1 C * Travailler à marée basse

Malaise social, frustrations, insécurité

Recherche d’emploi 3 C * Réglementer le mode de recrutements, renforcer la sécurité autour du périmètre



Bruits et vibrations, destruction du paysage, et autres

Travaux de réalisation 3 C * Réduction des nuisances, limiter les zones perturbées, planning des travaux, respect des horaires de travail

Pertes économiques dues à la dégradation des ressources halieutiques

Diffusion des sédiments contaminés dans le milieu marin

3 M ** Rétention des sédiments lors des travaux de remblais et confinement sous remblai

Perturbations des activités et pertes économiques

Perturbation des activités portuaires

3 C ** Un calendrier pour les travaux, éviter de perturber la saison de pêche, éviter d’encombrer la zone d’atterrissage du ferry de Katsepy

Risques d’accidents Circulation des bateaux 3 C * Etablissement de consignes de sécurité pour le personnel, mesures de protection, mise en place d’une surveillance médicale

Risques de maladies Contamination des produits halieutiques

2 C *** Contrôle des produits, réduction des rejets polluants dans la mer, sensibilisation des pêcheurs traditionnels

Perturbation et accroissement de la circulation

Différents transports 3 C * Eviter les endroits où la population est concentrée, éviter les heures de pointes

Propagation des IST Présence des ouvriers et transporteurs

2 P ** Sensibilisation, éducation, mise en place d’un service médical spécialisé, visite médicale obligatoire, mesures de prévention

Sédimentation Extension du quai 1 P * Dragages Perturbation de la bathymétrie Dragages d’entretien 3 M * Estimer le volume à draguer, limiter la profondeur

et la largeur des chenaux, emploi des opérateurs spécialisés, faire un EIE spécifique

Augmentation de la turbidité Dragages d’entretien 1 M * Estimer le volume à draguer, limiter la profondeur et la largeur des chenaux, emploi des opérateurs spécialisés, faire un EIE spécifique

Pollutions Dragages d’entretien 3 C, M ou P

* Id. Plan local de gestion des pollutions et déchets intégrant toutes les entités rejetant ces nuisances ; respect des normes de transport pour éviter tout



déversement ou fuite Augmentation de l’eau et des sols Augmentation du nombre des

escales et de la taille des navires, des marchandises transitées et du trafic

2 P ** Plan de gestion des pollutions, contrôle et réglementation des substances anti – foulling (peintures) et autres enduits de bateaux, mise en place de sanitaires

Augmentation des risques de pollution des sols et de l’eau

Augmentation des marchandises transitées

2 M ** Plan de gestion des produits dangereux, plan de prévention et d’urgence en cas de contamination

Augmentation des bruits Augmentation du trafic maritime

2 P * Aucune

Augmentation des bruits Augmentation du trafic routier 1 P * Eviter les hôpitaux, usages des klaxons sauf en cas de nécessité

Augmentation des gaz d’échappement et des poussières

Augmentation du trafic routier 2 P * Entretien périodique des engins

Augmentation des risques d’émission de substances polluantes et nocives


2 P * Plan de gestion des produits nocifs, réglementation des trajets routiers pour le transport

Perturbation physique et enlèvement de la biodiversité associée aux sédiments

Dragages de maintenance le long des quais

1 C * Bonne pratique de travail

Perturbations des organismes benthiques dues à la diminution d’oxygène et le largage éventuel de contaminants


1 C * Eviter au maximum le rejet de polluant

Effets négatifs dues aux fuites de carburants et huiles


2 C * Entretien des engins de dragage, utilisation d’une équipe spécialisée

Effets négatifs sur la faune et la flore marine par rejet des sédiments en mer


2 C * Bonne pratique de travail, contrôle et surveillance

Contamination et effets toxiques dues à l’augmentation des pollutions

Augmentation du trafic maritime et des activités portuaires

2 P * Une méthode de gérance des polluants, contrôle et réglementation des substances anti – foulling et autres enduits de bateaux



Dégradation des conditions de vie et l’aspect esthétique par l’augmentation des nuisances

Augmentation du trafic maritime et des activités portuaires

2 P * Prises de mesures anti – pollutions et anti – nuisances, développer un trajet spécifique pour accéder au port

Augmentation des risques d’accidents

Augmentation du trafic maritime et routier

1 P * Respecter les consignes de sécurité, réhabilitation des balises et des phares

Augmentation des risques de contamination


2 P * Respecter les consignes de sécurité surtout pour les produits dangereux, mise en place d’un site spécial de stockage, informer/sensibiliser le personnel, mise en place d’un service de santé

Nuisances, intoxication chroniques, maladies, épidémies, dégradation des conditions de vie

Augmentation des pollutions dans l’air, l’eau, les sols, bruits

1 P ** Mesures de contrôle et de surveillance des pollutions, sensibilisation des entités touchées, mise en place éventuellement d’une commission de sécurité

Augmentations des risques de transmission des maladies contagieuses et épidémiques

Augmentation du trafic de passagers et marins

2 P ** Intégrer le port dans un programme de santé, information et sensibilisation de la population, des passagers et des marins

Augmentation des déchets solides et liquides avec la présence potentielle de produits nocifs

Augmentation du trafic maritime, routier et des activités portuaires

2 P * Plan de gestion des déchets, contrôle et surveillance

Risque d’embouteillage Augmentation du trafic routier 1 P * Trouver un itinéraire adéquat pour les camions avec des panneaux de signalisation



CCHHAAPPII TTRREE II II II :: PPLL AANN DDEE GGEESSTTII OONN EENNVVII RROONNNNEEMM EENNTTAALL EETT PPLL AANN DDEE SSUUII VVII

Ce travail consiste à valoriser les enjeux environnementaux relatifs à la réalisation du projet, pour chaque implantation d’ouvrage, l’écosystème environnant est mis en cause du fait des divers changements dans l’ordre naturel des choses. Ces enjeux pouvant être négatifs mais aussi positifs, le but principal est alors de limiter ou éventuellement éradiquer les dégâts. Le plan de gestion et le plan de suivi visent à atténuer, à optimiser et à vérifier les mesures prises correspondent aux attentes du maître d’ouvrage. Pour de meilleurs résultats, les recommandations suivantes sont à observer :

∼ les routes d’accès vers les zones d’extraction des matières premières doivent être en état d’utilisation pendant au moins la durée des travaux, ces routes seront réglementées de manière à être bien entretenues.

∼ Le recrutement de la main d’œuvre locale ou d’autres services. ∼ Une formation se fera selon les besoins et les cas. ∼ L’entretien et la réparation éventuelle des routes d’accès au quai seront nécessaires. ∼ La sensibilisation du personnel sur les divers produits dangereux circulant dans un

port est impérative. La mise en place de panneaux de signalisation et d’un site spécial, est conseillée.

∼ Mise en place d’un service de contrôle de tous les produits entrants et sortants du port. ∼ Mise en place d’un service logistique (assainissement, électricité, eau,…) ∼ Mise en place d’un service de santé. ∼ Construction de sanitaires avec en prime des consignes d’hygiène. ∼ Mise en place de panneaux d’affichage pour des consignes de sécurité à observer

quand on circule dans un port. ∼ Mise en place éventuelle d’un site pour divers services d’alimentation.

Ces consignes ci-dessus visent surtout à optimiser les enjeux positifs. La suite par contre est nécessaire pour atténuer les enjeux négatifs. Au niveau, des lieux d’extraction :

∼ Le choix d’emplacement des carrières est important car à côté il peut y avoir des sites géologiques utiles ou des endroits spéciaux.

∼ Recrutement de personnes localement selon les disponibilités. ∼ Informatisation du personnel sur les lieux considérés sacrés. ∼ Limitation des défrichements lors de l’exploitation des carrières. ∼ Implantation d’une couverture végétale. ∼ Remplissage des diverses excavations. ∼ Restauration des sols perturbés de manière à pouvoir soit le cultivé soit le réaménager

par une végétation. ∼ Mise en place d’un système de drainage pour éviter toutes érosions intempestives. ∼ Mise en place d’un cours de route pour le passage des engins. ∼ Stockage des terres utiles pour la restauration des sols. ∼ Mise en place d’un plan d’urgence en cas d’accidents.

Au niveau du port :



∼ Recrutement de personnel. ∼ Etablir une méthode de travail suivant les consignes de sécurité, les techniques de

construction et les horaires. ∼ Mise en place de barrières ou de clôtures. ∼ Etablir un plan de gestion des sédiments, des déchets, des eaux usées et des

hydrocarbures. ∼ Etablir un plan de gestion particulier pour les produits dangereux. ∼ Mise en place d’un site de stockage provisoire pour les matériaux issus de la

destruction des ouvrages existants. ∼ Etablir un plan de parcours pour les engins. ∼ Mise en place d’un plan de soin et d’évacuation d’urgence.

Le plan de suivi et de contrôle :

∼ Le suivi des pratiques de travail, au sein des diverses entités, est sous l’autorité des personnes compétentes. Il se fera journalièrement.

∼ Un plan de surveillance pour la sécurité du public et du personnel. ∼ Un contrôle sur la pratique du dragage du port est nécessaire. ∼ Un suivi journalier des entretiens du quai et du terre – plein est essentiel pour la survie

du port. ∼ Suivi et entretien sur les engins pour éviter tout déversement de pollutions et toutes

surcharges. ∼ Contrôle sur le respect des consignes de sécurité concernant les produits dangereux.



CONCLUSION

Le projet consiste à réhabiliter et à étendre le quai Coste du port de Mahajanga, qui est un quai

en palplanches métalliques de type AZ26 dont le calcul est basé sur les mêmes méthodes que les murs de

soutènement. Ce projet est crédité par la république de Madagascar pour une extension du marché

portuaire.

Le port est l’épine dorsale de l’économie de l’île car tous les produits nécessaires que nous possédons

pas ou que nous n’avons pas en quantité suffisante sont importés et l’exportation est nécessaire dans le sens

où premièrement il fait augmenter la valeur de notre monnaie et, deuxièmement il valorise les produits

locaux. Bref, l’échange commercial est très important pour le développement de l’économie.

Ainsi plus les échanges augmenteront, plus les entreprises investiront. Ce qui contribuera à la

richesse du pays.

L’utilisation des transports aériens est difficile dans le sens où elle coûte assez cher mais l’avantage

est qu’elle arrive rapidement et sans dangers. Pour un meilleur développement, il faut faire en sorte de

rentabiliser les ports malgaches suivant les normes de sécurité et les normes économiques.

Notons que le port de Mahajanga est le deuxième port de Madagascar et l’on enregistre une

augmentation quasiment croissante du trafic. C’est la raison pour laquelle ce projet a été conçu selon des

normes précises. Il fait partie d’un plus grand projet qui est la réhabilitation entière de toutes les

infrastructures du port de Mahajanga dont une partie a été terminé en 2004. Les autres ports sont aussi

mis en cause car depuis ces dernières années le gouvernement a lancé un projet de réhabilitation des ports

les plus importants de Madagascar, notamment celui de Toliara, de Tamatave, de Morondava ou encore

de Taolagnaro.

Cette évolution marque un nouvel essor pour Madagascar qui, en ce moment, se trouve dans une

période assez difficile à cause de la dépréciation monétaire.

La mer est l’avenir, les aménagements portuaires ne sont pas les seuls moyens de l’exploiter, il y a

aussi les marées motrices ou l ‘énergie des vagues, la mise en place des off – shores.



BBIIBBLLIIOOGGRRAAPPHHIIEE

� Jean CHAPON – Travaux maritimes, Editions Eyrolles, Tome 1 : Le milieu marin –

Les navires – Les ouvrages extérieurs des ports maritimes, 285 pages.

� André GRAILLOT, Cours de travaux maritimes, Tome 4 : Les ouvrages extérieures,

280 pages.

� Service Hydrographique et Océanographique de la Marine, Instructions Nautiques –

Océan Indien Sud – Madagascar, îles éparses, Terres Australes et Antarctiques

françaises, 290 pages.

� ROSA 2000, Recommandations pour le calcul aux états limites des Ouvrages en site

Aquatique.

� Jean CAQUOT et KERISEL, Tables de poussée et de butée, Imprimerie Nationale.

� Institut Portuaire d’Enseignement et de Recherche, Travaux portuaires : Les

aménagements intérieurs des ports de commerce et les zones industrielles.

� Cours de murs de soutènement en 4ème année d’hydraulique à l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo

� Aquaterre – SOMEAH, Etude d’impact environnemental du port de Mahajanga

� Cours de BAEL en 5ème année d’hydraulique à l’Ecole Supérieure Polytechnique

d’Antananarivo

� SOMEAH, Avant Projet Sommaire des réhabilitations du port de Mahajanga.



AANNNNEEXXEESS



ANNEXE 1 : Hydraulique Maritime

Détermination de la longueur d’onde par la méthode de tir. Y est la valeur par lequel,

on peut déterminer la longueur d’onde.

y1 = y2

Les équations sont :

=

=

L

Dy

L

gTy

ππ

2coth

2

²

2

1

Les résultats sont :

L y1 L y2 32 2,390625 32 2,19919254 33 2,31818182 33 2,25815412 34 2,25 34 2,31738216 35 2,18571429 35 2,37685508

La valeur de la longueur d’onde est comprise entre 33.0 et 34.0, pour plus de

précision, nous avons développé et nous avons :

L y1 y2

33,3 2,2972973 2,27589558 33,4 2,29041916 2,28181462 33,5 2,28358209 2,28773624

L y1 y2

33,45 2,28699552 2,28477511 33,46 2,28631201 2,28536728 33,47 2,28562892 2,28595948 33,48 2,28494624 2,28655171

La courbe est la suivante :

Détermination de la longueur d'onde

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

La valeur de y

La lo

ngue

ur d

'ond

e

Courbe de y1Courbe de y2



ANNEXE 2 : Le calcul des coefficients de poussée et de butée

Le talus est horizontal et l’écran est vertical : λ =0° ; δ = 0° ; β = 0°

Méthode de Caquot - Kerisel

Pour φ = 35°, on a Ka = 0.271

Pour φ = 30°, on a Ka = 0.333

Pour φ = 0°, on a Ka = 1

Coefficient de la butée des terres

Méthode de Caquot – Kerisel

Pour φ = 35°, on a Kp = 10.2 * 0.762 = 7.772

Pour φ = 30°, on a Kp = 6.42 * 0.811 = 5.207

Pour φ = 0°, on a Kp = 1

ANNEXE 3 : Le calcul de la résultante de la poussée et de la butée des terres

Le calcul à long terme

� La poussée des terres entre Cet B est :

P1 = 0.5 x 0.271 x 18 x 9.5² = 220.12 kN

� La poussée des terres entre B et A est :

P2 = PB x H

9.5 m

11 m

1 m

B

A

O

C



PB = 0.271 x 18 x 9.5 = 46.34 kN

P’2 = 0.5 x 0.333 x 18 x 11² = 362.64 kN

P2 = 46.34 x 11 = 509.74 kN

� La poussée des terres entre A et O est :

P3 = PA x H

PA = 46.34 + 0.333 x 11 x 18 = 112.27 kN

P’3 = 0.5 x 1 x 21 x 1² = 10.5 kN

P3 = 112.27 x 1 + 10.5 = 122.77 kN

� La butée des terres entre B et A est :

B1 = 0.5 x 5.207 x 18 x 11² = 5670.423 kN

� La butée des terres entre A et O est :

B2 = BA x H

BA = 5.207 x 18 x 11 = 1030.986 kN

B2 = 1030.986 x 1 = 1030.986 kN

B’2 = 0.5 x 1 x 21 x 1² = 10.5 kN

L’effet de la cohésion Le calcul à court terme

Kcc ⋅⋅±= ξσ

KHcFc ⋅⋅⋅±= 2 K étant le coefficient de poussée ou de butée, selon les cas.

Fca1 = 2 x 8 x √0.406 x 11 = 112.14 kN


Fc = ± 2 x 50 x 1 x √1 = ± 100 kN

ANNEXE 4 : Le calcul des surcharges

Le calcul à court terme



Les surcharges sont : - une grue GOTTWALD

- une surcharge surfacique de 30kN/m²

Les caractéristiques d’une grue GOTTWALD HMK 140 sont les suivantes :

Sur un patin Q = 460 kN/m²

Le total des surcharges est de 490 kN/m².

P = 0.271 x 9.5 x 490 = 1261.505 kN


Les charges d’exploitation sont :

- Une grue GOTTWALD

- Une surcharge surfacique de 60 kN/m²

P = 0.271 x 9.5 x 520 = 1338.74 kN

Les surcharges de type routier

Le système Br

C’est un système composé d’une roue unique de surface d’impact 0.3m x 0.6m portant

une masse de référence de 10 tonnes.

Le système Bc

C’est un système correspondant à un camion – type dont les caractéristiques sont

décrites dans la figure suivante :

La surcharge correspondante est :

MbS cBc ⋅=

Système Bc

Masse portée par chacun des essieux arrières : 12 t Masse portée par l’essieu avant : 6 t

Longueur d’encombrement : 10,5 m Largeur d’encombrement : 2,5 m Distance de l’essieu avant au premier essieu arrière : 4,5 m

Surface d’impact d’une roue avant : 0,2 m x 0,2 m Surface d’impact d’une roue arrière : 0,25 m x 0,25 m

4,50 1,50

2,0

Sens du déplacement



M est la masse totale du système qui est égale à 30 tonnes.

bc est un coefficient dépendant à une classe et un nombre de voie en sachant qu’une classe est

liée à un ouvrage notamment un pont.

1ère classe : pont de largeur roulable supérieure à 7.0m

2ème classe : pont de largeur roulable comprise strictement entre 5.5m et 7.0m

3ème classe : pont de largeur roulable inférieure à 5.5m

Nombre de voie de roulement 1 2 3 4 >4 1ère classe 1.20 1.10 0.95 0.80 0.70 2ème classe 1.00 1.00 - - - 3ème classe 1.00 0.80 - - - SBc = 1.10 x 30 = 33 tonnes

Le système Bt

C’est un système constitué d’un tandem à deux essieux portant chacune une masse de

16 tonnes. La valeur de référence est :

MbS tBt ⋅=

Classe de pont 1ère 2ème 3ème bt 1.00 0.90 - SBt = 1.00 x 32 = 32 tonnes

Système Bt

22222.0 22,00

1.0011.111,0

002.2. 22,00

0.250.20.0,25

0.600.60.0,6

2.002.2.11,35

Sens du déplacement



ANNEXE 5 : Le calcul des moments des palplanches

Pour le calcul, la figure utilisée est simplifiée comme suit :

Les réactions aux appuis :

Ps + P1 + P2 + P’2 + P3 + P’3 – B1 – B2 – B’2 – RO – RD = 0

1338.74 + 220.12+ 2059.86 + 362.640 + 153.194 + 10.5 – 5288.048 – 1061.463 – 10.5 + RO

+ RD = 0

RO + RD = 2214.957 kN

Moment par rapport à O:

Ps x 16.75 + P1 x 15.17 + P2 x 6.5 + P’2 x 4.67 + P3 x 0.5 + P’3 x 0.33 – B1 x 4.67 – B2 x 0.5 –

B’2 x 0.33 + RD x 16.5 = 0

RD = 953.302 kN

RO = 1261.655 kN

P’2 = 362.64 kN

9.5 m

11 m

1 m

B

A

O

C

P1 = 220.12 kN

P2 = 2059.86 kN B1 = 5288.048 kN

B2 = 1061.463 kN

P’3 = 10.5 kN

P3 = 153.194 kN

Ps = 1338.74 kN

D

B’2 = 10.5 kN



Les sollicitations : Tronçon Effort tranchant [kN] Moment de flexion [kNm] 0 ≤ x < 0.33

T(x) = RO

T (0) = 1261.655 T (0.33) = 1261.655

M(x) = RO x

M (0) = 0 M (0.33) = 416.801

0.33 ≤ x < 0.5

T(x) = RO + P’3 – B’2

T (0.33) = 1261.655 T (0.5) = 1251.655

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33)

M (0.33) = 416.801 M (0.5) = 625.828

0.5 ≤ x < 4.67

T(x) =RO + P’3 – B’2 + P3 – B2

T (0.5) = 353.386 T (4.67) = 353.386

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5)

M (0.5) = 625.828 M (4.67) = 2104.471

4.67 ≤ x < 6.5

T (x) = RO + P’3 – B’2 + P3 – B2 + P’2 – B1

T (4.67) = - 4572.022 T (6.5) = - 4572.022

M (x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5) + P’2 (x – 4.67) – B1 (x - 4.67)

M (4.67) = 2104.471 M (6.5) = - 6262.353

6.5≤ x < 15.17

T (x) = RO + P’3 – B’2 + P3 – B2 + P’2 – B1 + P2

T (6.5) = - 2512.162 T (15.17) = - 2512.162

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5) + P’2 (x – 4.67) – B1 (x – 4.67) + P2 (x – 6.5)

M (6.5) = - 6262.353 M (15.17) = - 28042.798

15.17≤ x < 16.5

T(x) = RO + P’3 – B’2 + P3 – B2 + P’2 – B1 + P2 + P1

T (15.17) = - 2292.042 T (16.5) = - 2292.042

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5) + P’2 (x – 4.67) – B1 (x – 4.67) + P2 (x – 6.5) + P1 (x – 15.17)

M (15.17) = - 28042.798 M (16.5) = - 31091.214

16.5 ≤ x < 16.75

T(x) = RO + P’3 – B’2 + P3 – B2 + P’2 – B1 + P2 + P1 + RD

T (16.5) = - 1338.74 T (16.75) = - 1338.74

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5) + P’2 (x – 4.67) – B1 (x – 4.67) + P2 (x – 6.5) + RD (x – 16.5) + P1 (x – 15.17)

M (16.5) = - 31091.214 M (16.75) = - 31425.899

16.75≤ x < 21.5

T(x) = RO + P’3 – B’2 + P3 – B2 + P’2 – B1 + P2 + P1 + RD +Ps

T (16.75) = 0 T (21.5) = 0

M(x) = RO x + P’3 (x – 0.33) – B’2 (x – 0.33) + P3 (x – 0.5) – B2 (x – 0.5) + P’2 (x – 4.67) – B1 (x – 4.67) + P2 (x – 6.5) + RD (x – 16.5) + P1 (x – 15.17) + Ps (x – 16.75)

M (16.75) = - 31425.899 M (21.5) = - 31425.899

Les forces verticales et leurs moments par rapport au point de renversement O:

BV1 = 1939.398 kN Mr = 0 kN m

BV2 =352.617 kN Mr = 0 kN m

PPpal = 21.5 x 0.42 x 1 x 78.5 = 708.855 kN Ms = 164.1 kN m

PPpc = 25 x (0.88 x 1 + 0.25 x 5) = 53.25 kN Ms = 12.33 kN m

PPpc = 25 x 0.20 x 5 = 25 kN Mr = 2.5 kN

2Mr

Ms≥

∑∑



ANNEXE 6 : Le dimensionnement du tirant et du contre – rideau

N = PS + PPpc + PPpal

PP sont les poids propres des éléments respectivement les surcharges, la poutre de

couronnement, des palplanches.

Calcul du tirant en situation corrodée

PPs = 520 + 330 = 850 kN

PPpc = 78.25 kN

PPpal = 708.855 kN

N = 1637.105 kN

F = 818.523 kN

S = 0.003559 m²

Øth = Ø + Øcor = 67.32 + 8 = 75.32 mm

Nous prendrons donc un diamètre plus grand

Ø = 80 mm

La zone d’ancrage

Le point de pression nul

OA = 13.413 m

La longueur minimale du tirant

OB = 7.744 m

AB = 15.488 m

AD = 17.884 m

BD = 8.942m

BE = 7.743m

ED = 4.471 m

OE = 15.488 m

Le dimensionnement du contre – rideau

Le contre rideau :

H = 2.1m

La longueur du tirant

L = 17.5 m



Rigidité du tirant

K = 68 101.6 kPa/m La stabilité interne

La condition est : eσσ ≤

Mmax = 31425.899 kNm = 314258985 daNcm

σ = 1208.688 daN/cm²≤ 3200 bars

N = 787.105 kN

V = 6808.036 kN

S = 87535 cm²

M = 7325.869 kNm

σ = 282.663 daN/ cm²

τ = 7.78 daN/cm²

ANNEXE 7 : Calcul des armatures de la poutre de couronnement

Calcul du moment de service

Efforts horizontaux : - l’accostage (charge ponctuelle de 100 tonnes sur un point

quelconque de la poutre)

- l’amarrage (1 bollard de 30 tonnes tout les 10 m)

Portée : 10m

AM = 3 t/m3

Réactions aux appuis :

R1 + R2 – AM * L – AC = 0

R1 = R2 = 65 tonnes

Sollicitations :

Tronçon : 0 ≤ x < L/2

T(x) = R1 – AM . x T(0) = 650 kN T(5) = 500 kN

M(x) = R1 . x – AM . x²/2 M(0) = 0 M(5) = 2875 kN

AC AM

L



Tronçon: L/2 ≤ x < L

T(x) = R1 – AM . x – AC T (5) = -500 kN T (10) = - 650 kN

M(x) = R1 x – AM .x²/2 – AC (x – L/2) M (5) = 2875kN M (10) = 0

Moment maximum = Moment de service

Mser = 2875 kN

5192.01 =α

Mrb = 2941.183 kN

A = 14.954 cm²

5Ø20HA

ANNEXE 8 : Le dimensionnement du talus

P = 0.5375 tonne

Les catégories d’enrochements selon les normes sont :

Classe Caractéristiques pondérales Densité 0 1 – 100 kg 2.65 1 1 – 300 kg 2.65 2 100 – 300 kg 2.65 3 1 – 500 kg 2.65 4 500 – 1500 kg / 600 – 1600 kg 2.65 5 500 – 2000 kg 2.65 6 2000 – 4000kg 2.65

Ballast 40/80 mm 2.65 Nous utiliserons alors des enrochements de pondération Blocomètrie

Dans ce cas P50 = 0.85 T

Comme épaisseur de la carapace, e = 2 x 1.10 x 3

1

65.2

85.0

= 1.51 m

Le corps du talus est celui de la classe 2 Vérification de la stabilité Dn = (0.5375/2.65)1/3 = 0.587 m

Dn50 = (0.85/2.65)1/3 = 0.684 m

σFellinius = gi * cos αi

τFellinius = gi * sin αi

αi est l’angle en O, avec R comme rayon du glissement.



R = 10 m α = 24.26°

Portion Surfaces (m²) g = γ * S g * cos α g * sinα σFellinius * tan φ 1 5.707 m² 102.726 93.657 42.201 65.579 2 8.205 m² 147.69 134.652 60.673 94.284 3 9.223 m² 166.194 151.522 68.275 106.097 4 11.879 m² 213.945 194.945 87.841 136.902

F = 1.56>1.5 ANNEXE 9 : Plans

R

O

1

2

3

4

αi

gi

CCoossttee dduu ppoorrtt ddee MMaahhaajjaannggaa HHyyddrraauulliiqquuee

- 104 - PPrroommoottiioonn 22000055



TTAABBLLEE DDEESS MMAATTIIEERREESS

Remerciements………………………………………………………………………….4

Sommaire……………………………………………………………………………….6

Liste des tableaux………………………………………………………………………7

Liste des figures………………………………………………………………………...8

Liste des abréviations…………………………………………………………………..9

Liste des annexes………………………………………………………………………10

IInnttrroodduuccttiioonn…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....1111

PPAARRTTIIEE II :: CCOONNTTEEXXTTEE GGEENNEERRAALL………………………………………………………………………………………………....1122

CChhaappiittrree 11 :: DDeessccrriippttiioonn ddee llaa zzoonnee dd’’ééttuuddee……………………………………………………………………………………........1122

1 – Localisation et description…………………………………………………..12

1 – 1 – La ville de Mahajanga………………………………………….12

1 – 2 – Le port de Mahajanga………………………………………….13

2 – Les activités économiques……………………………………………………13

3 – Les réseaux de transport…………………………………………………….14

4 – Collecte des données de base………………………………………………14

4 – 1 – Les données climatologiques…………………………………….14

4 – 1 – 1 – Températures et humidité relative………………….14

4 – 1 – 2 – Pluviométrie ………………………………………...14

4 – 1 – 3 – Les vents…………………………………………….15

4 – 2 – Les données topographiques…………………………………….15

4 – 3 – La sédimentologie………………………………………………..15

4 – 4 – La géotechnique……………………………………………..…..15

4 – 5 – La bathymétrie……………………………………………..….…16

CChhaappiittrree 22 :: NNoottiioonn ddee ppoorrtt………………………………………………………………………………………………………………....…………....1177

1 – Les différents types de ports………………………………………………….17

1 – 1 – Les ports selon leur fonction………………………………………17

1 – 2 – Les ports selon leur situation géographique……………………..17

1 – 3 – Les ports selon leur disposition………………………………........18

2 – Les conditions d’implantation d’un port……………………………………….18

3 – Les conditions d’exploitation d’un port……………………………………….19

4 – Les conditions de maintien des profondeurs………………………………….19

4 – 1 – Côtes sans cheminement littoral prédominant…………………….19

4 – 2 – Côtes avec cheminement littoral important…………………....….20

5 – Aperçu du port de Mahajanga………………………………………....…….20

5 – 1 – Les quais………………………………………………………….21

5 – 1 – 1 – Le quai Orisini…………………………………..……21

5 – 1 – 2 – Le quai Vuillemin……………………………..………21

5 – 1 – 3 – Le quai Barriquand………………………….……….21

5 – 1 – 4 – Le quai Coste…………………………….………….22

5 – 1 – 5 – Le nouveau quai…………………………………..…22



5 – 2 – Les chenaux d’accès…………………………….……………….23

5 – 3 – Les terre – pleins………………………………………………...23

5 – 4 – Les outillages et hangars…………………………………………24

5 – 5 – Les signalisations…………………………………………………24

6 – Le trafic maritime du port…………………………………………………….25

6 – 1 – Le trafic………………………………………………………….25

6 – 2 – Les types de navires……………………………………………..25

7 – Les problèmes liés au port…………………………..………………….……26

PPAARRTTIIEE IIII :: LL’’HHYYDDRRAAUULLIIQQUUEE MMAARRIITTIIMMEE EETT LLEESS PPRRIINNCCIIPPEESS GGEENNEERRAAUUXX DD’’AAMMEENNAAGGEEMMEENNTT

PPOORRTTUUAAIIRREE....................................................................................................................................................................................................2277

CChhaappiittrree 11 :: LL’’hhyyddrraauulliiqquuee mmaarriittiimmee lliiééee àà ll’’aamméénnaaggeemmeenntt ppoorrttuuaaiirree……………………………………..2277

1 – Les données de base…………………………………………………..……27

1 – 1 – Les marées……………………………………………….……..27

1 – 2 – Les houles……………………………………………….………29

1 – 3 – Les courants………………………………………….………….31

2 – Notion général d’hydraulique maritime……………………………….….....34

2 – 1 – Etudes théoriques de la marée………………………………....34

2 – 1 – 1 – Les théories………………………………………....34

2 – 1 – 2 – La théorie de l’onde progressive………………..….35

2 – 2 – Etudes théoriques de la houle…………………………….…….35

2 – 3 – Etude théorique et expérimentale des houles réelles….……….39

2 – 4 – Etude des clapotis……………………………………….………40

3 – Etude des actions dues aux différents mouvements de la mer………..…….41

3 – 1 – Efforts dus à la houle………………………………………..….41

3 – 2 – Efforts dus aux clapotis………………………………………....41

3 – 3 – Efforts dus aux marées…………………………………………42

CChhaappiittrree 22 :: UUnn aamméénnaaggeemmeenntt ppoorrttuuaaiirree………………………………………………………………………………………………..4433

1 – Les éléments constituants un port……………………………………………43

1 – 1 – Les ouvrages extérieures……………………………………..…43

1 – 1 – 1 – Les digues à talus………………………………..….43

1 – 1 – 2 – Les digues verticales……………………………..….43

1 – 1 – 3 – Les passes ou les chenaux d’accès……………..……44

1 – 2 – Les ouvrages intérieurs…………………………………………..44

1 – 2 – 1 – Les quais……………………………………………..44

1 – 2 – 2 – Les ducs d’albe…………………………………..…..44

1 – 2 – 3 – Les appontements………………………………...…45

2 – Le quai Coste de Mahajanga………………………………………..…..…..45

2 – 1 – Diagnostic technique……………………………………………..45

2 – 2 – La réhabilitation…………………………………………….…....45

2 – 2 – 1 – La justification……………………………..…………45

2 – 2 – 2 – Etude technique………………………………………46

2 – 2 – 3 – Etude économique…………………………………….47



CChhaappiittrree 33 :: LL’’eennvvaasseemmeenntt dduu ppoorrtt………………………………………………………………………………………………………………..4499

1 – L’érosion……………………………………………………………..………49

2 – Notion de transport des solides………………………………………………49

2 – 1 – Le transport par suspension………………………………………49

2 – 2 – Le transport par charriage……………………………………….49

2 – 3 – Le calcul du débit solide………………………………………….50

2 – 4 – Les conditions mécaniques de transport…………………………..50

3 – Evaluation approximative du débit solide……………………………………50

4 – Mode d’entretien du port et des chenaux d’accès……………………………51

5 – Solutions proposées…………………………………………………………..51

PPAARRTTIIEE IIIIII :: LLAA CCOONNCCEEPPTTIIOONN EETT LLEE DDIIMMEENNSSIIOONNNNEEMMEENNTT DDEESS DDIIVVEERRSS OOUUVVRRAAGGEESS………….... 5522

CChhaappiittrree 11 :: LLeess éélléémmeennttss ffoorrmmaanntt llee qquuaaii CCoossttee………………………………………………………………………………......5522

1 – Les étapes de réalisation de l’extension……………………………..………52

2 – Les palplanches………………………..………………………...…………..52

3 – Le terre – plein ………………………………………………………………53

4 – Les réseaux………………………………………….……………………….53

4 – 1 – Le réseau d’assainissement……………………………………….53

4 – 2 – Le réseau d’alimentation d’eau potable….………………………54

4 – 3 – Le réseau électrique……………………………………………..54

CChhaappiittrree 22 :: LLee ddiimmeennssiioonnnneemmeenntt ddeess éélléémmeennttss dduu qquuaaii………………………………………………………………..……5555

1 – Les situations du projet…………………………………………………….…55

2 – Le dimensionnement des palplanches selon les situations………………….…55

2 – 1 – La poussée des terres……………………………………………55

2 – 2 – La butée des terres…………………….………………………..57

2 – 3 – L’effet de la cohésion…………………….……………………...58

2 – 4 – La poussée due aux surcharges………….………………………58

2 – 5 – La stabilité de l’ouvrage…………………………………………59

2 – 5 – 1 – La stabilité externe………………………………….59

2 – 5 – 2 – La détermination de la zone d’ancrage…………......59

2 – 6 – L’instabilité hydraulique………………………………………....61

2 – 7 – La stabilité interne……………………………………………….61

3 – La poutre de couronnement………………………………………………….61

3 – 1 – L’accostage………………………………………………………62

3 – 2 – L’amarrage………………………………………………………64

3 – 3 – Le dimensionnement de la poutre …………..………………….. 66

4 – Le talus en enrochement……………………………………………………..67

5 – Le système de défenses……………………………………………………..69

PPAARRTTIIEE IIVV :: EETTUUDDEE EECCOONNOOMMIIQQUUEE DDUU PPRROOJJEETT…………………………………………………………………………..7700

CChhaappiittrree 11 :: LLee ccooûûtt dduu pprroojjeett…………………………………………………………………………………………………………………………7700

1 – Devis estimatif……………………………………………………………..…70

1 – 1 – Installation………………………………………………………..70

1 – 2 – Démolition – Terrassement – Déblais – Remblais……………….. 70



1 – 3 – Rideaux de soutènement…………………………………………71

1 – 4 – Poutre de couronnement………………………………………….71

1 – 5 – Accessoires du quai………………….……………………………71

1 – 6 – Le talus en enrochement…………………………………………..72

1 – 7 – Le terre – plein……………………………………………………72

1 – 8 – Les réseaux……………………………………………………….72

2 – Coût du projet…………………………………………………………………73

CChhaappiittrree 22 :: JJuussttiiffiiccaattiioonn ééccoonnoommiiqquuee…………………………………………………………………………………………………………....7744

1 – Evolution du trafic……………………………………………………………..74

1 – 1 – Le trafic en général……………………………………………… 74

1 – 2 – Les principaux produits……………………………………………74

1 – 3 – Les conteneurs………………………………………………… ….75

1 – 3 – 1 – Le trafic…………………………………………… …75

1 – 3 – 2 – Le nombre d’unité………………………………… …75

2 – Le rendement portuaire ………………………………………………… ….. 75

2 – 1 – Le rendement global………………………………………… …..75

2 – 2 – Le rendement de la manutention…………………………………75

3 – Prévisions du trafic…………………………………………………… ……..76

4 – Les avantages et les inconvénients économiques…………………………… 76

4 – 1 – Les avantages ……………………………………………………76

4 – 2 – Les inconvénients………………………………………………….76

PPAARRTTIIEE VV :: EETTUUDDEE DD’’IIMMPPAACCTT EENNVVIIRROONNNNEEMMEENNTTAALL………………………………………………………………......7788

CChhaappiittrree 11 :: LLaa zzoonnee dd’’ééttuuddee…………………………………………………………………………………………………………………………..7788

1 – Le milieu physique………………………………………………………….. 78

1 – 1 – Le climat………………………………………………………….78

1 – 2 – La géomorphologie………………………………………………78

1 – 3 – Le réseau hydrographique……….………………………………78

2 – Le milieu biologique………………………………………………………….78

2 – 1 – La zone portuaire………………………………………………..78

2 – 2 – La zone d’emprunt……………….………………………………79

3 – Le milieu socio – économique………………………………………………..79

3 – 1 – La population……………………………………………………79

3 – 2 – Les activités économiques……………………………………….79

CChhaappiittrree 22 :: LLeess ééttuuddeess dd’’iimmppaaccttss……………………………………………………………………………………………………………….. 8800

1 – Les impacts positifs…………………………………………………………. 80

2 – Les impacts négatifs………………………………………………………….82

CChhaappiittrree 33 :: LLee ppllaann ddee ggeessttiioonn eennvviirroonnnneemmeennttaall eett llee ppllaann ddee ssuuiivvii…………………………………………..8888

CCoonncclluussiioonn………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………......9900

Bibliographie……………………………………………………………………………..91

Annexes…………………………………………………………………………………..92



Nom : RAZAFINTSALAMA

Prénom : Landivola

Titre : Projet de réhabilitation et d’extension du quai Coste du port de Mahajanga

Nombre de page : 108

Nombre de tableaux : 27

Nombre de figures : 12

Résumé :

Le port de Mahajanga est un port long – courrier secondaire. Il est le

deuxième port de Madagascar après celui de Tamatave.

Les transactions portuaires évoluent rapidement et depuis quelques

temps on constate une dégradation des diverses infrastructures, face à cette

situation la république de Madagascar offre les projets de réhabilitation et

éventuellement d’extension des ouvrages dans le but de promouvoir

l’économie maritime.

Le projet concernant la réhabilitation du quai Coste du port de

Mahajanga consiste à augmenter la capacité de réception des navires du port

et de faciliter la circulation des divers produits. Le quai est de type fermé,

composé de palplanches métalliques fiché dans le substratum et ancré par un

lit de tirant.

Mots clés : Aménagement portuaire, hydraulique maritime, quai, palplanches métalliques

Rapporteur : Mr. RAKOTOSON Serge Lala

Adresse : lot III M 33 L Andrefan’Ambohijanahary

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