Small Hydro Resource Mapping in Madagascar SITE INVESTIGATION REPORT [FRENCH VERSION] May 2016 This report was prepared by SHER Ingénieurs-Conseils s.a. in association with Mhylab, under contract to The World Bank. Energy Resource Mapping and Geospatial Planning [Project ID: P145350]. This activity is funded and supported by the Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP), a multi-donor trust fund administered by The World Bank, under a global initiative on Renewable Energy Resource Mapping. Further details on the initiative can be obtained from the ESMAP website. This document is an interim output from the above-mentioned project. Users are strongly advised to exercise caution when utilizing the information and data contained, as this has not been subject to full peer review. The final, validated, peer reviewed output from this project will be a Madagascar Small Hydro Atlas, which will be published once the project is completed. Copyright © 2016 International Bank for Reconstruction and Development / THE WORLD BANK Washington DC 20433 Telephone: +1-202-473-1000 Internet: www.worldbank.org This work is a product of the consultants listed, and not of World Bank staff. The findings, interpretations, and conclusions expressed in this work do not necessarily reflect the views of The World Bank, its Board of Executive Directors, or the governments they represent. The World Bank does not guarantee the accuracy of the data included in this work and accept no responsibility for any consequence of their use. The boundaries, colors, denominations, and other information shown on any map in this work do not imply any judgment on the part of The World Bank concerning the legal status of any territory or the endorsement or acceptance of such boundaries. The material in this work is subject to copyright. Because The World Bank encourages dissemination of its knowledge, this work may be reproduced, in whole or in part, for non-commercial purposes as long as full attribution to this work is given. Any queries on rights and licenses, including subsidiary rights, should be addressed to World Bank Publications, The World Bank Group, 1818 H Street NW, Washington, DC 20433, USA; fax: +1-202-522-2625; e-mail: pubrights@worldbank.org. Furthermore, the ESMAP Program Manager would appreciate receiving a copy of the publication that uses this publication for its source sent in care of the address above, or to esmap@worldbank.org. Phase 2 – Ground Based Data Collection SITE INVESTIGATION REPORT Renewable Energy Resource Mapping: Small Hydro – Madagascar [P145350] Mai 2016 Version Française IN ASSOCIATION WITH FINAL OUTPUT Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Correspondence Table between the terms of reference and reporting and the ESMAP phases: Correspondence ESMAP General Phasing with ESMAP-Small Hydro Madagascar ToR Activity 1 – Data collection and production of Hydro Atlas, review and validation of small hydro potential Phase 1 Preliminary resource mapping output Activity 2 – Small hydro electrification planning based on satellite and site visits Activity 3 – Small hydro prioritisation and workshop Activity 4 - Data collection and final validation (from the REVISED TERMS OF REFERENCES FOR THE ACTIVITY 4) : A – Review of previously studied small hydropower sites Phase 2 Ground-based data collection B – Data collection and final validation C – Pre-feasibility study of two priority sites for small hydropower development D – Support to the Ministry of Energy to build capacity and take Phase 3 Production of a validated resources ownership of the created GIS database for hydropower atlas that combine satellite and ground-based E – Updated Small Hydropower Hydro Planning and Mapping Reports for data Madagascar SHER Ingénieurs-conseils s.a. Rue J. Matagne, 15 5020 Namur – Belgium Phone : +32 81 32 79 80 Fax : +32 81 32 79 89 www.sher.be Project Manager: Julien LEFEVERE Référence SHER : MAD04 Phone : +32 (0) 81 327 982 Fax : +32 (0) 81 327 989 E-mail : lefevere@sher.be Rev.n° Date Contenu Rédigé par Vérifié par 0 03/2015 Site investigation report Gérard CHASSARD Pierre SMITS Ialy ANDRIAMPARANONY Vincent DENIS Thomas DUBOIS Quentin GOOR Jean-René RATSIMBAZAFY Pierre SMITS Alice VANDENBUSSCHE 1 05/2016 Site investigation report – Revu suivant Thomas DUBOIS Pierre SMITS les commentaires de la Banque Quentin GOOR Mondiale - Final Alice VANDENBUSSCHE SHER INGÉNIEURS-CONSEILS S.A. IS ISO 9001 CERTIFIED SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Mars 2016 Page 4 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Abréviations et acronymes ADEME Agence de Maîtrise de l’Energie ADER Agence de Développement de l’Electrification Rurale AO Appel d’Offre APD Avant-Projet Détaillé APIPA Autorité pour la Protection contre les Inondations de la Plaine d’Antananarivo APS Avant-Projet Sommaire BAD Banque Africaine de Développement BDHM Banque de Données Hydro pluviométriques de Madagascar BEI Banque Européenne d’Investissement BM Banque Mondiale BRGM Bureau de Recherches Géologiques et Minières CIRAD Centre International de Recherche pour l’Agriculture et Développement DGE Direction de l’Energie DGM Direction Générale de la Météorologie DGRE Direction de la Gestion des Ressources en Eau EDM Electricité de Madagascar ENR ENergie Renouvelable ERD Electrification Rurale Décentralisée ESF Electriciens Sans frontières ESMAP Energy Sector Management Assistance Program EU European Union FAD Fonds Africains de Développement FMO Société néerlandaise pour le financement du développement FONDEM Fondation Energies pour le Monde FTM FOIBEN-TAOSARINTANIN'I MADAGASIKARA FWC Framework Contract GES Gaz à Effet de Serre GIZ Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH GRDC Global Runoff Data Centre GRET Groupe de Recherche et d’Echanges Technologiques GTE Groupe de Travail Energie GTZ/GIZ Deutsche Gesellschaft für Technische / Internationale Zusammenarbeit GmbH) GVEP Global Village Energy Partnership GWh Giga Watt heure, Milliards de kWh ou Millions de MW HFF Henri Fraise & Fils (société) IED Innovation Energie Développement IEPF Institut de l’Energie et de l’Environnement de la Francophonie INSTAT Institut National de la Statistique IPP’s Independent Power Producer’s IRENA International Renewable Energy Agency JICA Japan International Cooperation Agency JIRAMA Jiro sy Rano Malagasy (Société d'électricité et d'eau de Madagascar) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Mars 2016 Page 5 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 kW kilo Watt kWh kilo Watt heure LCOE Levelized Cost Of Electricity MAP Madagascar Action Plan MdE Ministère de l’Energie MDE Maîtrise De l’Energie MGA Malagasy Ariary MIGA Multilateral Investment Guarantee Agency MNT Modèle numérique de terrain MW Mega Watt MWh Mega Watt heure NEPAD NEw Partnership for Africa's Development NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration ONE Office National de l’Environnement ONG Organisation Non Gouvernementale ORE Office de Régulation de l’Electricité ORSTOM Office de la recherche scientifique et technique outre-mer PADR Plan d’Action pour le Développement Rural PAH Petit Aménagement Hydroélectrique PIC Projet Pôles Intégrés de Croissance PNUD Programme des Nations Unies pour le Développement PPP Partenariat Public Privé PV Solaire Photovoltaïque RFE Rainfall estimates RIAED Réseau International d’Accès aux Energies Renouvelables RTA Rio Tinto Alcan SAPM Système des Aires Protégées de Madagascar SE Système Electrique SFI Société Financière Internationale SIG Système d’Information Géographique SNAT Stratégie Nationale d’Aménagement du Territoire TWh Tera Watt heure WB World Bank WWF World Wildlife Fund SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Mars 2016 Page 6 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Introduction ....................................................................................................... 9 1.1 Contexte général du projet ESMAP - FWC ................................................................................. 9 1.2 Objectifs, résultats et activités de l'étude ................................................................................. 9 1.3 Objectifs et limites du rapport ............................................................................................... 10 2 Fiches descriptives des sites visités .................................................................. 14 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Mars 2016 Page 7 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 1 Introduction SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 8 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Introduction 1.1 CONTEXTE GÉNÉRAL DU PROJET ESMAP - FWC ESMAP (Energy Sector Management Assistance Program) est un programme d'assistance technique administré par la Banque Mondiale et soutenu par 11 donateurs bilatéraux. ESMAP a lancé, en janvier 2013, une initiative qui permet de soutenir les efforts menés par les pays pour améliorer la connaissance des ressources en énergie renouvelable (ENR), mettre en place des cadres institutionnels appropriés pour le développement des ENR, et fournir un «libre accès» aux ressources et données géospatiales. Cette initiative appuiera également le programme IRENA-GlobalAtlas en améliorant la disponibilité et la qualité des données consultable à travers un Atlas interactif. La présente étude "Renewable Energy Resource Mapping: Small Hydro Madagascar", fait partie d'un projet d'assistance technique, financé par ESMAP, mis en œuvre par la Banque Mondiale à Madagascar (le «Client»), qui vise à soutenir les ressources cartographiques et la planification géospatiale pour la petite hydraulique. Il est mené en étroite coordination avec le Ministère de l'Energie, l'Office de Régulation de l’Electricité (ORE), Agence de Développement de l’Electrification Rurale (ADER) et la JIRAMA. 1.2 OBJECTIFS, RÉSULTATS ET ACTIVITÉS DE L'ÉTUDE Les objectifs de l'étude sont : 1. L'amélioration de la qualité et de la disponibilité de l’information sur la ressource hydro-électrique de Madagascar; 2. Une revue détaillée et mise à jour du potentiel de petite hydroélectricité (1-20 MW), et 3. Des recommandations concernant l'implémentation de la petite hydroélectricité dans le cadre de la planification du secteur énergie. Les résultats attendus de l'étude sont : 1. Des données rassemblées dans une base de données géographique (SIG); 2. Un atlas thématique sur l'hydroélectricité à Madagascar avec une emphase particulière sur la petite hydroélectricité, et 3. Des recommandations pour développer le secteur de la petite hydroélectricité à Madagascar. Les 3 phases de l'étude ESMAP sont : PHASE 1 : Cartographie préliminaire de la ressource basée sur une analyse géographique et des visites de sites PHASE 2 : Campagne de collecte des informations de terrain PHASE 3 : Production d’un Atlas validé des ressources combinant des données cartographiques et des mesures de terrain Pour Madagascar, ces trois phases ont été ventilées dans 4 activités : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 9 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Activité 1 : Récolte de données et production d'un HydroAtlas / Revue et validation du potentiel de la petite hydroélectricité Activité 2 : Intégration du développement de la petite hydroélectricité dans la planification de l'électrification (rurale et interconnectée) à Madagascar Activité 3 : Priorisation de la petite hydroélectricité, visite des sites et atelier de validation Activité 4 : Récolte de données de terrain et validation finale (update de l'HydroAtlas/ campagne de mesures hydrologiques / études complémentaire en géologie et environnement) 1.3 OBJECTIFS ET LIMITES DU RAPPORT Le « Site Investigation Report » est produit dans le cadre de la PHASE 2 (Ground-based data collection) de l’étude. Il vise à fournir une vue d'ensemble, au stade d’étude de Reconnaissance, des 17 sites potentiels de petite hydroélectricité les plus prometteurs à Madagascar. La sélection des 17 sites est le résultat d’un processus réalisé au cours de la PHASE 1 dont les résultats ont été validés lors de l'atelier tenu à Antananarivo en juin 2015 au Ministère de l'Energie et des Hydrocarbures. Cette sélection est issue d’un exercice complexe de planification spatiale qui s’est basé notamment sur des critères économiques, environnementaux et d’adéquation de l’offre et de la demande en énergie et constitue la liste des sites prioritaires pour un développement à court terme de la petite hydroélectricité à Madagascar. Parmi ces 17 sites, trois (3) ont été recommandés pour le développement de zones rurales isolées et trois (3) autres sites sont issus (après une visite des 8 sites potentiels rencontrant les critères établis en phase 1) des sites potentiels étudiés antérieurement à un stade plus ou moins avancé (jusqu’au niveau APS) et/ou prévus dans les plans de développement du secteur énergétique par le Ministère de l’Energie. Le processus de sélection présentant l’origine des 17 sites sélectionnés est illustré à la Figure 1 ci-dessous et leur localisation est illustrée à la Figure 2 ci-après. Figure 1. Illustration du processus de sélection des sites SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 10 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Les résultats présentés dans ce rapport sont fondés sur des investigations techniques préliminaires des sites qui incluent des visites de sites, des relevés topographiques (basé sur le traitement des images ortho-photogrammétriques acquis par un avion léger), la caractérisation de la géologie de surface et de l'environnement socio-économique ainsi qu’une étude hydrologique régionale. Tous les paramètres, les informations, les données et les recommandations présentées dans ce rapport sont fournies à titre indicatif seulement. Ils ne sont pas destinés à être utilisés à des fins de conception et devront être confirmés aux stades d’étude de préfaisabilité, faisabilité et de conception détaillée. SHER s’est efforcer de s’assurer que les informations présentées dans ce document sont fiables et correctes. Cependant, SHER décline toute responsabilité en cas de dommage ou perte découlant directement ou indirectement de l'utilisation abusive ou d’une mauvaise interprétation des données, des informations ou des recommandations présentées dans ce rapport. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 11 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Figure 2. Carte de localisation des 17 sites hydroélectriques potentiels SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 12 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Fiches descriptives des sites visités SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 13 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 2 Fiches descriptives des sites visités Ce chapitre contient les fiches descriptives des 17 sites hydroélectriques potentiels les plus prometteurs à Madagascar. Cette liste est le résultat d’un processus de sélection réalisé au terme de la phase 1 de cette étude et dont les résultats ont été validés lors d’un atelier tenu en juin 2015 au Ministère de l’Energie et des Hydrocarbures à Antananarivo, Madagascar. Ces fiches sont organisées de la manière suivante : ORIGINE DU SITE (PROCESSUS DE SÉLECTION DE LA PHASE 1 DU PROJET) Développement de Introduction dans les Sites prometteurs N° FICHE CODE ATLAS NOM DU SITE RIVIÈRE zones rurales isolées plans de étudiés / planifié par développement à le MoE moindre coût 1 AD313 Ampondrokoh Maheriara √ 2 AD342 Manankazo Manankazo √ 3 AD411 Ambodimanga Laroka √ 4 AD601 Antaralava Imorona √ √ 5 AD620 Behingitika Manandriana √ √ 6 AD631 Antanjona Sahanofa √ 7 AD652 Tambohorano Faravory √ 8 AD653 Vohinaomby Antsakoama √ √ 9 FR148 Vohibato Mananara √ 10 G191 Andriamanjavona Namorona √ 11 G407 Fanovana Sahatandra √ 12 SF011 SF011 Marimbona √ 13 SF015 SF015 Maningory √ 14 SF020 SF020 Sandratsiona √ 15 SF038 SF038B Namorona √ 16 SF195 SF195 Namorona √ 17 SF196 SF196 Besana √ Les caractéristiques principales des sites sont résumées dans le Tableau 1 ci-dessous. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 14 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Tableau 1. Caractéristiques principales des 17 sites présentés HYDROLOGIE @ Q95% @ Q50% CAPEX LCOE CAPEX LCOE Débit Débit Chute Code Bassin (hors (hors (hors (hors Nom garanti médian brute Puissance Energie CAPEX LCOE Puissance Energie CAPEX LCOE Atlas Rivière versant lignes et lignes et lignes et lignes et Q95% Q50% [m] [MW] [GWh/an] [M$] [$/kWh] [MW] [GWh/an] [M$] [$/kWh] [km²] accès) accès) accès) accès) [m³/s] [m³/s] [M$] [$/kWh] [M$] [$/kWh] AD313 Ampondrokoh Maheriara 178 0.9 3.2 18 0.1 1.0 4.01 0.465 1.89 0.220 0.445 3.1 4.99 0.190 2.87 0.110 AD342 Manankazo Manankazo 140 1.3 2.2 31 0.3 2.4 7.45 0.372 3.69 0.185 0.54 4.2 8.35 0.237 4.59 0.131 AD411 Ambodimanga Laroka 190 2.6 7.1 100 2.0 15.3 23.00 0.179 9.03 0.071 5.76 41.0 32.17 0.094 18.20 0.054 AD601 Antaralava Imorona 491 3.1 6.7 34 0.8 6.0 6.96 0.137 4.29 0.085 1.7 12.6 9.14 0.087 6.47 0.062 AD620 Behingitika Manandriana 289 3.4 9.7 25 0.7 5.0 23.20 0.544 5.03 0.119 1.94 13.9 26.75 0.229 8.58 0.074 AD631 Antanjona Sahanofa 416 4.8 13.0 100 3.8 29.2 43.49 0.177 18.79 0.077 10.44 75.0 64.56 0.103 39.86 0.064 AD652 Tambohorano Faravory 460 6.2 17.0 37 1.8 13.9 13.19 0.113 8.45 0.073 4.98 35.7 23.01 0.077 18.28 0.062 AD653 Vohinaomby Antsakoama 387 2.2 4.7 18 0.3 2.4 8.90 0.435 2.62 0.129 0.66 5.0 9.54 0.229 3.26 0.079 FR148 Vohibato Mananara 2615 34.1 93.7 21 5.8 45.1 31.75 0.084 21.80 0.058 16.08 116.1 61.73 0.064 51.78 0.054 G191 Andriamanjavona Namorona 863 8.5 24.4 65 4.3 34.1 20.75 0.073 16.09 0.057 12.78 92.3 43.78 0.057 39.13 0.051 G407 Fanovana Sahatandra 520 5.4 16.7 68 3.0 23.6 13.30 0.068 9.74 0.050 9.42 66.5 26.52 0.048 22.96 0.042 SF011 SF011 Marimbona 1459 17.1 45.1 95 12.5 96.8 91.39 0.113 66.53 0.082 33.9 244.0 176.75 0.087 151.89 0.075 SF015 SF015 Maningory 8474 8.6 46.9 19 1.3 10.2 19.78 0.229 6.45 0.076 7.11 47.8 39.12 0.098 20.12 0.051 SF020 SF020 (aval) Sandratsiona 2183 17.9 53.8 83 11.4 88.6 118.83 0.160 39.38 0.054 35.6 251.9 193.75 0.092 114.29 0.055 SF038 SF038B Namorona 1301 16.9 44.2 20 2.7 20.9 28.21 0.160 10.07 0.058 7.11 51.6 38.88 0.090 20.74 0.049 SF195 SF195 Namorona 828 7.8 23.0 27 1.6 12.9 16.45 0.152 7.20 0.067 4.9 35.0 24.99 0.086 15.74 0.055 SF196 SF196 Besana 125 1.4 4.7 150 1.6 12.2 33.42 0.326 7.86 0.078 5.64 40.3 42.47 0.126 16.91 0.051 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 15 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE D’AMPONDROKOH Rivière Maheriara | Code Atlas: AD313 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 6 2.3 Hydrologie Préliminaire ........................................................................................................... 6 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 7 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 7 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................7 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................8 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................8 2.6 Aspects socio-environnementaux ............................................................................................. 9 2.6.1 Contexte socio-environnemental ...............................................................................................9 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................11 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................11 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 12 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 12 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 13 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 13 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 13 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 13 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 13 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................13 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................15 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 16 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 16 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 16 5 Annexes ........................................................................................................... 17 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 17 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 24 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] barrage 48.111 -17.780 Centrale hydroélectrique 48.113 -17.779 1.1 Données administratives Code du site AD313 Nom du site Ampondrokoh Rivière Maheriara Bassin versant principal Maningory Province Toamasina Région Alaotra-Mangoro District Amparafaravola Commune Morarano Chrome Village Amparafaravola, Ambatondrazaka 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la RN3a au niveau de la ville de Morarano Sud en empruntant la route AP33 en direction de l’Ouest vers Maheriara. La route AP33 est goudronnée et en très bon état. À noter que la route RN44 partant de Moramanga et montant vers le Lac Alaotra a été rénové partiellement en 2014 mais a subit de fortes dégradations ce qui rend la circulation lente et malaisée depuis la RN2 (Antananarivo – Toamasina). La réalisation d’un projet hydroélectrique nécessitera la remise en état complet de la piste d’accès à partir de la route AP33 sur une distance d’environ 1.5 km. Ensuite, les accès au site de prise et à la centrale devront être créés sur une distance totale d’approximativement 0.5 km. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière au droit du site présente une succession de petites chutes. Cette configuration permet d’utiliser une dénivelée brute de 18 m pour la production d’hydroélectricité en court-circuitant un tronçon de rivière de 430 m. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. Par contre, il existe une centrale hydroélectrique (société BTEC Nanala) en construction à 2 km en amont du site AD313. Figure 2. Carte topographie du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Figure 3. Image satellite du site Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Vue du tronçon de rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Préliminaire Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Maheriara, affluent de la Maningory, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Maheriara Bassin versant Maningory Superficie [km²] 178 Altitude moyenne [m a.s.l] 1 053 Indice des pentes [m/km] 8.1 Dénivelée spécifique [m] 108 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1 183 Débit moyen interannuel [m³/s] 4.3 Q95% - débit garanti [m³/s] 0.9 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Q50% - débit médian [m³/s] 3.2 Q30% [m³/s] 4.8 Crue décennale [m³/s] 180 Crue centennale [m³/s] 586 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (juin 2015), la turbidité était bonne, inférieure à 20 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins en de nombreux endroits démontre l’existence d’un transport solide important à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique Le secteur étudié est formé de granite migmatitique porphyroïde affleurant souvent en bancs massifs stratiformes le long de la rivière en cette période d’étiage. Deux directions de diaclases prédominent : N30W et N270E. Celles-ci sont largement ouvertes et entaillent profondément la roche, entraînant la formation de blocs rocheux massifs isolés. Figure 9 Blocs rocheux massifs isolés L’altération latéritique est profonde, rouge, compacte, dominante sur la partie supérieure des collines et qui a tendance à former des « lavaka » (Figure 10). Les flancs collinaires renferment des boules en place qui deviennent de plus en plus massives au fur et à mesure qu’on approche de la base. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Figure 10 Lavaka en formation L’ensemble du secteur présente une morphologie collinaire basse, dénuée de végétation, tailladée par de nombreux petits ruisseaux. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. Des fonds rocheux démantelés par les diaclases sont observés en subaffleurement au niveau de l’emplacement désigné pour le barrage. Aspect de l’appui côté Rive Gauche (RG) Le côté appui RG est représenté par une colline basse à grosses boules incluses dans de la latérite. Aspect de l’appui côté Rive Droite (RD) Le côté appui RD est constitué de butte collinaire basse dont la base est formée de roches massives un peu dérangées mais en place. Le canal sera entaillé dans de la latérite superficielle. Conduite forcée: La conduite forcée va être supportée par du sol latéritique du même genre, incarcérant des boules rocheuses et des éboulis. Centrale: L’usine centrale sera installée sur du terrain argilo-sableux. A noter la présence de roche massive qui affleure non loin, du côté de la rivière. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage - Présence de roche massive en - Observation à sec du fond de la rivière. place occupant le fond de la rivière - Nettoyage à l’air comprimé sur les interbancs et les diaclases ouvertes - Fuite vers l’aval - Essais de perméabilité, d’autant plus nécessaires que - Possibilité de dépôts argilo- les bancs rocheux plongent légèrement vers l’aval et sableux en interstices et entre que les diaclases suivent la direction de l’écoulement les rochers en place. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Appui RD - Crainte de fuites à cause des - Test de perméabilité ouvertures trop accentuées des diaclases et des interbancs - Nettoyage à l’air comprimé malgré la disposition apparemment en place des roches Appui RG - Constitution géologique - Décapage en talus pour mettre à jour la disposition exacte de l’appui RG des boules rocheuses, leur dimension ainsi que leur état de présentation. - Caractères techniques de la latérite qui domine à première - Test de compacité des latérites enchâssant les boules. vue Canal - Caractère technique des - Sondages tarières de reconnaissance avec prise latérites devant subir l’entaille d’échantillons, analyses et tests de laboratoire seront du canal nécessaires pour obtenir les caractéristiques techniques des latérites rouges constituant le sol. Conduite forcée Caractère technique du terrain - Des sondages tarières de reconnaissance avec prise servant de passage à la d’échantillons, analyses et tests de laboratoire des conduite forcée composantes latéritiques Centrale - Présence de roche massive - Sondage à la tarière (DCP) pour étude des en profondeur pour le support caractéristiques du sol. d’assise de l’usine - Sondage géophysique par réflexion pour tester le niveau de roche massive en profondeur qui va servir d’appui à la construction de la Centrale Conduite de - Caractéristiques techniques - Sondages tarières et prise d’échantillons pour analyses fuite de la latérite support et test techniques. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Maheriara. Il est localisé dans le fokontany de Maheriara, dans la Commune rurale de Morarano Chrome, district d’Amparafaravola, Région Alaotra Mangoro. Du point de vue environnemental, le paysage collinaire de la zone est dominé par une végétation savanicole herbeuse, avec des zones partiellement reboisées avec des Pinus et/ou Eucalyptus. Les savanes herbeuses caractérisent les stades les plus avancés de dégradation de l’écosystème dues aux défrichements et aux passages répétitifs de feux. Quelques espèces arbustives telles que les SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 goyaviers (Psydium), et parfois des manguiers, occupent les bas versants, avec les espèces ripicoles (p.ex. Phragmites, Sporobolus) en longeant la rivière. Par ailleurs, des phénomènes de « lavaka », un processus d’érosion fréquent sur les sols ferralitiques, sont observés dans la zone. L’érosion hydrique des grandes excavations collinaires entraine ainsi une sédimentation des bas-fonds et des cours d’eau en aval. Figure 11. Aperçu de la végétation au niveau du site Du point de vue socio-économique, le village le plus proche du site est Maheriara (à ~3km du site). Dans le voisinage direct du site, les hameaux et/ou campements sont assez rares. Par ailleurs, un projet de construction de barrage et de mini-centrale hydroélectrique sur la même rivière est en cours. Des infrastructures sont déjà en place et en cours de construction, tel qu’observées lors des investigations de terrain réalisées en septembre 2015, à environ 500m en amont du point AD313. La population locale pratique principalement l’agriculture, notamment la riziculture associée à la culture vivrière (manioc, maïs, canne à sucre) et à la culture maraîchère. Les deux rives de la rivière Samilahy sont aménagées à cet effet en parcelles de cultures, notamment la rive gauche. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site AD 313 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Dépendant de la conception finale du site AD 313, le projet pourrait éventuellement empiéter sur des surfaces agricoles, pour l’aménagement de la centrale, du barrage, ainsi que la conduite forcée, pouvant ainsi entraîner des pertes de ressources pour les communautés concernées. En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de cultures situées juste en amont du barrage pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. Quelques campements sont localisés dans la zone (dans un rayon de 1km autour du site des infrastructures prévues). L’implantation du projet impactera ces campements, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD313 sont les suivantes :  PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313  PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet hydroélectrique nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones d’agriculture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est visible en annexe au format A3. Figure 13. Schéma d'aménagement du site AD313 (détail en annexe 5.2) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Etant donné que le site est destiné à alimenter les villages autours du lac Aloatra, le réseau pourra fonctionner de manière isolée des réseaux nationaux, mais avec potentiellement plusieurs sources d'énergie comme la centrale en construction à l'amont du site. 3.2 Seuil et prise Le seuil se situera en amont de la chute principale. Cela permet de fonder l'ouvrage a priori sur de la roche en place. La chute qui suit permet au canal de se dégager de l'emprise des crues et de positionner le dessableur. La prise d’eau se fera en rive droite. La hauteur du seuil sera d’environ 2m et sa longueur de 50m. 3.3 Dessableur La position précise du dessableur devra être confirmée lors de l’étude de faisabilité, il sera en effet nécessaire de tenir compte des contraintes topographiques (zone escarpée après la prise) et géologiques. Etant donné les conditions de dégradation du bassin versant et la qualité observée de l'eau lors de la visite, il faudra prévoir un dessableur de dimensions importantes ou très efficient. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d’eau pourra se faire via un canal en rive droite, bien que les pentes au départ de la prise soient de l'ordre de 1:1. De la prise à la chambre de mise en charge, le canal aurait une longueur de 310 m. A partir du PM 0+200m, les pentes transversales se réduisent nettement aboutissant à des pentes de 6:1. L’étude de faisabilité devra être particulièrement attentive aux travaux de stabilisation, confortement et drainage des talus. Les dimensions internes du canal seraient de 1.15 m de large pour 0.7 m de haut en fonctionnement à Q95 et de 2.10 m de large pour 1.30 m de haut pour un fonctionnement à Q50. 3.5 Conduite forcée et centrale La longueur de la conduite sera de 90 m et son diamètre intérieur de 0.80 m pour le débit garanti ou 1.00 m pour le débit médian. Une seule conduite est nécessaire. La centrale sera ancrée dans la colline, en amont des rizières. Une zone de protection autours de la centrale sera établie pour éviter les cultures rizicoles à proximité. Un canal de fuite de 40m reliera la centrale à la rivière. 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Pour le débit d’équipement Q95, il n’est pas nécessaire de retenir une turbine avec une flexibilité élevée relativement aux variations de débit. Installée dans un réseau isolé local comprenant plusieurs sources de production, un certain effet de foisonnement améliorera de plus l’adaptation aux variations de charge. Compte tenu de la dénivellation à disposition, le choix peut par SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 conséquent se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Ce type de turbine est préféré à la Crossflow (ou Banki) qui est moins robuste et moins résistante à l’abrasion et qui nécessiterait un multiplicateur de vitesse diminuant la fiabilité de l’ensemble et augmentant les travaux de maintenance. Il est également préféré à la Kaplan, qui serait beaucoup plus flexible, mais qui est une machine relativement complexe et plus coûteuse d’entretien. On peut toutefois relever que le débit est relativement faible et qu’il sera peut-être difficile de trouver une machine sur le marché correspondant aux données du site, auquel cas, il sera peut être nécessaire de revenir sur le choix d’une Crossflow. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 135 kW tournant à 1000 ou 1500 t/min.  Un volant d’inertie, nécessaire au fonctionnement en réseau isolé.  Un générateur 400 V, 125 kW/140 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Figure 14 Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer d’un volant d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation du groupe (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire de la turbine. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Installée dans un réseau isolé local comprenant plusieurs sources de production, il est possible de compter sur un certain effet de foisonnement qui permettra une bonne adaptation aux variations de charge. Il est dès lors possible de choisir une turbine moyennement flexible face aux variations de débit. Compte tenu de la dénivellation à disposition, le choix peut par conséquent se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Ce type de turbine est préféré aux Crossflow et Kaplan pour les mêmes raisons qu’évoquées pour un débit d’équipement à Q95. Les autres considérations techniques restent également valables. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Equipée à Q50, la turbine aurait une puissance de 445 kW et tournerait à 750 ou 1 000 t/min. La puissance du générateur serait de 445 kW/495 kVA pour une tension de 400 V. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 35kV d’environ 10 km vers le réseau privé du lac Alaotra. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Unité Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 125 445 Productible annuel [GWh/an] 1.02 3.18 Débit de dimensionnement [m³/s] 0.9 3.2 Dénivelée brute [m] 18 Crue centennale [m³/s] 471 Longueur du seuil [m] 50 Hauteur du seuil [m] 2 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 310 Section du canal (b x h) [m] 1.15 x 0.7 2.1 x 1.3 Longueur de conduite forcée [m] 90 Diamètre de conduite forcée [m] 0.8 1 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 1 Longueur de ligne [km] 10 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 2 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 18 Débit d’équipement [m³/s] 0.9 (Q95%) 3.2 (Q50%) Puissance installée [kW] 125 445 Productible annuel moyen [GWh/y] 1.02 3.12 CAPEX hors accès et lignes [M$] 1.89 2.87 LCOE hors accès et lignes $/kWh] 0.220 0.110 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 4.01 4.99 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.465 0.190 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : AD313 Village / Fokontany : Maheriara / Maheriara Commune / : Morarano-Chrome / Amparafaravola – Alaotra Mangoro District/Région B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site AD313 est localisé dans la Région Alaotra Mangoro implantée entre « la falaise de l’Angavo » à l’Ouest et « la falaise Betsimisaraka » à l’Est. Le relief se présente ainsi comme une cuvette surmontée par des escarpements de montagnes. La rivière Maheriara est le cours d’eau concerné. Trois principaux cours d’eau se rejoignent au niveau du village de Maheriara pour former cette rivière. VÉGÉTATION La végétation dans la zone se présente sous forme de savane herbeuse avec quelquefois des zones partiellement reboisées avec Pinus et/ou Eucalyptus. Les zones situées sur bas versant et les vallons peuvent être plus arbustives, parfois avec quelques pieds de manguiers et de goyaviers. Les savanes herbeuses caractérisent les stades les plus avancées de dégradation de l’écosystème due aux défrichements et aux passages répétitifs de feux. La végétation longeant les cours d’eau est constituée principalement d’espèces ripicoles (p.ex. Typhonodorum lindleyanum, Phragmites, Sporobolus). Aspect général de la végétation (S17°46,882 E 48°05,738) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Savane herbeuse Projet en cours Plantations Rizières Végétation ripicole Au niveau du point AD313 S17°46'54.53" E48°5'49.79" Savane herbeuse Végétation ripicole Rizières Végétation longeant la rivière S17°46'56.17" E48°6'5.51" OBSERVATIONS Un projet de construction de barrage et de mini-centrale hydroélectrique de 700kW en amont (~500m) du point AD313 est en cours depuis octobre 2014. Il est mis en œuvre avec l’appui de l’Union Européenne dans le cadre du Projet JIRO KANTO dans les districts d'Ambatondrazaka et d'Amparafaravola, avec un autre site de 1 500 kW sur la rivière Lovoka au lieu-dit Androkabe. Des infrastructures de branchements sont également prévues dans le projet, répartis sur 20 Communes de la Région Alaotra Mangoro (17 Communes à électrifier et 3 Communes à améliorer). Par ailleurs, des infrastructures d’adduction d’eau ont été observées au niveau des vallons. Panneau d’information sur le projet de mini-centrale Taillage des moellons sur le site du barrage (S17°46’53.39 hydroélectrique en cours E48°5’38,99) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Emplacement prévu pour la centrale (S17°46’54,36 Bloc Technico-administratif en cours de finition E48°5’50,30) Aperçu général du site du projet en cours Tuyau PVC d’une adduction d’eau Certains détails de ce projet en cours peuvent être consultés sur le lien suivant : http://database.energyfacilitymonitoring.eu/acpeu/project/4614/ SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 SENSIBILITÉS Un site potentiel de conservation a été identifié à ~800m à l’Ouest du point AD313, jouxtant l’emplacement du barrage du projet de microcentrale en cours. La végétation environnante étant très pauvre, la zone est plutôt sensible à l’érosion. Ainsi, les phénomènes de Lavaka, accentués par les feux de brousses, sont courants et entraînent le comblement du lac Alaotra ainsi que les cours d’eau en aval. Phénomènes de « lavaka » qui sévissent dans la Région Alaotra Mangoro SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Commune rurale Morarano sud : La Commune rurale de Morarano Sud (Morarano Chrome) s’étend sur près de 445 km² et compte 42 127 habitants. Elle est composée de 20 Fokontany. La Commune est accessible par la RN3a depuis Vohidiala qui est situé sur la RN44. Le village de Maheriara se trouve sur la RN33 en partant de Morarano. Avec la réalisation du projet actuel, une piste carrossable a été aménagée le long de la rivière pour l’accès depuis la RN33 jusqu’à l’emplacement de la centrale. Villages et hameaux : Le principal village dans les environs est Maheriara à ~2,5km du barrage en cours. Dans le voisinage direct du site AD313, quelques rares hameaux/campements ont été également observés. ACTIVITÉS La région d’Alaotra constitue un des principaux greniers à riz de Madagascar. La première activité de la zone est ainsi la riziculture. Les principales cultures vivrières, pratiquées sur les versants (« tanety ») sont le manioc, le maïs et la canne à sucre. Parfois des cultures fruitières sont associées aux cultures pratiquées sur versant (p.ex. ananas). On a également observé des parcelles de cultures maraîchères. Ces dernières sont pratiquées surtout en contre saison. Les parcelles de cultures (riz, cultures maraîchères) se trouvent sur les bas versants, les vallons, longeant/irriguées par les cours d’eau. Elles peuvent être aménagées en terrasses. Les défrichements et les feux liés aux pratiques culturales constituent une pression considérable pour l’écosystème de la zone. Cultures de tomates et cannes à sucre irriguées par la S17°46’54,39 E48°5’45,88 rivière Samilahy Rizières S17°46’54,74 E48°5’52,07 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 AUTRES La Commune de Morarano Sud est habituellement nommée Morarano Chrome du fait de l’existence d’un dépôt de chromite dans la zone ainsi que d’une gare pour acheminer les minerais vers le port de Toamasina. Le site se trouve sur des carrées miniers ayant un permis de recherche expiré en 2009. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD313 Occupation des sols autour du site Amas de terre pour captage d’eau d’irrigation / utilisation des Cultures sur les rives rochers comme séchoirs des maniocs : Végétation ripicole : Parcelles de culture : Savane herbeuse (arborée/arbustive) : Campement/habitation SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 24 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE MANANKAZO Rivière Manankazo | Code Atlas: AD342 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Table des matières 1 Localisation du site ...................................................................................................... 3 1.1 Données administratives ....................................................................................................................... 3 1.2 Accès .................................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ........................................................................................ 4 2.1 Généralités ........................................................................................................................................... 5 2.2 Topographie.......................................................................................................................................... 5 2.3 Hydrologie préliminaire ......................................................................................................................... 6 2.4 Transport solide .................................................................................................................................... 6 2.5 Aménagement hydroélectrique existant ................................................................................................ 7 2.6 Géologie du site .................................................................................................................................... 8 2.6.1 Cadre géologique ...................................................................................................................................... 8 2.6.2 Caractéristiques techniques ...................................................................................................................... 9 2.6.3 Recommandations sur les investigations à mener ................................................................................. 10 2.7 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................................ 11 2.7.1 Contexte socio-environnemental............................................................................................................ 11 2.7.2 Contraintes socio-environnementales .................................................................................................... 13 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables ....................................... 13 3 Proposition d'aménagement ..................................................................................... 14 3.1 Motivation des choix techniques ......................................................................................................... 14 3.2 Seuil et prise ....................................................................................................................................... 15 3.3 Dessableur .......................................................................................................................................... 15 3.4 Amenée d’eau ..................................................................................................................................... 15 3.5 Conduite forcée et centrale ................................................................................................................. 16 3.6 Equipements électromécaniques ......................................................................................................... 16 3.6.1 Débit d’équipement Q95 .......................................................................................................................... 16 3.6.2 Débit d’équipement Q50 .......................................................................................................................... 17 3.7 Raccordement ..................................................................................................................................... 17 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ....................................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie ................................................................... 18 5 Annexes..................................................................................................................... 18 5.1 Fiche de description socio-environnementale ...................................................................................... 18 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................................ 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Barrage 47.210 -18.157 Centrale hydroélectrique 47.205 -18.155 1.1 Données administratives Code du site AD342 Nom du site Manankazo Rivière Manankazo Bassin versant principal Betsiboka Province Antananarivo Région Analamanga District Ankazobe Commune Talata Angavo Village Ankazobe 1.2 Accès L'accès au site est aisé: on y accède par la pépinière de Manankazo qui jouxte le site. Celle-ci est accessible à partir de la RN4 dont le pont passe sur la partie amont du site. Une route d’accès de 2 km devra toutefois être créée pour permettre l’accès des engins au barrage et à la centrale. Figure 1: Situation du site AD - 342 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE Le site est constitué d'une barrière rocheuse sur laquelle la rivière chute. Cette barrière a créé une zone marécageuse à l'amont. La RN4 passe sur la partie supérieure de la barre rocheuse sur laquelle les piles du pont sont d'ailleurs fondées. La longueur de la chute est d'environ 680m. Ce site a déjà été aménagé pour la production d’hydroélectricité. L’aménagement existant ne concerne qu’une partie de la chute. La centrale existante n’est cependant plus opérationnelle et les équipements ont été enlevés. L’aménagement proposé exploitant l’intégralité de la chute, il ne réutilisera pas les infrastructures de l’aménagement existant. Figure 2: Vue aérienne du site et de la partie amont de la chute Figure 3: Partie amont de la chute et pont de la RN4 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 2.1 Généralités La chute totale sur ce tronçon est de 41m. Cette valeur est atteinte par la succession de rapides et petites chutes sur l'ensemble du tronçon. A ce stade préliminaire plusieurs solutions sont encore envisageables, et en fonction de la puissance nécessaire à produire, une partie seulement de cette chute pourrait être exploitée, comme ce fût d'ailleurs le cas avec la pico centrale existante. La hauteur des crues est cependant non négligeable, et la plus grande observée récemment serait de l’ordre de 2 à 3m au niveau du pont. Figure 4: Niveau maximal de la rivière observé ces dernières années 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci-dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 16. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 6. Orthophotographie et Modèle Numérique de Surface obtenus par levé aérien 2.3 Hydrologie préliminaire Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Manankazo, affluent de la Betsiboka, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Manankazo Bassin versant Betsiboka Superficie [km²] 140 Altitude moyenne [m a.s.l] 1573 Indice des pentes [m/km] 2.9 Dénivelée spécifique [m] 35 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1418 Débit moyen interannuel [m³/s] 3.2 Q95% - débit garanti [m³/s] 1.3 Q50% - débit médian [m³/s] 2.2 Q30% [m³/s] 2.6 Crue décennale [m³/s] 91 Crue centennale [m³/s] 158 2.4 Transport solide Au moment de la visite (aout 2015), l'eau était parfaitement claire et le charriage pratiquement nul. D'après le gardien de la pépinière qui nous accompagnait, l'eau n'est chargée qu'en cas de crue importante. Néanmoins, des bancs de sable sont observés et cet aspect particulier devra être précisé lors d'éventuelles études ultérieures. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 7: Des dépôts de sable sont visibles sur certaines parties de la berge. 2.5 Aménagement hydroélectrique existant L'aménagement d'une pico-centrale artisanale est encore visible actuellement. Selon le gardien du lieu, celle-ci aurait été fonctionnelle entre octobre 2009 et mai 2015. Un projet de réhabilitation serait en cours. Elle servait uniquement à fournir de l'énergie aux installations de la pépinière. L'aménagement existant n'est capable de capter qu'une partie infime du débit de la rivière. Il est constitué d'une prise faisant également office de chambre de mise en charge. Cette prise (environ 4m x 1.5m) est située sur la barre rocheuse dans le lit majeur de la rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 8: Vue aérienne de la centrale existante Figure 9: Prise de l'aménagement existant. La prise ne capte qu'une fraction du débit disponible à l'étiage Actuellement la centrale ne possède plus d'équipements (turbine, alternateurs, etc.). Figure 10: Bâtiment de la centrale 2.6 Géologie du site 2.6.1 Cadre géologique Le site de Manankazo se situe en zone de colline basse des hauts plateaux. Le secteur est presque dénudé, mis à part quelques bosquets formés de pins et d’eucalyptus. Géologiquement il est constitué de granite migmatitique porphyroïde hétérogranulaire, de couleur claire (grise à rose), voir Figure 11 . Figure 11. Granite migmatitique porphyroïde hétérogranulaire SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Deux diaclases, de directions perpendiculaires, affectent cette formation. Dans le secteur étudié l’une suit la direction de la rivière, l’autre la recoupe. Largement ouvertes, elles débitent les roches en blocs massifs de forme parallélipédique dominante. Des cassures du type « touche de piano » affectent la région. Elles sont bien marquées le long de la rivière où l’on voit une suite de panneaux surélevés (vus en affleurement) et abaissés (enfouis sous l’eau) (cf. Figure 12). Figure 12. Cassures géologiques. L’altération latéritique du granite n’est que superficielle, avec une couleur rouge à jaunâtre. 2.6.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise : Des bancs rocheux en série se débitent en blocs massifs à travers la rivière et peuvent être choisis comme support de l’Assise du barrage (cf. Figure 12). L’emplacement dépend seulement de la disponibilité des appuis (RG et RD). Aspect de l’appui côté Rive Droite (RD). C’est une pente collinaire de faible hauteur avec des boules rocheuses de granite visibles le long de la berge. Le couvert latéritique est faible. La suite de roches massives affleurant à travers la rivière doit exister sous la couche superficielle latéritique. Aspect de l’appui côté Rive Gauche (RG). Pour le côté appui rive gauche, les bancs rocheux disposés à travers la rivière se continuent visiblement au delà des berges, ou sous un faible couvert latéritique, ceci sur une pente collinaire faible. (Figure 13). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 13. Prolongement des bancs rocheux sous couvert latéritique dans la colline. Prise et Canal. La prise prendra appui sur de la roche massive tandis que le canal sera établi dans des couches latéritiques. La conduite forcée sera établie sur une pente latéritique. La centrale sera installée sur un terrain relativement plat, de couverture latéritique sans affleurement rocheux visible. 2.6.3 Recommandations sur les investigations à mener ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Étanchéité du barrage  Étude analytique des interstices larges des masses rocheuses en présence, sous l’influence des cassures (failles) transversales.  Nettoyage à l’air comprimé et essais de perméabilité à prévoir Appui RD  Présence de roche  Fouille mécanique latérale à faire dans massive en place pour de la latérite jusqu’à atteindre la servir d’appui position de la masse rocheuse en place Appui RG  Crainte de fuite  Nettoyage à l’air comprimé et colmatage à prévoir pour les fracturations ouvertes.  essai de perméabilité Prise et Canal  Présence de masse  Fouilles mécaniques sur la latérite pour rocheuse d’appui pour la dégager la roche massive en place qui prise servirait d’appui pour la prise.  Epaisseur de la couche  Sondages à la tarière pour déterminer latéritique sur le tracé du l’épaisseur de la couche latéritique le canal long du tracé du canal et pour obtenir les caractéristiques des sols SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Conduite forcée  Nature et présentation  Des reconnaissances seront à faire du terrain ultérieurement sur le tracé finalement  Stabilité des pentes retenu collinaires Centrale  Présence de roche  Des sondages à la tarière seront à faire massive en profondeur pour trouver la profondeur de la roche pouvant servir d’appui saine (sondage géophysique réflexion si pour l’assise de la nécessaire). Centrale 2.7 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.7.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Manankazo. Il est localisé dans le fokontany de Manankazo, entre les Communes rurales d’Ankazobe et de Talata Angavo, district d’Ankazobe, Région Analamanga. Du point de vue environnemental, le site se trouve dans une zone de reboisement d’Eucalyptus et de Pinus de la station forestière de Manankazo. D’une superficie de plus de 15 130 ha, et en rives gauches et droites de la rivière Manankazo, la station forestière est remarquable depuis les bords de la RN4 au niveau du PK121. Elle est classée Périmètre de reboisement et de restauration affectée au Service des Eaux et Forêts en 1951 (Arrêté n°1826-DOM du 08 août 1951) et actuellement mise sous contrat de location-gérance pour une durée de 50 ans avec la société Madagasco Environnement du groupe Ocean Trade, par le Ministère en charge de l’environnement. Néanmoins, des zones à steppes constituées de graminées telles que Andropogon sp., Loudetia stipoïdes, Heteropogon contortus (Danga), Aristida multicaulis (Kifafa) et Hyparrhenia rufa (Vero) sont observées dans les environs du site (~1km autour). On y retrouve également quelques lambeaux forestiers, longeant les cours d’eau, appartenant au domaine du centre et à la région orientale, et qui sont caractérisés par Weinmannia sp., Cussonia sp., Canarium madagascariensis, Dracaena sp. … En particulier, une espèce endémique a été identifiée dans la zone (palmier royal ou Dypsis decipiens). Une autre espèce endémique de la zone, appelée Sohisika (Schizolaena tampoketsana) est plantée dans l’enceinte de la station forestière. Par ailleurs, des phénomènes de « lavaka », un processus d’érosion fréquent sur les sols ferralitiques, sont observés dans la zone et entraînent la sédimentation des rivières en aval. Ces phénomènes sont accentués par les feux de brousses et des feux de forêts perpétuées localement. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 14. Aperçu de la végétation au niveau du site Du point de vue socio-économique, le site se trouve dans une zone de reboisement et de restauration. Ainsi, les activités agricoles et les habitations sont quasi-inexistantes. Le principal village le plus proche du site se trouve à 4km en suivant la RN4 vers le Nord. Toutefois, quelques bâtiments et des pépinières de la station forestière se trouvent sur la rive droite de la rivière, en face du site AD 342. La station forestière dispose d’une mini-centrale hydroélectrique pour son alimentation en électricité, à partir d’un captage aménagé au-dessous du pont de la RN4. Par ailleurs, une centrale thermique de JIRAMA alimente la localité d’Ankazobe. Le fonctionnement de la centrale nécessite 11 400 l à 14 670 l par mois de carburant. Pour l’année 2015, la pointe journalière se trouve entre 213 kWh et 782 kWh. Les 670 abonnés consomment mensuellement 30 400 kWh à 40 200 kWh pour une production mensuelle de 33 900 kWh à 47 500 kWh. La production est encore ainsi suffisante pour les abonnés actuels et la JIRAMA n’a pas encore besoin d’appliquer des délestages. Toutefois, malgré le nombre de demandes de branchements (~350 demandes), il n’y pas encore de projet d’extension en cours. Pour synthétiser le contexte socio-environnemental de la zone, la figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 15. Occupation du sol dans la zone du site AD 342 2.7.2 Contraintes socio-environnementales Le projet risque d’interférer sur les activités de la station forestière, aussi bien pendant la phase de construction que pendant la phase d’exploitation, en termes de gênes et nuisances (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En particulier, le projet risque d’interférer sur le fonctionnement de l’aménagement hydroélectrique existant si celui-ci devait être réaménagé. Par ailleurs, les forêts naturelles existantes constituent des habitats probables d’espèces endémiques, qui font partie, a priori, de la station forestière. L’aménagement du projet hydroélectrique nécessitera la libération d’emprise qui pourra impacter aussi bien sur les lambeaux de forêts que les reboisements. Enfin, la perturbation du débit et de la disponibilité des ressources en eau locales, pendant la mise en place des infrastructures, pourraient affecter le développement des jeunes plants (en particulier pour la pépinière). 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD342 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 PO 4.04 – Habitats naturels : les forêts naturelles constituent un habitat pour des espèces endémiques (p.ex. palmier royal ou Dypsis decipiens, « sohisika » ou Schizolaena tampoketsana. Toutefois, il ne s’agit pas d’habitats critiques, et des mesures d’atténuation pourront être réfléchies durant les études de planification et conception du projet, et mises en place. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet hydroélectrique nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) situées dans la station forestière. Le projet devra donc prendre en considération les gênes et les pertes liées à la diminution des espaces utilisées par la station. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Le barrage envisagé est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Comme vu plus haut, un éventuel aménagement devra avant tout tenir compte des aspects socio- environnementaux du site qui sont non négligeables: Forêt bordant le site : La forêt étant classée, il convient d'apporter une attention particulière à cet aspect. Pont de la RN4 dans la partie supérieure : L'emplacement du pont semble assez favorable à la réalisation du seuil de prise car cet endroit est précédé d'une zone plane marécageuse qui calme et stabilise l'écoulement en amont. Cet endroit est néanmoins occupé par le pont de la RN4 et il conviendra donc de trouver un emplacement avantageux qui ne mette pas en danger le pont existant. Pépinière : La pépinière est en exploitation, et bien que bénéficiaire supposé d'un éventuel projet hydroélectrique, il convient de vérifier les impacts négatifs de l'aménagement sur celle-ci. Toutefois, étant donné les besoins énergétiques dans la zone, il est probable que l'aménagement soit assez modeste ce qui limitera les conséquences sur les aspects abordés ci-dessus. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Figure 16. Schéma d'aménagement du site AD342 3.2 Seuil et prise La position du pont aurait a priori assez bien convenu pour la réalisation du seuil, mais vu la présence de celui-ci, le seuil sera réalisé en aval, afin de ne pas entraver l'écoulement de l'eau entre les piles de ponts en cas de crue. Le seuil, réalisé en maçonnerie de moellons, sera fondé a priori sur de la roche saine avec une longueur de 65m et une hauteur de maximum 4m. La prise d’eau s’effectuera en rive droite. 3.3 Dessableur Un dessableur sera situé peu après la prise. Vu la charge sédimentaire pouvant être transportée par la rivière, le dessableur sera de grande dimension afin de permettre un dessablage efficace tout au long de l’année. 3.4 Amenée d’eau L’amenée d’eau sera effectuée au moyen d’un canal en béton armé à ciel ouvert. Le segment à intercepter est pratiquement rectiligne. La rive gauche présente un lavaka au niveau du site potentiel de la centrale. C'est la raison pour laquelle la rive droite est préférée. L'inconvénient majeur est que le canal passera sur les terres de la pépinière. La longueur du canal sera de 530m, sa section rectangulaire. En fonction du débit d’équipement, sa section sera de 0.80m x 1.30m (h x b) pour le débit garanti ou de 1.05m x 1.75m (h x b) pour le débit médian. La vitesse de l’eau dans le canal est limitée à 2m/s. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite forcée se situera pratiquement intégralement sur un terrain non boisé. Elle sera aérienne, d'une longueur de 195m et d'un diamètre de 0.80 m pour le débit garanti ou 1.00 m pour le débit médian. La centrale se situera en amont d'une petite chute, en amont également de la confluence avec un petit tributaire. Elle sera fondée sur le massif rocheux. 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Pour le débit d’équipement Q95, il n’est pas nécessaire de retenir une turbine avec une flexibilité élevée relativement aux variations de débit. Installée dans un réseau isolé local comprenant notamment une centrale thermique de la Jirama, un certain effet de foisonnement améliorera l’adaptation aux variations de charge. Compte tenu de la dénivellation à disposition, le choix peut par conséquent se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Ce type de turbine est préféré à la Crossflow (ou Banki) qui est moins robuste et moins résistante à l’abrasion. De plus, elle nécessiterait un multiplicateur de vitesse diminuant la fiabilité de l’ensemble et augmentant les travaux de maintenance. Sous réserve d’investigations ultérieures quant à la qualité de l’eau, un revêtement anti-abrasion n’est pas envisagé à ce stade. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 335 kW tournant à 1000 ou 1500 t/min.  Un volant d’inertie, nécessaire au fonctionnement en réseau isolé.  Un générateur 400 V, 315 kW/350 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours. Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. Figure 17. Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Les mêmes considérations peuvent être formulées pour l’utilisation du débit médian. Il sera toutefois intéressant de contrôler dans une étape ultérieure qu’une seule machine offre la flexibilité suffisante pour cette variante. La puissance de la turbine est de 575 kW, celle du générateur étant de 540 kW/600 kVA. La vitesse de rotation serait de 1 000 t/min et la tension du générateur de 400 V. 3.7 Raccordement L’aménagement est destiné à alimenter les villages environnants et la ville d'Ankazobe. La ligne de transmission à créer aurait une longueur de l’ordre de 24 km. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 315 540 Productible annuel [GWh/an] 2.37 4.17 Débit de dimensionnement [m³/s] 1.3 2.2 Dénivelée brute [m] 31 Crue centennale [m³/s] 158 Longueur du seuil [m] 65 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 530 Section du canal (b x h) [m] 1.3 x 0.8 1.75 x 1.05 Longueur de conduite forcée [m] 195 Diamètre de conduite forcée [m] 0.8 1 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 1 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Longueur de ligne [km] 24 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 2 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 31 Débit d’équipement [m³/s] 1.3 (Q95%) 2.2 (Q50%) Puissance installée [kW] 315 540 Productible annuel moyen [GWh/an] 2.37 4.17 CAPEX hors accès et lignes [M$] 3.69 4.59 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.185 0.131 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 7.45 8.35 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.372 0.237 L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 35kV d’environ 24km vers les villages environnants et la petite ville d'Ankazobe, située à une vingtaine de km au sud du site en longeant la RN4. Dans ce village, l'électricité est produite par un groupe thermique de la Jirama qui est activé quelques heures par jour. 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : AD342 Villages / Fokontany : Manankazo Communes / District-Région : Ankazobe & Talata Angavo / Ankazobe - Analamanga B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site AD342 est localisé dans le « Tampoketsa ». Ce terme désigne des plateaux ondulés (collines convexes) et à topographie marquée (pente entre 15 à 35°) sur les hautes terres centrales de Madagascar culminant à plus de 1300m d’altitude. Plus précisément, le site AD342 est situé dans le sillon de vallées le long de la rivière Manankazo. Le réseau hydrographique du Tampoketsa est assez dense, et est lié aux conditions climatiques de la région et à la dynamique de l’eau. Le site appartient au bassin de l’Ikopa qui est formé par Andranobe et Manankazo. L’écoulement de la rivière a une direction d’Est en Ouest. On note aussi les formations de « Lavaka » dues à l’érosion hydrique consécutive à la suppression de la couverture du sol. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Lavaka Colline convexe avec une formation de lavaka en arrière-plan S18°9’19.51 E47°12’16.35 VÉGÉTATION Le site se trouve dans une zone de reboisement d’Eucalyptus et de Pinus de la station forestière de Manankazo. Toutefois, des zones à steppes constituées de graminées telles que Andropogon sp., Loudetia stipoïdes, Heteropogon contortus (Danga), Aristida multicaulis (Kifafa) et Hyparrhenia rufa (Vero) sont observées dans les environs du site (~1km autour). On y retrouve également quelques lambeaux forestiers appartenant au domaine du centre et à la région orientale. La végétation ligneuse s’apparente ainsi à la forêt pluviale de l’Est de moyenne altitude caractérisée par Weinmannia sp., Cussonia sp., Canarium madagascariensis, Dracaena sp., Uapaca thouarsii, Cryptocaria sp., Podocarpus madagascariensis, Pandanus, etc. Deux espèces endémiques de la zone de Tampoketsa font la réputation de la zone. Il s’agit du Sohisika (Schizolaena tampoketsana) et du palmier royal (Dypsis decipiens). Les forêts longeant les cours d’eau se présentent parfois sous forme de forêts galeries sur certaines portions de la rivière. La canopée y est jointive au-dessus des deux rives. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Sohisika planté au bureau de la station forestière Palmier royal situé juste en amont du site Végétation caractérisée principalement par Pinus et S18°9'28.01" E47°12'37.27" Eucalyptus, avec steppe en arrière-plan OBSERVATIONS Le site AD 342 se trouve dans le périmètre de la station forestière de Manankazo. D’une superficie de plus de 15 130 ha, et en rives gauches et droites de la rivière Manankazo, la station forestière est remarquable depuis les bords de la RN4 au niveau du PK121. Elle est classée Périmètre de Reboisement et de restauration affectée au Service des Eaux et Forêts en 1951 (Arrêté n°1826-DOM du 08 août 1951) et actuellement mise sous contrat de location-gérance pour une durée de 50 ans avec la société Madagasco Environnement du groupe Ocean Trade, par le Ministère en charge de l’environnement. D’autre part, Ankazobe se situe dans une zone très réputée pour la fréquence et l’intensité des feux de brousses. D’ailleurs, des traces récentes de passage de feu ont été observées à proximité immédiate du site. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Des marques de passages de feux au niveau du chalet Passage de feu juste en aval de la centrale (près du pont) hydroélectrique de la station forestière ZONES SENSIBLES Outre la présence de la station forestière qui a pour ambition de se positionner dans le marché du carbone, la réserve spéciale d’Ambohitantely est située à ~7km à l’Est du site. Cette aire protégée est très riche aussi bien en faune qu’en flore, dont les lémuriens (Eulemur fulvus, Microcebus rufus, Avahi laniger) ; les oiseaux (Lophotibis cristata) ; les reptiles (Brookesia therezieni, Uroplatus ebenaui et Uroplatus fimbriatus) ; les essences forestières (Weinmannia spp, Cunoniaceae, Kaliphora madagascariensis, Rhus taratana, le Canarium madagascariensis, Diospyros sp.) ; les orchidées et plantes épiphytes (Bulbophyllum spp. , Angraecum sp, Plypodium spp). B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Communes rurales Ankazobe et Talata Angavo : La rivière Manankazo constitue la limite entre les deux Communes d’Ankazobe et de Talata Angavo. Le site AD342 se situe entre ces deux Communes. L’accès vers le site se fait par la RN4, à moins de 100m du pont sur la rivière Mannkazo, en longeant la rivière. Villages et hameaux : Le site AD342 présente une particularité dans la mesure où il est situé à l’intérieur du domaine de la station forestière. A part les bâtiments de la station forestière, il n’y a pas d’habitation observée dans la zone du site. Le principal village se trouve à Firarazana à 4km au Nord en suivant la RN4. ACTIVITÉS Situé dans une station forestière, les activités identifiées dans la zone se limitent aux activités relatives à la gestion de la station forestière elle-même. Le pont d’une seule voie sur le Manankazo est une infrastructure clé de l’axe RN4. Les enquêtes ont révélé que, lors des études antérieures sur le site, le Ministère des travaux publics a proposé que le barrage soit installé un peu plus en amont de ce pont pour ne pas fragiliser la structure de ce dernier. Par ailleurs, la station forestière a déjà aménagé un captage en-dessous du pont pour se fournir en électricité. En effet, elle s’est dotée de sa propre centrale hydroélectrique. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 Captage près du pont pour la centrale hydroélectrique de la station forestière S18°9’27.42’’ E47°12’36.86’’ Centrale hydroélectrique de la station forestière AUTRES JIRAMA Ankazobe Une enquête a été menée par l’équipe au niveau de JIRAMA Ankazobe. Les informations reçues sont :  Nombre d’abonnés : 670 ménages  Pointe journalière : mini 213 kWh et maxi 782 kWh (année 2015 en cours)  Vente mensuelle : 30400 à 40200 kWh  Production mensuelle : 33900 à 47500 kWh  Consommation GO : 11440 à 14670 litre/mois Remarque : la production est encore largement suffisante (pas de délestage) et il n’y a pas encore de projet d’extension en cours malgré le nombre de demandes de branchements (350 demandes). C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☒ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Occupation des sols autour du site Vue d’ensemble de l’aval vers l’amont du site Plate-bande de la pépinière dans la station forestière Végétation de la rive droite en amont du site Type de végétation sur rive gauche SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD342 : Forêt de reboisement et de restauration : Formation ripicole/forêt galérie : Lambeaux de forêt : Savane herbeuse/steppe : Pépinière de la station forestière SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 25 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE AMBODIMANGA Rivière Laroka | Code Atlas: AD411 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Table des matières 1 Localisation du site ...................................................................................................... 3 1.1 Données administratives ....................................................................................................................... 3 1.2 Accès .................................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ........................................................................................ 4 2.1 Généralités ........................................................................................................................................... 4 2.2 Topographie.......................................................................................................................................... 5 2.3 Hydrologie ............................................................................................................................................ 6 2.4 Transport solide .................................................................................................................................... 6 2.5 Géologie du site .................................................................................................................................... 7 2.5.1 Cadre géologique ...................................................................................................................................... 7 2.5.2 Caractéristiques techniques ...................................................................................................................... 8 2.5.3 Observations et recommandations........................................................................................................... 9 2.5.4 Risques majeurs ...................................................................................................................................... 10 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................................ 10 2.6.1 Contexte socio-environnemental............................................................................................................ 10 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .................................................................................................... 11 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables ....................................... 12 3 Proposition d'aménagement ..................................................................................... 13 3.1 Motivation des choix techniques ......................................................................................................... 13 3.2 Seuil et prise ....................................................................................................................................... 13 3.3 Dessableur .......................................................................................................................................... 14 3.4 Amenée d’eau ..................................................................................................................................... 14 3.5 Conduite forcée et centrale ................................................................................................................. 14 3.6 Equipement électromécaniques........................................................................................................... 15 3.6.1 Débit d’équipement Q95 .......................................................................................................................... 15 3.6.2 Débit d’équipement Q50 .......................................................................................................................... 16 3.7 Raccordement ..................................................................................................................................... 16 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ....................................................................................... 16 4 Coûts, production et Transport d'énergie .................................................................. 17 5 Annexes..................................................................................................................... 17 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................................ 17 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................................ 23 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 48.633 -19.050 Centrale hydroélectrique 48.641 -19.050 1.1 Données administratives Code du site AD411 Nom du site Ambodimanga ou Chutes de la Mangorina Rivière Laroka Bassin versant principal Rianila Province Toamasina Région Alaotra-Mangoro District Moramanga Commune Beforona Village Ambodimanga Carte topographique de référence Carte topographique n°T47 (échelle 1:50,000) 1.2 Accès Actuellement, l'accès au site AD-411 nécessite de prendre un sentier de 12km à partir de la RN7 asphaltée. C'est ce sentier qu'il conviendra d'aménager en piste pour accéder au site en cas d'aménagement de celui-ci. Une extension de l’ordre de 1.5km sera nécessaire pour permettre l’accès au site de la centrale, ce qui porte à 13.5km la longueur de route à créer pour permettre l’exploitation du site. Figure 1. Accès au site AD-411. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 2. Position du site par rapport au RIA 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière chute en contournant par le sud une colline sur un demi-cercle. La dénivelée de 100m est créée par plusieurs chutes successives dont les plus importantes se situent au sud de la boucle. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. Figure 3. Vue d'ensemble de la chute. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 4. Détail au sud de la chute, là où elle est la plus marquée. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci-dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 14. Figure 6. Orthophotographie obtenue par levé aérien SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 7. Modèle Numérique de Surface obtenu par levé aérien 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Laroka, affluent de la Rianila, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Laroka Bassin versant Rianila Superficie [km²] 190 Altitude moyenne [m a.s.l] 789 Indice des pentes [m/km] 13.8 Dénivelée spécifique [m] 190 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 2290 Débit moyen interannuel [m³/s] 9.2 Q95% - débit garanti [m³/s] 2.6 Q50% - débit médian [m³/s] 7.1 Q30% [m³/s] 9.8 Crue décennale [m³/s] 440 Crue centennale [m³/s] 888 2.4 Transport solide Le transport solide était très faible au moment de la visite et la turbidité avait un indice inférieur à 30 NTU (septembre 2014). Cependant, des bancs de sable sont observés le long des berges, et il faut s'attendre à un transport solide important en période de crues. En bas de la forêt dans laquelle la rivière prend sa source, la plupart des terrains sont cultivés et fortement exposés à l'érosion. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 8. Bassins versants fortement dénudés. 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est dominé par de la Migmatite à biotite et amphibole avec grains moyens à fins de quartz, de feldspath et de mica. On note la présence de veines quartzitiques en interstratification. Des bancs de quartzite et des lentilles ultrabasiques de couleur noire se rencontrent parfois en intercalation ou en recoupement au sein de ces migmatites (Figure 9). Figure 9. Détails de la roche en place L’altération est faiblement marquée sur tout le secteur. Elle se réduit à l’individualisation en boules des formations rocheuses que l’on voit en apparence en place sur le flanc des collines. Aussi ne voit-on en surface comme sol d’altération que des formes d’altérite constituées de limon argilo-sableux rouge à marron et en profondeur des arènes latéritiques issues des boules rocheuses en voie de latéritisation. Côté structural et tectonique, la formation rocheuse du secteur est la constituante d’un dôme subhorizontal caractérisé par les résultats de desquamation par plaques horizontales observées au niveau de la rivière (Figure 10). Le tout est fortement marqué par des diaclases et cassures de direction dominante N110E à pendage vertical. On note aussi la présence de cassures remplies de veines de quartz de direction N20E à pendage 70° W. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 10. Dôme rocheux Des rochers d’apparence massive ou débités en gros blocs affleurent le long de la rivière provoquant des chutes remarquables. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’assise : L’axe préconisé du barrage se trouve sur une roche massive fracturée de migmatite à pendage subhorizontal traversé de filon de basalte, bien visible en cette période d’étiage et qui est responsable de l’importante chute en aval en série sur une centaine de mètres (Figure 11). Figure 11. Axe du barrage Aspect du terrain côté Rive Droite (RD): La zone d’appui du côté rive droite est formée de roche massive fractionnée avec présence de gros blocs rocheux en bordure. Cette partie représente la base d’une colline formée de boules rocheuses en place en voie de latéritisation que l’on voit en partie affleurantes le long de la pente (Figure 11). Aspect du côté Rive Gauche (RG): Le côté Appui RG se présente d’une manière identique au côté rive droite. Des boules rocheuses font suite en hauteur à certaines masses rocheuses observées au niveau de la rivière. De l’altérite marron-rouge constitue le type de sol intercalaire des boules (Figure 11). Zone de passage de la Galerie: La zone de passage de la galerie est faite de haut plateau latéritique de migmatite incluant des boules rocheuses en place non encore entièrement altérées. Cette structure est matérialisée par la présence par endroits de boules rocheuses de migmatite en surface. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Conduite forcée: Le terrain est constitué de latérite structurée de migmatites incluant de grosses boules rocheuses en voie de latéritisation (attention particulière à porter sur l’existence de boules rocheuses en place occupant le flanc des collines.) Centrale: L’emplacement de la centrale se trouve sur un terrain constitué de boules rocheuses cumulés qu’il faudrait dégager pour disposer de roches massives en place. 2.5.3 Observations et recommandations ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Choix exact du passage du  Examen de l’affleurement rocheux barrage en période d’étiage Appui RD  La pérennité du barrage est  Un examen plus poussé est à faire menacée par des boules quant au choix définitif de l’axe du pouvant dévaler la pente de barrage. Celui-ci doit tenir compte la colline d’appui sous l’effet de l’allure et de la constitution de la de grandes intempéries pente collinaire correspondante. (grands orages cycloniques, séismes…) Appui RG  Idem que précédemment  Idem que précédemment Galerie  Nature, continuité et  Tenir compte de la morphologie et compacité de la masse de la géologie du terrain. Des tests latéritique à percer vu la par géophysique réflexion sont à présence de boules souvent faire le long du tracé pour énormes inclues dans de la reconnaître l’existence des boules latérite rocheuses en profondeur et des sondages carottés de reconnaissance avec essais de perméabilité pour qualifier la latérite sont à prévoir. La présence de boules rocheuses internes créerait en effet des difficultés pour le creusement du tunnel car on risque de traverser une alternance de boules rocheuses migmatitiques et de latérite structurée de migmatite. Conduite forcée  Nature et état du terrain  Observation géologique plus d’appui ; crainte détaillée du passage finalement d’éboulements adopté pour la conduite forcée  Présence de boules inclues dans de la latérite SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Centrale  Nature du terrain devant  Investigation par sondage tarière servir de support de l’usine: ou sondage géophysique par rocheuse massive ? Boules en réflexion place ou non ? Latérite jusqu’à quelle profondeur ? 2.5.4 Risques majeurs Au niveau de la galerie, il est recommandé d’éviter une courbure pour le tracé d’un tunnel. Celui-ci traversant des couches de latérite, le risque d’érosion provoquée par le courant est non-négligeable. Il est préférable de procéder à un canal de surface au niveau de l’encolure vallonnée pour ce site avant de passer à une galerie proprement dite dont le tracé serait rectiligne jusqu’à la conduite forcée. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Laroka, au niveau de la « Chute de Mangorina ». Il est localisé près du village d’Ambodimanga, dans le fokontany d’Antsakarivo, commune rurale de Beforona, district de Moramanga, région Alaotra Mangoro. La végétation dans les environs du site est dominée par du Savoka et des jachères qui correspondent à des formations secondaires, par suite des défrichements et mise à feu des parcelles de culture. On y rencontre en général des Ravenala madagascariensis. D’autre part, les superficies de Savoka et jachères sont constituées par une part importante de brousse éricoïde. Celle-ci est composée essentiellement d’espèces herbacées et comprend notamment des Hyparrhenia rufa, Ctenium spp., Aristida spp., Aframomun angustifolium. La brousse éricoïde se retrouve également, seule, sur quelques zones dans les environs du site. Au droit de la prise et du site de la centrale, on peut observer une couverture constituée par de la végétation arborée et arbustive relativement dense. Les espèces dominantes dans ces types de formation sont composées de Pandanus et Adina microcephala. Quelques espèces de reboisement, notamment l’eucalyptus, y sont également observées. Reboisement Savoka Forêt ripicole Brousse éricoïde Savoka Figure 12. Végétation en aval du site (centrale) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Du point de vue socio-économique, les plus proches principaux villages sont localisés à plus de 4 km à vol d’oiseau du site (Ambodivolo, et Antsakarivo – chef-lieu du fokontany). Par contre, on ne compte pas moins d’une quinzaine de petits hameaux ou campements dans les environs de la zone du site ; chacun de ces hameaux ou campements est formé par 1 à 3 cases d’habitations. En particulier, le tracé envisagé pour la galerie passe en-dessous d’un petit hameau de 3 cases. L’agriculture constitue l’activité principale de la population dans la zone. L’agriculture est dominée par la riziculture, avec également des cultures vivrières (manioc, patate douces, maïs et quelques cultures maraichères). L’agriculture se base encore sur la culture sur brûlis, notamment pour les parcelles sur versant (culture pluviale). Les bas-fonds sont, quant à eux, aménagés en rizières. Par ailleurs, des cultures de rentes sont également observées dans la zone (café, banane, gingembre, canne à sucre). Les villages sont entourés de plantation arboricole (bananier, caféier, jaquiers, etc.). Par contre, la pêche est très peu pratiquée dans la zone. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 13. Occupation du sol dans la zone du site AD 411 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Plusieurs hameaux se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, galerie, conduite forcée, centrale). L’implantation du projet impactera ces hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces hameaux SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 avec les sites de travaux augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. En particulier, un petit hameau est situé sur le tracé envisagé pour la galerie. D’autre part, au niveau du site de la prise, la présence de petits hameaux à proximité sur les deux rives (dont un hameau à 50m de la rivière en aval du site, et deux hameaux à 70-100m de la rivière en amont du site), laisse penser que la rivière est utilisée sur ce tronçon pour les besoins de ces petits villages. L’implantation du projet impactera ainsi ces hameaux, en termes d’interférence pour l’usage de la ressource en eau. En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situées en rive droite de la rivière, à environ 175m en amont du site, ainsi que de petites cases situées en rive droite à 50m en amont du barrage et à 70m de la rivière, pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 411 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones de culture. De même, une inondation provoquée en amont du barrage pourrait impacter des cases d’habitations ou des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé (6 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Etant donné le potentiel important du site, il est souhaitable de le connecter au réseau d'Antananarivo dont le segment allant vers Andekaleka passe à proximité. Dès lors, il est envisageable d'utiliser des débits supérieurs au débit garanti. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. Figure 14. Schéma d'aménagement du site AD411 3.2 Seuil et prise Le seuil sera positionné en amont de la boucle dans le resserrement sur la petite chute. La prise sera située en rive gauche. Ceci permet de pouvoir partir rapidement dans l'axe du tunnel et ainsi d'éviter des coudes à axe vertical dans celui-ci. De plus, l'emplacement sur la petite chute devrait permettre de se dégager rapidement de l'emprise des crues. Le seuil aura une longueur totale de l’ordre de 70m et une hauteur de l’ordre de 6m. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 15. Vue sur un axe envisageable pour le seuil 3.3 Dessableur Le dessableur sera de taille importante et devra être situé avant l'entrée de la galerie. Étant situé à l'aval de la chute sur laquelle est fondé le seuil, en rive gauche, d'évacuation de trop plein et les purges ne devraient pas poser de problèmes. 3.4 Amenée d’eau La topographie est très accidentée, raison pour laquelle la réalisation d'une galerie est plus indiquée qu'un canal. Cependant, un canal court de 40m environ permettra d’établir la jonction entre la prise et le départ de la galerie tout en incluant le dessableur. Ce canal aura une section (hauteur x largeur) de 0.80m x 1.30m pour le débit garanti ou de 1.90m x 3.10m pour le débit médian. La galerie aura une longueur de 480m et le profil de terrain le long du tracé est donné à la figure suivante. Le diamètre de la galerie sera de 2.00m pour le débit garanti ou de 2.30m pour le débit médian. Figure 16. Profile de terrain le long de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite forcée aura une longueur de 285m et un diamètre de 0.80m pour le débit garanti ou de 1.40m pour le débit médian La centrale sera située en rive gauche, à la fin de la boucle sur laquelle chute la rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 17. Vue vers l'aval de la chute, aux environs du site de la centrale 3.6 Equipement électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas d’un projet prévoyant le raccordement au réseau d’Antananarivo, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production. Dans le cas où l’option Q 95 est retenue, la turbine n’aura pas besoin d’être très flexible, puisqu’elle fonctionnera pour ainsi dire toujours à sa puissance nominale. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti- abrasion devrait probablement être envisagé.  Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 2 130 kW tournant à 1 000 t/min.  Un générateur 690 V, 2 000 kW/2 220 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Figure 18. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 3 100 kW, celle des générateurs étant de 2 920 kW/3 250 kVA. La vitesse de rotation serait de 1 000 t/min et la tension du générateur de 690 V ou 5.5 kV. Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement Tel qu’exposé précédemment dans le rapport, il serait souhaitable de le connecter au réseau d'Antananarivo. La ligne de transmission permettrait la connexion au segment Andelaka. Une ligne électrique 63 kV d’une longueur d’environ 30km serait nécessaire. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 2000 5760 Productible annuel [GWh/an] 15.26 41.04 Débit de dimensionnement [m³/s] 2.6 7.1 Dénivelée brute [m] 100 Crue centennale [m³/s] 888 Longueur du seuil [m] 70 Hauteur du seuil [m] 6 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 40 Section du canal (b x h) [m] 1.85 x 1.15 3.1 x 1.9 Longueur de galerie [m] 480 Diamètre de galerie [m] 2 2.3 Longueur de conduite forcée [m] 285 Diamètre de conduite forcée [m] 0.8 1.4 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 2 Longueur de ligne [km] 30 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 13.5 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 100 Débit d’équipement [m³/s] 2.6 (Q95%) 7.1 (Q50%) Puissance installée [MW] 2 000 5 760 Productible annuel moyen [GWh/an] 15.26 41.04 CAPEX hors accès et lignes [M$] 9.03 18.2 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.071 0.054 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 23 32.17 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.179 0.094 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : AD411 Village / Fokontany : Ambodimanga / Antsakarivo Commune / District : Beforona / Moramanga B - Description du milieu biophysique SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 RELIEF Le site AD 411 se trouve au niveau de la « Chute de Mangorina », le long de la rivière Laroka. Cette dernière traverse le relief accidenté de l’Est malagasy dans la zone de Beforona avant de rejoindre le Rianila. La zone présente un relief très accidenté, disséqué et sillonné par des vallons et vallées étroits (en V). Les versants sont généralement multi faces et à pentes fortes (25% à 56%). Le réseau hydrographique dans la zone est dense et à caractère torrentiel pendant la saison des pluies. La rivière Laroka prend sa source au niveau du massif forestier de Vohidrazana. Elle coule d’Ouest en Est jusqu’au niveau de la Chute de Mangorina. Par la suite, elle prend une direction Sud (pour un tronçon d’environ 500m) pour finalement s’écouler vers le Nord jusqu’à la rivière Ilazana. De là, Laroka prend une direction Est avant de se jeter dans le Rianila. VÉGÉTATION La dynamique de végétation est conditionnée par les activités de l’homme dans la zone d’étude. D’une manière générale, la couverture végétale peut être regroupée en quatre unités : - Les végétations relativement denses caractérisées par un couvert arboré ou arbustif qui constitue un anti- érosion naturel. Les espèces dominantes dans ces types de formation sont composées de Pandanus et Adina microcephala (soaravina). On note également des lambeaux de forêts visibles sur les sommets. Quelques espèces de reboisement, notamment l’eucalyptus, y sont également observées. - Les jachères et les savoka qui sont des formations végétales secondaires. Elles viennent après le défrichement et la mise à feu des parcelles de culture. Elles peuvent être soit arbustives soit herbacées. Les savoka renferment en général des Ravenala madagascariensis, parfois associées avec des bambous. Selon leur âge et le niveau de régénération, la composition floristique des jachères diffère : o les jachères arbustives sont composées de ligneux à caractère héliophile tels que Harungana madagascariensis (harongana), Trema orientalis (tsivakimbaratra) et Psiadia altissima (Dingadingana); o les jachères herbacées sont composées par un mélange d’espèces dépassant parfois 2 m de hauteur et comprenant les Aframomum angustifolium (longoza), Rubus mollucanus (takoaka). - La brousse éricoïde forme une superficie très importante de la couverture végétale dans le voisinage du site. En effet, elle se retrouve dans les jachères décrites précédemment, mais est également observée en d’autres endroits. Elle est composée essentiellement d’espèces herbacées et comprend notamment les espèces suivantes : Hyparrhenia rufa (vero), Ctenium spp. (tenona), Aristida spp. (paipaika), Aframomun angustifolium (longoza). - Les mosaïques de cultures dont certaines parcelles peuvent être mises en jachère pendant une ou quelques saisons de culture. Reboisement Savoka Hameau Forêt ripicole Brousse éricoïde Savoka Paysage en aval du site S19°2'56.62" E48°38'33.18" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Savoka VR Végétation ripicole (VR) et Savoka sur versant S19°2'58.32" E48°38'34.68" OBSERVATIONS Malgré la proximité de la zone avec le massif forestier de Vohidrazana qui se trouve à l’Ouest du site (à moins de 10km à vol d’oiseau), le paysage est marqué par une végétation caractéristique d’un milieu dégradé, représentée par des savoka à Ravenala madagascariensis ou des formations broussailleuses. La repousse de la végétation après défrichement est favorisée par le climat humide de la zone. On note également qu’en hauteur, sur les sommets des collines, des lambeaux de forêts subsistent mais ils sont généralement associés aux espèces de reboisement, notamment l’eucalyptus. ZONES SENSIBLES Le site se trouve à proximité de quelques sites de conservation : - à une dizaine de kilomètre à l’Ouest du site se trouve le corridor forestier « Ankeniheny – Zahamena » géré par Conservation Internationale (CI) - la nouvelle aire protégée d’Ambalabe gérée par le Missouri Botanical Garden (MBG) se trouve au Sud -Ouest du site (à ~10km). - à une douzaine de kilomètre à l’Est du site se trouve le site potentiel de conservation de Takarindaona. La zone, particulièrement les sols à faible couverture et/ou enracinement végétal, est sensible à d’éventuels éboulements en saison des pluies. Des espèces endémiques sont présentes dans la zone (présence de « Ficus sp » à grand diamètre), mais aucune espèce classée par l’IUCN n’a été identifiée sur place. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Antsakarivo - Commune rurale de Beforona – District de Moramanga (Région Alaotra – Mangoro). Le site est accessible à partir du village Ambodihazovelo (Marozevo) via une piste d’environ 20km vers le Sud. A environ 5km, la piste passe par le village d’Antsakarivo, chef-lieu de fokontany. Le site n’est accessible qu’à pied. Commune rurale de Beforona La Commune rurale de Beforona se trouve au niveau du PK 160 sur la route nationale 2, reliant Antananarivo et 1 Toamasina. Elle s’étend sur environ 347 km² réparti en 13 fokontany. En 2009, la population était de 15 079 personnes soit environ 1 200 habitants par fokontany. Toutes les infrastructures sociales de base peuvent être rencontrées dans le chef-lieu de la Commune de Beforona : 2 3 4 infrastructures éducatives (EPP , CEG ), infrastructures de santé (CSB I et CSB II), un réseau d’électricité depuis 2007 (présence d’une microcentrale thermique diesel) et d’un réseau d’adduction d’eau potable géré par un organisme privé. En termes d’accessibilité, Beforona est accessible pendant toute l’année par la route nationale 2. Toutefois, les fokontany de la Commune ne sont accessibles qu’à pieds car les pistes et les sentiers sont souvent boueu x et glissants, et sillonnent des versants à pente forte. Localités et villages Le site se trouve à plus de 5km au Sud du village Antsakarivo (chef-lieu de fokontany). Le village compte environ 600 habitants répartis dans plus d’une centaine de ménage. Le fokontany est peuplée majoritairement de Betsimisaraka. Toutefois, environ 20% de la population sont des migrants (Merina, Sihanaka, Antesaka et Betsileo). Selon un notable du village, le site du village d’Antsakarivo, anciennement appelée Haranana, attirait les migrants à cause de l’étendue rizicultivable de la vallée. Par la suite, l’essor de la culture de gingembre dans les années 60 a donné naissance au nom du village : Antsakarivo, qui veut dire « là où il y a du gingembre » (Sakarivo : gingembre). A cause de l’accroissement démographique, la population s’est dispersée pour aménager de nouvelles parcelles de culture, essentiellement sur versant (tanety). Généralement, ces implantations que l’on peut qualifier de campements sont temporaires, c’est-à-dire habitées le temps d’un tavy (culture sur brûlis) (au maximum 5 ans). Par contre, à proximité des vallons irrigables, les installations peuvent être permanentes. Les deux principaux villages dans les environs du site AD 411 sont Ambodivolo (~4km au Nord du site) et Ambodimanga (~2km en aval du site). Ce sont des villages d’une cinquantaine de ménage au maximum. Les hameaux ou campements identifiés dans un rayon d’environ 1km sont constitués de 1 à 3 habitations en moyenne. 1 CREAM 2013 – Monographie de la Région Alaotra Mangoro / Annexe 1 : Recensement 2009 2 EPP : école primaire publique 3 CEG : Collège d’enseignement général 4 CSB : centre santé de base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 Village d’Ambodivolo Village d’Ambodimanga ACTIVITÉS L’agriculture est dominée par la riziculture pluviale et irriguée, suivi des cultures vivrières (manioc, patate douces, maïs et quelques cultures maraichères). L’agriculture se base encore sur la culture sur brûlis, notamment pour les parcelles sur versant. Les bas-fonds sont aménagés en rizières. Par ailleurs, des cultures de rentes sont également observées dans la zone (café, banane, gingembre, canne à sucre,). Les villages sont entourés de plantation arboricole (bananier, caféier, jaquiers, etc). La population pratique également l’élevage extensif de zébus et quelques petits élevages destinés à l’autoconsommation, et parfois à la vente. Les superficies forestières restantes constituent une réserve de bois de services (bois de construction et bois d’énergie). Toutefois, le bois pour le chauffage est généralement prélevé dans les savoka et les formations arbustives. De même, la population exploite beaucoup les ravinala, espèces caractéristiques des savoka : les feuilles une fois séchées, sont utilisées pour la toiture ; les pétioles fendus, appelés falafa, servent à confectionner des panneaux muraux ; le tronc sert de plancher. Comme la durée de vie des cases dépasse rarement dix ans, les forêts secondaires permettent aux paysans de les renouveler périodiquement et à faibles coûts. La pêche est peu pratiquée dans la zone. Il ne s’agit en effet que d’une pratique ludique par les enfants pour varier la nourriture. Producteur de gingembre transportant ses produits vers la route nationale 2 Séchage de café dans le village Antsakarivo AUTRES (SI Le site se trouve dans des carrés miniers ayant un permis de recherche de Grenat. D’autres carrés miniers ayant un POSSIBLE) permis pour petits exploitants (permis valides jusqu’en 2018) se trouvent au Nord du site (à plus de 5km) . C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et via ble. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD411 PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise ainsi que la présence des infrastructures peut impacter sur les parcelles exploitées et les campement s existants. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. Occupation des sols autour du site : brousse éricoïde 400m : savoka et jachères : végétation arborée et arbustive relativement dense : rizière : parcelles de cultures (cultivées/jachères récentes) : hameau SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 23 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE ANTARALAVA Rivière Imorona | Code Atlas: AD601 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................5 2.1 Généralités ..............................................................................................................................5 2.2 Topographie ............................................................................................................................6 2.3 Hydrologie ...............................................................................................................................7 2.4 Transport solide .......................................................................................................................7 2.5 Aménagement hydro-agricole existant .....................................................................................8 2.6 Géologie du site .......................................................................................................................9 2.6.1 Cadre géologique ........................................................................................................................9 2.6.2 Caractéristiques techniques de détails sur le barrage existant ................................................10 2.6.3 Observations et recommandations sur le nouveau barrage à implanter ................................11 2.7 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 12 2.7.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................12 2.7.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................13 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................14 3 Aménagement proposé .................................................................................. 14 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 14 3.2 Seuil et prise .......................................................................................................................... 15 3.3 Dessableur ............................................................................................................................. 16 3.4 Amenée d’eau........................................................................................................................ 16 3.5 Conduite Forcée et centrale.................................................................................................... 16 3.6 Equipements électromécaniques ............................................................................................ 16 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................16 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................18 3.7 Réorganisation du périmètre irrigué ....................................................................................... 18 3.8 Raccordement........................................................................................................................ 18 3.9 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 18 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 19 5 Annexes .......................................................................................................... 19 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 19 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 46.711 -20.591 Centrale hydroélectrique 46.708 -20.594 1.1 Données administratives Code du site AD601 Nom du site Antaralava Rivière Imorona Bassin versant principal Tsiribihina Province Fianarantsoa Région Amoron'i mania District Ambatofinandrahana Commune Ambatofinandrahana Village Sambalahy à 2km à l'Est du site 1.2 Accès L'accès du site est facilité par sa proximité à la RN35 (120m). Néanmoins, celle-ci est dans un état critique par endroits et l'un des ponts est muni d’un tablier en bois très endommagé. Sa mise à un gabarit pouvant accepter les engins de chantier devra être envisagée dans les études ultérieures, de même que la réhabilitation de la route sur 5km environs. Les accès aux infrastructures de l’aménagement nécessiteront quant à eux la création d’environ 600m de route. Figure 1. Accès au site à partir de Ambatofinandrahana SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Figure 2. Villages à proximité du site 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La dénivelée est créée par un ensemble de petites chutes. Cette dénivelée est actuellement exploitée par un réseau d’irrigation. L’aménagement proposé tirerait profit des infrastructures actuelles (seuil, tracé de canal) tout en les modifiant afin de permettre un usage économique de la ressource en eau. Les pentes sur les rives sont peu prononcées sauf en quelques points particuliers, ce qui a permis le passage des canaux sur chaque rive. La chute suit une direction sud-ouest et est légèrement déviée vers l'ouest. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Figure 3. Vue en plan de la chute Figure 4. Vue d'ensemble sur la chute 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 15. Figure 6. Orthophotographie et Modèle Numérique de Surface obtenue par levé aérien 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de l'Imorona, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Imorona Bassin versant Tsiribihina Superficie [km²] 491 Altitude moyenne [m a.s.l] 1462 Indice des pentes [m/km] 5.6 Dénivelée spécifique [m] 124 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1331 Débit moyen interannuel [m³/s] 9.8 Q95% - débit garanti [m³/s] 3.1 Q50% - débit médian [m³/s] 6.7 Q30% [m³/s] 8.6 Crue décennale [m³/s] 332 Crue centennale [m³/s] 794 2.4 Transport solide Le transport solide dans la rivière est élevé au droit du site. Des bancs de sable sont formés par endroits. On peut y observer des grains de diamètre élevé. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Figure 7. Détails sur des matériaux transportés par la rivière lors de crues. 2.5 Aménagement hydro-agricole existant Il existe actuellement un aménagement hydro-agricole qui permet d'irriguer les deux rives de la rivière. Celui-ci est composé d'un seuil de 1m de haut et d'une prise frontale pour chaque rive. L'ensemble est situé en amont des chutes. Figure 8. Seuil existant Des observations sur images aériennes, on peut déduire que l'aménagement actuel couvre une surface d'un ordre de grandeur de 12 ha en rive gauche et de 36 ha en rive droite. La partie irriguée en rive gauche est donc largement inférieure à celle de la rive droite (25% de la surface totale) et l'impact lié à la création d’un aménagement hydroélectrique pourra être y limité. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Figure 9. Surface irriguée tirée des images de GoogleEarth et aménagement hydroélectrique envisagé. L'ouest pointe vers le haut La rive droite, de manière générale, possède une topographie plus marquée au niveau du canal. On observe quelques passages complexes comme le franchissement d'une partie fortement pentue par canal en béton armé supporté par des colonnes. Figure 10. Franchissement en rive droite et canal en rive gauche 2.6 Géologie du site 2.6.1 Cadre géologique Le secteur est dominé par du granite migmatitique leucocrate, à faciès hétérogène, de direction N50E 20W, C’est une roche massive que l’on voit affleurer le long de la rivière, en aval du barrage (Figure 8). Cette formation rocheuse est fortement et étroitement pourvue de diaclases. Associée à cette série de diaclases très serrées, la décompression de surface, en affectant la texture migmatitique, provoque une desquamation telle que beaucoup de couches superficielles des alentours se trouvent couvertes de boules en affleurement. La texture granitique de cette formation influe sur la nature de sa latérite d’altération. Celle-ci est leucocrate (blanche), compacte et résistante. Mais les diaclases serrées, associées à la desquamation de surface, affaiblissent cette compacité et facilitent les éboulements et l’attaque par érosion. Cette nature compacte est gardée au niveau de l’altérite de surface car les ions SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 ferrugineux remontent facilement et rapidement en surface par l’intermédiaire de ces fissurations serrées. Côté tectonique cassante, les directions dominantes sont peu nombreuses et peu importantes. Elles sont parfois réduites à de simples cassures dirigeant les écoulements. On note en particulier celle que suit la rivière concernée. 2.6.2 Caractéristiques techniques de détails sur le barrage existant Assise : on voit que le barrage existant est ancré sur de la roche saine en place. Il est implanté parallèlement à l’inclinaison des formations rocheuses (20°W) assurant une résistance accrue à la force du courant même en période de crue. Appuis RD et RG : le côté RD prend appui directement sur de l’altérite compacte par système de maçonnerie (Figure 11), incluant la prise. Le côté RG par contre trouve une partie superficielle non encore altérée de la roche granitique de base (Figure 12). Figure 11. Appui en rive droite du seuil existant Figure 12. Appui en rive droite du seuil existant Canal d’amenée : Celui du côté RD est travaillé dans de la latérite structurée sus-définie. L’écoulement est calme et sans perturbation apparente. La fuite éventuelle est protégée par un herbage touffu le long de la bordure du canal. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 2.6.3 Observations et recommandations sur le nouveau barrage à implanter ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Partant du barrage d’irrigation  S’assurer néanmoins de la nature existant, la rivière comprend en aval massive de la roche une fois quatre séries de chutes où la masse l’emplacement exact du barrage rocheuse saine affleure presque à plat déterminé. en période d’étiage. L’implantation d'un nouveau barrage ne poserait à priori pas de problème particulier en matière de soubassement support car la roche massive se voit partout en surface dans cette portion de rivière. Appui RG et RD  L’absence de lavaka dans les  Des observations particulières sont à entourages et la tenue assez correcte faire une fois que l’endroit choisi pour de la latérite le long des berges (sans l’emplacement du barrage sera arrêté ;à excavations particulières constatées) savoir : s’assurer de la nature et de laisse de bonnes impressions pour les l’arrangement du flanc concerné qui appuis. pourrait être de la formation rocheuse (problèmes de diaclases ouvertes ou de desquamation), des boules (en place ou en état cumulé et dérangé), ou de la latérite structurée (compacte ou en éboulement), ou simplement de l’altérite superficielle (indurée ou pas) comme celle du barrage d’irrigation existant. Canal d’amenée  Eventuellement prévu sur le côté RG,  Une observation plus poussée de son il doit être travaillé dans de la latérite passage sera encore à entreprendre structurée sus-définie. La pente de ultérieurement une fois l’endroit exacte l’écoulement doit être faible pour que d’implantation du barrage déterminé. À ce dernier ne provoque de déceler alors les zones où les effets perturbation apparente. Cette tectoniques et structuraux auraient des condition s’avère nécessaire pour se influences néfastes (ouvertures de préserver contre l’effet de l’érosion diaclase ou desquamations importantes) régressive. La rencontre de certaines nécessitant de la maçonnerie. boules intervenant au passage est à  prévoir. Conduite forcée  Nature et état du terrain à traverser  Observation plus poussée ultérieurement en relation avec les séries d’altération verticale passant de la roche saine à la base aux zones à boules puis aux altérations latéritiques. Centrale  Déterminer la nature du terrain  Investigation par sondage tarière ou devant servir de support de l’usine sondage géophysique réflexion (rocheuse massive ? boules en place ou non ? latérite jusqu’à quelle profondeur ?) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 2.7 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.7.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Imorona. Il est localisé dans le fokontany de Sambalahy, commune rurale d’Ambatofinandrahana, district d’Ambatofinandrahana, région Amoron’i Mania. La végétation de la zone est caractérisée par des forêts sclérophylles de Tapia (Uapaca bojerï) qui forment une couverture clairsemée sur les versants. Des strates d’herbacées sont associées avec les forêts de Tapia. D’autre part, la conduite forcée traversera de larges parcelles irriguées par les infrastructures existantes. En aval, sur les berges non cultivées du cours d’eau, on peut observer des formations ripicoles. Quelques forêts de Pinus sont également observées, notamment sur la rive droite. Figure 13. Végétation au niveau du barrage existant Du point de vue socio-économique, le principal village (Marovoalavo) est localisé à proximité du site, à 500m au Nord. Il compte une vingtaine de toits et se trouve au bord de la RN35 (~15km depuis Ambatofinandrahana). Dans un rayon de 500m autour du barrage existant, on compte deux hameaux, l’un à l’Est et l’autre au Sud-est. De même, un hameau est situé à moins de 500m à l’Ouest du site de l’emplacement potentiel de la centrale. La zone est actuellement alimentée en électricité par une centrale thermique qui alimente la ville d’Ambatofinandrahana. Elle est équipée de quatre groupes électrogènes dont un seul est fonctionnel et a une capacité maximale de 135 kW par jour. L’électricité fonctionne de mi di à minuit soit 12 heures par jour. Le groupe consomme environ 300L de carburant par jour. La vidange se fait toutes les 500 heures et le changement de filtre toutes les 600 heures. Actuellement, environ 400 ménages sont reliés au réseau de distribution d’électricité de la JIRAMA d’Ambatofinandrahana. Parmi les abonnés figurent les services administratifs et les collectivités. Une cinquantaine de demandes de nouveaux branchements sont en attente, mais la JIRAMA ne peut satisfaire ces demandes étant donné la faible capacité de production de l’unique groupe fonctionnel. La ville possède également 14 dispositifs d’éclairages publics (poteaux) qui fonctionnent jusqu’à minuit. L’ossature du réseau de distribution est constituée par une ligne BT d’une longueur de 7 600m. En 2012, la JIRAMA a envisagé de transformer la ligne BT en ligne MT mais jusqu’à maintenant, le SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 projet n’a pas encore abouti. Selon les responsables au niveau de la JIRAMA, plusieurs sites potentiels hydroélectriques sont également identifiés dans la zone, notamment à Ifasina et à Antsangandrano (une étude a été déjà réalisée par l’EDF en 1999). La riziculture constitue la principale activité locale. Deux types de riziculture sont pratiqués : la culture de bas-fond ; et la riziculture irriguée sur terrasse qui est la plus fréquente. Au niveau du site envisagé pour la prise, un barrage fonctionnel est utilisé pour l’irrigation des parcelles de cultures d’environ une vingtaine d’hectares de la zone. Deux prises au niveau du barrage, sur les deux rives de la rivière Imorona, alimentent les parcelles aménagées en terrasses de part et d’autres de la rivière. Généralement, la riziculture est également associée à des cultures vivrières (manioc, etc.) qui sont généralement pluviales. L’élevage, particulièrement l’élevage bovin constitue également une importante activité au niveau locale. L’étendue du pâturage disponible au niveau de la zone attire de nombreux migrants éleveurs. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 14. Occupation du sol dans la zone du site AD 601 2.7.2 Contraintes socio-environnementales Des hameaux se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, canal, conduite forcée, centrale). L’implantation du projet impactera ces hameaux, notamment en termes de gênes et SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces hameaux avec les sites de travaux (moins de 500m) augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. Les deux prises d’eau existantes sur le site du barrage irriguent des périmètres de culture, sur les deux rives de la rivière. Le projet déviera en partie l’eau d’irrigation actuelle des parcelles situées en rive gauche de la rivière, d’une superficie d’une dizaine d’hectares. L’implantation du projet impactera ainsi le débit d’irrigation apporté à ces périmètres irrigués. Par ailleurs, le tracé envisagé pour la conduite forcée traverse des parcelles de culture, parmi les parcelles du périmètre irrigué en rive gauche de la rivière, et induira ainsi une perte de superficies correspondant à l’emprise nécessaire pour l’aménagement et l’exploitation de la conduite forcée. 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 601 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des parcelles de culture (à l’instar du tracé de la conduite forcée). Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé (4 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 AMÉNAGEMENT PROPOSÉ 3.1 Motivation des choix techniques A priori, il est envisagé d'utiliser l'aménagement hydro-agricole pour alimenter l'aménagement hydroélectrique. Certains ouvrages dont le seuil et la prise devront être revus. Pour des questions de stabilité de talus, il semble plus avantageux de réaliser l'aménagement en rive gauche. Par ailleurs, la perturbation sur la zone irriguée serait moindre qu'en rive droite. Enfin, SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 la topographie au niveau de la centrale elle-même est plus avantageuse en rive gauche. Néanmoins, il faudrait dans ce cas créer un accès à cette rive puisqu'actuellement l'accès est réalisé par la rive droite. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est représenté ci-dessous et sur la figure en annexe au format A3. Figure 15. Schéma d'aménagement du site AD611 3.2 Seuil et prise Le seuil envisagé sera le plus petit possible, mais suffisamment haut pour permettre l'admission du débit requis. A priori, le nouveau seuil devrait avoir une hauteur de 4m et une longueur de 65m. La phase ultérieure des études devra préciser dans quelle mesure le seuil actuel devra et pourra être agrandi. La prise sera maintenue frontale mais une vanne de purge dans le seuil devra être installée à proximité immédiate de la prise. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 3.3 Dessableur Un dessableur devra être installé à proximité de la prise. Deux choix sont envisageables à ce stade: soit en amont soit en aval immédiat de la première chute. Il conviendra de vérifier si la première option est envisageable avec le niveau de crue prévu. 3.4 Amenée d’eau L’amenée d’eau se fera via un canal d’une longueur d'environ 610m, revêtu de maçonnerie de moellons qui suivra approximativement le tracé actuel du canal d’irrigation en rive gauche. Il aboutira à un partiteur afin de partager le débit entre le réseau d'irrigation (débit réservé de 200 l/s ; le réseau d’irrigation commencera au droit du partiteur) et la centrale. Ces travaux ne permettront plus l’irrigation de la surface de 1.7ha en amont de la centrale, actuellement irriguée. Le canal d’amenée aura une section (h x b) de 1.20m x 2.00m pour le débit garanti ou 1.85m x 2.95m pour le débit médian. 3.5 Conduite Forcée et centrale La rive gauche devrait permettre d'accueillir la centrale. La topographie y est favorable, y compris pour l'accès. La conduite forcée aura une longueur de 145m et un diamètre de 1.00m pour le débit garanti ou 1.20m pour le débit médian Figure 16. Terrain à proximité du site envisagé pour la centrale 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Pour le débit d’équipement Q95, il n’est pas nécessaire de retenir une turbine avec une flexibilité élevée relativement aux variations de débit. Compte tenu de la dénivellation à disposition, le choix peut par conséquent se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante, compte tenu de probable développement du nombre de raccordements à Ambatofinandrahana. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Ce type de turbine est préféré à la Crossflow (ou Banki) qui est moins robuste et moins résistante à l’abrasion. De plus, elle nécessiterait un multiplicateur de vitesse diminuant la fiabilité de l’ensemble et augmentant les travaux de maintenance. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 830 kW tournant à 1000 t/min.  Un volant d’inertie, nécessaire au fonctionnement en réseau isolé.  Un générateur 400 V, 780 kW/870 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours. Figure 17. Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 900 kW, celle des générateurs étant de 850 kW/940 kVA. La vitesse de rotation serait de 1 000 t/min et la tension du générateur de 400 V ou 690 V. Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. 3.7 Réorganisation du périmètre irrigué Au vu des besoins en énergie de la ville (groupe thermique existant de 135kW) et les besoins en eau des 45ha (estimés à 180 l/s), la production d'électricité et l'irrigation peuvent être envisagées sans concurrence exclusive étant donné la disponibilité de l'eau: Q95 = 3.1m³/s. En se privant de 200 l/s pour les besoins d'irrigation, on peut encore produire 780 kW. Entre le canal et la rivière, 1.7 ha environ devront être réaménagés en un talus non exploité de végétation à racines profondes afin de stabiliser le talus sur lequel sera fondé le système. Cette surface comprend également la zone tampon le long de la conduite forcée à l'aval de la centrale. 3.8 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 35kV d’environ 15km vers la petite ville d’Ambatofinandrahana, située à une dizaine de km à l'est. Etant donné la faible capacité de production du site, son intérêt est en effet principalement local. Actuellement, la Jirama fournit l'électricité quelques heures par jour à partir d'un groupe thermique. L'horaire de production actuel est généralement de 17h à 22h. 3.9 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 780 1700 Productible annuel [GWh/an] 6.03 12.56 Débit de dimensionnement [m³/s] 2.9 6.5 Dénivelée brute [m] 34 Crue centennale [m³/s] 794 Longueur du seuil [m] 65 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 610 Section du canal (b x h) [m] 2 x 1.2 2.95 x 1.85 Longueur de conduite forcée [m] 145 Diamètre de conduite forcée [m] 1 1.2 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Nombre de groupes [pce] 1 2 Longueur de ligne [km] 15 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 0.6 Longueur de piste à réhabiliter [km] 5 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes, compte tenu des 200 l/s nécessaires à l’irrigation : Dénivelée brute [m] 34 Débit d’équipement [m³/s] 2.9 (Q95%) 6.5 (Q50%) Puissance installée [kW] 780 1 700 Productible annuel moyen [GWh/an] 6.03 12.56 CAPEX hors accès et lignes [M$] 4.29 6.47 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.085 0.062 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 6.96 9.14 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.137 0.087 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : AD 601 Village / Fokontany : Marovoalavo / Sambalahy Commune / District-Région : Ambatofinandrahana/Ambatofinandrahana-Amoron’i Mania B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site AD 601 est localisé sur les hautes-terres centrales, à une douzaine de kilomètre à l’Est du massif d’Itremo. Il se trouve à environ 1 200m d’altitude et est limité : - au Nord et à l’Est par le glacis topographique, prolongement de la ligne de crête de Manaforahona (1 459m) ; - au Sud et à l’Ouest par le glacis topographique, prolongement de la ligne de crête d’Andrianisindika (1 504m). Le relief aux alentours directs du site est formé une succession de vallons/vallées. Les pentes des versants sont généralement faibles à moyennes. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Topographie marquée par des reliefs à pente modérée L’hydrographie est marquée principalement par la rivière Imorona, affluent de la Mania. En amont du barrage, l’Imorona reçoit la rivière Riantsasina et d’autres cours d’eau temporaires. En aval, les rivières Antsihobe et Antsiho se jettent dans l’Imorona au niveau de Marovoalavo. VÉGÉTATION La formation végétale de la zone est caractérisée par la présence de forêts sclérophylles de Tapia (Uapaca bojerï). Les Tapia forment une couverture clairsemée sur les versants. Des strates d’herbacées sont associées avec les forêts de Tapia. Des formations ripicoles longent les cours d’eau, sur les berges non cultivées. Quelques forêts de Pinus (pins) sont également observées, notamment en rive droite de l’Imorona. Végétation clairsemée à dominance de Tapia S20°35'27.43" E46°42'41.35" Des bosquets de pinus sur la rive droite de l’Imorona, à Formation ripicole buissonnante en amont du site de proximité du site d’emprise barrage (S20°35'27.00" E46°42'42.17") OBSERVATIONS Le paysage est façonné par des champs de cultures sur versant, avec une étendue assez importante de culture sur terrasse. Le site était prévu pour alimenter la ville d’Ambatofinandrahana ainsi que la marbrerie MAGRAMA (Fiche technique d’Antaralava – JIRAMA, APS en 1982). Suite à la fermeture de la marbrerie, le projet a été jugé non rentable. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 SENSIBILITÉS Il existe deux sites sensibles à considérer dans la zone et ses alentours : - le site de Gestion Contractualisée de Forêts (GCF) de la Commune de l’Itremo dont fait partie le site ; 1 - et les sites SAPM composés : o de la NAP (Nouvelle Aire Protégée) « Massif de l’Itremo », située à une dizaine de kilomètre à 2 3 l’Ouest du site. Initiée par le RBG / Kew, la NAP est actuellement gérée par le KMCC et 8 Communautés de Base (COBA) riveraines représentées par 24 membres de l’IMPACT (Itremo Massif Protected Area Conservation Team). 4 o de 2 sites potentiels à l’Est (10km) et à l’Ouest (5km) proposés respectivement par la REBIOMA et 5 l’APAPC . B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Sambalahy, Secteur Marovoalavo - Commune Ambatofinandrahana – District Ambatofinandrahana (Région Amoron’i Mania). Le site est accessible par la route nationale 35, à une vingtaine de kilomètre à l’Ouest d’Ambatofinandrahana. Commune d’Ambatofinandrahana : Le site appartient à la Commune d’Ambatofinandrahana. Cette dernière s’étend sur environ 650 km² et compte environ 6 35 000 habitants en 2009 , réparti dans 21 fokontany, soit une moyenne de 1 600 habitants par fokontany. Le chef-lieu de la Commune est accessible pendant toute l’année à partir de la route nationale 35. Il est équipé 7 8 9 10 d’infrastructures éducatives (EPP , CEG et lycée), de santé (CHD II, CSB I et CSB II) et sanitaires (lavoir et WC publics), ainsi que des infrastructures sportives et socioculturelles. En ce qui concerne les voiries et réseaux divers, seule la ville d’Ambatofinandrahana est alimentée en énergie électrique et en eau potable : - en termes d’électricité, la centrale thermoélectrique de la JIRAMA alimente la ville d’Ambatofinandrahana depuis 1975 ; - en termes d’approvisionnement en eau, la ville possède un service autonome par système gravitaire. La distribution est gérée par la Commune à travers 115 bornes fontaines dont 106 fonctionnelles. 1 SAPM : Système d’Aires Protégées de Madagascar 2 RBG : Royal Botanic Gardens 3 KMCC : Kew Madagascar Conservation Centre 4 REBIOMA: Réseau de la Biodiversité de Madagascar 5 APAPC : Assessment of Priority Area for Plant Conservation 6 CREAM 2013, Monographie de la Région Amoron’i Mania / Annexe 1 : Recensement 2009 7 EPP : École Publique Primaire 8 CEG Collège d’Enseignement Général 9 CHD : Centre Hospitalier de District 10 CSB : Centre Santé de Base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Localités et villages : Le principal village à proximité du site est celui de Marovoalavo qui se trouve à 500m au Nord. Il compte une vingtaine de toits et se trouve au bord de la RN35 (~15km depuis Ambatofinandrahana). Deux hameaux se trouvent au Nord-Nord-est du site, en amont du barrage ; et un hameau au Sud, en aval de la rivière. Ces trois hameaux se trouvent dans un rayon de moins de 700m du site. ACTIVITÉS La riziculture constitue la principale activité agricole locale. Deux types de riziculture sont pratiqués : la culture de bas- fond ; et la riziculture irriguée sur terrasse qui est la plus fréquente. Au niveau du site, un barrage fonctionnel est utilisé pour l’irrigation hydroagricole des parcelles de cultures de la zone. Deux prises au niveau du barrage alimentent les parcelles aménagées en terrasses de part et d’autre de la rivière Imorona. La riziculture est généralement associée à des cultures vivrières (manioc, etc.), qui sont généralement pluviales. L’élevage, particulièrement l’élevage bovin, constitue également une importante activité au niveau locale. L’étendue du pâturage disponible au niveau de la zone attire de nombreux migrants éleveurs. Barrage existant avec prises d’eau pour irrigation des S20°35'25.30" E46°42'41.79" parcelles en aval Canal d’irrigation en terre en rive droite (berges S20°35'33.27" E46°42'33.59" partiellement cultivée) AUTRES (SI La majorité de la population locale est d’origine Betsileo. Par ailleurs, une proportion importante d’Antandroy/Bara y est POSSIBLE) recensée, attirée par les pâturages favorables à l’élevage extensif de zébu. Le site se trouve sur des carrés miniers (avec des permis de recherche expirés en 2014). D’autres carrés miniers sont recensés, ayant comme activités : - exploitation de marbre et de gabbro (permis d’exploitation valide jusqu’en 2044) à Ambatofinandrahana par la société MAGRAMA, se trouvant à ~10km et à ~12km au Sud-Est du site (mais cette société est fermée actuellement) ; SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 - recherche et exploitation, à 5~km au Sud-Ouest du site (permis PRE – permis de recherche et d’exploitation réservé aux petits exploitants, valide jusqu’en 2017) ; - recherche, à ~6km à l’Ouest du site (permis de recherche expiré en mars 2015). JIRAMA Ambatofinandrahana : La centrale de la JIRAMA à Ambatofinandrahana est équipée de quatre groupes électrogènes dont un seul est fonctionnel et a une capacité maximale de 135 kW par jour. L’électricité fonctionne de midi à minuit soit 12 heures par jour. Le groupe consomme environ 300L de carburant par jour. La vidange se fait toutes les 500 heures et le changement de filtre toutes les 600 heures. Actuellement, environ 400 ménages sont reliés au réseau de distribution d’électricité de la JIRAMA d’Ambatofinandrahana. Parmi les abonnés figurent les services administratifs et les collectivités. Une cinquantaine de demandes de nouveaux branchements sont en attente, mais la JIRAMA ne peut satisfaire ces demandes étant donné la faible capacité de production de l’unique groupe fonctionnel. La ville possède également 14 dispositifs d’éclairages publics (poteaux) qui fonctionnent jusqu’à minuit. L’ossature du réseau de distribution est constituée par une ligne BT d’une longueur de 7 600m. En 2012, la JIRAMA a envisagé de transformer la ligne BT en ligne MT mais jusqu’à maintenant, le projet n’a pas encore abouti. Selon les responsables au niveau de la JIRAMA, plusieurs sites potentiels hydroélectriques sont également identifiés dans la zone, notamment à Ifasina et à Antsangandrano (une étude a été déjà réalisée par l’EDF en 1999). C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Le site n’est pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploitées, notamment dans le cas d’une réhabilitation des canaux d’irrigation pour leur utilisation pour le projet. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD601 Occupation des sols autour du site 400m : Forêt de Tapia : Formations ripicoles : Savanes herbeuses : Parcelles irriguées par les infrastructures existantes : Parcelles de cultures : Hameau / Implantation SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 25 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE DE BEHINGITIKA Rivière Manandriana | Code Atlas: AD620 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 5 2.3 Hydrologie Préliminaire ........................................................................................................... 6 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 6 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 7 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................7 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................8 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................9 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 10 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................10 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................11 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................12 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 12 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 12 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 13 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 13 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 13 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 13 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 14 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................14 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................15 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 15 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 15 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 16 5 Annexes ........................................................................................................... 17 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 17 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 22 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] barrage 47.655 -20.907 Centrale hydroélectrique 47.659 -20.908 1.1 Données administratives Code du site AD620 Nom du site Behingitika Rivière Manandriana Bassin versant principal Mananjary Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Ambohimanga Atsimo Village Ambilanibe 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la N25 au niveau de la ville d’Ifanadiana en empruntant la piste en direction du Nord vers Ambohimanga du Sud. La route N25 est goudronnée et en très bon état. À noter que la piste partant d’Ifanadiana et montant vers le Nord a été rénovée partiellement sur les 15 premiers kilomètres jusqu’au pont de Sandrakely mais subit de fortes dégradations dues au trafic des engins de la mine. La réalisation d’un projet hydroélectrique nécessitera la réhabilitation de la piste depuis le pont de Sandrakely sur environ 30 km en plusieurs tronçons. L'accès au barrage et à la centrale depuis Ambodimanga du Sud sont à créer sur 13 km, mais dans une zone propice et en faible pente. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière au droit du site présente une chute relativement bien marquée aboutissant à un élargissement. Cette configuration permet d’utiliser une dénivelée brute de 25 m pour la production d’hydroélectricité en court-circuitant un tronçon de rivière de 450 m. Le site est intéressant pour alimenter en réseau isolé la ville d’Ambohimanga du Sud et les villages alentours. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. À noter que le site potentiel est suivi par un deuxième tronçon intéressant au niveau hydraulique avec la possibilité de rejeter les eaux captées dans Manandriana directement dans la Mananjary. À terme, ce tronçon pourrait constituer une possible extension du projet (centrales en cascade). Figure 2. Carte topographie du site Figure 3. Image satellite du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Vue du tronçon de rivière. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 14. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Préliminaire Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Manandriana, affluent de la Mananjary, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Manandriana Bassin versant Mananjary Superficie [km²] 289 Altitude moyenne [m a.s.l] 819 Indice des pentes [m/km] 9.7 Dénivelée spécifique [m] 164 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 2 018 Débit moyen interannuel [m³/s] 12.6 Q95% - débit garanti [m³/s] 3.4 Q50% - débit médian [m³/s] 9.7 Q30% [m³/s] 13.6 Crue décennale [m³/s] 336 Crue centennale [m³/s] 711 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (juin 2015), la turbidité était bonne, inférieure à 20 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins en de nombreux endroits démontre l’existence d’un transport solide à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique Le secteur est dominé par du gneiss migmatitisé à texture foliée porphyroblaste et disposé en bancs stratiformes. Le tout présente un pendage subvertical incliné vers l’amont par rapport au sens d’écoulement de la rivière (Figure 10). Figure 9 Gneiss migmatitisé à texture foliée porphyroblaste Très ouvertes en surface, des diaclases recoupent perpendiculairement les strates ; elles sont parfois remplies de veines quartziques. Les bancs migmatitiques présentent aussi de larges desquamations suivant leurs plans de foliation. Il en résulte un débitage en blocs rocheux de forme parallélipédique. A noter qu’une faille régionale, de direction NW-SE, est suivie par la rivière plus en aval. Elle joue une influence importante sur l’ouverture des foliations et le dérangement de la disposition des bancs rocheux dans ce secteur. Figure 10 Couche latéritique protégée par un couvert végétal SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Les effets de l’altération latéritique sont relativement importants (plusieurs mètres) occasionnés par l’ouverture facile des foliations en surface des roches et leur disposition subverticale. C’est de la latérite rouge argilo-sableuse indurée. Protégée cependant par du couvert végétal, elle n’arrive pas à dégénérer en lavaka. Figure 11 Pendage subvertical incliné vers l'amont L’ensemble du secteur présente une morphologie collinaire basse, dénuée de végétation, tailladée par de nombreux petits ruisseaux. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. Tapissant le fond de la rivière, des rochers en masse doivent constituer le support de l’Assise, suite de ce que l’on voit en affleurement sur les rives. Ce sont des gneiss migmatitisés disposés en banc subvertical, avec des foliations très ouvertes, parfois débités en blocs. Aspect de l’appui côté Rive Gauche (RG). Des masses rocheuses affleurent sur le rebord de la rivière en cette période d’étiage. Le côté rive gauche offre ainsi des vues de roches massives en place. En fait, plus en retrait et caché sous une végétation touffue au pied de la colline, le talus d’appui pour le barrage est constitué d’un mélange de bancs migmatitiques en place et de boules rocheuses démantelées, surmonté d’une épaisse masse latéritique rouge indurée. Vu l’importance de l’altération dans le secteur on a intérêt à limiter la hauteur du barrage à quelques mètres seulement au-dessus de la rivière (en sa période de crue) pour ne pas avoir des problèmes relatifs aux ancrages de l’appui vis-à-vis des altérations latéritiques. Aspect de l’appui côté Rive Droite (RD). Le côté rive droite est constitué, au droit du barrage, d'une colline à pente relativement douce et faiblement végétalisée. Il laisse apparaître sur son flanc de grosses boules enchâssées dans de la latérite. Sur les rives on a également des blocs massifs issus du démantèlement de la formation rocheuse en place. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Prise. Zone à boules. Présence de blocs rocheux au sein d’une arène d’altération et reposant sur un toit rocheux. Zone de passage de la Galerie. Possibilité de rencontrer des blocs de roche dans de la latérite sur une certaine profondeur partant de la surface avant d’atteindre la roche massive de base migmatitique. Cette dernière pourrait n’être que relativement compacte suite à d’éventuelles menaces d’ouverture des strates et foliations sous l’influence de la faille régionale passant à côté. Suivant le tracé finalement adopté, une attention particulière devra être consacrée au thalweg situé au niveau du centre de la galerie et qui sera fort proche de la cote de la galerie. Une déviation de la galerie ou un renforcement de celle-ci au niveau du thalweg pourront être envisagés. Conduite forcée: L’endroit n’était pas accessible lors de la mission de reconnaissance. Sur base d’images satellitaires il est déduit que l’on devrait se trouver sur une pente de plateau végétalisée, constituée de blocs rocheux de nature gneiss migmatitique inclus dans de la latérite plutôt arènique. A noter le passage d’un ruisseau que la conduite devrait traverser. Centrale: L’endroit n’était pas accessible lors de la mission de reconnaissance. Sur base d’images satellitaires il est déduit que l’on devrait se trouver sur du terrain sablonneux. La roche migmatitique de base devrait exister toutefois non loin en dessous. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage - Présence de roche massive - Comme on ne voit rien sous l’eau en ce moment, en place occupant le fond de observation à confirmer après assèchement ou par la rivière en profondeur sonde. Vu l’état folié et en desquamation des roches du secteur, à prévoir des nettoyages à l’air comprimé et essais de perméabilité. Appui RD - Présence de roche - Débroussaillage, dégagement des boules et massive en place fouille mécanique latérale à la recherche de la masse rocheuse en place. Appui RG - Présence de roche massive - Débroussaillage et fouille mécanique latérale en place pour atteindre la roche massive en place Prise - Instabilité des pentes, - Importante maçonnerie à prévoir pour stabiliser érosion des soubassements les pentes et protéger l’écroulement des talus de talus Galerie - Ouverture des strates et - Vérification par sondages carottés au droit du foliations en profondeur ; tracé de la galerie suivie d’essai de perméabilité compacité de la formation par endroits. de base en profondeur - Sondages géophysiques par réflexion pour étude SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 - Fuite vu le plongement de la compacité de la formation de base en subvertical des bancs et la profondeur présence des diaclases recoupantes (cf. cadre géologique) Conduite - Nature du terrain servant - Besoin de courbes de niveau détaillées pour forcée de passage à la conduite mieux situer le passage de la conduite forcée forcée - Etude de près de la nature de l’altération au niveau de la pente de descente Centrale - Présence de roche - Sondage tarière (DCP) pour reconnaître si ce sont massive en place pour le des boules en dessous ou de la roche massive en support d’assise de l’usine place 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Manandriana. La rivière sépare les fokontany d’Ambilanibe et d’Ambodirafia, Commune d’Ambohimanga Sud, district d’Ifanadiana, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation dans la zone est dominée par du savoka. Ce sont des formations secondaires, issues de la dégradation de l’écosystème forestière, et de défrichement répété par le feu (« tavy »). Ces formations secondaires sont principalement à Ravinala (Ravenala madagascariensis) et à bambous (Nastus). Elles sont parfois associées à des espèces ligneuses (Psiadia, Harungana) qui caractérisent les formations ouvertes, ainsi que de végétation basse broussailleuse (Aframomum angustifolium, Lantana camara, Philippia, Clidemia hirta, Pteridium). Au niveau des bas versants, longeant la rivière, des espèces ripicoles telles que Dracaena, Adina sont retrouvées dans la végétation avec des pieds ligneux pouvant atteindre une hauteur d’une dizaine de mètres. Figure 12. Végétation au niveau de la prise Du point de vue socio-économique, une dizaine de petits hameaux (~3 cases par hameau) et campements (1 case provisoire par campement) sont observés dans un rayon de 1km autour du SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 site. À ~250m au Nord Est de la prise se trouve, sur versant, un village composé de cases groupés en une quinzaine de toits. L’agriculture sur brûlis (ou « tavy ») constitue la principale activité de la population. Les cultures pratiquées sont le riz, le manioc, le maïs, la canne à sucre, la patate douce etc. Néanmoins, des parcelles de cultures maraîchères sont observées sur les berges de la rivière Manandriana. Les terrains défrichés par le feu sont en général destinés à être cultivés. Le tavy se pratique aussi bien sur les versants que sur les berges de la rivière, comme sur la rive gauche en amont du barrage prévu. Par ailleurs, les vallées et les bas-fonds sont parfois aménagés en rizières. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 13. Occupation du sol dans la zone du site AD 620 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Des terrains de cultures se trouvent le long de la rivière Manandriana, notamment en amont du barrage prévu. Il s’agit surtout de parcelles de cultures sur brûlis de cannes à sucre, de manioc, et parfois de cultures maraîchères. Des parcelles de rizières longent également un petit vallon dont un cours d’eau se déverse juste à 50m en amont de la prise. Si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situées sur les rives de la rivière pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée : des parcelles à environ 90m en amont du site, ainsi que des rizières situées à 50m en amont de la prise, à environ 80m de la rive gauche de la rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Quelques hameaux, campements, et en particulier, le village situé à ~250m du barrage prévu se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, centrale). L’implantation du projet impactera ces hameaux et sur le village, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces habitations avec les sites de travaux augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 620 sont les suivantes :  PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale.  PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé (4 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est visible en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Figure 14. Schéma d'aménagement du site AD620 (détail en annexe 5.2) Etant donné que le site est destiné à alimenter la ville d’Ambohimanga du Sud et les villages autours, le réseau pourra fonctionner de manière isolée des réseaux nationaux. A terme, la centrale devra être conçue pour une connexion aisée au réseau RIF. 3.2 Seuil et prise Le seuil sera réalisé en amont de la chute principale, a priori sur de la roche en place. La prise d'eau, en rive droite, sera éventuellement placée un plus en amont pour faciliter l'accès à la galerie. La hauteur du seuil sera d’environ 4m et sa longueur de 95 m. 3.3 Dessableur Un dessableur sera prévu juste en aval de la prise. L'espace au niveau de celle-ci est réduit et il faudra tenir compte de cette contrainte lors du dimensionnement de celui-ci. 3.4 Amenée d'eau La proposition faite ici consiste en une galerie rectiligne de 390 m de long et de 2m de diamètre pour le débit garanti ou de 2.7m de diamètre pour le débit médian. Néanmoins, au milieu de celle- ci elle passe à proximité d'un thalweg (mois de 5 m de la surface d'après le MNT aérien). Dès lors, il se pourrait qu'un coude dans la galerie soit nécessaire afin d'éviter plus largement celui-ci ou un passage en aérien entre les deux massifs. 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite se situera sur une pente très abrupte, ce qui conditionnera la solution retenue. De même que la centrale se situera dans un endroit difficile d'accès et abrupte faute d'alternative. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 La conduite forcée aura une longueur de 45 m et un diamètre de 1.00 m pour le débit garanti ou de 1.60 m pour le débit médian. 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas où l’option Q95 est retenue, la turbine n’aura pas besoin d’être très flexible, puisqu’elle fonctionnera pour ainsi dire toujours à sa puissance nominale. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 690 kW tournant à 750 ou 1 000 t/min.  Un générateur 400 V, 650 kW/720 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Figure 15 Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer d’un volant d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation du groupe (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire de la turbine. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 1 030 kW, celle des générateurs étant de 970 kW/1 075 kVA. La vitesse de rotation serait de 750 t/min et la tension de 400 ou 690 V., Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 35kV d’environ 7.5 km vers la ville d’Ambohimanga du Sud. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 650 1 940 Productible annuel [GWh/an] 5.04 13.88 Débit de dimensionnement [m³/s] 3.4 9.7 Dénivelée brute [m] 25 Crue centennale [m³/s] 711 Longueur du seuil [m] 95 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 390 Diamètre de galerie [m] 2.00 2.70 Longueur de conduite forcée [m] 45 Diamètre de conduite forcée [m] 1.00 1.60 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 2 Longueur de ligne [km] 7.5 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 13 Longueur de piste à réhabiliter [km] 30 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 25 Débit d’équipement [m³/s] 3.4 (Q95%) 9.7 (Q50%) Puissance installée [kW] 650 1 940 Productible annuel moyen [GWh/an] 5.04 13.88 CAPEX hors accès et lignes [M$] 5.03 8.58 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.119 0.074 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 23.2 26.75 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.544 0.229 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : AD620 - Behingitika Village / Fokontany : Ambilanibe et Ambodirafia Commune / : Ambohimanga Sud / Ifanadiana / Vatovavy Fitovinany District/Région B - Description du milieu biophysique RELIEF La prise d'eau se trouve sur un piémont. Le relief de la zone d'étude est composé de plusieurs collines encadrant le cours d'eau. Une colline moyennement élevée surplombe le site à l'Est. La zone d'étude est alimentée par le cours d'eau de Manandriana qui constitue un affluent du fleuve de Mananjary. La prise d'eau se trouve à 2km du point de confluence. Les futures infrastructures se trouvent sur le versant Ouest du cours d'eau. VÉGÉTATION La végétation dans la zone du site appartient au domaine de l'Est. Les activités anthropiques caractérisent le paysage végétal de la zone (prédominance d’activité de « tavy » : défrichement, jachères, savoka plus ou moins avancés). Des formations secondaires, formées de jachères et de "savoka" colonisent les parcelles de cultures après le défrichement et le brûlis. Cette couverture végétale est à dominance de Ravenala madagascariensis et bambous, parfois associés à des pieds ligneux arborés ou arbustifs (Psiadia, Harungana) et de végétation basse plus ou moins broussailleuse. La végétation longeant la rivière est caractérisée en plus par la présence de Dracaena, Adina. Les jachères sont composées de plusieurs espèces atteignant jusqu'à 2 m de hauteur dont Aframomum angustifolium, Pteridium aquilinum (fougères). Les bas de pente et les berges des cours d'eau sont aménagés en terrains de cultures (cultures maraîchères, canne à sucre…). Les bas-fonds plus ou moins étroits sont convertis en rizières. Savoka à bambou et savoka à ravinala associé à une S20°54'25.42" E47°39'18.69" végétation basse à Pteridium SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Végétation au niveau de la prise S20°54'23.41" E47°39'18.79" OBSERVATIONS La repousse de la végétation après défrichement et brûlis est favorisée par le climat humide de la zone. ZONES SENSIBLES Les plus proches sites potentiels de conservation se trouvent à plus de 3km à l’Est et à un dizaine de kilomètres au Nord (proposés pour l’extension de l’aire protégée du corridor Fandriana V ondrozo) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Le site AD 620 appartient au fokontany d'Ambilanibe et se trouve à la limite de celui d'Ambodirafia, Commune d'Ambohimanga Sud. Le chef-lieu de fokontany, Ambilanibe, se trouve à environ 1,5km au Nord du barrage prévu. Dans un rayon de 1km autour du site, quelques hameaux et villages sont observés. En particulier, à 250m au Nord-Est de la prise se trouve, sur versant, un village composé de cases groupés en une quinzaine de toits. Des campements saisonniers, composés de deux ou trois maisons sont également plus ou moins éparpillés dans cette zone, à proximité de parcelles de cultures et/ou de terrain de « tavy ». Le site est accessible par piste et sentier d’environ 8km à partir du chef-lieu de la Commune d'Ambohimanga Sud. Ambohimanga Sud est à ~15km par piste au Nord d’Ifanadiana. Un passage en bac est nécessaire pendant le trajet (au point S20°56'30.67" E47°34'14.91"). Bac de franchissement menant au site Parcelles de cultures de part et d’autre d’un sentier menant au site ACTIVITÉS L’agriculture est dominée par la riziculture pluviale et irriguée, suivi des cultures vivrières (manioc, patate douces, maïs) et quelques cultures maraichères. La technique culturale de base est la culture sur brûlis, notamment pour les parcelles sur versant. Les bas-fonds sont aménagés en rizières. Par ailleurs, des cultures de rentes sont également observées dans la zone (café, banane, gingembre, canne à sucre). Les villages sont entourés de plantation arboricole (bananier, caféier, etc.). La fabrication de rhum local "Toaka gasy", au moyen d'alambic artisanal, est également observée dans la zone. Rizières dans les bas-fonds Culture maraîchère et de canne à sucre sur les berges SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 AUTRES (SI POSSIBLE) Les principales ethnies se trouvant dans le district d'Ifanadiana sont les Tanala et Sahafatra. Le site se trouve sur des carrées miniers faisant l’objet de permis de recherche de Fer, Or, Argent, Plomb, Zinc, Béryllium et Cuivre. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Le site n’est pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise ainsi que l’augmentation du niveau du cours d’eau en amont du barrage peuvent impacter sur les parcel les exploitées, particulièrement celles qui sont aménagées sur les berges. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m. Cartes des principaux villages SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 Occupation des sols autour du site : savoka et jachères 400m : savoka arboré/arbustif plus ou moins dense : parcelles de cultures (cultivées/jachères) : défrichement récent : hameau SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD620 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 22 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE D’ANTANJONA Rivière Sahanofa | Code Atlas: AD631 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 5 2.3 Hydrologie............................................................................................................................... 6 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 7 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 7 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................7 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................7 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................8 2.6 Aspects socio-environnementaux ............................................................................................. 9 2.6.1 Contexte socio-environnemental ...............................................................................................9 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................11 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................11 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 12 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 12 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 12 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 13 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 13 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 13 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 13 3.6.1 Débit d’équipement Q95% .........................................................................................................13 3.6.2 Débit d’équipement Q50% .........................................................................................................14 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 14 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 15 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 15 5 Annexes ........................................................................................................... 16 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 16 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 22 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.688° -20.992° Centrale hydroélectrique 47.691° -20.977° 1.1 Données administratives Code du site AD631 Nom du site Antanjona Rivière Sahanofa Bassin versant principal Mananjary Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Tsaratanana Village Antanjona Carte topographique de référence P52 Nord, P52 Sud, Q52 Nord (1:50,000) 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la RN12 au niveau de la petite ville d’Ifanadiana en empruntant la piste en direction d’Ambohimanga du Sud. Alors que les 26 premiers kilomètres de cette piste (jusqu’au pont de Soaniherenana) sont praticables toute l’année, les 20 kilomètres suivants le sont très difficilement, même en véhicule 4x4. Arrivé au PK 46 km (au-delà du village de Sandrasaty), il faut prendre un sentier en rive droite sur environ 11km, en ce compris une traversée en pirogue de la rivière au niveau du village d’Antanjona. La réalisation d’un projet hydroélectrique nécessitera la réhabilitation de piste vers Ambohimanga du Sud sur une distance d’environ 43km. Ensuite, les accès au site de prise et à la centrale devront être créés sur une distance totale d’approximativement 14km. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière au droit du site présente une succession de méandres. Cette configuration permet d’utiliser une dénivelée d’une centaine de mètres pour la production d’hydroélectricité en court- circuitant la succession de méandres à travers les collines. La rivière en amont du site est caractérisée par un tronçon rectiligne de 1400m de direction Nord-Est (pente très faible et largeur de lit mineur d’environ 80m) suivi d’un coude à 180° en direction Sud-Ouest. Cette conformation favorise une diminution des vitesses d’approche et par conséquent la sédimentation des particules en suspension dans l’eau. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. Sens de l’écoulement Figure 2. Carte topographie du site Sens de l’écoulement Figure 3. Image satellite du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Vue du tronçon de rivière avant le coude à 180°. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Sahanofa, affluent de la Mananjary, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Sahanofa Bassin versant Mananjary Superficie [km²] 416 Altitude moyenne [m a.s.l] 1040 Indice des pentes [m/km] 9.8 Dénivelée spécifique [m] 199 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1830 Débit moyen interannuel [m³/s] 16.6 Q95% - débit garanti [m³/s] 4.8 Q50% - débit médian [m³/s] 13.0 Q30% [m³/s] 17.9 Crue décennale [m³/s] 519 Crue centennale [m³/s] 1032 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (octobre 2014), la turbidité était bonne, mesurée à 40 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins et limons en de nombreux endroits démontre l’existence d’un transport solide important à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique Le secteur se trouve dans des variantes migmatitiques d’Ifanadiana. On a des granites hétérogranulaires porphyroblastes en affleurements massifs, en contact direct avec des gneiss migmatitiques en bancs stratiformes (Figure 9). Ces derniers affleurent en subhorizontal au niveau de la rivière ou sur ses rebords tout en plongeant légèrement vers l’amont. Le courant d’eau s’écoule ainsi sur leur dos et laissant voir souvent un fond rocheux plat. Les minéraux composants restent toujours Figure 9. Roche du site du quartz, des variantes de feldspath et de la biotite. Des failles locales affectent la région, mais elles sont mal définies au niveau du secteur. La chute provoquée à la hauteur du barrage présumé en fait partie. C’est la morphologie accidentée des alentours qui les déterminent. L’altération latéritique est relativement faible. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. L’emplacement de l’Assise est marqué par une barre de formation rocheuse démantelée en blocs massifs. Sa présence détermine une chute au niveau de la rivière qui témoigne le passage d’une faille (Figure 10). Aspect du terrain côté Rive Droite (RD). Présence de masses rocheuses en place séparées par des cassures largement ouvertes et surmontées par des boules chaotiques. Aspect du côté Rive Gauche (RG). Des blocs rocheux pointent au sein des formations Figure 10. Barre de formation rocheuse latéritiques, sous couvert végétal, avant d’apparaître en masse sur la berge. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Zone de passage de la Galerie. La galerie traversera une zone à morphologie fortement accidentée. Couverte en apparence de latérite, elle offre une ossature rocheuse du même type que celle vue en affleurement au niveau de la rivière. La roche migmatitique en soi s’avère compacte mais les failles régionales influent cette compacité et provoquent des fracturations parfois largement ouvertes. Ce système favorise la formation des ruisseaux en surface par ouverture en blocs massifs, et l’écartèlement des masses en profondeur, origine des circulations d’eau internes au sein des montagnes. Conduite forcée. Elle doit suivre une descente avec pente hérissée de boules rocheuses inclues dans de la latérite. Centrale. Emplacement devrait se trouver sur du terrain sablonneux. La roche migmatitique de base devrait exister toutefois non loin en dessous. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage Etanchéité du barrage  Observation des interstices et fracturations entre blocs rocheux.  Test de perméabilité. Appui RD Crainte de fuite  Choix de l’ancrage à faire en fonction de la hauteur du barrage et de son emplacement.  Colmatage à prévoir sur les fractures ouvertes et entre les blocs massifs en place. Appui RG Présence de masse rocheuse  Débroussaillage et fouille latérale pour atteindre la pour appui roche massive en place formant la base de la colline d’appui. Prise et Galerie Crainte de fuite  Des sondages carottés par endroits le long du tracé pour caractériser l’état de fracturation en profondeur et procéder à des tests de perméabilité. Conduite forcée Pas de problème particulier a - priori Centrale Nature du terrain devant servir  Investigation par sondage tarière ou sondage de support de l’usine (rocheuse géophysique par réflexion massive ? boules en place ou non ? latérite jusqu’à quelle profondeur ?) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Sahanofa. Il est localisé dans le fokontany d’Antanjona, Commune de Tsaratanana, district d’Ifanadiana, région Vatovavy Fitovinany. La végétation est en général dominée par des formations secondaires, caractérisant la dégradation plus ou moins avancée du milieu. Il s’agit principalement de savoka, d’embroussaillement plus ou moins arbustif, les espèces caractéristiques étant Nastus (bambou), Ravenala madagascariensis (Ravinala), Lantana camara, Psidium, Phillipia. Les zones les plus dégradées sont occupées par de la végétation basse à Aframomum angustifolium, Pteridium (fougère), Cyperus, Clidemia hirta, Neyraudia. Des pieds de raphia (Raphia farinifera) ont été également observés le long des cours d’eau et groupés au niveau de certaines vallées (raphière). D'autres espèces hygrophiles (qui ont un besoin vital d’humidité) dont les Typhonodorum lindleyanum ainsi que les espèces de Ciperacea ont été observées le long des cours d’eau. Néanmoins, bien qu’ils présentent des signes de dégradation, quelques lambeaux de forêts primaires sont rencontrés dans la zone. Ils peuvent occuper les crêtes, à l’instar du lambeau traversé par le tracé de la galerie. Ils sont également observés parfois en bas de versant, se mélangeant avec des formations ripicoles comme au niveau du barrage prévu. Figure 11. Végétation dans la zone amont du site (barrage) Du point de vue socio-économique, le village d'Antanjona, chef-lieu de fokontany, est le village le plus important (~70 toits) à proximité du site. Ce village se trouve à 300m en amont de la prise d’eau. Il se trouve sur la rive gauche à 50m du lit de la rivière, sur un terrain relativement plat. Quelques hameaux/campements de deux ou trois cases, parfois atteignant une dizaine sont dispersés le long de la rivière et de part et d’autre du tracé de la conduite forcée, sur bas ou mi - versant. En particulier, il y a une dizaine de cases à proximité de la centrale (dans un rayon de 250m). La principale activité de la population locale est l'agriculture. Les versants ainsi que les berges des cours d’eau, y compris celles de Sahanofa, sont cultivés avec la technique du « tavy » (culture sur SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 abattis brulis). Il s’agit de cultures vivrières et/ou maraichères ainsi que des plantations de bananiers, de canne à sucre. Les villages sont fréquemment entourés par des plantations de caféiers et/ou d’arbres fruitiers. Par ailleurs, la population locale pêche occasionnellement dans la rivière. Enfin, des activités d’orpaillage ont été également aperçues dans la zone. Les orpailleurs prélèvent et tamisent le sol prélevé dans le lit de la rivière Sahanofa pour recueillir l’or. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Plusieurs hameaux et campements se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, conduite forcée, centrale). L’implantation du projet impactera sur ces hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces hameaux avec les sites de travaux augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. Le village d’Antanjona, qui compte plus de 70 toits se trouve à ~250m de l’entrée de la galerie. De même, une dizaine de cases sont localisées à moins de 200m de la conduite forcée et dans un rayon de moins de 300m de la centrale. D’autre part, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situées de part et d’autre de la prise ainsi qu’une partie des terrains entre la rivière et le village d’Antanjona pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. Enfin, la mise en œuvre du projet pourrait également impacter sur les activités d’orpaillage, courantes dans la zone, et dans une certaine mesure à la pêche. Les études ultérieures devront se pencher sur la nécessité de prévoir un système de libre passage des poissons. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 631 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé (3 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Le potentiel de production du site et sa proximité du Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) le destine à être raccordé à ce dernier. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d’aménagement proposé est illustré à la Figure 13 et présenté en format A3 en Annexe 2 de ce rapport. Figure 13. Schéma d'aménagement du site (détail en annexe 5.2) 3.2 Seuil et prise Le seuil, d’une longueur de 95m et d’une hauteur de 3m serait fondé sur la roche en place (seuil naturel d’environ 2m dans la rivière). La prise d’eau serait suivie d'un dessableur et d'un canal court aboutissant à la galerie, le tout en rive droite. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 3.3 Dessableur Etant donné les considérations relatives au transport solide, un dessableur s'avère nécessaire. Il est proposé que ce dernier soit aménagé en rive droite au droit du seuil. La dénivelée naturelle due à la présence du seuil rocheux permet par ailleurs de purger le dessableur. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau se compose d'un canal court d’environ 50m de long (y compris dessableur), puis d'une galerie de 1340m de long dont le profil de terrain est illustré à la figure suivante. La section du canal (h x b) est de 1.60m x 2.55m pour le débit garanti ou 2.6m x 4.20m pour le débit médian. Le diamètre de la galerie est lui de 2.00m pour le débit garanti ou 3.50m pour le débit médian Le tracé définitif de la galerie sera déterminé au terme des études géologiques et géotechniques détaillées. Il devra s’assurer qu’une épaisseur suffisante de roche de bonne qualité se trouve au dessus de ce tracé. La galerie aboutira dans un cheminée / chambre d’équilibre qui sera le départ de la conduite forcée. Altitude [m] Distance horizontale [m] Figure 14. Profil en long du terrain naturel au dessus du tracé de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale Aussi bien pour le débit médian que pour le débit garanti, une seule conduite aérienne d’une longueur 300m et semble suffisante. Le diamètre de la conduite serait de 1.20m pour le débit garanti ou de 1.80m pour le débit médian, afin de garder une perte de charge inférieure ou égale à 5% de la chute brute. 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95% Le projet prévoyant à priori le raccordement au RIF, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production. Dans le cas où l’option Q95% est retenue, la turbine n’aura pas besoin d’être très flexible, puisqu’elle fonctionnera pour ainsi dire toujours à sa puissance nominale. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 3 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 3 990 kW tournant à 1 000 t/min.  Un générateur 690 V ou 5.5 kV, 3 750 kW/4 170 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau. Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50% Pour le scénario considérant un débit d’équipement correspondant au débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95% restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 5 555 kW pour une vitesse de rotation de 750 t/min, celle des générateurs étant de 5 220 kW/5 800 kVA pour une tension de 690 V ou 5.5kV. Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 50km vers le Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) au niveau d’Ifanadiana. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 3750 10 440 Productible annuel [GWh/an] 29.15 74.95 Débit de dimensionnement [m³/s] 4.8 13 Dénivelée brute [m] 100 Crue centennale [m³/s] 1 032 Longueur du seuil [m] 95 Hauteur du seuil [m] 3 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 50 Section du canal (b x h) [m] 2.55 x 1.6 4.2 x 2.6 Longueur de galerie [m] 1 340 Diamètre de galerie [m] 2.0 3.1 Longueur de conduite forcée [m] 295 Diamètre de conduite forcée [m] 1.2 1.8 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 2 Longueur de ligne [km] 50 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 14 Longueur de piste à réhabiliter [km] 43 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 100 Débit d’équipement [m³/s] 4.8 (Q95%) 13.0 (Q50%) Puissance installée [kW] 3 750 10 440 Productible annuel moyen [GWh/an] 29.15 74.95 CAPEX hors accès et lignes [M$] 18.79 39.86 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.077 0.064 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 43.49 64.56 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.177 0.103 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : AD631 - Antanjona Village / Fokontany : Antanjona Commune / : Tsaratanana / Ifanadiana / Vatovavy Fitovinany District/Région B - Description du milieu biophysique RELIEF Le relief de la zone est composé du champ de collines d'Antananambo, d'Ambohimanjaka et de Mahafaly traversé sinueusement par les cours d'eau Sahanofa et Mananjary. La rivière Sahanofa constitue un affluent du fleuve Mananjary. Elle rejoint le fleuve à ~3km en amont de la centrale, et à ~6km en aval de la prise d’eau. La centrale hydroélectrique se trouve de l’autre côté d’un massif montagneux, à l’Est de la prise d’eau à environ 2km (vol d'oiseau). Les versants sont en général abrupts, y compris ceux qui bordent la rivière Sahanofa. VÉGÉTATION La zone présente les caractéristiques floristiques du domaine de l'Est. La végétation est en général dominée par des formations secondaires, caractérisant la dégradation plus ou moins avancée du milieu. Il s’agit principalement de savoka, d’embroussaillement plus ou moins arbustif, les espèces caractéristiques étant Nastus (bambou), Ravenala m/sis (Ravinala), Lantana camara, Psidium, Phillipia. Les zones les plus dégradées sont occupées par de la végétation basse à Aframomum angustifolium, Pteridium (fougère), Cyperacea, Clidemia hirta, Neyraudia. Des pieds de raphia (Raphia farinifera) ont été également observés le long des cours d’eau et groupés au niveau de certaines vallées (raphière). D'autres espèces hygrophiles (qui ont un besoin vital d’humidité) dont les Typhonodorum lindleyanum ainsi que les espèces de Ciperacea ont été observées le long des cours d’eau. De nombreuses traces de tavy (abatis brûlis) anciens et récents ont été identifiées dans la zone. Des sols cultivés ont été observés sur les versants et le long des cours d’eau. Toutefois, des lambeaux de forêts persistent encore quelquefois sur les crêtes, parfois même sur les bas de pente. Lambeau de forêt au niveau du barrage S20°59'33.59" E47°41'15.83" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Pieds de raphia, espèces caractéristiques des zones S20°59'33.60" E47°41'15.85" humides 01 02 04 03 Lambeau de forêt en haut versant (01), cultures S20°59'43.52" E47°41'5.41" sèches sur les versants (02), rizières (03) à proximité du village d'Antanjona (04) OBSERVATIONS La culture sur brûlis est la technique culturale utilisée par la population locale. Elle utilise le feu pour nettoyer les terres à cultiver et les cendres contribuent à fertiliser le sol. Les passages de feu sont ainsi fréquents dans la zone. Trace de feu Passage de feu récent SENSIBILITÉS L'aire protégée la plus proche se trouve à 40km du site, à vol d'oiseau (Parc National de Ranomafana). Tandis que deux sites potentiels (extension corridor Fandriana Vondrozo) se trouve à ~5km et à ~12km respectivement au Sud Est et au Nord Ouest du site. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ La zone du site se trouve dans la Commune de Tsaratanana, district d'Ifanadiana. Le village d'Antanjona, chef-lieu de fokontany, est le village le plus important (~70 toits) à proximité du site. Ce village se trouve à 300m en amont de la prise d’eau. Il se trouve sur la rive gauche à 50m du lit de la rivière, sur un terrain relativement plat. Quelques hameaux/campements de 2 ou trois cases, parfois atteignant une dizaine sont dispersés le long de la rivière et de part et d’autres des conduits prévus, sur bas ou mi-versant. En particulier, il y a une dizaine de cases à proximité de la centrale (dans un rayon de 250m). Village d'Antanjona Hameau Pour accéder au site, il faut bifurquer par une piste vers le Nord au niveau du village d'Ifanadiana, en direction d'Ambohimanga Sud. Cette piste, d'une longueur de 46 km, est en bon état pour les 26 premiers kilomètres et les dernières portions sont impraticables en saison des pluies. Il faut ensuite suivre à pied un sentier de 9km pour arriver au barrage, en traversant la rivière et en coupant par les collines. Piste menant aux futures infrastructures Passage en pirogue ACTIVITÉS La principale activité de la population locale est l'agriculture. Les versants sont cultivés avec la technique du tavy (culture sur abattis brulis). Les berges des cours d’eau sont utilisées pour des cultures maraîchères et les plantations de bananiers. Les bas fonds et les vallées sont aménagés en rizières. Les villages sont fréquemment entourés par des plantations de caféiers, et/ou d’arbres fruitiers. La population locale pêche occasionnellement dans la rivière. Par ailleurs, des orpailleurs en pleine activité ont été observés sur la rivière Sahanofa. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Rizière Culture de maïs sur brûlis Orpailleurs (Antobikely) Pêcheurs (Antanjona) AUTRES (SI POSSIBLE) Les principales ethnies se trouvant dans le district d'Ifanadiana sont les Tanala et Sahafatra. Il faut noter l'existence d'un permis de recherche en Fer, Or, Argent, Plomb, Zinc, Béryllium et Cuivre dans la zone. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ Possibilité de submersion du village d'Antanjona PO 4.37 – Sécurité des barrages SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Carte des hameaux/campements 2000m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD631 Occupation des sols autour du site 1500m : lambeaux de forêts : savoka et jachère : passage de feu récent : parcelles de cultures aménagées : hameau SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 22 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 22 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE TAMBOHORANO Rivière Faravory | Code Atlas: AD652 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 4 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 4 1.2 Accès....................................................................................................................................... 4 2 Description générale du site ............................................................................... 5 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 5 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 6 2.3 Hydrologie............................................................................................................................... 7 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 7 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 8 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................8 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................8 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................9 2.5.4 Risques majeurs........................................................................................................................10 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 10 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................10 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................12 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................13 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 13 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 13 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 14 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 14 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 14 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 15 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 15 3.6.1 Débit d’équipement Q95% .........................................................................................................15 3.6.2 Débit d’équipement Q50% .........................................................................................................16 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 17 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 17 5 Annexes ........................................................................................................... 18 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 18 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 24 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.664° -21.262° Centrale hydroélectrique 47.671° -21.261° 1.1 Données administratives Code du site AD652 Nom du site Tambohorano Rivière Faravory Bassin versant principal Mananjary Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Ifanadiana Village Site isolé, pas d'habitations à proximité immédiate. Carte topographique de référence P53 Nord (échelle 1:50,000) 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la RN12 au niveau de la petite ville d’Ifanadiana en empruntant la piste en direction d’Ambohimanga du Sud. Arrivé au PK 2.7km, il faut prendre un sentier en rive droite sur environ 6km, en ce compris une traversée en pirogue de la rivière juste avant le site de prise afin de continuer en rive gauche. Pour l’aménagement du site, il faudra prendre la piste vers Ambohimanga du Sud qui est en bon état sur les 3 premiers kilomètres. Ensuite, les accès au site de prise et à la centrale devront être créés sur une distance totale d’approximativement 8km. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Le site est caractérisé par une première succession de chutes assurant une dénivelée d’une vingtaine de mètres. La prise en compte dans le schéma d’aménagement d’une seco nde zone de rapides permet d’exploiter une dénivelée brute totale de 37m. Sens de l’écoulement Figure 2. Carte topographique 1 :50,000 du site Sens de l’écoulement Figure 3. Image satellite du site (GoogleEarth) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Site proposé pour le positionnement de la prise d’eau. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé . Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à l’annexe 2. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Fahavory, affluent de la Mananjary, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Fahavory Bassin versant Mananjary Superficie [km²] 460 Altitude moyenne [m a.s.l] 713 Indice des pentes [m/km] 7.5 Dénivelée spécifique [m] 162 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 2112 Débit moyen interannuel [m³/s] 21.5 Q95% - débit garanti [m³/s] 6.2 Q50% - débit médian [m³/s] 17.0 Q30% [m³/s] 23.5 Crue décennale [m³/s] 846 Crue centennale [m³/s] 1564 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (octobre 2014), la turbidité était bonne, mesurée à 30 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins et limons en de nombreux endroits démontre l’existence d’un transport solide important à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique En matière pétrographique le secteur est constitué de granite migmatitique hétérogranulaire avec comme composants minéralogiques du Quartz + Feldspath + Mica biotite suivant une texture granitoîde porphyroblaste. En place, les roches correspondantes se disposent comme des bancs stratiformes d’épaisseur variable. L’ensemble est peu fracturé, les diaclases rares. Il s’ensuit des boules de dimensions variées fonction des résultats de desquamation par strates. Figure 9. Illustration de la pétrographie locale Il en est de même des résultats d’altération où sur certains secteurs ils sont importants avec des altérites argilo-sableux et des arènes granitiques, et à d’autres ils apparaissent nettement superficiels. La multiplicité des arènes granitiques sur les pentes collinaires explique l’importance des apports sableux charriés par la rivière. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect du terrain côté Rive Droite (RD): Le côté RD offre une colline à ossature rocheuse en place. Faiblement altérée avec une couverture végétale abondante l’ossature type se voit affleurer en bordure de la rivière. Elle est compacte mais se laisse facilement attaquer par l’érosion en surface et démanteler en boules vu sa desquamation facile à cause de ses strates. Aspect du côté Rive Gauche (RG): Sable fin Figure 10. Gros blocs rocheux plantés au sein de la rivière (dune), environ 4.00 m / Couverture végétale d'environ 0.30 m. Le côté Rive Gauche ici se présente en talus de quelques mètres de hauteur, constitués de roches finement stratifiées et rencontrées sous leur forme arènique, c'est-à-dire qui se désagrège facilement. Cette forme de présentation pourrait s’étendre cependant assez loin vers l’Ouest, ce qui fait que cette partie du secteur est peu favorable pour un appui stable en la matière. Les études ultérieures devront confirmer sur base des investigations complémentaires et éventuellement une solution alternative devra être formulée. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Prise. L’endroit est couvert de sable fin limoneux, mais en dessous des dunes de sable, on a des boules rocheuses massives apparemment non en place. L’ossature rocheuse compacte existerait plus à l’intérieur. Zone de passage de la Galerie. La galerie va traverser un monobloc de montagne à texture granitoîde. La variabilité structurale n’a pas pu être déterminée mais la constitution pétrographique reste identique à celle subaffleurante au niveau de la rivière. La nature des strates jouent cependant un rôle primordial sur l’état de compacité des formations suivant les endroits. L’absence de faille majeure recoupant sa traversée assure un état de compacité fiable sous plusieurs dizaines de mètres en dessous de la surface. C’est l’aspect stratiforme de l’assemblage des bancs qui pourrait provoquer des fuites par ouverture des strates selon les éventuels plissotements structuraux. Conduite forcée: En descendant les pentes collinaires le terrain d’appui pour la conduite forcée serait une zone à boules rocheuses dont la nature pétrographique serait identique à celle rencontrée de l’autre côté. Reste à savoir leur dimension qui varie beaucoup en fonction de la nature de strates. Centrale: Du toit rocheux affleure sous le fond de la rivière à proximité de l'emplacement de la Centrale. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage Présence et continuité de  Assèchement du fond, désensablement, masse rocheuse bien ancré au détermination si les blocs rocheux sont en place ou sein de la rivière non.  Test à faire par voie de sondage ou fouille mécanique de la partie gauche Appui RD Pas d'inconvenance majeure - pour un ancrage de barrage (fonction de la hauteur à adopter) Appui RG Présence de roche massive en  Fouilles mécaniques pour se débarrasser des boules place enchâssées dans leur arène, et ce jusqu’à rencontrer des formes rocheuses massives en place. Prise et Galerie Compacité de la roche à  Sondages tests par endroits pour étude de l’état de traverser vu l’état stratiforme compacité de l’ossature rocheuse en profondeur, de la formation (crainte avec essais de perméabilité. d’ouverture des strates par desquamation et mouvements structuraux) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Conduite forcée Stabilité des pentes collinaires  Observation géologique plus détaillée du passage de passage ou d’appui finalement adopté pour la conduite forcée après détermination de l’issue de la galerie Centrale Présence de roche massive  Investigation par sondage tarière ou sondage pouvant servir d’appui pour géophysique par réflexion l’assise de la Centrale Assise barrage Présence et continuité de  Assèchement du fond, désensablement, masse rocheuse bien ancré au détermination si les blocs rocheux sont en place ou sein de la rivière non.  Test à faire par voie de sondage ou fouille mécanique de la partie gauche 2.5.4 Risques majeurs Vu le niveau d’altération du côté RG il est possible qu’on n’y trouverait que des boules rocheuses enchâssées dans leur forme arénique (autrement dit qui se désagrège facilement en éléments sableux). Dans ce cas l’endroit est mal choisi pour un ancrage de barrage. A noter que non loin du site envisagé (en amont) on peut avoir des affleurements nettement visibles sur les deux côtés de la rivière et également sous la rivière. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Faravory. Il est localisé dans le fokontany de Maromena, Commune d’Ifanadiana, district d’Ifanadiana, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation dans la zone est dominée par du savoka. Ce sont des formations secondaires, issues de la dégradation de l’écosystème forestière, et de défrichement répété par le feu (« tavy »). Ces formations secondaires sont principalement à Ravinala (Ravenala madagascariensis) et à bambous (Nastus). Elles sont complétées par des espèces broussailleuses (Aframomum angustifolium, Lantana camara, Philippia, Clidemia hirta, Pteridium), et des espèces herbeuses (Neyraudia, Imperata, Bidens pilosa). Néanmoins, quelques lambeaux de forêts primaires sont rencontrés sur les crêtes, bien qu’ils présentent des signes de dégradation. Parfois, ils sont également observés en bas de versant, se mélangeant avec des formations ripicoles. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Lambeau forêt Tavy Figure 11. Végétation dans la zone aval du site (centrale) Du point de vue socio-économique, le principal village (Ambalahosy) est localisé à un peu plus de 1km au Sud du site. Il compte une cinquantaine de cases. Sinon, une quarantaine de petits hameaux (~3 cases par hameau) et campements (1 case provisoire par campement) sont observés dans un rayon de 1km autour du site. Les plus proches sont un hameau situé sur le tracé envisagé pour la conduite forcée, et un hameau localisé à une centaine de mètres du site du barrage. L’agriculture sur brûlis (ou « tavy ») constitue la principale activité de la population. Les cultures pratiquées sont le riz, le manioc, le maïs, la canne à sucre, etc. Le tavy se pratique aussi bien sur les versants que sur les berges de la rivière. Par ailleurs, les vallées et les bas-fonds sont parfois aménagés en rizières (comme pour le cas du tracé de la conduite forcée qui traverse une parcelle de rizière). Enfin, des activités d’orpaillage ont été également aperçues dans la zone. Les orpailleurs creusent des trous et/ou galeries artisanales, puis ils tamisent le sol sur la rivière Faravory pour recueillir l’or. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Plusieurs hameaux et campements se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, galerie, conduite forcée, centrale). L’implantation du projet impactera ces hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces hameaux avec les sites de travaux augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. En particulier, un petit hameau est situé sur le tracé envisagé pour la conduite forcée et un autre campement est localisé à ~90m du site du barrage. En aval du site de la prise, un éventuel assèchement du tronçon jusqu’à la restitution pourrait impacter les hameaux situés dans cette zone, en termes d’interférence pour l’usage de la ressource en eau. En particulier, sur ce tronçon, un hameau est situé en rive gauche à 50m de la rivière, et un autre en rive droite à une centaine de mètres de la rivière. D’autre part, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture (rizières) situées en rive droite de la rivière, à environ 90m en SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 amont du site et à 20m de la rivière, ainsi que le campement en rive gauche à environ 90m en amont du barrage et à 40m de la rivière, pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. Enfin, la mise en œuvre du projet pourrait également impacter les activités d’orpaillage, très courantes dans la zone. En particulier, plusieurs permis de petits exploitants miniers existent dans la zone, notamment sur la partie Est. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 652 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des parcelles de culture (à l’instar du tracé de la conduite forcée). Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé (3 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Le potentiel de production du site et sa proximité du Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) le destine à être raccordé à ce dernier. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Le schéma d’aménagement proposé est illustré à la Figure 13et présenté en format A3 en Annexe 2 de ce rapport. Figure 13. Schéma d'aménagement du site (détail en annexe) 3.2 Seuil et prise Le seuil, d’une longueur de 65m et d’une hauteur de 3m serait fondé sur la roche en place en amont de la chute. La prise d’eau serait suivie d'un dessableur et d'un canal court aboutissant à la galerie, le tout situé en rive droite. 3.3 Dessableur Etant donné les considérations relatives au transport solide, un dessableur s'avère nécessaire. Il est proposé que ce dernier soit aménagé en rive droite au droit du seuil. La dénivelée naturelle due à la présence du seuil rocheux permet par ailleurs de purger le dessableur. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau se compose d'un canal court d’environ 25m de long (y compris dessableur), puis d'une galerie de 650m de long dont le profil de terrain est illustré à la figure suivante. Le tracé définitif de la galerie sera déterminé au terme des études géologiques et géotechniques détaillées. Il devra s’assurer qu’une épaisseur suffisante de roche de bonne qualité se trouve au dessus de ce tracé. La galerie aboutira dans un cheminée / chambre d’équilibre qui sera le départ de la conduite forcée. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Le canal aurait une section rectangulaire dont les dimensions (h x b) serait de1.80m x 2.90m pour le débit garanti ou 2.95m x 4.80m pour le débit médian. Altitude [m] Distance horizontale [m] Figure 14. Profil en long du terrain naturel au dessus du tracé de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale Pour le débit garanti, une conduite de 1.2m de diamètre permettrait de convoyer l’eau jusqu’à la centrale tout en maintenant la perte de charge inférieure ou égale à 5% de la chute brute. Pour le débit médian de 17 m³/s, il faudrait deux conduites de 1.60m de diamètre pour satisfaire cette condition. Les conduites, d’une longueur de 50m, seraient aériennes. 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95% Le projet prévoyant le raccordement au Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF), il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production. Dans le cas où l’option Q95% est retenue, la turbine n’aura pas besoin d’être très flexible, puisqu’elle fonctionnera pour ainsi dire toujours à sa puissance nominale. La chute, les débits en jeux et la puissance permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 3 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 1 905 kW tournant à 750 t/min.  Un générateur 690 V, 1 790 kW/1 990 kVA. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau. Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Figure 15 : Exemple de deux groupes Francis à axe vertical Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50% Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer trois groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 1 770 kW pour une vitesse de rotation de 750 t/min, celle des générateurs étant de 1 660 kW/1 845 kVA pour une tension de 690 V. Un automate de centrale, gérant les trois groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 33kV d’environ 8km vers le Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) au niveau d’Ifanadiana. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 1790 4980 Productible annuel [GWh/an] 13.94 35.71 Débit de dimensionnement [m³/s] 6.2 17 Dénivelée brute [m] 37 Crue centennale [m³/s] 1 564 Longueur du seuil [m] 65 Hauteur du seuil [m] 3 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 25 Section du canal (b x h) [m] 2.9 x 1.8 4.8 x 2.95 Longueur de galerie [m] 650 Diamètre de galerie [m] 2.1 3.5 Longueur de conduite forcée [m] 50 Diamètre de conduite forcée [m] 1.2 1.6 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 3 Longueur de ligne [km] 8 Voltage de la ligne [kV] 33 Longueur de piste à créer [km] 8 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 37 Débit d’équipement [m³/s] 6.2 (Q95%) 17.0 (Q50%) Puissance installée [kW] 1 790 4 980 Productible annuel moyen [GWh/y] 13.94 35.71 CAPEX hors accès et lignes [M$] 8.45 18.28 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.073 0.062 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 13.19 23.01 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.113 0.077 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : AD652 - Tambohorano Village / Fokontany : Maromena Commune / District/Région : Ifanadiana / Ifanadiana / Vatovavy Fitovinany B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site se trouve sur la rivière de Faravory. Cette dernière est alimentée par plusieurs cours d'eau dont Mangabe au Sud et Sahanaka au Nord. Le relief de la zone d'étude est formé par les massifs de Sahavohikatra, Tambohorano et Analavory. Les conduites prévues traversent une montagne qui culmine à ~520m. La zone présente un relief accidenté. Les versants qui donnent sur la rivière Faravory sont à pente assez forte à forte. DSC 00140 : Emplacement des futures S21°15'20.79" E47°40'35.66" infrastructures et vue générale du relief autour du site VÉGÉTATION Le site se trouve dans le domaine de l'Est. La végétation est formée majoritairement de savoka (formation secondaire, issue de la dégradation de l’écosystème forestière et de défrichement répété par le feu). Elle est formée principalement de Ravinala (Ravenala m/sis) qui se trouvent dans la majorité des cas sur les hauts et mi-versants, de bambous (Nastus) le long de la rivière, d’espèces broussailleuses (Aframomum angustifolium, Lantana camara, Philippia, Clidemia hirta, Pteridium), d’espèces herbeuses (Neyraudia, Imperata, Bidens pilosa). Des formations relativement homogènes de bambous peuvent recouvrir une partie ou la totalité d’un versant. Toutefois, quelques lambeaux de forêts primaires présentant des signes de dégradation sont rencontrés sur les crêtes, et parfois, sur bas versant, se mélangeant avec des formations ripicoles. Par ailleurs, la végétation est marquée par des traces de passages de feu plus ou moins importantes. Ce sont des tavy, destinés à la culture sur brûlis. Après quelques années de cultures, le sol est mis en repos pendant un certain temps. La fréquence et la durée du tavy/jachère modélisent le paysage et la végétation locale au fil du temps. C’est ainsi qu’on retrouve dans la zone les différents stades de dégradation de l’écosystème forestier du domaine de l’Est (forêt, savoka à bambou/Ravinala avec ou sans éléments ligneux, prairie (formation de végétation basse)). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Lambeau forêt Tavy Paysage donnant sur le site de la centrale S21°15'21.46" E47°40'35.81" Savoka à bambou et à éléments ligneux S21°15'48.83" E47°39'41.34" Mosaïque de culture sur les berges de la rive S21°15'49.54" E47°39'21.29" droite de Faravory OBSERVATIONS Des passages de feu sont observés. La technique culturale sur brûlis, utilisant le feu pour le nettoyage des parcelles, est très répandue dans la zone. Abattis brulis S21°15'51.25" E47°39'34.11" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 ZONE SENSIBLES Des sites de conservations potentiels se trouvent à plus d’une dizaine de kilomètre au Nord Est et au Sud Est du site. L'aire protégée la plus proche, le Parc National de Ranomafana, se trouve à plus d’une douzaine de kilomètres à vol d'oiseau, à l'Est du site. Certaines parties des berges de la rivière Faravory subissent des phénomènes d’érosion. Erosion berge S21°15'46.64" E47°39'24.78" B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Le site appartient au fokontany de Maromena. Ambalahosy, qui se trouve à plus de 1km au Sud du site, est le plus grand village à proximité du site. Ambalahosy est composé d'une cinquantaine de cases. Des hameaux et des campements se trouvent dispersés dans une zone de 1 km autour des infrastructures. Les hameaux sont composés chacun de deux ou trois habitations. Un campement, appelé localement « saha », est une case habitée temporairement, le temps d’une culture ou jusqu’à l’épuisement de la fertilité du sol pour la culture sur brulis. Habitation S21°15'49.35" E47°39'21.37" Le site est accessible en voiture tout terrain à partir d'une route secondaire de près de 3 km, à partir de la bifurcation vers le Nord au niveau du village d'Ifanadiana, en direction d'Ambohimanga Sud. Puis, il faut parcourir à pied près de 7 km de sentier, pour atteindre le site. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 ACTIVITÉS La population locale vit de l’agriculture sur brulis. Le tavy (abattis brulis) est une activité considérée même comme culturelle. Après l’abattis brulis, la population locale y cultive du riz, du manioc, du maïs, de la canne à sucre, des bananiers, etc. Le tavy se pratique aussi bien sur les versants que sur les berges. Par ailleurs, les vallées et les bas fonds relativement humide ou traversés par un ruisseau sont aménagés en rizières. Des activités d’orpaillage ont été également aperçues dans la zone. Les orpailleurs creusent des trous et/ou galeries, puis ils tamisent le sol sur la rivière Faravory pour recueillir éventuellement l’or. Culture sur brulis Rizières Orpaillage AUTRES (SI POSSIBLE) Les principales ethnies se trouvant dans le district d'Ifanadiana sont les Tanala et Sahafatra. Il faut noter l'existence d'un permis de petit exploitant en Cristal, Emeraude, Corindon, Tourmaline, Béryl, Améthyste, Apatite, Or, Cordiérite, Quartz (recherche et exploitation) expiré pour 2015 sur une grande partie de la zone d'étude (partie Est). C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et via ble. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 La libération d’emprise ainsi que la présence des infrastructures peut impacter sur les parcelles exploitées et les campement s existants. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. Carte des hameaux 1400m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD652 Occupation des sols autour du site 400m : Savoka : Végétation arborée et arbustive relativement dense : Rizière : Traces récentes de défrichement/brûlis : Hameau SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 24 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE VOHINAOMBY Rivière Ivonina Asitonga | Code Atlas: AD653 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Table des matières 1 Localisation....................................................................................................... 4 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 4 1.2 Accès ...................................................................................................................................... 4 2 Description générale du site ............................................................................. 5 2.1 Généralités.............................................................................................................................. 5 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 7 2.3 Hydrologie .............................................................................................................................. 8 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 8 2.5 Aménagement hydro-agricole existant..................................................................................... 9 2.6 Géologie du site .................................................................................................................... 10 2.6.1 Cadre géologique ..................................................................................................................... 10 2.6.2 Caractéristiques techniques ..................................................................................................... 10 2.6.3 Recommandations sur les investigations à mener................................................................... 13 2.6.4 Risque majeur........................................................................................................................... 14 2.7 Aspects socio-environnementaux .......................................................................................... 14 2.7.1 Contexte socio-environnemental ............................................................................................. 14 2.7.2 Contraintes socio-environnementales ..................................................................................... 16 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables ........................ 17 3 Proposition d'aménagement........................................................................... 17 3.1 Motivations des choix techniques .......................................................................................... 17 3.2 Seuil et prise ......................................................................................................................... 18 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 18 3.4 Amenée d’eau ....................................................................................................................... 19 3.5 Conduite forcée et centrale ................................................................................................... 19 3.6 Equipements électromécaniques ........................................................................................... 19 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ........................................................................................................... 19 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ........................................................................................................... 21 3.7 Perturbation de l'irrigation existante ..................................................................................... 21 3.8 Raccordement ....................................................................................................................... 21 3.9 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 21 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 22 5 Annexes .......................................................................................................... 22 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée........................................................... 22 5.2 Schéma d'aménagement proposé .......................................................................................... 29 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 1 LOCALISATION Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 46.682 -21.260 Centrale hydroélectrique 46.681 -21.262 1.1 Données administratives Code du site AD653 Nom du site Vohinaomby Rivière Antsakoama Bassin versant principal Mongoky Province Fianarantsoa Région Haute Matsiatra District Ikalamavony Commune Mangidy Village Asitonga Carte topographique de référence Carte topographique n°M53 (échelle 1:100,000) 1.2 Accès L’accès vers le site se fait par la route nationale 42 reliant Fianarantsoa à Ikalamavony. Une piste, puis un sentier d’environ 2km au Sud Sud-Ouest à partir d’un pont mènent jusqu’au site prévu. Celui- ci est rendu difficile d’accès par l'état actuel de la piste. Actuellement, il faut environ 4h pour parcourir les 70km (approx.) qui séparent le site de Fianarantsoa. Cette dernière devra faire l'objet d'une mise au gabarit en fonction des équipements et des engins de travaux prévus pour l'aménagement. Il y a actuellement environ 20km de piste à réhabiliter et 3.2km de piste à créer pour permettre l’accès au site. Figure 1. Accès au site à partir de la piste existante SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 2. Environnement du site. La connexion est prévue pour la ville de Ikalamavony 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Le site est composé d'une chute située dans un resserrement. A partir de celui-ci, la rivière effectue une boucle complète autour de la colline en rive gauche. Un village composé d'une vingtaine de maison est situé au sommet de la colline. Des aménagements hydro agricoles disposent de prises en amont de l’emplacement proposé pour la prise. Vu leur localisation, ils ne seront à priori pas ou faiblement impacté par l’aménagement hydroélectrique. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 3. Vue d'ensemble sur le site Figure 4. Vue sur l'amont du resserrement qui forme la chute Figure 5. Vue sur la chute à partir de l'amont SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 6. Vue sur la chute à partir de l'aval 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 7). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 7. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 18. Figure 8. Modèle Numérique de Surface et Orthophotographie réalisés par levé aérien SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de l’Antsakoama, affluent de la Mongoky, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles à d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Antsakoama Bassin versant Mongoky Superficie [km²] 387 Altitude moyenne [m a.s.l] 1353 Indice des pentes [m/km] 8.8 Dénivelée spécifique [m] 172 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1158 Débit moyen interannuel [m³/s] 6.9 Q95% - débit garanti [m³/s] 2.2 Q50% - débit médian [m³/s] 4.7 Q30% [m³/s] 6.0 Crue décennale [m³/s] 344 Crue centennale [m³/s] 756 2.4 Transport solide Le transport solide dans la rivière est élevé au droit du site. Des bancs de sable et de galets sont formés par endroits, dont un en amont du resserrement qui précède la chute. Figure 9. Matériaux visibles sur le banc en amont du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 10. Vue sur le banc de sable en amont du site 2.5 Aménagement hydro-agricole existant Un réseau d'irrigation est alimenté à partir d'une prise en rive gauche à 1.8km en amont de la chute. Le canal franchit la colline pour alimenter des parcelles en aval de celle-ci. L'impact de l'aménagement hydroélectrique sur le réseau d'irrigation sera limité car situé à une extrémité du réseau. Celui-ci sera amputé d'une surface minime et sans impact sur le fonctionnement à l'aval du réseau. Figure 11. Zones d'irrigation déduites de GoogleEarth: (à confirmer). 20ha. L'ouest pointe vers le haut Il existe par ailleurs un aménagement hydro-agricole en rive droite dont la prise se situe à 3.5km en amont de la prise (le long du canal). Les dernières surfaces irriguées se situent à 1km, l'impact de l'un sur l'autre est donc faible. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 2.6 Géologie du site 2.6.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est dominé par de la migmatite gneissique avec des lits, voire des bancs, de quartzite en inter-stratification dans les migmatites. Il n’est pas rare de voir des bourrelets de pegmatite quartzique à microcline de dimension centimétrique indifféremment positionnés dans ces migmatites. Le tout forme une roche massive, compacte, que l’on voit affleurer sur le côté rive gauche de l’emplacement préconisé pour le site du barrage (Figure 15) ainsi que le long du lit de la rivière plus en aval où on l’observe sous forme de lames rocheuses déchiquetées par le courant. L’ensemble plonge vers l’Ouest entre 20°-30° suivant une direction variable de N50 E à N70 E. Côté altération, la latéritisation n’est pas très importante en épaisseur (ordre décimétrique à métrique). Le secteur est simplement marqué en surface par de minces éboulis noyés dans de l’altérite avec des boules éparses apparentes (en place ou non) de ce même type de roche. Du point de vue tectonique, on note la présence de petites cassures recoupantes sur l’ensemble du secteur, mises en évidence notamment par la morphologie même du terrain. Un effet de fracturation régionale important mérite cependant d’être signalé. Il explique la différence de niveau observée entre côtés RG et RD de la rivière à la hauteur de l’emplacement envisagé du barrage. Ceci est le résultat d’un jeu de faille en diagonale qui affecte l’ensemble de cette région, provocant des effondrements partiels et décrochements importants sur les formations rocheuses en présence. C’est ainsi que sur l’emplacement envisagé pour le barrage, la rivière obéit à une direction tectonique ayant provoqué un abaissement du terrain côté RD par rapport au terrain RG, accompagné d’un déplacement relatif latéral, d’où l’absence de l’équivalent en hauteur du terrain RD par rapport au terrain RG pour une même formation géologique. De la même manière on pourrait avoir une suite de formation rocheuse plus élevée et en saillie sur le côté RD, mais un peu plus en amont du précédent (à vérifier sur le terrain cette possibilité observée sur photo satellite). 2.6.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise de l’axe du Barrage envisagé: le fond de la rivière est d’apparence sablonneuse, mais le fond rocheux n’est pas loin. Ce serait toujours de la migmatite quartzitique lit par lit, à bourrelets de pegmatite quartzique, mais qui pourrait ne pas être d’aspect massif vu l’éventuel passage de cassure suivant l’axe de la rivière à cet endroit. On pourrait s’attendre également à des amas de boules rocheuses. Côté Rive Gauche (RG): le côté RG présente une forme de masse rocheuse de migmatite lit par lit avec des apports particuliers de lame quartzitique. En plus, on assiste à des intrusions en bourrelets de pegmatite à quartz et feldspath dominants. En place, l’ensemble forme un rocher dur, très résistant, et compact (Figure 12). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 12. Vue vers l'amont, rive gauche à droite de l'image Cependant dégagées à la surface, la décompression favorise la desquamation des parties affleurantes de ces roches suite à sa texture foliée d’origine. Ceci entraîne une altération différentielle de l’ensemble, traduite par l’aspect dentelé des roches affleurantes sous l’effet d’imbibition et du courant d’eau, aspect visible surtout au niveau de la rivière, du côté partie aval (Figure 13). Figure 13. Aspect de desquamation des roches migmatiques en surface et sous l'effet du courant de l'eau à l'aval du site Côté Rive Droite (RD): contrairement au côté RG, le côté Rive droite (RD) est dépourvu de roche massive en hauteur. Ce sont plutôt de grosses boules non en place, de dimension métrique, qui prédominent et surplombent la rivière (Figure 14). De ce fait il est à déconseiller de prendre comme appui RD cette partie au droit de la roche massive RG vue précédemment. Plus en amont existe une portion de formation géologique en saillie qui n’est pas encore observée de près sur le terrain mais qui pourrait convenir pour un barrage au fil de l’eau. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 14. Boules non en place sur le côté RD du site de barrage envisagé Galerie et prise: pour ce site, une galerie perçant le type de roche massive décrite en RG serait à effectuer pour amener l’eau. A cet effet des caractéristiques de détail seraient à déterminer ultérieurement. Pour le moment, vu du côté RG, cette roche s’avère compacte, et présente peu de diaclase. Elle constitue le soubassement support du village Vohinaomby (dénommé Tsitonga pour les villageois). A craindre toutefois l’ouverture des foliations présentées par la roche migmatitique lit par lit par décompression en surface ou proche de la surface (phénomène de desquamation) (Figure 15). Elle suit la direction des couches et risque de faciliter les fuites d’eau par la suite. A noter également la présence d’une cassure relativement importante observée sur le flanc RG affectant la roche massive migmatitique (Figure 15). Elle a pour effet une déviation de direction de la formation rocheuse, passant du N70 20W pour la partie Sud à N50 20W pour la partie Nord. Vu sa direction et son importance, elle doit se continuer jusque de l’autre côté de la rivière et traverser de la sorte la galerie à percer. Probablement que cette cassure n’est pas seule dans le secteur. Figure 15. Constitution rocheuse du côté rive gauche de la rivière et texture pétrographique Canal d’amenée: Il devrait être effectué sur de la latérite structurée et des formations d’altérite. Dans le secteur ces dernières sont en partie travaillées en rizières étagées par les villageois, épousant la pente de la colline. L’exécution du canal devrait donc en tenir compte. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Conduite forcée: même observation que précédemment; seulement la partie inférieure pourrait rencontrer des boules en place plus ou moins importantes en dimension. Nota : Aussi bien pour le canal d’amenée que la conduite forcée aucune présence de lavaka n’est à craindre vue l’épaisseur moindre de la latéritisation pour le secteur. Usine de la Centrale : la faible épaisseur de la latérite est un avantage pour sa mise en place. La roche saine n’est pas loin en profondeur (1 à 2m tout au plus suivant l’endroit choisi). Néanmoins la nature de la formation en dessous pourrait être de la roche massive en place ou simplement des boules rocheuses comme on en voit au niveau de la rivière. 2.6.3 Recommandations sur les investigations à mener ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Déterminer si le fond est constitué  Décapage de la couche de roche massive ou plutôt de sablonneuse dans la rivière boules rocheuses en place ou en amas cumulé Appui RG  Présence effective d’autres  Observation géologique plus cassures importantes éventuelles détaillée des affleurements du genre de celle rencontrée rocheux en place existant le  Importance, profondeur et long de la rivière de ce côté densité de présence des (des nettoyages à l’air desquamations présentées par les comprimé au niveau des masses rocheuses qui affleurent cassures ou ouvertures aussi bien au niveau des appuis rencontrées seront à faire que du côté de la Centrale (Figure avant la construction pour 15) permettre un colmatage par  Fuite à craindre sous la retenue. injection de ciment)  Essais de perméabilité par sondage avant la construction Appui RD  Constitution exacte et  Observation géologique plus présentation des formations détaillée de l’endroit indiqué rocheuses de la partie en saillie en saillie plus en amont de l’appui visé dans ce rapport. Galerie  Compacité de la masse rocheuse à  Des sondages carottés de percer compte tenu des cassures reconnaissance avec essais et desquamations éventuelles de perméabilité Canal d’amenée  Traversée des rizières  Possibilité de maçonnerie à voir Conduite forcée  Nature et état du terrain à  Observation géologique plus traverser détaillée de l’endroit indiqué, une fois le tracé exact déterminé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Centrale  Déterminer la nature du terrain  Investigation par sondage devant servir de support de tarière ou sondage l’usine. Rocheuse massive ? géophysique réflexion Boules en place ou non ? Latérite jusqu’à quelle profondeur ? 2.6.4 Risque majeur La partie observée comme appui du côté RD ne permet pas d’ancrage pour le barrage par absence de roche massive en place au site situé juste en amont des chutes. Raison pour laquelle le seuil est proposé bien en amont de ceci. Ce site devra toutefois faire l'objet d'une vérification spéciale. 2.7 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.7.1 Contexte socio-environnemental Le site est localisé dans le village d’Isitonga, fokontany de Laobato Atsimondrano, Commune rurale de Mangidy, district d’Ikalamavony, Région Haute Matsiatra. La zone est caractérisée par un faible taux de recouvrement végétal. La végétation de la zone est dominée par les savanes herbeuses. Ces formations sont à Hyparrhenia et Heteropogon. Quelques pieds de manguiers sont parfois observés, notamment à proximité des villages/hameaux. On note également la présence de superficies importantes de mosaïques de culture. Ce sont des parcelles en terrasses et/ou parcelles aménagées sur versants (cultures sèches et cultures maraîchères). En bas des versants, le long de la rivière, on peut observer la présence des forêts ripicoles à Breonadia et Mangium. La végétation est composée par des espèces ligneuses arborées et arbustives. Les formations ripicoles figurent parmi les rares formations arborées de la zone. Par ailleurs, vu le faible taux de recouvrement végétal, les sols dénudés sont sensibles à l’érosion hydrique : un fort ensablement est notamment observé juste en amont du site du barrage. Figure 16. Végétation au droit du site du barrage SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Du point de vue socio-économique, le principal village est Isitonga, situé à une centaine de mètres du site de barrage, et à proximité immédiate du tracé envisagé de la galerie. Le village compte une cinquantaine de ménages. D’autre part, quelques petits hameaux sont localisés dans un rayon de moins de 400m autour du site. Ils se trouvent en hauteur, séparés des cours d’eau par les champs de cultures. Concernant l’électrification de la zone, le réseau d’électricité le plus proche du site se trouve au niveau du chef-lieu du district d’Ikalamavony et n’alimente que ce dernier. La centrale, installée en 1997 est alimentée par quatre groupes ayant une capacité totale de 432 kW (82kw, 50kW, 80kW et 220kW). A ce jour, seul le groupe de 82kW fonctionne et il ne produit que 50kW. Toutefois, cette puissance n’arrive pas à subvenir au besoin de la ville car actuellement, la pointe de consommation est de 160kW. Ainsi, l’électricité ne fonctionne que 6 heures par jour, réparti entre les deux quartiers de la ville : le premier de 12h à 15h et le second de 15h à 18h. En 2015, la JIRAMA compte environ 400 abonnées avec une trentaine de demandes en liste d’attente. L’activité principale dans la zone est la riziculture. L’occupation du sol est ainsi fortement marquée par les cultures en terrasses, alimentées par des canaux d’irrigation artisanaux à plusieurs niveaux. La prise de cet aménagement artisanal se trouve à plus d’1km en amont du site prévu. L’eau est captée par un petit barrage construit précairement en pierre prélevée dans la rivière. Les canaux d’irrigation sont en terre mais certaines portions sont suspendues au niveau des passages difficiles (p.ex. ravin), et nécessitent des matériaux plus résistants et manipulables (p.ex. plaques de tôle, bois…). Les canaux se ramifient en amont des versants pour irriguer une superficie totale de parcelles de cultures d’une quinzaine d’hectares, situées sur la rive gauche de la rivière. Malgré les efforts d’aménagement des infrastructures artisanales par la population locale, le débit de l’eau est irrégulier et dépend de l’état des canaux qui sont entretenus sommairement. En effet, quelques brèches et fissures des canaux ont été observées entrainant des pertes progressives de débit de l’eau vers l’aval. Les cultures en terrasses sont principalement des rizières utilisés seulement une partie de l’année, pendant la saison rizicole (d’octobre à mai). Toutefois, quelques parcelles de culture de riz précoce (récolte en novembre) sont observées. Le riz est destiné principalement à l’autoconsommation, mais l’arrivée des collecteurs sur place pousse les paysans à produire d’avantage et à vendre une partie de leur production. La majorité des ménages s’adonnent également aux cultures vivrières et maraîchères (oignon, haricot, maïs, patate douce, manioc), et parfois aux cultures de rentes (p.ex. tabac, ricin). À noter également la présence dans la zone d’un nombre remarquable de tombeaux et stèles. Une douzaine de tombeaux et stèles ont ainsi été observés dans un rayon de moins de 700m autour du site. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Figure 17. Occupation du sol dans la zone du site AD 653 2.7.2 Contraintes socio-environnementales Plusieurs villages/hameaux se trouvent à proximité des sites d’aménagement (barrage, galerie, conduite forcée, centrale). L’implantation du projet impactera ces villages/hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La proximité de ces villages/hameaux avec les sites de travaux augmente aussi le risque d’accident pour la population concernée. En particulier, le principal village (Isitonga) est situé à proximité immédiate du tracé envisagé pour la galerie. D’autre part, au niveau du site de la prise, la présence du village d’Isitonga (~50 ménages) à une centaine de mètres, laisse penser que la rivière est utilisée sur ce tronçon pour les besoins du village. L’implantation du projet impactera ainsi le village d’Isitonga, en termes d’interférence pour l’usage de la ressource en eau. Un assèchement de ce tronçon, même partiellement, se répercuterait directement sur la vie du village d’Isitonga. De plus, un assèchement de ce tronçon remettrait en jeu la survie des forêts ripicoles longeant le tronçon, dont particulièrement celle située en rive droite de la rivière, juste en aval du site du barrage, qui est encore d’une superficie relativement importante par rapport au reste de la zone. Par ailleurs, plusieurs tombeaux et stèles sont présents à proximité du site (entre 100m et 700m). Les travaux (p.ex. libération d’emprise, aménagement d’accès,...) pourraient potentiellement entraîner la destruction de ce type de patrimoine. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Enfin, la zone est marquée par la présence d’importantes superficies de champs de culture. Le projet risque d’empiéter sur ces surfaces (notamment pour l’aménagement de la centrale), entraînant ainsi une perte de ressources pour les communautés concernées. 2.7.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site AD 653 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.11 – Patrimoine culturel : plusieurs tombeaux et stèles sont présents à proximité du site du projet. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (p.ex. implantation de la centrale, aménagement et réhabilitation de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones de culture. La politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels n’est pas applicable. Le barrage envisagé (6 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivations des choix techniques Pour des raisons de viabilité à long terme, il est considéré ici de réaliser le seuil en amont du resserrement. En effet, la prise actuellement utilisée pour l'irrigation est située environ 1.9km en amont du site et par ailleurs, le canal est situé dans la zone inondable sur une certaine longueur, ce qui a des implications au niveau de la pérennité de celui-ci. Des Lavakas sont observés dans les environs et pourraient mettre en péril des ouvrages aussi longs. C’est la raison pour laquelle une galerie est préférée à un canal dans le cadre de l’aménagement hydroélectrique du site de Vohinaomby. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Le schéma d'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. Figure 18. Schéma d'aménagement du site AD653 3.2 Seuil et prise Les investigations géologiques ultérieures détermineront si le seuil peut se situer dans le resserrement. Dans la proposition envisagée ici, le seuil est situé en amont du resserrement, avec la contrainte d'un élargissement important de la largeur de la rivière, des incertitudes géologiques à lever et un profil dans l'axe de la rivière assez plat au droit du seuil. Le seuil aurait alors une hauteur de l’ordre de 6m pour une largeur de 30m environ. Plusieurs options sont envisageables quant à l’emplacement de la prise mais quelle que soit la solution retenue, la prise sera localisée en rive gauche afin de by-passer la boucle de la rivière. La prise peut être dissociée de l'ouvrage de seuil pour être située plus en amont, permettant ainsi de profiter de la zone plus étroite de la colline afin de diminuer la longueur du tunnel. L'inconvénient majeur de cette solution est de placer la prise à un endroit où la rivière a déjà une forte tendance au dépôt de matériaux solides. A contrario, une prise située à proximité immédiate d'une vanne de purge dans le seuil permet de prévenir un dépôt solide en dessous de la cote de la prise. 3.3 Dessableur Vu la charge sédimentaire transportée par la rivière, un dessableur de grande capacité serait à priori nécessaire pour éviter l’usure prématurée des équipements électromécaniques. Celui-ci devrait être placé à proximité immédiate de la zone de prise, avant l’entrée dans le tunnel. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Néanmoins, les études ultérieures devront déterminer l'emplacement du futur dessableur et si un tel ouvrage est réellement réalisable étant donné les contraintes topographiques et géologiques. 3.4 Amenée d’eau La galerie d'amenée permet de franchir la colline en rive gauche, particulièrement pentue. La galerie d’une longueur de 180m et de 2m de diamètre quel que soit le débit d’équipement (les débits sont tels que la section minimale est recommandée pour la galerie dans chacun des cas) passe sous le profil du terrain illustré à la figure suivante. Figure 19. Profil de terrain le long de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite forcée se situerait dans une partie est actuellement aménagée en rizières. Cette zone devrait être reconvertie en zone protégée avec des plantes aux racines profondes. Une perte de 0.3ha de rizières s'en suit. La conduite forcée aurait une longueur de 75m et un diamètre de 1.00 m pour le débit garanti ou 1.20 m pour le débit médian. 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Pour le débit d’équipement choisi à Q95, il n’est pas nécessaire de retenir une turbine avec une flexibilité élevée relativement aux variations de débit. Compte tenu de la dénivellation à disposition, le choix peut par conséquent se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée par le fait d’avoir plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Compte tenu des observations formuléessur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti- abrasion devrait probablement être envisagé. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 325 kW tournant à 1000 t/min.  Un volant d’inertie, nécessaire au fonctionnement en réseau isolé.  Un générateur 400 V, 305 kW/340 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours. Figure 20. Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Les mêmes considérations peuvent être formulées pour l’utilisation du débit médian. Il sera toutefois intéressant de contrôler dans une étape ultérieure qu’une seule machine offre la flexibilité suffisante pour cette variante. La puissance de la turbine est de 700 kW pour une vitesse de rotation à 750 t/min., celle du générateur étant de 660 kW/730 kVA et la tension du générateur de 400 V. 3.7 Perturbation de l'irrigation existante On prévoit de supprimer 0.3 ha qui sont consacrés actuellement à l'irrigation. Cette zone correspond à l'emprise entre l'aménagement et la rivière ainsi qu'un tampon autours de la conduite et en aval de la centrale. Ceci n'a pas d'impact majeur sur le fonctionnement du réseau car la zone est située à la fin d'un maillon d'irrigation. 3.8 Raccordement L'intérêt principal du site est d’alimenter le village d’Ikalamavony à 15 km (à vol d’oiseau) au Nord- Ouest. La capacité installée est en effet trop faible pour envisager une connexion à une distance plus importante. L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait donc évacuée par une ligne 35kV d’environ 20km de long. 3.9 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 305 660 Productible annuel [GWh/an] 2.42 4.95 Débit de dimensionnement [m³/s] 2.2 4.7 Dénivelée brute [m] 18 Crue centennale [m³/s] 756 Longueur du seuil [m] 30 Hauteur du seuil [m] 6 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 180 Diamètre de galerie [m] 2 2 Longueur de conduite forcée [m] 70 Diamètre de conduite forcée [m] 1 1.2 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 1 Longueur de ligne [km] 19 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 3.2 Longueur de piste à réhabiliter [km] 20 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 18 Débit d’équipement [m³/s] 2.2 (Q95%) 4.7 (Q50%) Puissance installée [kW] 305 660 Productible annuel moyen [GWh/an] 2.42 4.95 CAPEX hors accès et lignes [M$] 2.62 3.26 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.129 0.079 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 8.9 9.54 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.435 0.229 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : AD653 - Vohinaomby Village / Fokontany : Isitonga Commune / District/Région : Mangidy / Ikalamavony / Haute Matsiatra B - Description du milieu biophysique RELIEF Le relief de la zone aux alentours du site AD 653 est constitué d’une succession de collines à pentes modérées, caractéristique du Moyen Ouest malagasy. Toutefois, au niveau du site, le relief est relativement accidenté avec des versants à pente assez forte (à partir de 25° et plus). La zone s’étend à une altitude moyenne de 900m, le niveau de base locale est à 835m mais les sommets peuvent atteindre plus de 1000m d’altitude, notamment celui de Sahambary au Nord (1 369m) et d’Ambalamentsa à l’Ouest (1 049m). La rivière Manambovona constitue le cours d’eau principal de la zone. Un des nombreux affluents du fleuve Mangoky, elle reçoit en amont les rivières Vozina, Imandro et Antsakoamo. Elle coule dans une direction Est-Ouest. VÉGÉTATION La végétation est composée de : – Formations ripicoles à Breonadia et Mangium : le long des cours d’eau ou entourant un plan d’eau ; la végétation est composée par des espèces ligneuses arborées et arbustives ; – Savanes herbeuses à Hyparrhenia et Heteropogon : qui sont les formations dominantes. Quelques pieds de manguiers sont parfois observés notamment à proximité des villages/hameaux ; – Mosaïques de cultures : constituées par des parcelles en terrasses et/ou aménagées sur versants (cultures sèches et cultures maraîchères). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Végétation au niveau du site AD 653 S21°15'38.50" E46°40'54.73" OBSERVATIONS Des passages de feux sont observés sur les versants. Le feu est utilisé pour le renouvellement des pâturages et pour le nettoyage des parcelles à cultiver. SENSIBILITÉS DE LA Les aires protégées les plus proches se trouvent à plus d’une centaine de kilomètre s de la zone (Ranomafana à l’Est et ZONE Makay à l’Ouest). Les formations ripicoles figurent parmi les rares formations arborées de la zone. Par ailleurs, la zone est vulnérable à l’érosion à cause du faible taux de recouvrement végétal. En particulier, les sols dénudés sont sensibles à l’érosion hydrique : un fort ensablement est observé juste en amont du site. Ensablement au niveau des formations ripicoles S21°15'38.90" E46°41'3.62" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Laobato Atsimondrano, Commune rurale Mangidy – District Ikalamavony (Région Haute Matsiatra). Commune rurale de Mangidy : La Commune rurale de Mangidy compte environ 21 000 habitants en 2014, répartis dans plus de 5 000 ménages. Elle est subdivisée en 8 fokontany, à raison d’environ 2 500 habitants par fokontany. Comme pour la majorité des Communes à 1 2 Madagascar, elle possède des infrastructures sociales de base, notamment des infrastructures éducatives (19 EPP , CEG et 3 lycée), des infrastructures de santé (1 CSB 1 et 1 CSB 2) et un marché communal. De plus, le chef-lieu de Commune possède un réseau d’approvisionnement en eau potable (existence d’un château d’eau) financé par la mission catholique. Ce dernier a été mis en place en 1996, distribué à travers 8 bornes fontaines, mais dont seulement une est fonctionnel actuellement. L’accès vers le site se fait par la route nationale 42 reliant Fianarantsoa à Ikalamavony. Une piste, puis un sentier d’environ 2km au Sud Sud-Ouest à partir d’un pont mène jusqu’au site prévu. Des stèles et des tombeaux sont observés le long de la piste et des sentiers. Tombeau et stèle le long de l’accès vers le site Localités et villages : Le village Isitonga est le principal village à proximité du site. Plusieurs hameaux se trouvent à une distance de moins d’un kilomètre ; ils sont tous rattachés à Isitonga (fokontany Laobato Atsimondrano). Ces villages se trouvent en hauteur, séparés des cours d’eau par les champs de cultures. En tout, Isitonga compte une cinquantaine de ménages, à majorité Betsileo. Le village ne possède aucune infrastructure éducative, ni de santé, ni d’approvisionnement en eau. L’eau de consommation est prélevée au niveau des sources d’eau (p.ex. dans les vallons). 1 EPP : Ecole Primaire Publique 2 CEG : Collège d’Enseignement Général 3 CSB : Centre Santé de Base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Le village d’Isitonga Source d’eau de consommation ACTIVITÉS La Commune fait partie des Communes productrices de riz dans la Région Haute Matsiatra. L’occupation du sol de la zone est fortement marquée par les cultures en terrasses, alimentées par des canaux d’irrigation à plusieurs niveaux. Les cultures en terrasses sont principalement des rizières utilisées seulement une partie de l’année, pendant la saison rizicole (d’octobre à mai). Toutefois, quelques parcelles de culture de riz précoce (récolte en novembre) sont observées. Le riz est destiné principalement à l’autoconsommation, mais l’arrivée des collecteurs sur place pousse les paysans à produire davantage et à vendre une partie de leur production. En plus du riz, la majorité des ménages s’adonnent aux cultures vivrières et maraîchères (oignon, haricot, maïs, patate douce , manioc), parfois aux cultures de rentes (p.ex. tabac, ricin). La production issue de ces cultures atténue la période de soudure par l’apport de nourriture (manioc, maïs) ou de revenu (vente de la production d’oignon). En outre, les jeunes filles du vill age fabriquent de l’huile de ricin pour améliorer les revenus monétaires des ménages. Paysage de culture en terrasse, sur l’endroit prévu pour les S21°15'43.76" E46°40'52.62" ouvrages (canaux, usine) Canal d’irrigation et paysage agraire S21°15'58.27" E46°41'5.25" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Canal d’irrigation suspendu Culture maraîchère sur les berges de la rivière Culture de tabac en hauteur, rizière sur le bas de versant Fabrication d’huile de ricin et culture maraichère au fond Séchage de manioc au-dessus de la chute d’Apepigny Préparation de rizière AUTRES La zone se trouve dans des carrés miniers (permis de recherche pour le cuivre, or, tungstène, cristal… - expirés en 2008 et en 2012). JIRAMA Ilakalamavony : Le réseau d’électricité le plus proche du site se trouve au niveau du chef-lieu du district d’Ikalamavony. La centrale, installée en 1997 est alimentée par quatre groupes ayant une capacité totale de 432 kW (82kw, 50kW, 80kW et 220kW). A ce jour, seul le groupe de 82kW fonctionne et il ne produit que 50kW. Toutefois, cette puissance n’arrive pas à subvenir au besoin de la ville car actuellement, la pointe de consommation est de 160kW. Ainsi, l’électricité ne fonctionne que 6 heures par jour, réparti entre les deux quartiers de la ville : le premier de 12h à 15h et le second de 15h à 18h. En 2015, la JIRAMA compte environ 400 abonnées avec une trentaine de demandes en liste d’attente. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 26 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et via ble. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ Le village d’Isitonga et ses hameaux peuvent être concernés. La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploité es ainsi que les tombeaux ou stèles rencontrés dans la zone. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 27 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site AD653 Occupation des sols autour du site 400m : parcelles de cultures : formations ripicoles : plantations/formations arbustives : savane herbeuse : hameaux/villages : tombeaux/stèles identifiés SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 28 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 29 de 29 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Madagascar: Small Hydropower Contract n°7171214 Resource Atlas (1-20MW) Site FR148 Site Investigation Report 1 SITE DE VOHIBATO Rivière Mananara | Code Atlas: FR148 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Table des matières 2 Localisation du site ........................................................................................... 4 2.1 Données administratives ......................................................................................................... 4 2.2 Accès ...................................................................................................................................... 4 3 Description générale du site ............................................................................. 5 3.1 Généralités.............................................................................................................................. 5 3.2 Topographie ............................................................................................................................ 6 3.3 Hydrologie .............................................................................................................................. 7 3.4 Transport solide ...................................................................................................................... 7 3.5 Géologie du site ...................................................................................................................... 7 3.5.1 Cadre géologique ....................................................................................................................... 7 3.5.2 Caractéristiques techniques ....................................................................................................... 8 3.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................ 10 3.6 Aspects socio-environnementaux .......................................................................................... 10 3.6.1 Contexte socio-environnemental ............................................................................................. 11 3.6.2 Contraintes socio-environnementales ..................................................................................... 12 3.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables ........................ 13 4 Proposition d'aménagement........................................................................... 13 4.1 Motivation des choix techniques ........................................................................................... 13 4.2 Seuil et prise ......................................................................................................................... 14 4.3 Dessableur ............................................................................................................................ 14 4.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 14 4.5 Conduite forcée et centrale ................................................................................................... 15 4.6 Equipements électromécaniques ........................................................................................... 15 4.6.1 Débit d’équipement Q95 ........................................................................................................... 15 4.6.2 Débit d’équipement Q50 ........................................................................................................... 16 4.7 Raccordement ....................................................................................................................... 17 4.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 17 5 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 17 6 Annexes .......................................................................................................... 18 6.1 Fiche de description socio-environnementale......................................................................... 18 6.2 Schéma d'aménagement proposé .......................................................................................... 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 2 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 49.674 -16.200 Centrale hydroélectrique 49.676 -16.197 2.1 Données administratives Code du site FR148 Nom du site Vohibato Rivière Mananara Bassin versant principal Mananara (Sud) Province Toamasina Région Analanjirofo District Mananara Nord Commune Mananara Nord / Ambodivoanio Village Ambodiatafana 2.2 Accès L'accès au site FR148, se fait en empruntant une route de 14km qui longe la rivière à partir de son embouchure à Mananara, puis une marche d'approche de 4km. La réalisation de l’aménagement hydroélectrique nécessitera la réhabilitation d’un tronçon de route d’environ 15km et la création de 9km de route pour accéder aux différentes infrastructures de l’aménagement. Figure 1. Accès au site FR148 par Mananara Etant donnée la proximité de la ville de Mananara, dont l'électricité est produite par des groupes thermiques, l'intérêt principal de ce site est d'alimenter cette ville. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 2. L'intérêt principal de ce site est d'alimenter la ville de Mananara 3 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 3.1 Généralités La chute est créée sur un socle rocheux apparemment en place dans un coude de la rivière. La rivière est d'abord divisée par de petits îlots en partie amont de la chute et est suivie d'un resserrement rocheux. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. Figure 3. Vue aérienne du site FR148 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 4. Carte topographique du site FR148 3.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. Figure 6. Modèle Numérique de Surface et orthophotographie réalisés par levé aérien SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 3.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Mananara, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Mananara Bassin versant Mananara Superficie [km²] 2615 Altitude moyenne [m a.s.l] 648 Indice des pentes [m/km] 2.3 Dénivelée spécifique [m] 120 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1779 Débit moyen interannuel [m³/s] 112.0 Q95% - débit garanti [m³/s] 34.1 Q50% - débit médian [m³/s] 93.7 Q30% [m³/s] 129.4 Crue décennale [m³/s] 2061 Crue centennale [m³/s] 4713 3.4 Transport solide Etant donné l'état de dégradation des bassins versants, il est naturel qu'un transport solide important se produise, spécialement lors des crues. Alors que la qualité de l'eau était tout à fait bonne au moment de la visite (août 2015), de nombreux bancs de sable sont observables le long de la rivière, ce qui laisse supposer une activité importante de la rivière. 3.5 Géologie du site 3.5.1 Cadre géologique La zone est fortement accidentée, avec de hautes montagnes rocheuses et à couverture végétale touffue. Côté géologie le secteur est constitué de granite migmatitique porphyroïde à grain moyen (Figure 7), à foliations diffuses et rarement parcouru de veine de quartz. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 7. Roche de la zone La roche correspondante affleure, en cette période d’étiage, sous forme de blocs massifs de grande taille (dizaine de mètres), démantelée par ses propres diaclases (Figure 8). Figure 8. Affleurement de la roche L’altération est superficielle avec un sol de couverture rouge à jaunâtre. 3.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. L’emplacement préconisé pour l’assise montre des blocs rocheux occupant en partie le cours de la rivière. Ce sont des boules métriques reposant sur une base massive de granite migmatitique en place qui devrait constituer le fond de la rivière (Figure 8). Aspect de l’appui côté Rive Droite (RD). Le côté appui RD est représenté par une colline relativement basse, à forte couverture végétale, abritant de gros blocs rocheux en place enchâssés dans du sol latéritique (Figure 9). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 9. Blocs rocheux en place Aspect de l’appui côté Rive Gauche (RG). Comme partout dans ce secteur, le rebord de la rivière est marqué par l’afflux de boules rocheuses. La plupart sont des boules déplacées, reposant sur une assise de granite migmatitique de base tapissant le fond de la rivière. Il en est de même pour ce côté rive gauche. Déjà subaffleurante au niveau de la rivière, la roche granitique en place devrait apparaître en surface, plus à l’intérieur de la berge, sous une zone boisée, avant la remontée en pente de la colline d’appui. C’est elle qui constitue en effet la base de cette colline d’appui qui débute un peu plus en écart de la berge. Prise. Le niveau d’emplacement de la prise dépend de la hauteur adoptée du barrage. Devant être réalisé du côté appui rive droite, se reporter aux mêmes vues et recommandations définies sur ce dernier pour la prise. Zone de passage du canal ou de la galerie. La présence incessante de boules, voire de masses rocheuses, sur les pentes collinaires ainsi que la nature forestière tropicale de la région ne favoriseraient pas l’option « canal » pour l’amenée d’eau. Une galerie serait plus adaptée vu la morphologie montagneuse de la région dont l’ossature ne pourrait être que des masses rocheuses. Reste à savoir les effets de fracturations diverses qui pourraient les affecter. Conduite forcée et centrale. Le passage à réserver pour la conduite forcée et l’emplacement de la centrale se trouve en sous bois. La pente de descente est hérissée de boules rocheuses plus ou moins importantes qui apparaissent de temps en temps entre les racines, emprisonnées dans des sols latéritiques jaunâtres (Figure 10). A noter que ces derniers constituent l’assise superficielle de la Centrale. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 10. Passage de la conduite forcée 3.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Continuité de roche massive  Dégagement des boules de surface pour avoir un en place occupant le fond seuil formé de roche massive en place de la rivière  Test par sonde manuelle du fond de la rivière, suivant l’axe prévu du barrage, pour connaître la présentation de la suite des formations rocheuses affleurantes Appui RD  Nature et composition du  Débroussaillage et fouille mécanique latérale des côté appui rive droite sols latéritiques pour dégager la disposition des blocs rocheux constituant la base de cette colline. Appui RG  Nature et composition du  Dégager un couloir latéral dans les bois, du côté côté appui rive gauche de la berge, jusqu’à atteindre la pente remontante de la colline d’appui, pour mieux voir la composition et l’aspect des formations constituantes interceptées (boules dégagées, blocs massifs en place…). Prise  Idem que RD  Idem que RD Galerie  Choix de la galerie, tracé à  Vérifier le niveau de fracturation de la roche en suivre et fracturation de la place roche Conduite forcée  Profondeur de la masse  A prévoir pour la Centrale des sondages tarières et centrale rocheuse mécaniques ou sondage géophysique par réflexion pour connaître le niveau d’apparition de masse rocheuse support en profondeur. 3.6 Aspects socio-environnementaux SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 3.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Mananara. Il est localisé dans le fokontany d’Ambodiatafana, constituant la limite entre la Commune rurale de Mananara Nord et celle d’Ambodivoanio, district de Mananara Nord, Région Analanjirofo. Du point de vue écologique, la zone possède une hétérogénéité caractéristique de la région. Dans un rayon de 1km autour du site, la végétation se présente sous forme de mosaïques de forêts plus ou moins dégradées, de plantations (p.ex. girofliers, arbres à pain), de savoka avec ou sans éléments ligneux (p.ex. à ravinala sur les versants, à bambou sur les rives), de prairie de graminées et d’épiphytes. Les espèces ligneux peuvent atteindre de grandes hauteurs (>20m). Des espèces d’arbres à échasse, de palmiers (p.ex. Dyspis, Dracaena, Raphia), ainsi que Typhonodorum sp., Aframomum angustifolium, Phragmites et des fougères sont observées le long de la rivière et des zones relativement humides. Figure 11. Aperçu de la végétation au niveau du site Du point de vue socio-économique, quelques villages ainsi que hameaux/campements sont observés dans un rayon de 1km autour du site FR148. Les villages d’Ambohitsara (700m au Nord du site) et de Nosy Manasy (500m à l’Est du pied de chute et à moins de 100m de la rivière) sont ceux qui sont les plus proches du site. Le chef-lieu de fokontany Ambodiatafana se trouve à environ 1,2km au Sud-Est du site. Ces villages sont constitués par plus d’une cinquantaine de cases et entourés par de nombreux champs de culture plus ou moins importants. La population locale pratique principalement l’agriculture, notamment la riziculture (sur bas fond et sur les versants) et la culture vivrière (manioc, patate douce, maïs, canne à sucre) généralement sur versant. Les parcelles de cultures, notamment les rizières, peuvent être aménagées en terrasses ou parfois sur les berges de la rivière. Par ailleurs, la production locale de girofle contribue fortement à l’économie locale. A part le girofle, d’autres cultures destinés à l’exportation ou à la vente locale sont également pratiquées (vanille, poivre, cannelle…). La population locale exploite également les produits ligneux forestiers (p.ex. coupe de bois précieux, fabrication de charbon, pratique de cultures sur brulis). Ces pratiques contribuent à l’écrémage des formations forestières, voire, la dégradation des forêts locales. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site FR 148 Le site servirait principalement à alimenter la ville de Mananara. D'après les informations récoltées par l’équipe d’investigation lors de l’entretien avec le responsable au niveau de la JIRAMA à Mananara Nord, la situation est la suivante: • Nombre d’abonnés : 1231 ménages • Pointe journalière : 850 kW • Vente mensuelle : 167248 kWh • Production mensuelle : 192092 kWh • Consommation de gasoil : 6600 litre/mois La production journalière est suffisante sauf aux heures de pointe. Il y a également une coupure journalière de 2h30 pour la gestion des carburants à disposition (irrégularités de l’approvisionnement en GO venant de Maroantsetra, désormais interdiction d’emprunts au niveau des opérateurs locaux). 3.6.2 Contraintes socio-environnementales Des hameaux et campements ainsi que quelques villages, à l’instar de Nosy Manasy, se trouvent dans les proches environs du site (dans un rayon de 1km autour du site des infrastructures prévues). L’implantation du projet impactera ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 La zone est marquée par la présence de plantations (girofliers, vanilliers, caféiers…) et de champs de culture. Le projet risque d’empiéter sur ces surfaces, entraînant ainsi une perte de ressources pour les communautés concernées. 3.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site FR 148 sont les suivantes :  PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale.  PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones de plantations de girofliers et d’agriculture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. Le barrage envisagé est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 4 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT Soulignons la proximité immédiate du site AD158 situé à 3km et comparable en capacité installée. Les études ultérieures devront comparer plus en détails les 2 sites ainsi qu’étudier l’option d’aménagement combiné. 4.1 Motivation des choix techniques A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 13. Schéma d'aménagement du site FR148 4.2 Seuil et prise Le seuil se situerait sur le massif rocheux en amont de la chute. Ceci permet de fonder l'ouvrage sur le socle en place. Le seuil aurait une longueur de 140m et une hauteur de 3.5m. La prise serait située en rive droite, afin de by-passer le coude dans la rivière. 4.3 Dessableur Vu les dépôts sédimentaires observés sur les berges, il est indispensable de prévoir un ouvrage de dessablage. Celui-ci sera situé directement en aval de la prise. 4.4 Amenée d'eau La galerie aura une longueur de 430m et un diamètre de 5m pour le débit garanti (34.1 m³/s) ou de 8.2m pour le débit médian (93.7 m³/s).. Le profil du terrain naturel au dessus du tracé proposé pour la galerie aurait l'allure présentée à la Figure 14. Un point d'attention du tracé proposé concerne le passage à proximité du thalweg vers le milieu du tracé et où on se rapproche assez fort de la surface. Au besoin un coude sera installé pour se dégager de cet endroit. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Figure 14. Profil du terrain au dessus de la galerie 4.5 Conduite forcée et centrale Les conduites forcées se situeront en fin d'une colline longitudinale où aboutira la galerie. D'une longueur de 55m, deux conduites de 2.00 m de diamètre seront nécessaires pour absorber le débit garanti. Ce nombre est porté à 4 conduites de 2.4m de diamètre s’il s’agit d’absorber le débit médian. La centrale sera localisée entre la rivière et le thalweg adjacent à un endroit où la rivière s'élargit de manière significative, ce qui a un impact positif sur le niveau des crues. 4.6 Equipements électromécaniques 4.6.1 Débit d’équipement Q95 Etant donné l’isolement du site et de la ville de Mananra, il est prévu ici l’alimentation en réseau isolé de la ville de Mananara. Il est donc important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation, d’augmenter sa disponibilité et de suivre au mieux l’évolution de la charge. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée par le fait de disposer de plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 4 groupes identiques, chacun composé de : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 1 535 kW tournant à 500 t/min.  Un générateur 690 V, 1 440 kW/1 600 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau. Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Un automate de centrale, gérant les quatre groupes devrait également être prévu. Figure 15. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 4.6.2 Débit d’équipement Q50 Les mêmes considérations peuvent être formulées pour l’utilisation du débit médian. La recherche de flexibilité et la volonté de ne pas avoir recours à des multiplicateurs de vitesse conduisent à installer au moins 8 groupes. La puissance de chaque turbine est de 2 140 kW pour une vitesse de rotation à 428.57 t/min., celle du générateur étant de 2 010 kW/2 235 kVA, pour une tension de 690 V ou 5.5 kV. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 4.7 Raccordement Tel que présenté précédemment, l’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée vers la ville de Mananara. Une ligne de 63 kV d’environ 15km serait nécessaire pour transmettre toute l’énergie en minimisant les pertes le long de la ligne. 4.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 5 760 16 080 Productible annuel [GWh/an] 45.06 116.05 Débit de dimensionnement [m³/s] 34.1 93.7 Dénivelée brute [m] 21 Crue centennale [m³/s] 4 713 Longueur du seuil [m] 140 Hauteur du seuil [m] 3.5 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 430 Diamètre de galerie [m] 5 8.2 Longueur de conduite forcée [m] 55 Diamètre de conduite forcée [m] 2 2.4 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 2 4 Nombre de groupes [pce] 4 8 Longueur de ligne [km] 15 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 9 Longueur de piste à réhabiliter [km] 15 5 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 21 Débit d’équipement [m³/s] 34.1 (Q95%) 93.7 (Q50%) Puissance installée [kW] 5 760 16 080 Productible annuel moyen [GWh/an] 45.08 116.05 CAPEX hors accès et lignes [M$] 21.8 51.78 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.058 0.054 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 31.75 61.73 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.084 0.064 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 6 ANNEXES 6.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : FR148 Villages / Fokontany : Andrangibe & Andapibe / Ambodiatafana Commune / District-Région : Mananara-nord & Ambodivoanio / Mananara-nord - Analanjirofo A - Description du milieu biophysique RELIEF La zone de Mananara présente en général un relief fort et accidenté. Toutefois, cette variation n’est pas singulièrement marquée le long de la rivière Mananara car on y retrouve un relief plutôt vallonné. La rivière Mananara est la principale rivière de la zone. Elle résulte de la fusion de nombreux cours d’eau. Elle coule d’Ouest en Est et se jette dans l’Océan Indien à la limite Nord de la ville portant le même nom. VÉGÉTATION La végétation dans la zone appartient à la formation forestière humide de basse altitude (< 800m). Elle se caractérise par son hétérogénéité. Dans un rayon de 1km autour du site, des lambeaux de forêts coexistent avec les formations secondaires et/ou formations arbustives dégradées (« savoka »). Ces types de formations sont dus soit à des défrichements, soit à des passages répétitifs de feux (notamment pour la culture sur brulis). Les plantations de girofliers, caractéristiques de la Région Analanjirofo (signifiant « forêts de girofliers ») se mélangent avec la végétation existante. La végétation se présente sous forme de mosaïques de forêts plus ou moins dégradées, de plantations (p.ex. girofliers, arbres à pain), de savoka avec ou sans éléments ligneux (p.ex. à ravinala sur les versants, à bambou sur les rives), de prairie de graminées et d’épiphytes. Les espèces ligneuses peuvent atteindre de grandes hauteurs (>20m). Des espèces d’arbres à échasse, de palmiers (p.ex. Dyspis, Dracaena, Raphia), ainsi que Typhonodorum sp., Aframomum angustifolium, Phragmites et des fougères sont observées dans les formations ripicoles (végétation longeant les cours d’eau) ainsi que dans les zones relativement humides. Aspect général de la végétation : mosaïques de plantations, de forêts et de prairies S16°11,769 E 49°41,342 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Stratification de la végétation S16°12'10.36" E49°40'31.27" Végétation ripicole S16°11'49.18" E49°40'37.18" OBSERVATIONS Le paysage général est actuellement anthropisé autour du site. La grande partie des versants sont couverts de girofliers, de vanilliers, de rizières et de bananiers. Ce sont les principales sources de revenus locales. La production de charbon est également remarquable. Les charbons sont facilement transportables par la rivière vers les agglomérations. Fours à charbon avec un campement S16°12’4,02 E49°40’29,61 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Des sacs de charbons en attente d’expéditions S16°12’10,47 E49°40’31,41 ZONES SENSIBLES La région est réputée pour les cultures d’exportations dont la vanille, le girofle, le poivre et la cannelle. La mise en œuvre d’un projet de construction sur ce site impliquerait un passage à travers les champs de cultures. Il en est de même pour les charbons de bois puisque les charbonniers privilégient le transport fluvial pour approvisionner la ville de Mananara. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Commune Urbaine Mananara Nord & Commune rurale Ambodivoanio : La rivière Mananara sépare les deux Communes de Mananara-Nord (rive droite) et d’Ambodivoanio (rive gauche) aux environs du site FR148. La Commune urbaine de Mananara Nord qui s’étend sur près de 16 316 ha, comptait environ 23 035 habitants en 1 2007 . Elle est subdivisée en 31 fokontany. La Commune est accessible en voiture en empruntant la RN5 ou par voie maritime depuis Toamasina/Maroantsetra/Soanierana Ivongo/Sainte-Marie et à pied depuis les districts des limites occidentales. La Commune rurale d’Ambodivoanio s’étend sur 18 411 ha pour une population de 14 234 habitants répartis sur 15 Fokontany. Villages et hameaux : Même si la population locale attribue le nom d’Andrangibe ou d’Andapibe pour l’emplacement du site FR148, les principaux villages autour sont : Ambohitsara (700m au Nord), Nosy Manasy (500m à l’Est du pied de chute). Le Fokontany le plus proche est celui d’Ambodihatafana qui est un village située le long d’une ligne de crête (1km à l’Est). ACTIVITÉS La population pratique principalement l’agriculture. Cette activité se divise en deux principaux groupes : la culture vivrière (riz, manioc, patate, maïs, canne à sucre, arbre à pain, arbres fruitiers …) et la culture de rente (girofle, vanille, litchi, café, …). D’autres activités pratiquées par la population locale, liées aux défrichements, génèrent des pressions sur l’environnement (p.ex. écrémage des forêts par la coupe de bois précieux, fabrication de charbon, pratique de cultures sur brulis). Ces défrichements marquent et modifient l’écosystème local. Plantation de vanilliers avec des boutures d’arbre à S16°11’39,93 E49°40’54,69 pain comme tuteur 1 Plan de Développement du District Mananara-Nord 2007 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Champ de manioc S16°11’50.33 E49°40’36,45 AUTRES JIRAMA Mananara Nord Les informations récoltées par l’équipe d’investigation lors de l’entretien avec le responsable au niveau de la JIRAMA à Mananara Nord sont les suivantes :  Nombre d’abonnés : 1231 ménages  Pointe journalière : 850 kWh  Vente mensuelle : 167248 kWh  Production mensuelle : 192092 kWh 2  Consommation GO : 6600 litre/mois Remarque : – Les valeurs ci-dessus sont des valeurs moyennes – Acquisition de 2 nouveaux groupes suites aux évènements de 2013 (bureau incendié) – Production journalière suffisante sauf aux heures de pointe – Coupure journalière de 2h30 pour la gestion des carburants à disposition (irrégularités de l’approvisionnement en GO venant de Maroantsetra, désormais interdiction d’emprunts au niveau des opérateurs locaux) C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ 2 GO : Gasoil SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 Occupation des sols autour du site Vue d’ensemble de l’amont vers l’aval du site Point de collecte de charbons sur rive droite Type de végétation au niveau du seuil de barrage Savoka à dominance de Ravenala (rive gauche) Culture maraîchère sur un ancien four à carboniser Sèchage des clous de girofle le long de la route SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site FR148 : formation ripicole/forêt : mosaïque savoka/forêt : mosaïque plantations/savoka : savoka arbustif/prairie : hameaux/campements SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 6.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 25 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE D’ANDRIAMANJAVONA Rivière Namorona | Code Atlas: G191 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 5 2.3 Hydrologie............................................................................................................................... 6 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 6 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 7 2.5.1 Caractéristiques techniques .......................................................................................................7 2.5.2 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................8 2.6 Aspects socio-environnementaux ............................................................................................. 9 2.6.1 Contexte socio-environnemental ...............................................................................................9 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................10 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................11 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 11 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 11 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 12 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 13 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 13 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 13 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 14 3.6.1 Débit d’équipement Q95% .........................................................................................................14 3.6.2 Débit d’équipement Q50% .........................................................................................................15 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 15 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 15 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 15 5 Annexes ........................................................................................................... 17 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 17 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 23 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.600° -21.382° Centrale hydroélectrique 47.606° -21.383° 1.1 Données administratives Code du site G191 Nom du site Andriamanjavona Rivière Namorona Bassin versant principal Namorona Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Ambiabe Village Site isolé Carte topographique de référence P53 Nord (échelle 1:50,000) 1.2 Accès Accès aisé à partir de la RN12 via 12 km de piste en bon état. La bifurcation vers la piste se trouve environ 1km à l’ouest d’Ifanadiana, en direction du Sud (Figure 1). Le site de prise d’eau se trouve approximativement 600m en aval du pont qui franchit la Namorona. Une piste d’accès d’environ 2.1km devra être crée en rive droite pour permettre l’accès au site du barrage et de la centrale hydroélectrique. Il pourra s’avérer nécessaire de réhabiliter le pont surplombant la Nomorona et de le mettre au gabarit des engins de chantier. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Le site est caractérisé par une chute principale de la Namorona d’une hauteur d’environ 20m sur un affleurement rocheux (Figure 4 et Figure 5). La Namorona poursuit ensuite son cours au travers d’une succession de chutes moins importantes et de zones de rapides sur une distance d’environ 700m (Figure 3). Ce tronçon de rivière est caractérisé par la présence d’îlots recouverts de végétation autour desquels la Namorona s’écoule. La topographie des berges est très marquée et peu propice à la réalisation d'un canal. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. Sens de l’écoulement Figure 2. Carte topographique (échelle 1:50,000) Sens de l’écoulement Figure 3. Image satellite du site (Google Earth) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Figure 4. Vue du dessus de la chute vers l'aval de la rivière. Figure 5. Vue d'en bas de la chute principale. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Namorona au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Namorona Bassin versant Namorona Superficie [km²] 863 Altitude moyenne [m a.s.l] 1145 Indice des pentes [m/km] 1.0 Dénivelée spécifique [m] 30.2 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1573 Débit moyen interannuel [m³/s] 30.6 Q95% - débit garanti [m³/s] 8.5 Q50% - débit médian [m³/s] 24.4 Q30% [m³/s] 34.2 Crue décennale [m³/s] 536 Crue centennale [m³/s] 1008 2.4 Transport solide Au moment des différentes visites du site (octobre 2014, juillet 2015, octobre 2015 et février 2016), la turbidité était bonne, mesurée à 30 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins et limons en de nombreux endroits montre qu'il y a un transport solide important à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 2.5 Géologie du site Le secteur est dominé par de la migmatite à biotite avec quartz et feldspath, de grains moyens à fins, souvent à tendance granitoïde (Figure 9). Au niveau de l’axe présumé du barrage, la direction des foliations s’effectue dans le sens de la rivière. Figure 9. Migmatite à biotite avec quatz et feldpath, souvent à tendance granitoïde Deux cassures principales affectent cette formation. Elles sont presque rectangulaires (à N30W et N70E). Si la roche massive remonte assez haut dans les collines environnantes, l’altération latéritique s’avère relativement faible (ordre du mètre) et occupe surtout la surface. Avec de large couvert végétal, leur pente se termine presque toujours en talus en bordure de la rivière. La formation de lavaka est absente. 2.5.1 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise du Barrage à l’endroit envisagé: elle est entièrement formée de roche massive en place, observée même à travers l’eau de la rivière (Figure 9). On constate alors que la formation rocheuse plonge à l’encontre du sens de l’écoulement. A noter le passage d’une cassure ouverte que suit la rivière en son milieu. Elle est visiblement marquée vers le fond en cette période d’étiage sous une forme dépressionnaire (direction N30W). Aspect de l’Appui côté RD : Zone montagneuse élevée aussi avec comme ossature de la roche migmatitique à tendance granitoïde dont on observe la base au niveau de la rivière sous forme de masse rocheuse étalée (Figure 10). Aspect de l’Appui RG : l’appui RG trouve une colline élevée, avoisinant les 50m de haut, qui se termine en pente raide au niveau de la rivière. Elle est constituée de masse rocheuse granito-migmatitique qui affleure à sa base d’une manière massive en se continuant Figure 10. Appui RD: roche migmatitique à tendance granitoïde SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 jusqu’au fond de la rivière. L’altération latéritique est relativement faible (voisine de 5m) et se rencontre pratiquement vers la partie sommitale. Galerie et Prise : L’ouverture de la galerie et la prise va s’effectuer dans de la masse rocheuse de migmatite tailladée par ses diaclases. Cette masse rocheuse constitue l’ossature du plateau qui s’étend vers l’Est à l’intérieur duquel va passer la galerie. L’altération latéritique ici n’est que superficielle et relativement faible (ordre du mètre). Conduite forcée : l’ossature pétrographique du terrain est formée également du même type rocheux que la précédente. L’effet de l’altération est cependant plus poussé du côté Est du secteur. Des zones à boules rocheuses en place sont rencontrées en hauteur en-dessous de la latérite structurée proprement dite avant de passer à une formation massive au niveau de la rivière. Centrale : l’emplacement de la Centrale se trouve dans une zone constituée de sol rouge compact érigé de boules non en place. 2.5.2 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Crainte de fuite suite au  Essai de perméabilité. Colmatage par injection passage d’une cassure recommandé. ouverte au milieu de la  En tenir compte lors de la construction car une rivière telle disposition favorise la force du courant en  Roche plongeante à période de crue. l’encontre du sens de l’écoulement Appui RD et RG  Pas de problème  Reprise d’observation géologique plus approfondie particulier ultérieurement une fois l’axe du barrage bien arrêté Prise /Galerie  Niveau d’existence de la  Sondage tarière ou sondage par géophysique masse rocheuse en réflexion le long du passage de la galerie. dessous des parties  Sondage carottés à certains points choisis pour latéritiques superficielles essais de perméabilité. le long du tracé  Compacité des formations rocheuses à traverser, influences des cassures importantes et diaclases  Nature du terrain à la sortie de la galerie Conduite  Nature du terrain support  Reconnaissance géologique à préciser par la suite forcée  Crainte d’éboulement  Protection de stabilité à la descente à prévoir suite aux séismes ou (genre maçonnerie ou retenue par cerclage en fer) grands orages cycloniques SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Centrale usine  Nature de l’assise  Reconnaissance par sondage tarière ou par  Niveau d’existence de géophysique réflexion roche massive 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur le fleuve Namorona, au niveau de la « chute d’Andriamanjavona ». Il est localisé dans le fokontany d’Ambiabe (secteur Mangalahenatra), Commune rurale d’Ambiabe, district d’Ifanadiana, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation de la zone est caractérisée par des formations secondaires de Savoka (principalement à Ravinala), ainsi que des formations buissonnantes (éricoïdes) à herbeuses. Des forêts dégradées se trouvent également en bas des versants. Plusieurs traces de défrichement sont observées dans la zone, notamment sur les versants. Sur les rives du fleuve, les formations ripicoles sont présentes d’une manière discontinue. Elles sont soit arbustives (mélangées avec Adina, Cyperus) soit arborées avec quelques pieds de Harungana et de Nuxia. Figure 11. Végétation au droit du site du barrage Du point de vue socio-économique, les deux principaux villages (Mangalahenatra Avaradrano et Mangalahenatra Atsimondrano) sont situés à environ 1km au Nord-ouest du site, en amont du pont. Les deux villages comptent au total une soixantaine de ménages. D’autre part, une quinzaine de petits hameaux sont localisés dans un rayon de 1km autour du site. Le plus proche se trouve à environ 250m au Sud du tracé de la conduite forcée. Ces hameaux sont généralement situés en hauteur, sur les versants. L’agriculture constitue l’activité principale locale. Pour la riziculture, la production se fait en deux saisons, voire trois : deux saisons pour la riziculture irriguée et une saison pour la riziculture pluviale. Les infrastructures hydroagricoles se limitent à des canaux creusés à la bêche à proximité des rizières (pas d’irrigation à partir du fleuve Namorona). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Les produits agricoles (riz, manioc, maïs, etc.) sont principalement destinés à l’autosubsistance. Néanmoins, certains produits sont quand même destinés à la vente (haricot, banane, café, et récemment le girofle) et apportent une part notable dans les revenus des ménages. Les jeunes des villages dans la zone pratiquent également la pêche aux anguilles et écrevisses. Les produits sont vendus soit au niveau du marché du chef-lieu de Commune Ambiabe, soit à Kelilalina ou Ifanadiana. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site G 191 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Des villages et hameaux sont présents dans les proches environs du site (dans un rayon de 1km autour du site), dont les villages de Mangalahenatra Avaradrano et Mangalahenatra Atsimondrano. L’implantation du projet impactera sur ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). La mise en place du barrage risque également de réduire la valeur socio-économique de la rivière en termes de ressources halieutiques (notamment pour les anguilles et écrevisses qui remontent la rivière). Les études ultérieures devront se pencher sur la nécessité de prévoir un système de libre passage des poissons. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site G 191 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.04 – Habitats naturels : le fleuve Namorona constitue un habitat pour des espèces halieutiques telles que les anguilles et les écrevisses. Toutefois, il ne s’agit pas d’habitats critiques, et des mesures d’atténuation pourront être réfléchies durant les études de planification et conception du projet, et mises en place. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (p.ex. aménagement de voie d’accès au site) qui pourraient correspondre à des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Le barrage envisagé (3 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Le potentiel de production du site et sa proximité du Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) le destine à être raccordé à ce dernier. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d’aménagement proposé est illustré à la figure ci-dessous et présenté en format A3 en Annexe 2 de ce rapport. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Figure 13. Schéma d'aménagement du site SF196 (détail en annexe) 3.2 Seuil et prise Un aménagement au fil de l’eau est proposé, avec un seuil transversal de 5m de haut, 100m de long, positionné en amont de la chute principale. Une vanne de vidange sera implantée dans le seuil afin de réaliser des chasses de sédiments en début de saison des pluies. La prise d’eau sera localisée en amont du seuil en rive droite. Figure 14. Site envisagé pour le seuil. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Figure 15. Massif rocheux en rive gauche. 3.3 Dessableur Etant donné les considérations relatives au transport solide, un dégraveur et dessableur sera placé en rive droite avant le départ en galerie avec rejet des sédiments vers l’aval de la chute principale. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau se compose d’une galerie d’un diamètre de 2.5m pour le débit garanti (Q95%) ou 4.2m pour le débit médian (Q50%) de 670m de long en rive gauche dont le profil de terrain est illustré à la figure suivante. Le tracé définitif de la galerie sera déterminé au terme des études géologiques et géotechniques détaillées. Il devra s’assurer qu’une épaisseur suffisante de roche de bonne qualité se trouve au dessus de ce tracé. La galerie aboutira dans un cheminée / chambre d’équilibre qui sera le départ de la conduite forcée. Altitude [m] Distance horizontale [m] Figure 16. Profil en long du terrain naturel au dessus du tracé de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale Pour le débit garanti, une conduite forcée aérienne de 1.40m de diamètre sera nécessaire alors que pour le débit médian, deux conduites forcées aériennes de 1.80m de diamètre seront suffisantes pour limiter la perte de charge à 5% de la chute brute. La/les conduite(s) auront une longueur de 190m. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95% Le projet prévoyant l’alimentation du Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF), il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation, d’augmenter sa disponibilité et de suivre au mieux l’évolution de la charge. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. La Figure 17. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. Compte tenu des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 2 320 kW tournant à 750 t/min.  Un générateur 690 V, 2185 kW/2425 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau. Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Un automate de centrale, gérant les trois groupes devrait également être prévu. Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50% Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95% restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 6 875 kW pour une vitesse de rotation de 500 t/min, celle du générateur étant de 6 460 kW/7 180 kVA pour une tension de 690V ou 5.5 kV. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 12km vers le Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) au niveau d’Ifanadiana. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 4 318 12 780 Productible annuel [GWh/an] 34.05 92.27 Débit de dimensionnement [m³/s] 8.5 24.4 Dénivelée brute [m] 65 Crue centennale [m³/s] 1 008 Longueur du seuil [m] 100 Hauteur du seuil [m] 5 Dessableur Déssableur de taille moyenne Longueur de galerie [m] 670 Diamètre de galerie [m] 2.5 4.2 Longueur de conduite forcée [m] 190 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.8 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 2 Nombre de groupes [pce] 2 2 Longueur de ligne [km] 12 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 2.1 Longueur de piste à réhabiliter [km] 5 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Dénivelée brute [m] 65 Débit d’équipement [m³/s] 8.5 (Q95%) 24.4 (Q50%) Puissance installée [kW] 4 318 12 780 Productible annuel moyen [GWh/an] 34.05 92.27 CAPEX hors accès et lignes [M$] 16.09 39.13 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.057 0.051 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 20.75 43.78 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.073 0.057 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : G 191 Village / Fokontany : Andriamanjavona / Mangalahenatra Commune / District : Ifanadiana / Ifanadiana – Vatovavy Fitovinany B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site G 191 se trouve au niveau de la chute d’Andriamanjavona, à ~500m du pont de Mangalahenatra. Le relief environnant le site est très accidenté avec des pentes fortes pouvant atteindre 45°. Le Namorona est le principal cours d’eau qui alimente la zone. Le fleuve prend sa source au Nord-Ouest dans le massif forestier de Ranomafana et coule sur une centaine de kilomètres avant de se jeter dans la mer. Le réseau hydrographique est relativement dense. Plusieurs affluents comme la Manandriana, la Sahamilamaka, la Sahavatona rejoignent le fleuve Namorona. Le bassin versant du Namorona est étroit et allongé de direction Ouest-Est, caractérisé par un profil en long très accentué (présence de plusieurs chutes). Au niveau de la chute Andriamanjavona S21°22'58.26" E47°36'0.24" Vue en amont du site G 191 S21°22'58.00" E47°36'0.23" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 VÉGÉTATION La couverture végétale est marquée par une importante mixité due aux conséquences cumulatives des défrichements continus dans la zone. Des reliquats de forêts naturelles relativement dégradées (à Tambourissa et à Weinmannia) se mélangent avec des formations secondaires (principalement des Savoka à Ravinala). Ces dernières sont associées avec des jachères, sous forme de végétations buissonnantes (éricoïdes) et/ou des mosaïques de culture. Les formations ripicoles longent le fleuve d’une manière discontinue. Elles peuvent être arbustives (mélangées avec Adina, Cyperus) ou arborées avec quelques pieds de Harungana et de Nuxia. L’écosystème de la zone est caractéristique des forêts de l’Est, subissant des défrichements continus. La succession végétale est très active, favorisée par le climat et les conditions pédologiques de la zone. Défrichement à proximité de la chute d’Andriamanjavona Lisière de forêt formée par un Savoka à Ravinala (S21°22'52.60" E47°35'54.85") OBSERVATIONS Le défrichement et/ou brulis est fréquent dans la zone étant donné l’étroitesse des bas-fonds et vallons, les versants constituent ainsi les principales zones agricoles. Tavy au milieu du Savoka à Ravinala SENSIBILITÉS Le site G 191 se trouve à une quinzaine de kilomètres à l’Est de l’Aire Protégée Ranomafana. A l’Est du site, à une dizaine de kilomètres se trouve la Nouvelle Aire Protégée « Corridor forestier Fandriana – Vondrozo » dont l’ONG Conservation Internationale est le promoteur. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Mangalahenatra, Commune rurale Ambiabe – District Ifanadiana (Région Vatovavy Fitovinany). Le site est accessible par une piste carrossable d’une dizaine de kilomètres à partir de la bifurcation de la route nationale 25 au niveau du village d’Ambatotongo. Il s’agit de la route nationale temporaire n°14 reliant Ifanadiana – Tolongoina – Ikongo. Commune rurale Ambiabe : Le site G 191 appartient à la Commune rurale d’Ambiambe qui est une Commune nouvellement créée en 2014. La Commune faisait partie de la Commune rurale d’Ifanadiana jusqu’en 2012. En 2014, la Commune comptait plus de 2 000 habitants de plus de 18 ans répartis dans ses 6 fokontany : Ambiabe, Ambinanidranotelo, Ankobaka, Ambalatenina, Ambalafasina, Sahavatana. A l’heure actuelle, la Commune ne possède ni bureau ni document officiel (PCD, Monographie). Les infrastructures sociales sont limitées à une infrastructure éducative (EPP) et au marché. En cas de maladie, la population rejoint soit le CSB de Ranomafana soit ceux d’Ifanadiana. Localités et villages : Le site se trouve dans le secteur Mangalahenatra dans le fokontany Ambiabe. Le secteur Mangalahenatra est composé de deux villages : le village de Mangalahenatra Avaradrano (au Nord de la rivière Namorona) et le village de Mangalahenatra Atsimondrano (au Sud de la rivière). Les deux villages comptent au total une soixantaine de ménages et ne possèdent qu’un seul EPP en termes d’infrastructure sociale de base (aucune infrastructure de santé, l’approvisionnement en eau se fait dans des sources en tête de vallons). Les deux principaux villages de Mangalahenatra se trouvent à moins de 1km du site prévu pour le barrage et la centrale. De même, plusieurs hameaux se trouvent aux alentours du site G191, mais généralement, ils se situent en hauteur, sur les versants. ACTIVITÉS La population locale vit exclusivement de l’agriculture. L’implantation des villages est conditionnée par la présence de l’eau (facile à aménager) et la situation topographique (présence de bas-fond, vallons et versants à pente plus modérée). Les infrastructures hydroagricole se limitent à des canaux creusés à la bêche à proximité des rizières (pas d’irrigation à partir du Namorona). La production rizicole se fait en deux saisons, voire trois : deux saisons pour la riziculture irriguée et une saison pour la riziculture pluviale. Parallèlement à la riziculture pluviale, la riziculture irriguée commence dès la fin du mois de juillet et se récolte en décembre. L’agriculture (riz, manioc, maïs, etc.) est destinée à l’autosubsistance. Certains produits agricoles sont destinés à la vente (haricot, banane, café et récemment le girofle) et apportent une large part des revenus des ménages. Chaque ménage fait du petit élevage de volaille, mais aussi l’élevage de zébu pour les activités rizicoles. Les jeunes des villages pratiquent également la pêche aux anguilles et écrevisses, vendus soit au niveau du marché du chef-lieu de Commune Ambiabe, soit à Kelilalina ou Ifanadiana. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Enquête à Mangalahenatra Espace arboricole en bordure du village Mangalahenatra Type d’habitation à Mangalahenatra Séchage de café AUTRES (SI La majorité de la population est Tanala, mais la Commune Ambiabe compte d’autres ethnies, notamment les Betsileo et POSSIBLE) Antesaka. A noter également, que pour avoir des sources monétaires rapides, la population pratique l’orpaillage au niveau du Namorona. Selon un notable du village, il est interdit d’utiliser des savonnettes (parfumées) ou de se laver dans le Namorona après avoir consommé de la viande de porc. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et via ble. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploitées et les campements existants. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Occupation des sols autour du site 400m : forêts dégradées (y compris les forêts ripicoles) : savoka à Ravinala : formations buissonnantes à herbeuses : parcelles de cultures : traces récentes de défrichement : hameaux SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 Défrichement sur la rive gauche du Namorona Sentier boueux menant au site G 191 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G191 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Madagascar: Small Hydropower Contract n°7171214 Resource Atlas (1-20MW) Site G407 Site Investigation Report SITE DE FANOVANA Rivière Sahatandra | Code Atlas: G407 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................5 2.1 Généralités ..............................................................................................................................5 2.2 Topographie ............................................................................................................................6 2.3 Hydrologie ...............................................................................................................................7 2.4 Transport solide .......................................................................................................................8 2.5 Géologie ..................................................................................................................................8 2.5.1 Cadre géologique ........................................................................................................................8 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................9 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................10 2.5.4 Risques majeurs ........................................................................................................................11 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 11 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................11 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................13 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................13 3 Conception envisagée ..................................................................................... 14 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 14 3.2 Seuil et prise .......................................................................................................................... 15 3.3 Dessableur ............................................................................................................................. 16 3.4 Amenée d’eau........................................................................................................................ 16 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 17 3.6 Equipements électromécaniques ............................................................................................ 17 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................17 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................18 3.7 Raccordement........................................................................................................................ 19 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 19 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 19 5 Annexes .......................................................................................................... 20 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 20 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 27 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 48.545 -18.915 Centrale hydroélectrique 48.546 -18.913 1.1 Données administratives Code du site G407 Nom du site Fanovana Rivière Sahatandra Bassin versant principal Rianila Province Toamasina Région Alaotra-Mangoro District Moramanga Commune Ambatovola Village Fanovana 1.2 Accès Le site est facile d'accès car situé non loin de la RN7 à partir de laquelle une piste permet d'accéder au pipeline d'une exploitation minière. Celle-ci permet de parvenir à la gare de Fanovana (bien que le dernier tronçon de 1.3 km n'était plus praticable au moment de la visite). A partir de celle-ci, il faut marcher 2km le long de la ligne de chemin de fer pour arriver au site. Pour l’aménagement du site, il sera nécessaire de réhabiliter environ 5km de piste et de créer 3.5km de piste pour accéder au barrage et à la centrale. Figure 1. Accès au site G-407 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Le site est situé à moins de 2km de l'axe de transport Andekaleka-Antananarive. Figure 2. Connexion du site à la ligne Andekaleka-Antananarive 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La chute est nette et concentrée en un seul tenant. Il n’existe à l’heure actuelle aucun aménagement hydroélectrique ou hydro agricole au droit du site. Par contre, celui-ci est situé à proximité immédiate de la ligne de chemin de fer reliant Antananarivo à Toamasina. Figure 3. Vue d'ensemble de la chute SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Figure 4. Chute de puis l'aval 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 16. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Sahatandra, affluent de la Rianila, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Sahatandra Bassin versant Rianila Superficie [km²] 520 Altitude moyenne [m a.s.l] 983 Indice des pentes [m/km] 2.8 Dénivelée spécifique [m] 64 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1842 Débit moyen interannuel [m³/s] 21.2 Q95% - débit garanti [m³/s] 5.4 Q50% - débit médian [m³/s] 16.7 Q30% [m³/s] 23.9 Crue décennale [m³/s] 646 Crue centennale [m³/s] 1351 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 2.4 Transport solide Le transport solide est très variable selon le débit qui est entrainé dans la rivière. La turbidité était bonne au moment de la visite (septembre 2014), mais on peut observer un transport solide important à travers l'historique d'images aériennes de Google (Novembre 2004, mai 2013 et mai 2014). Figure 6. Images aériennes Google en amont du site de respectivement novembre 2004, mai 2013 et mai 2014. Détail sur les matériaux transportés dans la rivière 2.5 Géologie 2.5.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est dominé par du granite migmatitique composé de quartz, feldspath et biotite à grains moyens avec forte proportion de feldspath. De direction générale N100E, cette SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 formation de base est recoupée des fois par des filons basaltiques qui sont parfois très épais. Des veines quartziques N20E plongeant à 30°E sont observées aussi de la même manière. Quant aux diaclases et petites cassures, elles sont multiples et souvent remplies d’intrusions quartziques (Figure 7). Figure 7. (A) Granite migmatique dominant le secteur et (B) diaclases et petites cassures remplies d'intrusions quartziques La morphologie est modelée par l’influence de deux directions de failles respectivement à N40W et N20E. Il s’ensuit une série séquentielle de plateaux où les masses rocheuses dominent en profondeur sous une mince couche métrique d’altérite. Elles affleurent largement le long de la rivière, fractionnées des fois en gros blocs par d’importantes cassures. L’altération latéritique est faiblement imposante sur tout le secteur. On ne rencontre que des altérites argilo-sableux rouge à marron en surface. Seuls les flancs abrupts des plateaux offrent de large couvert végétal. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise: L’axe préconisé du barrage traverse une masse de granite migmatitique étalée entre les deux berges et bien apparente en cette période d’étiage. A noter toutefois que la direction optée par la rivière ici est guidée par une des failles dominantes du secteur (N20E). Son passage est remarquable sur le terrain même en cette période d’étiage, orienté de l’amont vers l’aval. Aspect du terrain côté Rive Droite (RD): Le côté rive droite s’appuie sur la base d’une haute colline à forte pente, formée de granite migmatitique massif dont la partie superficielle est couverte de minces plaques latéritiques à faible couvert végétal. La masse rocheuse correspondante affleure largement au contact de la rivière. Aspect du côté Rive Gauche (RG): Le côté appui RG se présente d’une manière identique au côté rive droite avec présence de masse rocheuse au niveau de la rivière buttant la pente collinaire d’appui sous une épaisseur métrique de sol latéritique. La pente de la colline d’appui est toutefois moins forte que celle de la RD. Prise: Côté géologie, la zone de prise, qui représente à la fois l’ouverture de la galerie, est entièrement constituée de roche massive au flanc subvertical, s’apprêtant favorablement à une ouverture de galerie en roche. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 A noter cependant que le passage du chemin de fer se situe juste à quelques mètres seulement au- dessus du niveau de la rivière actuelle alors que la galerie devrait le recouper en dessous. Le niveau de l’ouverture de la galerie dépend par ailleurs de la hauteur adoptée du barrage Zone de passage de la Galerie: Le tracé de la galerie traverse un plateau constitué de formation massive de granite migmatitique. Son ouverture butterait la base du mur de soutènement de la voie ferrée. Il recoupe une seconde fois le passage de la voie ferrée en profondeur. La sortie va s’effectuer au sein de la même masse rocheuse. Conduite forcée: Le terrain est constitué de masse granitique sous une mince couche métrique d’altérite (sol compact marron rouge argilo-sableux). Centrale: La Centrale trouverait son appui de masse rocheuse sous une mince couche de dépôts alluvionnaires (constitués d’éboulis et d’argile latéritique) et quelques boules non en place. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Crainte de fuite sous la  Colmatage du passage faillé au pression de la retenue droit du barrage par injection de ciment ou autre système Appui RD  Pas de problème particulier  Quelques boules rocheuses à dégager Appui RG  Idem que précédemment  Idem que précédemment /qualité géotechnique du sol latéritique. Prise et Galerie  Crainte d’éboulement  Etude de l’état de compacité interne de la galerie suite à de la formation rocheuse au la vibration due au passage droit du passage de la voie incessante de train. ferrée (sondage carotté horizontal ou incliné) Conduite forcée  Pas de problème particulier  Observation géologique plus détaillée du passage finalement adopté pour la conduite forcée après détermination de l’issue de la galerie Centrale  Nature du terrain devant  Investigation par sondage servir de support de l’usine: tarière ou sondage rocheuse massive ? boules géophysique par réflexion en place ou non? latérite jusqu’à quelle profondeur ? SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 2.5.4 Risques majeurs Le passage de la galerie à proximité de la voie ferrée risque de ne pas avoir l’accord de la société du chemin de fer. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Sahatandra, au niveau de la « chute de Koma ». Il est localisé dans le fokontany de Fanovana, Commune rurale d’Ambatovola, district de Moramanga, Région Alaotra Mangoro. Du point de vue écologique, la région appartient au domaine de l’Est, caractérisée par une formation végétale sempervirente. Aux environs immédiats du site, la végétation est principalement formée par du Savoka sans éléments ligneux, à dominance de Psiadia altissima et Helychrysum. Néanmoins, en rive gauche de l’emplacement envisagé pour le barrage, on observe un îlot de forêt dense humide sempervirente plus ou moins dégradée, à dominance de Weinmannia et Tambourissa. Figure 8. Végétation de Savoka au droit du site du barrage Dans un rayon de 1km autour du site, le taux de recouvrement forestier est assez réduit (~25%). La végétation est relativement uniforme : le haut versant est recouvert par un peuplement d’Eucalyptus ; les versants sont occupés par du Savoka sans éléments ligneux, à dominance de Psiadia altissima, Aphramomum angustifolium et Helychrysum ; le bas versant, est occupé par des mosaïques de plantations (bananiers, cannes à sucre, manioc), comme pour le cas du site de la centrale. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Figure 9. Mosaïques de plantation sur le site de la centrale et les versants aux alentours Du point de vue socio-économique, le site se trouve à proximité (un peu plus d’1 km) de deux villages : au Sud-ouest du site, le village de Fanovana ; et au Nord-est du site, le village d’Ambodinikoma. Le village de Fanovana compte environ 1 600 habitants, tandis que le village d’Ambodinikoma compte une cinquantaine de toits. On observe également quelques hameaux et campements saisonniers dans les environs du site. De manière générale, les principales activités de la population locale dans la zone du site sont l’agriculture et la pêche. La pêche est pratiquée au niveau de la rivière Sahatandra ; il s’agit principalement de pêche aux anguilles et aux écrevisses. Par ailleurs, la rivière Sahatandra est également fréquentée pour des circuits en canoë kayak. L’agriculture est dominée par la riziculture, pratiquée sur deux saisons par an : la culture sur tanety (culture pluviale) et la culture de bas-fond (généralement irriguée à partir des cours d’eau affluents de la rivière Sahatandra). La riziculture est généralement associée à des cultures vivrières telles que le manioc, la patate douce,… ainsi que des cultures de rente telles que gingembre, café … Dans la zone du site, des traces de tavy (culture sur brûlis) sont également visibles, d’une part, par les jachères restantes (espèces graminéennes indicatrices de défrichement et de champ à l’abandon) et, d’autre part, par les cultures qui y sont pratiquées (bananiers, manioc, cannes à sucre). La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Figure 10. Occupation du sol dans la zone du site G 407 2.6.2 Contraintes socio-environnementales La mise en place du barrage risque de réduire la valeur socio-économique de la rivière Sahatandra, en particulier en termes touristique (utilisation de la rivière pour des circuits en canoë kayak), ainsi qu’en termes de ressources halieutiques (notamment pour les anguilles qui remontent la rivière). D’autre part, l’existence de la voie ferrée au droit du site constitue une contrainte socio - environnementale non négligeable. Un passage de train a lieu régulièrement, 4 fois par semaine (Moramanga-Toamasina et Moramanga-Ambila) ; l’intégration des travaux devra donc être réfléchie pour qu’ils ne deviennent pas des obstacles au trafic ferroviaire habituel, stratégique pour l’économie de la région. Enfin, des villages et hameaux sont présents dans les proches environs du site (dans un rayon d’un peu plus de 1km autour du site), dont le chef-lieu de fokontany de Fanovana et le village d’Ambidinikoma. L’implantation du projet impactera ces villages, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site G 407 sont les suivantes : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.04 – Habitats naturels : la rivière Sahatandra constitue un habitat pour des espèces halieutiques telles que les anguilles et les écrevisses. Toutefois, il ne s’agit pas d’habitats critiques, et des mesures d’atténuation pourront être réfléchies durant les études de planification et conception du projet, et mises en place. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones d’agriculture ou de plantations (à l’instar du site d’implantation de la centrale). Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Le barrage envisagé est un petit barrage (6 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 CONCEPTION ENVISAGÉE 3.1 Motivation des choix techniques La centrale serait à priori connectée au réseau national (RIA passant à proximité du site). A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 3.2 Seuil et prise Le seuil, positionné sur la barre rocheuse en amont de la chute d’eau, aura une longueur de 75m et une hauteur de 6m. La prise sera située en rive droite afin de permettre un by-pass du méandre situé juste en aval de la chute d’eau. La difficulté du site est de pouvoir relever le plan d'eau suffisamment pour permettre l'entrée dans la prise, sans mettre en péril la voie ferrée située à quelques mettre au-dessus de celle-ci. Figure 11. Emplacement du seuil envisagé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Figure 12. Ligne de chemin de fer à proximité immédiate du seuil 3.3 Dessableur Le dessableur sera situé peu après la prise, sur la portion de canal reliant celle-ci à la galerie. 3.4 Amenée d’eau Un canal d’environ 140 m permet la connexion entre la prise et la galerie. La section du canal (b x h) est de 2.70m x 1.7 m pour le débit garanti ou de 4.75m x 2.95m pour le débit médian. La galerie de l'aménagement, d’une longueur de 90m, sera située à 60m de la galerie du chemin de fer. Les études ultérieures devront confirmer que cette valeur est suffisante pour ne pas compromettre la stabilité des deux ouvrages. La galerie, de section circulaire, aura un diamètre de 2.0m pour le débit garanti ou de 3.5m pour le débit médian. Le profil de terrain au dessus de la galerie est présenté à la figure suivante. Figure 13. Profil de terrain au dessus de la galerie SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Figure 14. Galerie existante pour le chemin de fer 3.5 Conduite forcée et centrale Une conduite forcée de 1.20 m de diamètre (Q95%) ou de 2.00m de diamètre (Q50%) mènera le débit du bout du tunnel à la centrale. Sa longueur sera de 130m. Figure 15. Vue vers l'emplacement de la conduite forcée et de la centrale 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407  Une turbine Francis à axe vertical de 3 200 kW tournant à 750 t/min.  Un générateur 690 V ou 5.5 kV, 3 010 kW/3 345 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale. Figure 16. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer deux groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 5 010 kW pour une vitesse de rotation de 600 t/min, celle des générateurs étant de 4 710 kW/5 235 kVA pour une tension de 690 V ou 5.5 kV. Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 5km vers le Réseau Interconnecté de Antananarivo (RIA) à hauteur du village de Ambavaniasy. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 3010 9420 Productible annuel [GWh/an] 23.58 66.52 Débit de dimensionnement [m³/s] 5.4 16.7 Dénivelée brute [m] 68 Crue centennale [m³/s] 1 351 Longueur du seuil [m] 75 Hauteur du seuil [m] 6 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 140 Section du canal (b x h) [m] 2.7 x 1.7 4.75 x 2.95 Longueur de galerie [m] 90 Diamètre de galerie [m] 2 3.5 Longueur de conduite forcée [m] 130 Diamètre de conduite forcée [m] 1.2 2 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes [pce] 1 2 Longueur de ligne [km] 5 Voltage de la ligne [kV] 90 Longueur de piste à créer [km] 3.5 Longueur de piste à réhabiliter [km] 5 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 68 Débit d’équipement [m³/s] 5.4 (Q95%) 16.7 (Q50%) Puissance installée [kW] 3 010 9 420 Productible annuel moyen [GWh/an] 23.58 66.52 CAPEX hors accès et lignes [M$] 9.74 22.96 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.050 0.042 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 13.3 26.52 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.068 0.048 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : G 407 Village / Fokontany : Fanovana Commune / District-Région : Ambatovola / Moramanga - Alaotra Mangoro B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site G 407 se trouve au niveau de la « Chute de Koma ». La zone est entourée de plusieurs collines et est limitée par : - à l’Est par le complexe Marovoalavo - Antamponankay - Ambatosoa qui s’étend sur une altitude moyenne de 800m ; - au Sud par le sommet de Vohidrazana qui culmine à plus de 1 200m. La zone présente un relief très accidenté, caractérisé par des versants multi faces et à pentes fortes. Les vallons et bas-fonds sont étroits et n’occupent qu’une surface assez restreinte. Les versants sont, en majeure partie, défrichés par la pratique du « tavy ». La zone est traversée par de petites ruisseaux et rivières qui rejoignent la rivière principale Sahatandra. Au niveau du site, la rivière Sahatandra se trouve encaissée entre deux collines orientées Nord-Sud et qui culmine à plus de 800m. La Sahatandra coule en direction Est-Nord-Est, et passe au niveau d’Ambatovola à environ 7km, pour se déverser ensuite dans la rivière Vohitra à environ 15 km du site. VÉGÉTATION La zone appartient au domaine de l’Est caractérisé par une formation végétale sempervirente. La végétation aux environs immédiats du site est généralement formée par du Savoka sans éléments ligneux à dominance de Psiadia altissima et Helychrysum. Néanmoins, au niveau de l’emplacement du barrage, on observe un îlot de forêt dense humide sempervirente plus ou moins dégradée à dominance de Weinmannia, Tambourissa. Dans les années 60, de grands travaux d’exploitation forestière ont été entrepris dans la zone avec la construction du chemin de fer TCE (Tananarive Côte Est). Les différents stades de dégradation de la végétation, associés à une forte exploitation des versants par la culture sur brulis, font qu’actuellement dans les environs directs du site, la végétation est composée de formations arbustives ou herbacées. Toutefois, on remarque encore une partie de formation humide dégradée (IEFN 2005). Quelques lambeaux de forêt de reboisement, reliquat de la société Fanalamanga se trouvent dispersés sur les sommets et versants des collines. Ces reboisements sont constitués en général d’Eucalyptus. Dans un rayon de 1km autour du site, le taux de recouvrement forestier est assez réduit (~ 25%). La végétation est relativement uniforme : le haut versant est recouvert par un peuplement d’Eucalyptus ; les versants sont occupés par du Savoka sans éléments ligneux, à dominance de Psiadia altissima, Aphramomum angustifolium et Helichrysum ; le bas versant est occupé par des mosaïques de plantations (bananiers, cannes à sucre, manioc). Malgré la dégradation plus ou moins avancée de la zone, quelques massifs forestiers persistent encore à l’instar de la forêt de Vohidrazana (à 10km à vol d’oiseau au Sud du site) et de la réserve expérimentale de Vohimana (à 3km à vol d’oiseau à l’Ouest du site). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Savoka sans élements ligneux et plantation de Musa S18°54'57.71" E48°32'42.48" (Svk) en mis versant d’un BV Savoka Savoka sans élements ligneux en haut, mis et bas S18°54'57.63" E48°32'42.42" versant d’un BV GptEuc FDHS Îlot de forêt dense humide dégradée et groupement S18°54'56.86" E48°32'43.14" Eucalyptus sp en haut versant SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 l l Mosaïques de plantation (Mospl) (aval) sur S18°54'51.91" E48°32'47.59" l’emplacement de la centrale hydroélectrique et en mis versant BV OBSERVATIONS Au niveau du site G 407, les traces de Tavy sont visibles dans le paysage, d’une part par les jachères restantes (espèces graminéenne indicateurs de défrichement et de champ à l’abandon), mais aussi par les cultures qui y sont encore pratiquées (p.ex. bananiers, manioc, cannes à sucre). ZONES SENSIBLES Le site se trouve dans le voisinage de plusieurs sites protégés : - le Parc National d’Andasibe – Mantadia (à ~7km du site) - la Réserve Spéciale d’Analamazaotra (à ~12km du site) - le NAP Corridor Forestier Ankeniheny – Zahamena (à ~8km du site) - la réserve expérimentale de Vohimana (à ~3km du site) Ces sites protégés se trouvent exclusivement à l’Est du site G 407. En termes de biodiversité, la réserve expérimentale de Vohimana, reliquat de forêt qui a la même caractéristique que la forêt de Fanovana d’autrefois, abrite encore actuellement plusieurs espèces de lémurien comme le Babakoto (Indri indri), Varika Mena, Matavy Rambo. A noter également qu’une espèce d’oiseau « Newtonia fanovanae », découverte dans la forêt de Fanovana en 1933, porte le nom du village Fanovana. L’absence de végétation ligneuse sur les versants favorise le glissement de terrain, et de ce fait la sédimentation des zones situées en aval. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Fanovana - Commune rurale d’Ambatovola - district de Moramanga (Région Alaotra – Mangoro). En suivant la voie ferrée, le site est accessible sur environ 2km en partant du chef-lieu de fokontany. Commune rurale d’Ambatovola : 1 La commune rurale d’Ambatovola compte près de 10 500 habitants répartis dans 7 fokontany, soit une moyenne d’environ 1 600 habitants par fokontany. La Commune possède des infrastructures éducatives telles que des écoles primaires publiques (10) et un collège d’enseignement général (1). Toutefois, il n’y a pas encore de lycée dans la Commune. En termes de santé, la Commune rurale d’Ambatovola possède un Centre de Santé de Base niveau II mais également une clinique privée. Localités et villages : Le site se trouve à proximité de deux grands villages : - le village de Fanovana, également chef-lieu de fokontany Fanovana. Il compte environ 1 600 habitants pour 2 moins de 450 ménages répartis dans 6 quartiers. En termes d’infrastructures, le fokontany est alimenté par 3 un réseau d’alimentation en eau potable géré par une association privée, avec 12 bornes fontaines dont seulement 04 fonctionnelles ; une école primaire publique, et une gare ferroviaire, le tout se trouvant au niveau du chef-lieu de fokontany. En termes d’accessibilité, le fokontany est relié à la RN2 au niveau du village d’Ambavaniasy par une piste carrossable d’environ 5km à partir du village de Tombakata. Cette piste est la piste d’accès n°3 d’Ambatovy. Par voie ferré, la gare de Fanovana se trouve à une distante de 4 km de la Gare de Vohimana à l’Est et à 25km de la gare de Perrinet Andasibe. Le train passe 4 fois par semaine faisant l’aller-retour Moramanga – Toamasina le lundi (aller) et mardi (retour) ; et l’aller-retour Moramanga – Ambila les Jeudi (aller) et Vendredi (retour). - le village d’Ambodinikoma se trouve en aval du site G 407 au bord de la Sahatandra, au pied de la chute de Koma. Il compte environ une cinquantaine de toits et est traversé à l’Est par la voie ferrée qui relie Fanovana au Chef-lieu de la Commune rurale d’Ambatovola. Il existe également quelques hameaux et campements appelés localement « pôtro » dans les environs directs du site. Ces campements sont généralement saisonniers : occupés 6 mois par an pour une durée maximale de 5 ans. 1 CREAM 2009 – Monographie de la Région Alaotra – Mangoro / Annexe 1 2 Donnée : Fokontany, Recensement 2013 3 CREAM 2009 – Monographie de la Région Alaotra – Mangoro / Annexe 3 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Habitat dans le fokontany/village Fanovana Gare de Fanovana Borne fontaine fonctionnelle à Fanovana Ecole Primaire Publique à Fanovana ACTIVITÉS La population dans les environs du site G 407 pratique principalement l’agriculture et la pêche : - l’agriculture est dominée par la riziculture, avec deux saisons par an : la production sur tanety (pluviale) et la production de riz de bas-fond (généralement irriguée à partir des petites rivières affluent de la Sahatandra : les champs de cultures irrigués ne sont pas directement sous l’influence de la rivière Sahatandra). L’exiguïté du relief n’est pas favorable au développement de la riziculture irriguée. En effet, les bas-fonds sont généralement étroits dans la zone. La population locale reçoit des appuis techniques de la part des techniciens d’Ambatovy pour améliorer la production de la riziculture irriguée : dotation de matériels agricoles, intrants et semences améliorés. La riziculture est généralement associée à des cultures vivrières (manioc, patate douce…) et des cultures de rentes, notamment le gingembre, la banane, le café et quelques cultures maraichères. - La rivière constitue également une source de revenu de la population locale, notamment par la pêche aux anguilles et aux écrevisses. La prise est vendue soit à Ambavaniasy (RN2) soit au niveau des grands villages (chef-lieu de fokontany et/ou chef-lieu de Commune). Culture maraichère sur la berge de la Sahatandra Culture de manioc sur versant SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Bananier en bordure de la Sahatandra Caféier au village de Fanovana AUTRES La majorité de la population est d’origine Bezanozano et Betsimisaraka. L’activité minière la plus proche est la mine et l’usine de graphite à Falierana Andasibe. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☒ La rivière Sahatandra constitue un habitat pour des espèces halieutiques telles que les anguilles et les écrevisses. PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Le site n’est pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploitées. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site G407 Occupation des sols autour du site 100m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 26 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 27 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE SF011 Rivière Marimbona | Code Atlas: SF011 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................5 2.1 Généralités ..............................................................................................................................5 2.2 Topographie ............................................................................................................................6 2.3 Hydrologie ...............................................................................................................................7 2.4 Transport solide .......................................................................................................................7 2.5 Géologie ..................................................................................................................................8 2.5.1 Cadre géologique ........................................................................................................................8 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................8 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................10 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 11 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................11 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................12 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................13 3 Conception envisagée ..................................................................................... 14 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 14 3.2 Seuil et prise .......................................................................................................................... 14 3.3 Dessableur ............................................................................................................................. 15 3.4 Amenée d'eau ........................................................................................................................ 15 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 15 3.6 Equipements électromécaniques ............................................................................................ 16 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................16 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................17 3.7 Raccordement........................................................................................................................ 17 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 18 5 Annexes .......................................................................................................... 18 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 18 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS Longitude [°] Latitude [°] 84) Prise d’eau 49.421 -16.912 Centrale hydroélectrique 49.446 -16.918 1.1 Données administratives Code du site SF011 Nom du site SF011 Rivière Marimbona Bassin versant principal Marimbona Province Toamasina Région Analanjirofo District Soanierana-Ivongo Commune Andapafito Village Fotsialanana/ Marolambo Carte topographique de référence Carte topographique n°V42 (échelle 1:50,000) 1.2 Accès L'accès se fait actuellement à partir de Soniera-Ivongo. Les pirogues arrivent à Fotsialanana, il existe une plateforme artisanale en rive droite menant jusqu’Amboninanto. Pour l'accès à l'aménagement, si ce dernier est confirmé en rive gauche, il semble plus avantageux de prévoir la traversée à Soniera Ivongo (avec le bac en service qui dessert la RN5), puis de prévoir une piste en rive gauche. Il faudra alors créer environ 33 km de piste (30km pour accéder au site et 3km de pistes internes au site). Figure 1. Accès à partir de Fotsialanana SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Ce site pourrait alimenter Soniera Ivongo et les agglomérations de la côte est aux alentours de Soniera-Ivongo. Soniera-Ivongo est actuellement alimentée en électricité par un groupe thermique, essentiellement en soirée. Figure 2. Le site peut alimenter l'axe entre Sonierana Ivongo et Fenoarivo Atsin 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Plusieurs séries de petites chutes se suivent sur une boucle de 5.7km pour former une dénivelée de 100m. Il n’existe donc pas de chute nette, et la topographie est très mouvementée, ce qui réduit les possibilités d'aménagement de canaux. Il n’existe à l’heure actuelle aucun aménagement hydro agricole ou hydro électrique au droit du site. Figure 3. Vue d'ensemble du tronçon ayant une dénivelée de 100m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Figure 4. Vue d'ensemble sur le crochet du milieu de la boucle Figure 5. Détail sur l'une des chutes qui forment la dénivelée totale de 100m 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Marimbona, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Marimbona Bassin versant Marimbona Superficie [km²] 1459 Altitude moyenne [m a.s.l] 801 Indice des pentes [m/km] 4.5 Dénivelée spécifique [m] 173 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1631 Débit moyen interannuel [m³/s] 55.2 Q95% - débit garanti [m³/s] 17.1 Q50% - débit médian [m³/s] 45.1 Q30% [m³/s] 61.5 Crue décennale [m³/s] 1815 Crue centennale [m³/s] 3546 2.4 Transport solide Comme la plupart des rivières dont une partie non négligeable du bassin versant est en dehors de la forêt, dans une zone cultivée et exposée, le transport solide est important en cas de crues, comme l'attestent les dépôts visibles sur les berges. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 2.5 Géologie 2.5.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est dominé par de la migmatite granitoïde à grains moyens et grossiers de quartz, de feldspath, biotite. De texture porphyroblaste hétérogranulaire, elle se présente parfois à l’état de rocher massif au niveau de la rivière et sur les bordures, mais le plus souvent on l’observe sous forme de blocs rocheux aussi bien sur les rives que sur les versants des collines. On note la présence de quelques gros blocs de gabbro (verdâtre) le long de la rivière. L’altération latéritique est relativement faible (ordre du mètre) et le système de lavakisation ne s’impose pas. La surface est plutôt tapissée de végétation luxuriante. Du point de vue tectonique, les failles importantes sont rares. Toutefois 2 directions de cassures prédominent qui sont des diaclases ouvertes suite à la décompression superficielle. Elles se recoupent en diagonale (N20 W et N240 E), toutes deux à pendage vertical. L’une d’elle est d’ailleurs suivie par l’écoulement de la rivière au niveau du barrage. Migmatite granitoïde Figure 7. Contexte géologique de base 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise (Figure 8): une masse rocheuse en place se trouve immergée sous l’eau courante. A noter que dans le secteur, les migmatites en place sont subhorizontales avec un faible plongement vers l’amont, ce qui favorise l’assise pour le barrage. Reste à savoir si aucune cassure importante, genre diaclase ouverte, ne démarque le fond rocheux, ce qu’il faudrait encore voir ultérieurement. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Figure 8. Aspect de l'assise. A noter l’existence de grosses chutes (H ≈ 8m) plus en aval et celle d'une zone d'étranglement de faible largeur ( L= 7 m) avec chute en amont de H ≈ 2m (Site dans une zone de montagne et village de Marolambo). Aspect du côté Rive Gauche (RG) (Figure 8): Le côté appui rive gauche est constitué de colline élevée faiblement latéritisée en surface (ordre du mètre). Elle se termine à la base par une vaste masse rocheuse de migmatite granitoïde en place. On note toutefois sur les parties affleurantes de base la tendance au débitage en boules, favorisées par l’ouverture des diaclases due à la décompression superficielle. Aspect du côté Rive Droite (RD) (Figure 9): Contrairement au côté RG le Côté Appui Rive Droite est marqué par l’absence de roche massive en place directement observable sur le terrain. De nature montagneuse il est à fort couvert végétal. La latéritisation est également de faible épaisseur (ordre du mètre) tout en incluant des boules en place apparaissant des fois sur le flanc des collines. De ce fait se cumulent à la base les boules entraînées par le courant lors de la période de crue et celles dévalant la pente en période cyclonique. Le rebord de la rivière se trouve ainsi couvert de boules grossières. Figure 9. Aspect en rive droite. Galerie et prise: La prise et l’ouverture de la galerie vont s’effectuer sur de la roche massive en place (cf. appui RG), moyennant la présence de diaclases ouvertes. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 La galerie va traverser le plateau granitique d’Ambatoharanana (textuellement veut dire zone rocheuse) formé roche granitoïde compacte assez étroitement diaclasée. Faiblement latéritisé en surface, il est constituée de la même nature pétrographique (cf. photo carte géologique) qui est toujours de la migmatite granitoïde décrite précédemment. Se méfier cependant des diaclases ouvertes superficiellement par décompression et qui devraient exister en intermédiaires, surtout à la hauteur des digitations des ruisseaux joignant la rivière Marimbona (Figure 1). Conduite forcée: Elle sera implantée sur une pente collinaire latéritique pouvant inclure des boules rocheuses en place. Usine de la Centrale : On note la présence de roche massive en place affleurant au niveau de la rivière avec des boules éparses couvrant le rebord et la base collinaire (Figure 10). Figure 10. Roche massive affleurant en aval du site. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN À RÉALISER Assise barrage  Présence de diaclases ouvertes  Observation géologique à sec. Essai de traversant la masse rocheuse de perméabilité à faire par la suite si la fond cassure existe pour déterminer l’importance des travaux de colmatage à réaliser par injection Appui RG Fuites occasionnées par la  Essai de perméabilité sur ces diaclases présence de diaclases ouvertes ouvertes au niveau du passage de du côté appui RG l’appui afin de prévoir l’importance du colmatage à réaliser par injection. Appui RD  Présence de roche massive en  Fouilles mécaniques et sondages place sous les amas de boules carottés pour déterminer l’existence ou rocheuses rencontrées sur le non de la roche massive en place en rebord de la rivière. dessous SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Galerie  Niveau de la surface rocheuse  Sondage par géophysique réflexion compacte du plateau d’Ambatoharanana  - Compacité de la masse  Série de sondages carottés le long du rocheuse à percer et présence de passage de la galerie pour tester diaclases ouvertes sous forme de l’existence de diaclases ouvertes cassure éventuelles avec essai de perméabilité s’il y en a. Conduite forcée  Nature et état du terrain à  Observation géologique plus détaillée traverser du passage choisi Centrale  Niveau d’existence de la masse  Fouille mécanique et sondage carotté rocheuse servant d’appui pour ou géophysique réflexion pour l’usine déterminer le niveau de roche massive continue 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Marimbona. Il est localisé dans le fokontany de Marolambo, Commune rurale d’Andapafito, district de Soanierana Ivongo, Région Analanjirofo. Du point de vue écologique, la région se caractérise par une formation végétale sempervirente du domaine de l’Est, marquée par une anthropisation du milieu plus ou moins avancée. Les environs immédiats du site sont formés par une mosaïque de « savoka » et de plantations de girofliers. Les « savoka » sont des formations secondaires à dominance de bambou (Nastus) et/ou de Ravinala (Ravenala madagascariensis), avec ou sans éléments ligneux, conséquences des défrichements répétés. Les girofliers sont de différents âges et dominent le paysage. Aussi bien de nouvelles plantations de que d’anciennes plantations sont observées dans la zone. Quelques pieds de girofliers sont également mélangés avec la végétation des savoka. Par ailleurs, quelques pieds de vanilliers et de caféiers sont observés à l’intérieur des « savoka ». Figure 11. Aperçu de la végétation au niveau de la prise SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Du point de vue socio-économique, quelques villages ainsi que hameaux/campements sont observés dans le voisinage direct du site. En particulier, le village d’Ambodinanto se trouve à ~500m en aval de l’emplacement de la centrale, sur la rive droite de la rivière. Ce village compte plus d’une centaine de cases qui longent la rivière. Un hameau est également identifié à proximité du tracé de la galerie. En outre, des tombeaux ont été observés dans la zone. La population locale pratique principalement l’agriculture, notamment la riziculture (sur bas fond et sur les versants) et la culture vivrière (manioc, patate douce, maïs, canne à sucre) généralement sur versant. Les parcelles de cultures, notamment les rizières peuvent être aménagées en terrasses ou parfois sur les berges. Par ailleurs, la production locale de girofle contribue fortement à l’économie locale. Le girofle est vendu sous forme de clou ou d’huile essentielle. Aussi, quelques unités d’extraction artisanales sont identifiées dans la zone. Elles sont formées principalement par un abri, construit avec des matériaux locaux, et un ou des alambics artisanaux. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site SF 011 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Des hameaux et campements ainsi que quelques villages, à l’instar d’Ambodinanto, se trouvent dans les proches environs du site (dans un rayon de 1km autour du site des infrastructures SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 prévues). L’implantation du projet impactera ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture et de plantations de girofliers, ainsi que quelques habitations/campements situés en amont du site pourraient éventuellement être affectés, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. La zone est marquée par la présence de plantations de girofliers et de champs de culture. Le projet risque d’empiéter sur ces surfaces, entraînant ainsi une perte de ressources pour les communautés concernées. Par ailleurs, quelques tombeaux sont présents d’une manière disparate dans la zone à proximité du site (dans un rayon de 1km autour du site infrastructures prévues et le long de l’accès vers le site) . Les travaux (p.ex. libération d’emprise, aménagement d’accès,...) pourraient potentiellement entraîner la destruction de ce type de patrimoine. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF 011 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.11 – Patrimoine culturel : plusieurs tombeaux et stèles sont présents à proximité du site du projet. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones de plantations de girofliers et d’agriculture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. Le barrage envisagé est encore classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 3 CONCEPTION ENVISAGÉE 3.1 Motivation des choix techniques Le site serait destiné à alimenter la ville de Sonierana Ivongo et les villages côtiers environnants, en fonctionnement réseau isolé. Dès lors, la centrale devrait être capable de fournir de l'énergie toute l'année. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. Figure 13. Schéma d'aménagement du site SF011 3.2 Seuil et prise Le seuil se situerait dans un élargissement donnant naissance à de petits îlots végétalisés. Le seuil aurait une longueur importante (250m) mais une hauteur limitée (4m). La prise s’effectuerait en rive gauche. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 3.3 Dessableur Etant donné la hauteur de chute et la longueur du tunnel, l'aménagement devra impérativement être doté d'un système de dessablage. D'un point de vue topographique, il semble a priori possible de réaliser celui-ci juste en aval de la prise. Ceci devra toutefois être confirmé une fois la problématique hydrologique déterminée. Figure 14. Vue sur les premières chutes, où le seuil est envisagé. 3.4 Amenée d'eau Un canal de 30m de long et dont la section (b x h) serait de 4.80m x 3.00m pour le débit garanti ou de 10.05m x 3.75m pour le débit médian permettrait d’acheminer l’eau à l’entrée de la galerie. Celle-ci serait rectiligne, d’une longueur de 2 460 0m et de section circulaire (diamètre de 3.50m pour Q95% ou de 4.70m pour Q50%). Le profil en long du terrain naturel au dessus de la galerie est représenté sur la figure suivante. Figure 15. Profil de terrain au-dessus de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale Deux conduites de 1.40m de diamètre pour le débit garanti ou trois conduites de 1.80m pour le débit médian achemineraient l’eau de la cheminée d’équilibre située à la fin de la galerie jusque la centrale. Elles auraient une longueur d’environ 365m. La centrale serait située sur la rive gauche, dans l’amorce d’un méandre dans la rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas où le projet prévoit l’alimentation en réseau isolé de Sonierana Ivongo et des villages côtiers, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Le débit d’équipement choisi étant le débit médian, et compte tenu du potentiel du site, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation, d’augmenter sa disponibilité et de suivre au mieux l’évolution de la charge. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 6 940 kW tournant à 600 t/min.  Un générateur 690 V ou 5.5 kV, 6 520 kW/7 245 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. Figure 16. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer trois groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 12 020 kW pour une vitesse de rotation de 500 t/min, celle des générateurs étant de 11 300 kW/12 550 kVA pour une tension de 5.5 kV. Un automate de centrale, gérant les trois groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 90kV d’environ 30km vers Sonierana Ivongo et les villages côtiers avoisinants. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 12 480 33 900 Productible annuel [GWh/an] 96.79 243.96 Débit de dimensionnement [m³/s] 17.1 45.1 Dénivelée brute [m] 95 Crue centennale [m³/s] 3 546 Longueur du seuil [m] 250 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 30 Section du canal (b x h) [m] 4.8 x 3 10.05 x 3.75 Longueur de galerie [m] 2 460 Diamètre de galerie [m] 3.5 5.7 Longueur de conduite forcée [m] 365 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.8 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 2 3 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Nombre de groupes [pce] 2 3 Longueur de ligne [km] 30 Voltage de la ligne [kV] 90 Longueur de piste à créer [km] 33 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 95 Débit d’équipement [m³/s] 17.1 (Q95%) 45.1 (Q50%) Puissance installée [kW] 12 480 33 900 Productible annuel moyen [GWh/an] 96.79 243.96 CAPEX hors accès et lignes [M$] 66.53 151.89 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.082 0.075 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 91.39 176.75 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.113 0.087 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : SF 011 Villages / Fokontany : Ambinanifandrotra / Marolambo Commune / District-Région : Andapafito / Soanierana Ivongo - Analanjirofo B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site SF 011 est situé dans la vallée de la Marimbona. La zone est constituée par une succession de petites collines dépassant rarement 300m d’altitude, à l’exception du sommet d’Antrafonomby qui culmine à 485m d’altitude (à 3km à vol d’oiseau au Sud-Ouest du site). Les bas-fonds alimentés par un réseau hydrographique dense sont marqués par une étroitesse généralisée, offrant malgré cela des zones cultivables (rizières). La rivière Marimbona est la principale rivière de la zone. Elle prend sa source au niveau du plateau de Marovoalavo. La Marimbona coule d’Ouest en Est et se jette dans l’Océan Indien au niveau de Soanierana Ivongo. De nombreux affluents alimentent celle-ci aussi bien en amont qu’en aval du site. On remarque ainsi que certains noms de localités ont été tirés des noms de ces affluents : - Village Ambinanisarana : à l’embouchure de la rivière Sarana ; - Village Ambinanifandroatra : à l’embouchure de la rivière Fandroatra, etc SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Il est important de mentionner qu’entre le site de prise et le site de la centrale, deux autres rivières en rive droite se jettent dans la Marimbona : Nampona qui traverse le village de Marolambo et Bihotsahely plus en aval, à proximité de la centrale. VÉGÉTATION La végétation primaire dans la zone est caractérisée par une forêt humide de basse altitude (< 800m). Dans un rayon de 1km autour du site, la végétation primaire a laissé la place aux formations secondaires et/ou formations arbustives dégradées « savoka » à dominance de bambou et/ou de Ravinala avec ou sans éléments ligneux. Ces types de formations sont dus soit à des défrichements, soit à des passages répétitifs de feux, notamment pour la culture sur brulis. La végétation longeant la rivière et les cours d’eau est marquée par la présence de Typhonodorum, Raphia farinifera, Pandanus. Par ailleurs, des plantations de girofliers occupent une grande partie de la zone. Les girofliers se mélangent avec la végétation des savoka dans certains cas. Girofliers Savoka à bambou Savoka à Ravinala Campement Paysage au niveau de la centrale S16°55'53.28" E49°25'52.70" Girofliers Savoka Savoka à bambou à Ravinala Paysage au niveau de la prise S16°55'0.66" E49°25'12.27" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Campement Aspect général de la végétation : dominé par des formations secondaires à bambou et Ravinala S16°55’21.22 E 49°25’01.63 OBSERVATIONS Le paysage général est actuellement anthropisé autour du site. La grande partie des versants sont actuellement couverts de girofliers, de vanilliers, de caféiers (aux alentours des habitations) et de bananiers. Ce sont les principales sources locales de revenus. ZONES SENSIBLES La rivière Marimbona constitue la limite Sud de la Réserve Spéciale d’Ambatovaky, qui se situe à une vingtaine de kilomètres en amont du site SF011. Il est à noter que cette réserve est la plus grande réserve spéciale à Madagascar et aussi la plus vaste forêt de basse altitude après le Parc National de Masoala. Elle s’étend sur 60 050 ha, et héberge plusieurs espèces endémiques comme les lémuriens, des oiseaux parmi lesquels les plus rares au monde « le Serpentaire de Madagascar ou Eutriorchis astur ». Elle a été instituée en Réserve Spéciale dès la fin des années 50 (1958). Après une redélimitation en 2010, la réserve a été classée dans la catégorie IV (aires de gestion des habitats/espèces) dans la classification de l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Commune rurale d’Andapafito : 1 La Commune rurale d’Andapafito qui s’étend sur près de 1 500 km² comptait environ 23 000 habitants en 2009 . Elle est subdivisée en 16 fokontany soit environ 1 400 habitants par fokontany. La Commune est accessible seulement à pied depuis Soanierana Ivongo et/ou en bateau en longeant la rivière Marimbona. Quelques villages longent cette rivière. 2 3 Sur le plan éducatif, la Commune est assez bien desservie avec 45 écoles (30 écoles publiques dont 29 EPP et 1 CEG ; 13 écoles communautaires et 2 écoles privées). Par contre, pour les autres infrastructures, on note une importante 4 insuffisance notamment en termes de santé (seulement 2 CSB : 1 CSB1 et 1 CSB2) et d’accessibilité à l’eau (aucune infrastructure d’eau potable, la population s’approvisionne au niveau des rivières). Villages et hameaux : Les principaux villages dans les environs se trouvent le long de la rivière Marimbona. Dans le voisinage direct du site SF 011, on note quelques villages et hameaux/campements. En particulier, 3 villages comptent plus d’une centaine de cases dont le plus proche est Ambodinanto (~ 500m en aval de la centrale), Marolambo (~ 800m au Sud de la prise), Ambinanifandrotra (~ 1 500m au Nord de la prise). Le village de Mangabe se trouve à ~2km au Nord-Est de la centrale. Le chef-lieu de Commune d’Andapafito se trouve à environ 5km à vol d’oiseau à l’Ouest de la prise. Les villages longent généralement les cours d’eau, notamment Ambinanifandrotra, Ambodinanto, Mangabe longent Marimbona. Quelques tombeaux ont été observés lors des investigations dans la zone. ACTIVITÉS Par ordre d’importance, la production locale est le girofle, le riz, le café et la vanille. Parmi les cultures vivrières, les plus fréquentes sont le manioc et le maïs. Les villages sont généralement entourés par des champs de cultures et des plantations arboricoles. Le girofle est produit sous forme brute (clou de girofle), ou transformé en huile essentielle. Quelques unités locales d’extraction d’huiles essentielles ont été observées sur les lieux. En général, les plantations de girofliers jouxtent les parcelles de cultures (cultures sèches, rizières…). Les pratiques culturales utilisant les défrichements et les feux (tavy) sont encore fréquents dans la zone et constituent les principaux facteurs de dégradation de l’écosystème local. 1 CREAM 2009, Monographie de la Région Analanjirofo 2 EPP : Ecole Publique Primaire 3 CEG : Collège d’Enseignement Général 4 CSB : Centre Santé de Base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 Savoka à Bambou Girofliers Unité d’extraction Savoka à d’huile essentielle Ravenala Tavy de girofles Mosaïque de cultures Aperçu général sur les tanety S16°55’22.24 E49°25’03.92 Extraction d’huiles essentielles à partir des branches et S16°55’45.18 E49°26’11.79 feuilles de girofliers Dispositions des rizières en terrasses S16°55’58.75 E49°26’43.89 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☒ Quelques tombeaux sont présents dans la zone et peuvent être impactés par l’aménagement de l’accès et/ou des infrastructures. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise ainsi que la présence des infrastructures peut impacter sur les parcelles exploitées et les campement s existants. L’augmentation du niveau de la rivière en amont du barrage peut impacter sur les villages/hameaux longeant le cours d’eau. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Mais application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m Occupation des sols autour du site Vue d’ensemble de l’amont vers l’aval du site Trafic fluvial le long de la Marimbona Type de campements saisonnier Type d’irrigation précaire, réalisé avec des troncs de bambou SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF011 1 200m : plantation de girofliers : parcelles de cultures : mosaïques savoka/girofliers : défrichements récents : villages : hameaux/campement SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 25 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE SF015 Rivière Maningory | Code Atlas: SF015 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 6 2.3 Hydrologie Préliminaire ........................................................................................................... 7 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 8 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 8 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................8 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................9 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................9 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 10 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................10 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................12 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................13 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 13 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 13 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 14 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 14 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 14 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 14 3.6 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 15 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................15 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................16 3.7 Raccordement ....................................................................................................................... 17 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 17 5 Annexes ........................................................................................................... 18 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 18 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] barrage 48.731 -17.406 Centrale hydroélectrique 48.733 -17.405 1.1 Données administratives Code du site SF015 Nom du site SF015 Rivière Maningory Bassin versant principal Maningory Province Toamasina Région Alaotra-Mangoro District Amparafaravola Commune Andrebakely Village Le village Ambinaninandampy se trouve à 100m en amont du site 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la N44, qui longe le Lac Alaotra, au niveau de la ville d’Andromba en empruntant la piste en direction de l’est. Cette piste est carrossable jusqu’Ambatomafana. Sur 7 km à partir d’Andromba le reste du trajet n’est accessible qu’à pied. La réalisation d’un projet hydroélectrique nécessitera la réhabilitation de la piste depuis le pont de d’Andromba sur environ 10 km en plusieurs tronçons. L'accès au barrage et à la centrale depuis Ambatomafana est à créer, mais dans une zone relativement favorable sur 18 km. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière au droit du site présente une chute avec une pente bien marquée qui fait le tour d’un massif rocheux. Cette configuration permet d’utiliser une dénivelée brute de 19 m pour la production d’hydroélectricité en court-circuitant un tronçon de rivière de 645 m par la création d’une galerie de 190 m. Le site est intéressant pour alimenter les villes et villages autour du Lac Alaotra qui bénéficient déjà d’un début de réseau opéré par une société privé BETC-Nanala. À souligner que la rivière Maningory bénéficie d’une régulation naturelle liée au Lac Alaotra en amont. Cette régulation comporte plusieurs aspects positif sur les futurs aménagements en aval du lac : 1/ le lac permet de stocker, lors des événements pluvieux, un volume d’eau qui aurait été perdu ; 2/ il permet d’écrêter les crues et ainsi de les atténuer ; 3/ le lac agit comme un gigantesque bassin de sédimentation ce qui diminue le transport solide dans la Maningory. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. À noter que le site potentiel est suivi par un deuxième tronçon intéressant au niveau hydraulique à 10 km à vol d’oiseau en aval sur la Maningory. A terme, en fonction de l’évolution de la demande, ce deuxième tronçon pourrait constituer une possible extension du projet (centrales en cascade). Figure 2. Carte topographie du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Figure 3. Image satellite du site Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Vue du tronçon de rivière. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 13. Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Figure 9 Courbes de niveaux générées sur base du MNS 2.3 Hydrologie Préliminaire Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Maningory au site d’intérêt. Cependant des données mensuelles de débit existent au niveau d’une station située à l’exutoire du lac Alaotra sur la Maningory (station d’Andromba). Cette station, installée et gérée par l’ORSTOM, a fourni des données durant la période 1978 à 1988. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées par extrapolation des mesurées disponibles à la station d’Andromba. Compte de tenu de la faible résolution temporelle des données disponibles, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Maningory Bassin versant Maningory Superficie [km²] 8 474 Altitude moyenne [m a.s.l] 915 Indice des pentes [m/km] 0.9 Dénivelée spécifique [m] 83 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1 189 Débit moyen interannuel [m³/s] 71.6 Q95% - débit garanti [m³/s] 8.6 Q50% - débit médian [m³/s] 46.9 Q30% [m³/s] 82.7 Crue décennale [m³/s] 363 Crue centennale [m³/s] 860 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (juin 2015), la turbidité était bonne, inférieure à 40 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins en de nombreux endroits démontre l’existence d’un transport solide à certaines périodes de l’année. Ce transport solide est cependant atténué par la capacité de sédimentation et piégeage du lac Alaotra en amont. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est dominé par des migmatites granitoïdes à gros grains de quartz et de feldspath avec de riches traînées de biotite. Direction de foliation NS. Le tout est fortement marqué de diaclases avec deux directions dominantes à N30E et N70W. Cette présentation facilite le débitage en boules rocheuses incrustées dans de l’altération latéritique que l’on observe sur les pentes des collines. Suite à de grandes intempéries (séismes, grands orages cycloniques) certaines finiraient par dévaler la pente. Le pendage est subhorizontal. La décompression superficielle provoque ainsi une desquamation plane (Figure 10). Cette partie de la rivière présente plusieurs chutes successives. Des rochers d’apparence massive affleurent aux alentours des chutes en cette période de début d’étiage Figure 10 Détail géologique Nota : Lors de la visite de site, l’équipe géologique n’a pas pu accéder aux appuis. En effet, pour l’appui RG, il n’était pas possible de traverser la rivière et pour l’appui RD le passage était bloqué par une autre rivière, affluent de la rivière principale. Les observations ont par conséquent été réalisées à distance. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise : De ce côté l’axe du barrage devrait trouver une assise en roche massive en place sous une mince couche sableuse et une série de boules non en place déposées par le courant en période de crue. Aspect du terrain côté Rive Gauche (RG): Le côté Appui RG est représenté par la terminaison Est de la colline de Maromaniry. Cette dernière est entièrement latéritique d’apparence, sauf à la base où affleurent des boules rocheuses qui font suite à certaines masses rocheuses observées au niveau de la rivière même. Nota : La constitution latéritique de cet appui RG devra être confirmée à un stade ultérieur. Aspect du terrain côté Rive Droite (RD): Ce sont des boules non en place qui prédominent à la base. A noter que le flanc de la colline qui surplombe la rivière de ce côté est truffé de boules prêtes à dévaler la pente sous l’effet de grandes intempéries (cyclone, séismes …) Passage de la Galerie: Le tracé préliminaire de la galerie est caractérisé par une morphologie du terrain naturel fortement accidentée (succession de colline et de dépression). Par conséquent, ce tracé devra être confirmé lors des études ultérieures. Conduite forcée: Le terrain est constitué de latérite incrustée de boules en place. Centrale : l’assise d’une Centrale n’a pas de problème particulier dans cette région vu que des séries de roches massives en place se laissent voir au niveau de la rivière. Il s’agit de trouver son niveau de passage du côté berge pour assoir la Centrale. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage - Recherche de fond rocheux - Curage du dépôt sablonneux à la hauteur du passage de massif l’axe ainsi que l’enlèvement de certaines boules rocheuses non en place, et ce jusqu’à atteindre un fond rocheux relativement continu qui servirait de support. Appui RG - Nature exacte du flanc de la - Une observation plus approchée est recommandée colline Maromaniry ultérieurement en cas d’adoption du site car on craint que le flanc de la colline soit encore en voie de latéritisation où les boules en place sont simplement encastrées dans de l’altération latéritique (autrement dit non entièrement transformées en latérite encore). Appui RD - Pérennité de l’ouvrage menacée - A confirmer sur base du choix définitif de l’axe du seuil. par les boules rocheuses occupant le flanc de la colline d’appui .et qui s’apprêtent à dévaler la pente sous l’effet du séisme ou de grands orages cycloniques, (comme c’était le cas pour les boules rocheuses occupant actuellement SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 la base des collines). Galerie - Nature, continuité et compacité - Observation morphologique et géologique plus détaillée de de la masse latéritique à percer la zone à traverser. Des sondages carottés de reconnaissance avec essais de perméabilité et qualification géotechnique de la latérite sont à prévoir Conduite forcée - Nature et état du terrain d’appui - Observation géologique plus détaillée de l’endroit indiqué (crainte d’éboulement sur présence de boules inclues dans de la latérite). Centrale - Nature du terrain devant servir - Investigation par sondage tarière ou sondages géophysiques de support de l’usine (rocheuse par réflexion massive ? boules en place ou non ? latérite jusqu’à quelle profondeur ?) Assise barrage - Recherche de fond rocheux - Curage du dépôt sablonneux à la hauteur du passage de massif l’axe ainsi que l’enlèvement de certaines boules rocheuses non en place, et ce jusqu’à atteindre un fond rocheux relativement continu qui servirait de support. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur le fleuve Maningory, à proximité du village d’Ambinanindampy. Il est localisé dans le fokontany d’Ampongabe, Commune rurale d’Andrebakely, district d’Amparafaravola, Région Alaotra Mangoro. La zone est caractérisée par un écosystème dégradée par le défrichement par le feu et le tavy. La végétation dominante est constituée par des formations secondaires plus ou moins arborées, et de savane herbeuse. La majorité des versants présente des traces de tavy récentes mais aussi plus anciennes (sous forme de brousse éricoïde à Helichrysum sp. et fougères, à bambou ou encore une formation herbeuse à Hyparrhenia). Quelques reboisements d’Eucalytpus et des lambeaux de forêts naturelles à Weinmannia, Tambourissa sont observés sur les haut et mi-versants, notamment concernant les versants en amont du barrage prévu (point SF015). Les bas fonds étroits et les bas versants sont convertis en rizières ainsi qu’en parcelles de culture. Longeant les rives de Maningory, quelques reliquats de forêts naturelles plus ou moins dégradées s’alternent avec des formations de bambou et de Phragmites, ainsi que des parcelles de cultures parfois mises en jachère. En particulier, des formations denses de forêts naturelles et de bambou, parfois associées à quelques pieds d’Eucalyptus sont observées au niveau du barrage prévu et des rives directement en aval. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 En aval et en amont du barrage prévu, la rivière est parsemée d’îlots. Ces derniers sont recouverts de savane arbustive ou encore convertis en parcelles de cultures temporairement. Toutefois, certains îlots, à l’instar de ceux situés en aval du barrage prévu sont encore recouverts par une végétation ripicole relativement dense. Habitation Reboisement Forêts Cultures Brousse éricoïde SF015 Ilots herbeux/arbustifs Formation à bambou Formation herbeuse Figure 11. Aperçu du paysage au niveau du barrage prévu Concernant le contexte socio-économique, le village d’Ambinanindampy se trouve à un peu moins de 500m en amont du site. Il compte une dizaine de ménage vivant principalement de l’agriculture. L’habitat est fait soit en terre soit en matériaux végétaux, mais la toiture est généralement en chaume. Généralement, les villages avoisinants le site sont éparpillés sur les versants longeant la rivière Maningory. D’autres villages se trouvent dans un rayon de 2 à 3km : Ankarongana, Marovanga, Ambodimanga et Menasaka. De même, plusieurs hameaux et campements saisonniers longent les cours d’eau et les bas fonds cultivés, à l’instar de l’habitation se trouvant au droit, sur la rive droite du site. L’agriculture est l’activité principale de la population. La pratique du tavy (culture sur brûlis) est encore très fréquente. La riziculture est généralement associée à des cultures vivrières comme le manioc, et à des cultures de rentes (p.ex. plantation de bananiers et de canne à sucre). Les parcelles de culture se trouvent aussi bien sur versants qu’au niveau des bas fonds et des berges de cours d’eau. La pêche est également pratiquée au niveau de la rivière Maningory. Les principaux produits péchés sont les poissons et les anguilles. Les pêcheurs utilisent des nasses et pratiquent la pêche à la ligne le long des rivages ou moyennant une pirogue. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Figure 12. Occupation du sol dans la zone du site SF015 2.6.2 Contraintes socio-environnementales La rive droite au niveau du barrage prévu est constituée par quelques parcelles de cultures et on note également une habitation sur le bas versant. Ces terrains ainsi que ses habitants peuvent être impactées par les travaux (empiètement, gènes, nuisances) et par la présence des infrastructures (perte de terrains cultivables). De même, les villages et les hameaux présents aux environs du site (jusqu’à environ 2 à 3km du site), comme le village d’Ambinanindampy, peuvent être impactés, notamment en termes de gênes et de nuisances durant les travaux. La mise en place du barrage risque de réduire la valeur socio-économique de la rivière Maningory en termes de ressources halieutiques. En particulier, la rivière fait partie des zones de migrations des anguilles de la côte Est. La vente des anguilles fraîches ou séchées figurent parmi les sources de revenu de la population locale. Le changement de conditions de milieu en aval du barrage pourrait également impacter sur les reliquats de forêts ripicoles existants (pertes d’espèces), notamment les espèces sensibles à la disponibilité d’eau. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF 015 sont les suivantes :  PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale.  PO 4.04 – Habitats naturels : la rivière Maningory constitue un habitat pour des espèces halieutiques, en particulier des anguilles. Toutefois, il ne s’agit pas d’habitats critiques, et des mesures d’atténuation pourront être réfléchies durant les études de planification et conception du projet, et mises en place.  PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones d’agriculture ou de plantations (à l’instar de la rive au niveau de la prise d’eau). Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Le barrage envisagé est un petit barrage (4 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est visible en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Figure 13. Schéma d'aménagement du site SF015 (détail en annexe 5.2) Le site pourrait desservir le réseau en cours de construction autours du lac Aloatra qui est par ailleurs alimenté par d'autres unités de productions (biomasse et centrale hydro-électrique existante et centrale hydroélectrique en cours de construction). 3.2 Seuil et prise Le seuil serait installé en amont de l'épingle, au niveau aval d'un îlot formé au milieu de la rivière. À cet endroit, sa longueur serait de 175 m et environ 4 m de hauteur. Le seuil pourrait éventuellement être rapproché de la chute de manière à obtenir un espace dégagé de l'emprise des crues en aval du seuil pour l'aménagement du système de dessablement. La prise d’eau serait implantée en rive droite. 3.3 Dessableur Etant donné les remarques établies plus haut concernant le transport solide, un système de dessablage/dégravage devra être prévu à l'aval de la prise. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau se fera par un tunnel qui franchira la partie rocheuse de l'épingle, la longueur sera de 190m. Le diamètre du tunnel sera de 2.5m pour le débit garanti ou de 5.8m pour le débit médian. 3.5 Conduite forcée et centrale Une conduite de 1.4m de diamètre (pour Q95%) ou trois conduites de 1.8m de diamètre (pour Q50%) Elle(s) sera (seront) disposée(s) sur le versant assez pentu de la partie aval de l'épingle. Faute SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 d'alternative, la centrale se trouvera également dans un espace pentu. Les dispositions techniques relatives à cela devront être prises en compte et des déblais importants sont à prévoir. 3.6 Équipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Le projet prévoit l’alimentation du réseau en cours de construction autour du lac Alaotra. Quand bien même ledit réseau comportera plusieurs centrales de production, produisant un effet de foisonnement, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation, d’augmenter sa disponibilité et de suivre au mieux l’évolution de la charge. La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée par le fait d’avoir plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées faites sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 690 kW tournant à 750 t/min.  Un générateur 400 V, 650 kW/725 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Figure 14 Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer six groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations faites exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 1 260 kW pour une vitesse de rotation de 600 t/min, celle des générateurs étant de 1 185 kW/1 315 kVA pour une tension de 690 V. Un automate de centrale, gérant les six groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 30 km vers le réseau isolé du Lac Alaotra. L’étude de faisabilité devra se pencher sur les avantages/inconvénients de prévoir une ligne avec une tension moindre (35kV). 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 1 300 7 110 Productible annuel [GWh/an] 10.22 47.8 Débit de dimensionnement [m³/s] 8.6 46.9 Dénivelée brute [m] 19 Crue centennale [m³/s] 860 Longueur du seuil [m] 175 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 190 Diamètre de galerie [m] 2.50 5.80 Longueur de conduite forcée [m] 35 Diamètre de conduite forcée [m] 1.40 1.80 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 3 Nombre de groupes [pce] 2 6 Longueur de ligne [km] 30 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 18 Longueur de piste à réhabiliter [km] 10 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 19 Débit d’équipement [m³/s] 8.6 (Q95%) 46.9 (Q50%) Puissance installée [kW] 1 300 7 110 Productible annuel moyen [GWh/an] 10.22 47.8 CAPEX hors accès et lignes [M$] 6.45 20.12 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.076 0.051 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 19.78 39.12 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.229 0.098 L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 30km vers le Réseau isolé du lac Alaotra. Un équipement progressif du site en termes de groupes turbine/alternateur permettrait d’étaler les investissements dans le temps et de suivre l’évolution de la demande en énergie des communes desservies pour arriver in fine à la puissance installée maximale. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : SF 015 Village / Fokontany : Ambinanindampy / Ambongabe Commune / : Amparafaravola / Andrebakely District/Région B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site SF 015 se trouve à la limite Est du grand bassin lacustre du lac Alaotra. La zone est caractérisée par un relief accidenté sillonné par des cours d’eau. Elle s’étend sur une altitude moyenne de 500m avec des sommets qui peuvent parfois dépasser plus de 900m, notamment Analamarina qui se trouve au Sud du site. Le fleuve Maningory constitue le principal cours d’eau qui coule au niveau du site. Le Maningory est l’exutoire naturel du lac Alaotra. Après avoir passé le seuil de l’Andromba, il passe par le seuil rocheux d'Ambatomafana où il suit ensuite une direction Ouest-Est passant sous forme de rapide au niveau de Menasaka. Sur le plan administratif, le Maningory est la limite entre les deux districts Ambatondrazaka (Commune Antanandava) et Amparafaravola (Commune Andrebakely Antsinanana). VÉGÉTATION La végétation dominante dans un rayon de 1km autour du site est formée par du savoka (formation secondaire) et des herbacées. La majorité des versants présentent des traces de tavy récentes mais aussi plus anciennes (sous forme de brousse éricoïde à Helichrysum sp. et fougères, à bambou ou encore une formation herbeuse à Hyparrhenia). Quelques reboisements d’Eucalytpus et des lambeaux de forêts naturelles à Weinmannia, Tambourissa sont observés sur les haut et mi-versants, notamment concernant les versants en amont du barrage prévu. Les bas fonds étroits et les bas versants sont convertis en rizières ainsi qu’en parcelles de culture. Longeant la rive de Maningory, quelques reliquats de forêts naturelles plus ou moins dégradées s’alternent avec des formations de bambou et de Phragmites, ainsi que des parcelles de cultures parfois mises en jachère. En particulier, des formations denses de forêts naturelles et de bambou, parfois associées à quelques pieds d’Eucalyptus sont observées au niveau du barrage prévu et des rives directement en aval. En aval et en amont du barrage prévu, la rivière est parsemée d’îlots. Ces derniers sont recouverts de savane arbustive ou encore convertis en parcelles de cultures temporairement. Toutefois, quelques uns, à l’instar de c eux situés en aval du barrage prévu sont encore recouverts par une végétation ripicole dense. Habitations Reboisement Forêts Cultures . SF015 Brousse éricoïde Ilots herbeux/arbustifs SF015 Formation à bambou Formation herbeuse SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Paysage au niveau du barrage prévu S17°24'31.11" E48°43'44.90" . SF015 Savoka sur pente forte en amont du barrage prévu S17°24'37.80" E48°43'48.03" . SF015 GptEuc ForHer Formation herbeuse (ForHer) et Groupement S17°24'42.50" E48°43'45.42" d’Eucalyptus . SF015 Versant (rive gauche) en amont du barrage prévu S17°24'31.12" E48°43'44.89" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 . SF015 Aperçu du site au droit de la centrale S17°24'14.51" E48°43'55.04" OBSERVATIONS Dans les environs directs du site, les versants sont à pentes fortes. Toutefois, ces unités topographiques constituent les principales espaces cultivables étant donné que les bas-fonds sont peu développés. Malgré la couverture d’herbacées des versants, la stabilité des versants s’avère fragile, notamment par la persistance des feux de brousse et les fortes pentes (particulièrement au niveau et en amont du site prévu). Savane avec des jeunes plants de bambou Culture de canne à sucre sur versant ZONES SENSIBLES Le Parc National de Zahamena se trouve à 8 km au Sud du site et la Nouvelle Aire protégée du Lac Alaotra se trouve à 14km à l’Ouest. La zone à proximité immédiate du site n’a pas de sensibilité écologique particulière. Toutefois, on peut rencontrer des espèces endémiques (p.ex. orchidées) et quelques arbres à grands diamètres (DHP>15cm) à l’intérieur des formations denses comme celles qui recouvrent les ilots en aval du barrage prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Le site SF 015 se trouve à proximité du village Ambinanindampy dans le fokontany Ambongabe, appartenant à la Commune rurale d’Antanandava, district d’Ambatondrazaka (Région Alaotra – Mangoro). Il est accessible par un sentier à partir du village d’Ambodimanga. Ce dernier est le dernier village accessible par voiture à partir d’Ambatondrazaka. Commune rurale d’Antanandava : La Commune rurale d’Antanandava constitue la limite Nord-Est du district d’Ambatondrazaka par rapport au 1 district d’Amparafaravola. La Commune s’étend sur environ 242 km² et comptait 10 377 habitants en 2013 soit 2 environ 1 400 habitants par fokontany . La Commune est subdivisée en 7 fokontany dont le fokontany d’Ambongabe, avec lequel le site est rattaché. En termes d’infrastructures : - la Commune possède 14 EPP répartis dans les fokontany soit une moyenne de 2 EPP par fokontany ; - l’accessibilité aux infrastructures de santé pour toute la Commune se fait au niveau d’un seul CSB 2 qui se trouve au niveau du chef-lieu de la Commune ; - l’eau est accessible uniquement au niveau des puits et rivières. Localités et villages : Généralement, les villages avoisinant le site sont éparpillés sur les versants longeant la rivière Maningory. Le site de la prise ainsi que les sites des ouvrages annexes (galerie et usine) se trouve à proximité du village d’Ambinanindampy. Il compte une dizaine de ménages vivant principalement de l’agriculture. L’habitat est fait soit en terre soit en matériaux végétaux mais la toiture est généralement en chaume. D’autres villages se trouvent dans un rayon de 2 à 3 km : Ankarongana, Marovanga, Ambodimanga et Menasaka. De même, plusieurs hameaux et campements saisonniers longent les cours d’eau et les bas fonds cultivés. Village Ambinanindampy S17°24'29.81" E48°43'41.98" 1 CREAM 2013, Monographie de la Région Alaotra Mangoro 2 Densité : une quarantaine d’habitants au km² SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 Campement saisonnier au niveau du site SF 015 ACTIVITÉS La population locale vit de l’agriculture, principalement de la riziculture. Elle est pratiquée au niveau de deux unités topographiques : le premier dans les bas-fonds (vary horaka) et le second sur les versants (tanety). La pratique se fait à peu près au même calendrier : d’octobre à avril. La riziculture est associée à la culture vivrière et aux cultures de rente : manioc, canne à sucre, banane, et quelquefois ananas. La population des environs directs et même dans les villages plus éloignés pratique également la pêche pendant une partie de l’année. Les principaux produits fluviaux sont les poissons (tilapia) et les anguilles. La pêche se fait en période de basse eau, notamment de juillet à décembre. La pêche se fait soit avec des pirogues en utilisant des nasses, soit à pied le long des rivages (pêche à la ligne ou à main). Les produits ainsi obtenus sont fumés-séchés pour être commercialisés vers Ambatondrazaka ou Antananarivo. Riziculture sur bas-fond, bordé de bananier Riziculture sur tanety : Culture d’ananas au niveau du village Revendeur de poisson local d’Ambinanindampy SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 AUTRES Les habitants originaires de la région appartiennent au groupe ethnique Sihanaka. Le site se trouve sur des carrés miniers faisant l’objet de permis de recherche (Nickel, Or, Chrome) expiré en 2008. Des carrés miniers (Cristal,Quartz hématoïde...) avec Permis réservé aux petits exploitants miniers (couvrant les activités de prospection, de recherche, d'exploitation) se trouvent à moins de 3km au Sud-Ouest du site (permis expiré en 2018) et à 4km au Nord-Ouest du Sud (permis expiré en 2015). C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☒ La rivière Maningory constitue un habitat pour des espèces halieutiques telles que les anguilles. PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Le site n’est pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ Le village d’Ambinaninandampy est le seul village pouvant être concerné. La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploitées et les campements existants. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m. Occupation des sols autour du site  Riv. Andravina 400m : Habitation SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF015 : Savoka et jachères : Reboisement : Savane herbacées : Savoka et herbacées : Mosaïque de cultures/jachères : Mosaïque forêt naturelle, savoka et reboisement : Défrichements récents : Reliquat de forêt naturelle SF 015 Panorama : vue sur le site SF 015 Mosaïque de culture au niveau du confluent du Maningory et Andravina Type d’habitation dans le village d’Ambinanindampy SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report – Mai 2016 Page 25 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE SF020 Rivière Sandratsiona | Code Atlas: SF020 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................6 2.1 Généralités ..............................................................................................................................6 2.2 Transport solide .......................................................................................................................8 2.3 Topographie ............................................................................................................................9 2.4 Hydrologie ............................................................................................................................. 10 2.5 Géologie ................................................................................................................................ 10 2.5.1 Cadre géologique ......................................................................................................................10 2.5.2 Caractéristiques techniques .....................................................................................................12 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................13 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 13 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................13 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................15 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................15 3 Conception envisagée ..................................................................................... 16 3.1 Option aval ............................................................................................................................ 17 3.1.1 Seuil et prise .............................................................................................................................17 3.1.2 Dessableur ................................................................................................................................17 3.1.3 Amenée d’eau...........................................................................................................................17 3.1.4 Conduites forcées et centrale...................................................................................................18 3.1.5 Equipements électromécaniques .............................................................................................18 3.1.5.1 Débit d’équipement Q95 .......................................................................................................18 3.1.5.2 Débit d’équipement Q50 .......................................................................................................19 3.1.6 Raccordement...........................................................................................................................20 3.2 Option amont seule ............................................................................................................... 20 3.2.1 Seuil et prise .............................................................................................................................20 3.2.2 Dessableur ................................................................................................................................20 3.2.3 Amenée d’eau...........................................................................................................................20 3.2.4 Conduites forcées et centrale...................................................................................................20 3.2.5 Equipements électromécaniques .............................................................................................21 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 3.2.5.1 Débit d’équipement Q95 .......................................................................................................21 3.2.5.2 Débit d’équipement Q50 .......................................................................................................22 3.2.6 Raccordement...........................................................................................................................22 3.3 Option combinée et connectée au RIT .................................................................................... 22 3.4 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 22 3.4.1 Option aval seule ......................................................................................................................23 3.4.2 Option amont seule ..................................................................................................................23 3.4.3 Option combinée ......................................................................................................................24 4 Coûts , production et transport d’énergie ....................................................... 24 4.1 Option aval seule ................................................................................................................... 24 4.2 Option amont seule ............................................................................................................... 24 4.3 Option combinée ................................................................................................................... 24 5 Annexes .......................................................................................................... 25 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 25 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 29 5.2.1 Site Amont ................................................................................................................................29 5.2.2 Site Aval ....................................................................................................................................30 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 1 LOCALISATION DU SITE Option amont Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 49.193 -17.131 Centrale hydroélectrique 49.195 -17.133 Option aval Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 49.200 -17.144 Centrale hydroélectrique 49.208 -17.146 1.1 Données administratives Code du site SF020 Nom du site SF020 Rivière Sandratsiona Bassin versant principal Maningory Province Toamasina Région Analanjirofo District Fenoarivo Atsinanana Commune Vohipeno Village Ambatoharanana Carte topographique de référence Carte topographique n°U42 (échelle 1:50,000) 1.2 Accès Pour la commodité d'accès au site, il est actuellement possible de loger à Vohipeno. L'accès le plus aisé à Vohipeno se fait en prenant la piste qui mène à Vohilengo. Cette piste s'arrête peu avant le village car elle est traversée par le fleuve Maningory. A cet endroit, il est possible de prendre une pirogue motorisée jusqu'à la confluence du Sandratsiona et de remonter ce dernier jusqu'au coude à proximité de Vohipeno. Il reste alors 3km sur une piste praticable uniquement par des 4x4 surélevés. Figure 1. Etat de la piste menant à Vohipeno SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Comme on peut le voir sur la carte de la Figure 2, il existe également une piste qui bifurque vers le nord avant d'arriver à proximité de Vohilengo. Néanmoins, cette piste est dans un état tel, qu'il a fallu que l'équipe descende du 4x4 et continue à pied. De Vohipeno, il est possible de louer une moto pour s'approcher du site, mais une bonne partie des 15km séparant le village du site est à réaliser à pied. La problématique de l'accès au site sera donc un élément coûteux, car il y a environ 50km de piste à réhabiliter jusqu'à Vohipeno si on utilise le tracé actuel, ce qui implique par ailleurs une solution pour franchir le fleuve avec les camions lors de la construction et pour la maintenance. L'alternative non moins coûteuse serait de créer une piste au nord du fleuve, après le franchissement par la RN5 de celui-ci. Dans ce cas, la piste à créer jusque Vohipeno ferait environ 30km. Cette alternative n’est pas retenue pour le moment. Dans les 2 cas, il y a 15km de piste à créer entre Vohipeno et le site. L’aménagement du site nécessiterait par conséquent la réhabilitation de 50km de piste environ (jusque Vohipeno) et la création d’une piste d’accès de 15km jusqu’au site ainsi que la création d’une piste d’environ 1km pour circuler entre les infrastructures du site (barrage et centrale). Enfin, il faudrait créer 2km de piste supplémentaire pour accéder aux infrastructures du site amont. Figure 2. Accès au site Le site pourrait alimenter la zone entre Toamasina et Soanierana Ivongo. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 3. Villes autour du site 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Le site est représenté sur la carte topographique et image satellite suivantes. Figure 4. Contexte topographique et physique du site L'essentiel de la chute (environ 80m de dénivelé) est concentré dans un coude et à l'aval de celui-ci. La première partie du coude est composée d'une pente forte qui abouti à une chute assez nette dans la partie qui reprend la direction nord (Figure 5 à Figure 7). Signalons également l'existence d'une chute plus modeste (30m de dénivelé environ) à 2km en amont du site (Figure 8) Disposant néanmoins d’un potentiel hydroélectrique non-négligeable. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Les deux chutes sont désavantagées par la distance qui les sépare du réseau routier et des points de consommation. Il n’existe par conséquent actuellement aucun aménagement hydroélectrique ou hydro agricole au droit du site. Les infrastructures routières et de raccordement étant les mêmes pour ces deux chutes, elles peuvent être considérées soit séparément (comme deux sites distincts avec chacun ses infrastructures routières et de raccordement) soit conjointement (comme un seul site sur deux emplacement). Le site SF020 est donc décomposé en plusieurs options : Option aval – SF020-Aval : au droit de la chute principale Option amont – SF020 Amont : au droit de la chute plus modeste située 2 km en amont Option combinée : disposant des mêmes infrastructures routières et de raccordement. En fonction du potentiel combiné développé, cette option pourrait être connectée au RIT (bien qu’il soit distant de 120 km environ) Figure 5. Partie principale de la chute – SF020 Aval Figure 6. Partie amont de la chute– SF020 Aval SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 7. 2ème partie de la chute– SF020 Aval Figure 8 : Chute en amont - site hydroélectrique potentiel SF020-Amont 2.2 Transport solide Bien que la turbidité de l'eau était excellente (<30NTU) au moment de la visite (septembre 2014) étant donné l'état de dégradation des bassins versants du site, il faut s'attendre à un transport solide important lors de la saison des pluies. On peut d'ailleurs observer en aval du site des bancs de sable très actifs, comme l’indiquent les images satellites de GoogleEarth de la Figure 9. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 9. Images satellites (GoogleEarth) d'un banc de sable actif à l'aval du site (a) mai 2000 (b) octobre 2009 (c) janvier 2014 et (d) mai 2014 2.3 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 10). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 10. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 18. Figure 11. Orthophotographie et Modèle Numérique de Surface réalisés par levé aérien SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 2.4 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Sandratsiona, affluent de la Maningory, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles à d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Sandratsiona Bassin versant Maningory Superficie [km²] 2183 Altitude moyenne [m a.s.l] 915 Indice des pentes [m/km] 2.3 Dénivelée spécifique [m] 107 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1281 Débit moyen interannuel [m³/s] 65.5 Q95% - débit garanti [m³/s] 17.9 Q50% - débit médian [m³/s] 53.8 Q30% [m³/s] 76.4 Crue décennale [m³/s] 1363 Crue centennale [m³/s] 3234 2.5 Géologie La reconnaissance géologique n’a été faite que sur le site aval. Le texte qui suit ne concerne dès lors que ce site. Les considérations pour le site amont sont faites sur base d’hypothèses qui devront être vérifiées dans les études ultérieures. 2.5.1 Cadre géologique Côté pétrographie, le secteur est dominé par des migmatites à texture oeillée et d’apparence hétérogranulaire, composées de quartz, de mica biotite et de feldspath (Figure 12). En place, elles se présentent en bancs foliés, plongeant vers le Sud-Est (pratiquement suivant le sens du courant). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 12 : Roche migmatique rencontrée Le long de la rivière et sur les bordures elles affleurent en masse avec des strates largement ouvertes sous l’effet du courant d’eau (Figure 13). Figure 13 : Affleurements en rivière Les diaclases sont rares ce qui fait qu’en surface les roches se débitent en gros blocs métriques (Figure 14). Figure 14 : Appui côté RD L’effet de l’altération est faiblement marqué et très superficiel. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 A noter que la rivière est tumultueuse avec des courants variables animés par des cascades plus ou moins importants en intermédiaire. Figure 15 : Contexte géologique 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. L’assise est basée sur un fond rocheux à bancs plongeant dans le sens du courant avec des foliations ouvertes superficiellement. Aspect de la zone d’appui coté RD. C’est une zone montagneuse élevée et difficile d'accès (Figure 14). Au niveau de la rivière, la roche constituante de base est surmontée de blocs massifs de migmatite en disposition assez chaotique sous l’effet de la grande chute qui se trouve juste en amont. Aspect de la zone d’appui côté Rive Gauche (RG). Elle est constituée de collines tombant à pic dans la rivière. A sa base subaffleure, en cette période d’étiage, l’ossature rocheuse formée par une étendue de roche migmatite massive avec écaillage apparent des parties superficielles suivant les foliations (Figure 12). L’ensemble de la formation plonge visiblement vers l’aval. Prise. Pour la prise on doit chercher sur place une ossature massive de migmatites sous des blocs rocheux. Des sondages avec test de perméabilité seront nécessaires par la suite pour se préserver des fuites éventuelles. Zone de passage de la Galerie. L’ensemble du terrain à traverser par la galerie est occupé par les mêmes migmatites décrites au paragraphe précédent (Figure 15). L’altération latéritique est faible dans le secteur et le dégagement en talus rocheux le long de la rivière sous forme de gorge n’est pas rare. Le niveau de traversée de la galerie en profondeur pourrait avoir ainsi la compacité requise, autrement dit la fermeture des foliations migmatitiques originelles. Néanmoins il faudrait faire en sorte que le tracé suive la ligne de plateforme sommitale présentée par le secteur. On doit éviter autant que possible de recouper les vallons profonds qui sont le siège de fracturations ouvertes par le ruissellement. Conduite forcée. La conduite forcée va suivre une descente sur le flanc d’un plateau collinaire. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Centrale. Basée sur de la roche massive en place sous une mince couverture latéritique, l’assise de la Centrale ne présente pas de problème particulier. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Fuite causée par les foliations  Repérage du passage des éventuelles ouvertes à contre-courants et des diaclases orientées dans le sens de la éventuelles diaclases. rivière.  Nettoyage à l’air comprimé, essais de perméabilité et colmatage à haute pression à prévoir par la suite (nécessité d’assèchement du lit pour de telles observations et actions). Appui RD  Pas d'inconvenance majeure pour  Observation détaillée du lieu sur le un ancrage de barrage (fonction de danger pouvant être occasionné par les la hauteur à adopter). Eventualité blocs rocheux plus ou moins en place de fuite suivant des éventuelles selon l’endroit choisi. foliations ouvertes  Sondage suivi d’essais de perméabilité à prévoir Appui RG  Éventualité de fuite vers l’aval avec  Sondages pour voir la compacité de la les foliations ouvertes des rochers formation en profondeur (limite en place d’ouverture des foliations) suivi d’essais de perméabilité. Prise et Galerie  Foliations et fracturations ouvertes  Sondages tests par endroits pour étude en profondeur de l’état de compacité de l’ossature rocheuse en profondeur, avec essais de perméabilité. Conduite forcée  Stabilité des pentes collinaires de  Observation géologique plus détaillée à passage ou d’appui faire du passage finalement retenu pour la conduite forcée après détermination de l’issue de la galerie Centrale  Pas de problème particulier 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Sandratsiona. Il est localisé dans le fokontany d’Ambatoharanana, entre la Commune rurale de Miorimivalana et de Vohipeno, district de Fenoarivo Atsinanana, Région Analanjirofo. La végétation est dominée par des savoka à Ravinala (Ravenala madagascariensis) et/ou bambou (Nastus) avec ou sans éléments ligneux, et quelques formations buissonnantes à herbeuses recouvrant les sols défrichés. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Des plantations de girofliers sont également présentes dans la zone. Quelques pieds de girofliers ont été observés dans les savoka, notamment lorsque ces derniers se trouvent à proximité des plantations. Toutefois, quelques lambeaux forestiers relativement dégradés sont observés, notamment le long de la chute et parfois atteignant les crêtes. Les espèces suivantes caractérisent les forêts présentes : Canarium madagascariensis, Uapaca sp., Acacia sp. et Phyllarthron sp. Des espèces envahissantes comme Takoaka (Rubus molucana), Taindelon-tsinoa (Clidemia hirta), Dingadingana (Psiadia altissima), Goavy (Psidium), la fougère aigle (Pteridium aquilinum) et Longoza (Aframomum sp.) sont aussi fréquemment observées aussi bien à l’intérieur des lambeaux forestiers que dans les « savoka ». Ceci dénote le caractère dégradé de l’écosystème local. La végétation ripicole se caractérise par la dominance d’Aframomum sp, Pteridium sp., de Nastus (bambou), parfois de Dypsis spp.et Typhonodorum lindleyanum. Figure 16. Aperçu de la végétation en aval du barrage Du point de vue socio-économique, quelques hameaux/campements sont observés dans le voisinage direct du site. En particulier, le village d’Ambatoharanana se trouve à ~850m en aval de l’emplacement de la centrale, sur la rive droite de la rivière. Ambatoharanana est constitué par deux villages éloignés de ~200m et comptant plus d’une centaine de cases. La population locale pratique principalement l’agriculture, notamment la riziculture (sur bas-fond et sur les versants) et la culture vivrière (manioc, maïs, canne à sucre) généralement sur versant. De grandes parcelles rizicoles sont observées dans les bas-fonds aménageables et les bas versants (en terrasses). Les parcelles de cultures, peuvent être également aménagées en terrasses ou parfois sur les berges. Par ailleurs, la culture de girofle contribue à l’économie locale. Le girofle est vendu sous forme de clou ou d’huile essentielle. Aussi, quelques unités d’extraction artisanales sont identifiées dans la zone. Elles sont formées principalement par un abri, construit avec des matériaux locaux, et un ou des alambics artisanaux. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 17. Occupation du sol dans la zone du site SF 020 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Le village d’Ambatoharanana se trouve à ~850m en aval de la centrale. De même, quelques hameaux et campements sont localisés dans la zone (dans un rayon de 1km autour du site infrastructures prévues). L’implantation du projet impactera ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situés en amont du barrage (~600m) pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. La mise en place des infrastructures peuvent impacter sur les ressources naturelles locales, en particulier les lambeaux forestiers se trouvant à proximité du barrage et qui contiennent potentiellement des espèces de grandes diamètres. De même, le projet risque d’empiéter sur des surfaces agricoles, entraînant ainsi une perte de ressources pour les communautés concernées. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF 020 sont les suivantes : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones de plantations de girofliers et d’agriculture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. Le barrage envisagé est encore classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 CONCEPTION ENVISAGÉE Comme expliqué plus haut dans le rapport, le site SF020 peut être décomposé en deux sites distincts ; SF020 Aval et SF020 Amont. Ces deux sites pouvant par ailleurs être combinés afin de limiter les coûts liés à la construction des accès et lignes électriques. Il y a donc trois options d’aménagement : Amont seul ; Aval seul, Amont et Aval combinés. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 3.1 Option aval Figure 18. Schéma d'aménagement du site aval 3.1.1 Seuil et prise Tel que proposé au stade actuel des études, le seuil se situerait juste en amont du resserrement de la chute principale. Il aurait une longueur de 140 et une hauteur de 4m. La prise se situerait en rive droite. 3.1.2 Dessableur Etant donné les remarques formulées au paragraphe relatif au transport solide, un dessableur s'avère indispensable à l'aménagement. 3.1.3 Amenée d’eau La rive gauche s'avère complexe à aménager car un thalweg profond la traverse au niveau des chutes et en raison de la topographie accidentée de celle-ci. Dès lors, ni une galerie, ni un canal ne peuvent s'envisager aisément. La rive droite se présente quant à elle en un coude, raison pour laquelle la galerie proposée de 490m de longueur devra suivre en partie le tracé pour aboutir à la cote de sortie. La galerie aurait une section circulaire de 3.6m de diamètre pour le débit garanti ou de 6.2m pour le débit médian. Le profil de terrain sur la galerie est présenté à la figure suivante. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Figure 19. Profil de terrain au niveau de la galerie 3.1.4 Conduites forcées et centrale Les conduites forcées auront une longueur de 465 m. Deux conduites de 1.40m de diamètres seraient nécessaires pour faire transiter le débit garanti. Elles seraient au nombre de 4 avec un diamètre de 1.8m pour le débit médian. Le diamètre choisi pour le débit d’équipement Q95 pourrait être porté à 1.60 m. Les études ultérieures devront déterminer s’il économiquement intéressant d’augmenter le diamètre de la conduite dans la mesure où cela permettra de diminuer les pertes de charge en long dans la conduite mais engendrera un surcoût non négligeable. 3.1.5 Equipements électromécaniques 3.1.5.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas d’un projet aménagé pour le débit garanti Q95, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site et du débit à disposition, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, afin d’augmenter la disponibilité de l’installation et de suivre au mieux l’évolution de la charge. Cette option est par ailleurs un avantage relativement aux difficultés d’accès au site La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible imposent la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 6 050 kW tournant à 600 t/min.  Un générateur 690 V ou 5.5 kV, 5 690 kW/6 320 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. Figure 20 Exemple de deux groupes Francis à axe vertical Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.1.5.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer quatre groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations formulées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 9 470 kW pour une vitesse de rotation de 500 t/min, celle des générateurs étant de 8 900 kW/9 890 kVA pour une tension de 5.5 kV. Un automate de centrale, gérant les quatre groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 3.1.6 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 2 * 90kV d’environ 130km pour alimenter la zone comprenant les villages côtiers entre le site et l’île de Sainte Marie (incluse). 3.2 Option amont seule Le schéma d'aménagement est visible sur la figure suivante et est illustré en détails en annexe. Figure 21. Schéma d'aménagement du site SF020 amont 3.2.1 Seuil et prise Un seuil de 85m de long et 5m de haut serait ici nécessaire. La prise se fait en rive droite. 3.2.2 Dessableur Le dessableur est positionné à proximité de la prise. 3.2.3 Amenée d’eau L’amenée d’eau se ferait au moyen d’un canal d'une longueur de 285m qui longerait la rivière en rive droite. La section du canal (b x h) serait de 4.90m x 3.05m pour le débit garanti ou de 12m x 3.75m pour le débit médian. 3.2.4 Conduites forcées et centrale Les conduites forcées auront une longueur de 90m Deux conduites de 1.40m de diamètres seraient nécessaires pour faire transiter le débit garanti. Elles seraient au nombre de 4 avec un diamètre de 1.8m pour le débit médian. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Le diamètre choisi pourrait être porté à une seule conduite de 2.00m de diamètre au lieu de 2 conduites de 1.40 m de diamètre pour le débit d’équipement Q95, le nombre de groupes serait alors porté à 3 (au lieu de 2, cf. 3.2.5.1). De même, pour Q50, il serait opportun de vérifier s’il serait préférable d’équiper la centrale avec 6 groupes (alimentés par 3 conduites) ou 8 groupes (alimentés par 4 conduites) au lieu de 4 groupes alimentés par 4 conduites tel que proposé en 3.2.5.2. Les études ultérieures devront déterminer s’il économiquement intéressant de modifier le nombre/diamètre des conduites dans la mesure où cela permettra de diminuer les pertes de charge en long dans la conduite mais engendrera un surcoût non négligeable. 3.2.5 Equipements électromécaniques 3.2.5.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas d’un aménagement au débit garanti Q95, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site et du débit à disposition, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, afin d’augmenter la disponibilité de l’installation et de suivre au mieux l’évolution de la charge. Cette option est par ailleurs un avantage relativement aux difficultés d’accès au site La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée par le fait d’avoir plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 2 125 kW tournant à 500 t/min.  Un générateur 690 V, 2 000 kW/2 220 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.2.5.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer quatre groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 3 265 kW pour une vitesse de rotation de 428.57 t/min, celle des générateurs étant de 3 070 kW/3 410 kVA pour une tension de 690 V ou 5.5 kV. Un automate de centrale, gérant les quatre groupes devrait également être prévu. 3.2.6 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 90kV d’environ 130km pour alimenter la zone comprenant les villages côtiers entre le site et l’île de Sainte Marie (incluse). 3.3 Option combinée et connectée au RIT Cette option prévoit l’aménagement des 2 sites tels que détaillés ci-dessus. Notons que pour cette option, il est prévu de réaliser environ 130km de ligne pour connecter Toamasina. 3.4 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Elles sont présentée pour l’option avale seule, puis pour l’option amont seule. Enfin, pour l’option combinée, seules les caractéristiques de production, d’accès et de raccordement sont présentées ; les autres caractéristiques étant les mêmes que pour les options développées seules. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 3.4.1 Option aval seule Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 11 380 35 600 Productible annuel [GWh/an] 88.55 251.94 Débit de dimensionnement [m³/s] 17.9 53.8 Dénivelée brute [m] 83 Crue centennale [m³/s] 3 234 Longueur du seuil [m] 140 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 490 Diamètre de galerie [m] 3.6 6.2 Longueur de conduite forcée [m] 465 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.8 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 2 4 Nombre de groupes [pce] 2 4 Longueur de ligne [km] 130 Voltage de la ligne [kV] 138 Longueur de piste à créer [km] 16 Longueur de piste à réhabiliter [km] 50 3.4.2 Option amont seule Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 4 000 12 280 Productible annuel [GWh/an] 31.25 87.22 Débit de dimensionnement [m³/s] 17.9 53.8 Dénivelée brute [m] 28 Crue centennale [m³/s] 3 234 Longueur du seuil [m] 85 Hauteur du seuil [m] 5 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 285 Section du canal (b x h) [m] 4.9 x 3.05 12 x 3.75 Longueur de conduite forcée [m] 90 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.8 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 2 4 Nombre de groupes [pce] 2 4 Longueur de ligne [km] 130 Voltage de la ligne [kV] 90 Longueur de piste à créer [km] 17 Longueur de piste à réhabiliter [km] 50 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 3.4.3 Option combinée Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 15 380 47 880 Productible annuel [GWh/an] 119.8 339.16 Débit de dimensionnement [m³/s] 17.9 53.8 Longueur de ligne [km] 130 Voltage de la ligne [kV] 2*90 Longueur de piste à créer [km] 18 Longueur de piste à réhabiliter [km] 50 4 COÛTS , PRODUCTION ET TRANSPORT D’ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques décrites ci-dessous pour les différentes options d’aménagement. 4.1 Option aval seule Dénivelée brute [m] 83 Débit d’équipement [m³/s] 17.9 (Q95%) 53.8 (Q50%) Puissance installée [kW] 11 380 35 600 Productible annuel moyen [GWh/an] 88.55 251.94 CAPEX hors accès et lignes [M$] 39.38 114.29 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.054 0.055 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 118.83 193.75 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.160 0.092 4.2 Option amont seule Dénivelée brute [m] 28 Débit d’équipement [m³/s] 17.9 (Q95%) 53.8 (Q50%) Puissance installée [kW] 4 000 12 280 Productible annuel moyen [GWh/an] 31.25 87.22 CAPEX hors accès et lignes [M$] 15.14 39.83 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.058 0.055 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 69.34 94.03 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.263 0.129 4.3 Option combinée Débit d’équipement [m³/s] 17.9 (Q95%) 53.8 (Q50%) Puissance installée [kW] 15 380 47 880 Productible annuel moyen [GWh/an] 119.8 339.16 CAPEX hors accès et lignes [M$] 54.52 154.12 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.055 0.055 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 148.03 247.63 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.147 0.088 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : SF020 Village / Fokontany : Ambodiara / Ambatoharanana Commune / District : Miorimivalana & Vohipeno / Fenoarivo Atsinanana B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site est localisé dans une zone de collines culminant à moins de 300m d’altitude. Le relief est plus ou moins accidenté. Le cours d’eau principal est la rivière « Sandratsiona » inclus dans le bassin versant du Maningory. La rivière s’écoule avec une direction vers le Sud-Est. De nombreux ruisseaux alimentent également la rivière. Le lit de la rivière ainsi que les berges présentent de nombreux affleurements rocheux. Zone rocheuse S17°8'39.78" E49°12'28.07" VÉGÉTATION La végétation est dominée par des savoka à Ravinala et/ou bambou avec ou sans éléments ligneux, et quelques formations buissonnantes à herbeuses. Des plantations de girofliers sont également présentes dans la zone. Quelques pieds de girofliers ont été observés dans les savoka, notamment lorsque ces derniers se trouvent à proximité des plantations. On note toutefois la présence de lambeaux forestiers relativement dégradés avec les espèces caractéristiques suivantes : Canarium madagascariensis, Uapaca sp., Acacia sp. et Phyllarthron sp. les espèces ligneuses atteignent parfois des grands diamètres (diamètre à hauteur de poitrine >15 cm). Des espèces envahissantes comme Takoaka (Rubus molucana), Taindelon-tsinoa (Clidemia hirta), Dingadingana (Psiadia altissima), Goavy (Psidium cattleianum), la fougère aigle (Pteridium aquilinum) et Longoza (Aframomum sp.) sont aussi fréquemment observées aussi à l’intérieur des lambeaux forestiers que dans les savoka. Ceci dénote le caractère dégradé de l’écosystème local. La végétation ripicole se caractérise par la dominance d’Aframomum sp, Pteridium sp., de Nastus (bambou), parfois de Dypsis spp.et Typhonodorum lindleyanum. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Savoka Forêt dégradée Savoka et girofliers Végétation ripicole Végétation en aval du barrage S17°8'43.70" E49°12'30.09" Savane herbeuse à arbustive avec quelques pieds S17°8’39.66 E49°12’28.07 isolés de girofliers au niveau de la trajectoire du tunnel Lambeaux de forêt juste en aval de l’emplacement S17°8’40.05 E49°12’25.38 prévisionnel du barrage OBSERVATIONS Le paysage est dominé par les savoka. Toutefois, des parcelles de cultures sont nombreuses avec des traces de défrichement et de culture sur brûlis. ZONES SENSIBLES Il n’y a pas d’aire protégée dans les environs du site. La couverture végétale dominante lui préserve des risques d’érosion. Cependant, il est fort probable que l’eau soit chargée de sable ou d’alluvions issus d’érosions bien plus en amont. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 26 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Les grands villages les plus proches sont situés en aval de la centrale : Ambatoharanana (~850m) et Ambodiara (~2km) respectivement dans les Communes rurales de Miorimivalana et Vohipeno. Toutefois, quelques hameaux et campements sont éparpillés dans la zone. Le site n’est accessible qu’à pied et il est nécessaire d’ouvrir une cinquantaine de kilomètres de piste pour l’atteindre. ACTIVITÉS Des rizières sont observées le long de la rivière. Les collines sont cultivées avec des girofliers, des vanilliers ainsi que des cultures vivrières (manioc essentiellement). Le girofle et la vanille sont les principales cultures d’exportations qui figurent parmi les bases de l’économie de la région. Actuellement, les extractions d’huiles essentielles issues des feuilles et des branches de girofliers sont aussi très répandues. Les plantations de girofliers commencent à être clôturées par les propriétaires en raison des vols. Unité d’extraction d’huiles essentielles de girofles Plantations de girofliers S17°9’10.03 E49°13’11.25 S17°9’8.07 E49°13’19.11 C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☒ La rivière peut être un habitat naturel pour la faune indigène aquatique (anguille, poisson, écrevisse) PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Il n’y a pas de patrimoine culturel à proximité immédiate du site PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise ainsi que l’augmentation du niveau du cours d’eau en amont du barrage peuvent impacter les parcelles exploitées, particulièrement celles qui sont aménagées sur les berges. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 27 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF020 Occupation des sols autour du site Aménagement des rizières dans la zone 600m : lambeaux de forêts dégradées : parcelle de culture/rizière : savoka arborés : hameaux/campement : défrichement récent/ : savoka à bambou/ravinala SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 28 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé 5.2.1 Site Amont SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 29 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2.2 Site Aval SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 30 de 30 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE SF038 Rivière Namorona | Code Atlas: SF038 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 1 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................5 2.1 Généralités ..............................................................................................................................5 2.2 Topographie ............................................................................................................................6 2.3 Hydrologie préliminaire............................................................................................................8 2.4 Transport solide .......................................................................................................................8 2.5 Géologie du site .......................................................................................................................8 2.5.1 Cadre géologique ........................................................................................................................8 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................9 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................11 2.5.4 Risques majeurs ........................................................................................................................11 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 12 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................12 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................13 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................13 3 Proposition d'aménagement ........................................................................... 14 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 14 3.2 Seuil et prise .......................................................................................................................... 15 3.3 Dessableur ............................................................................................................................. 15 3.4 Amenée d’eau........................................................................................................................ 15 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 15 3.6 Equipements électromécaniques ............................................................................................ 16 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................16 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................17 3.7 Raccordement........................................................................................................................ 17 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 18 5 Annexes .......................................................................................................... 19 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 19 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 25 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.781 -21.522 Centrale hydroélectrique 47.784 -21.522 1.1 Données administratives Code du site SF038 Nom du site SF038A Rivière Namorona Bassin versant principal Namorona Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Androrangavola Village Androrangavola Carte topographique de référence Carte topographique n°Q53 (échelle 1:50,000) 1.2 Accès L'accès au site SF038 est difficile en raison d'une piste d'accès de mauvaise qualité et de la distance entre celle-ci et le site: 3.5km en région "montagneuse". Par ce chemin, il est nécessaire de franchir la rivière Intsohy, assez large lors de la visite. Une autre solution serait de joindre le site de prise en partant directement d'Androrangavola (Figure 1). Les travaux d’aménagement nécessiteraient la réhabilitation de la piste entre la RN25 et Androrangavola, soit environ 25km. Par ailleurs, il faudrait créer une piste à partir d’Androrangavola sur environ 5 km pour accéder au site. Figure 1. Accès au site à partir de la piste entre Androrangavola et Mahasoa SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Le point de connexion le plus proche est la ligne qui aboutit à Ifanadiana (Ramanomafana- Fianarantsoa). Figure 2. Connexion de SF-038 au réseau de Fianarantsoa. 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités La rivière forme un "S" en chutant, ce qui complexifie les possibilités d'aménagement. La totalité n'est pas exploitable et plusieurs options sont envisageables pour exploiter un ou deux tronçons de la chute. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique à proximité du site. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Figure 3. Vue d'ensemble sur le complexe de chutes. Figure 4. Détail de la rivière en bas de la première série de chutes. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 15. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Figure 6. Modèle numérique de surface (MNS) Figure 7. Orthophotographie réalisée Figure 8. Courbes de niveau générées sur base du MNS SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 2.3 Hydrologie préliminaire Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Namorona, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Namorona Bassin versant Namorona Superficie [km²] 1301 Altitude moyenne [m a.s.l] 895 Indice des pentes [m/km] 2.0 Dénivelée spécifique [m] 73 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1795 Débit moyen interannuel [m³/s] 54.2 Q95% - débit garanti [m³/s] 16.9 Q50% - débit médian [m³/s] 44.2 Q30% [m³/s] 60.1 Crue décennale [m³/s] 1066 Crue centennale [m³/s] 1988 2.4 Transport solide Comme la plupart des rivières dont une partie non négligeable du bassin versant est en dehors de la forêt, dans une zone cultivée et exposée, le transport solide est important en cas de crues, comme l'attestent les dépôts visibles sur les berges. 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique Le secteur est dominé par un ensemble de granite migmatitique à amphibole avec du quartz, feldspath, et biotite. Il se présente en série de bancs de constitution massive plongeant vers le SE. Sous l’effet de l’érosion et du courant d’eau, ces bancs sont pratiquement déchiquetés et démolis en boules de dimension variées qui occupent les rebords et le fond de la rivière, formant également des îlots un peu partout au sein de la Namorona (Figure 9). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Figure 9. Îlots dans la Namorona L’altération latéritique est généralement faible et parfois très superficielle pour le secteur étudié. Elle se présente souvent sous ses formes aréniques. Ce sont les zones d’altération à boules qui dominent en surface (visibles sur les pentes). Sous l’effet de l’érosion, ces dernières dégringolent jusque dans les rivières et, emportées par les courants, s’accumulent en îlots de boules chaotiques. Les fractures sont multiples et se recoupent suivant des directions variées. La plus représentative est celle de N120.82E. Figure 10. Contexte géologique 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise: L’assise préconisée passe sur un îlot de sable et de blocs de roche granito - migmatitiques non en place, encadré par deux bras de la rivière Namorona dont le fond ici est particulièrement sableux. On observe sur ce fond des blocs emprisonnés dans les dépôts sablonneux. Malgré un fond apparemment massif, l’îlot est constitué en surface de gros blocs rocheux chaotiques difficiles à dégager (Figure 11). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Figure 11. Constitution de l'îlot rocheux Aspect du terrain côté Rive Droite (RD): L’appui RD s’effectue sur une colline à pente raide qui se termine par des accumulations de boules rocheuses au niveau de la rivière. En fait ces boules rocheuses cachent l’ossature massive constituante de la colline que l’on voit affleurer de temps en temps sur sa base mais avec un aspect plissoté, déchiqueté et fortement fissuré, le pendage des bancs rocheux est parallèle à l’écoulement et plongeant du côté rive droite de la rivière (Figure 12). Figure 12. Rive droite au niveau du seuil Aspect du côté Rive Gauche (RG): Descente brusque de la pente du plateau collinaire de ce côté RG avec un fort couvert végétal. La partie d’appui rencontre un terrain d’altération latéritique incluant des boules qu’on aurait besoin de dégager (Figure 9). Prise: La prise et le début de la galerie semblent rencontrer une difficulté avec l’afflux des boules rocheuses hautement fracturées et la rencontre de la roche massive en place (Figure 12). Zone de passage de la Galerie: Pour le terrain de départ de la galerie, sa hauteur se situe dans de la zone à boules et sa suite va être gênée par la ligne de dépression relativement profonde passant par derrière. Cette situation cependant pourrait être évitée si l’on se déplace un peu plus en aval. Le reste de la galerie va s’effectuer dans la même formation granitique décrite précédemment (Figure 10). L’état de fracturation interne de l’ensemble reste toutefois à déterminer vu l’aspect fortement fracturé observé sur le rebord de la rivière de ces formations. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Conduite forcée et centrale: Non accessible au moment de la visite. La zone de passage n’a pas pu être examinée de près au cours de ce déplacement car difficilement accessible. Néanmoins elle est constituée par la même formation géologique que les autres décrites précédemment si on se réfère à la carte géologique (Figure 10). Les aléas présentés par cet ensemble de terrain sont: altération latéritique faible, se présentant souvent sous formes aréniques avec des boules en place apparaissant sur les pentes des collines. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage  Présence de roche massive  Désensablement sous le sable et des blocs de  Fouilles mécaniques ou sondages carottés roche au niveau des deux bras de cours d’eau et au sein de l’ilot central Appui RD  Présence continue de roche  Revoir d’une manière plus approchée la massive en place aléatoire colline d’appui RD et sa constitution (les  Fracturations importantes, données acquises créent des doutes) menace de fuite vers l’aval  Sondages carottés et essais de perméabilité, nettoyage à l’air comprimé et colmatage par injection Appui RG  Absence de roche massive sous  Fouilles mécaniques des latérites et les chaos de boules rocheuses dégagement des boules rocheuses Prise et Galerie  Niveau d’existence de roche  Sondage carotté jusqu’à atteindre massive relativement l’ossature rocheuse massive compacte  Essai de perméabilité pour tester  Fuite au niveau des fractures l’importance des fracturations et foliations ouvertes ouvertes Conduite  Nature et qualité du terrain de  Observations géologiques plus détaillées à forcée la descente réaliser sur le passage adopté pour la conduite forcée après détermination de l’issue de la galerie Centrale  Nature du terrain devant servir  Observations géologiques plus détaillées à de support de l’usine: rocheuse réaliser massive ? Boules en place ou  Investigation par sondages tarières ou non ? Latérite jusqu’à quelle sondage géophysique par réflexion de profondeur ? roche massive d’appui 2.5.4 Risques majeurs - Distance trop large entre les deux extrémités de l’assise (une centaine de mètres), avec présence d’un îlot constitué de boules chaotiques en intermédiaire. - Deux bras de rivière fortement ensablés disposés de part et d’autre du précédent îlot, d’où ensablement facile de l’amont du barrage en période de crue. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur le fleuve Namorona. Il est localisé dans le fokontany d’Androrangavola, Commune rurale d’Androrangavola, district d’Ifanadiana, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation dans la zone est dominée par du Savoka (formations secondaires). On peut y distinguer les Savoka à bambous et Ravinala, et les Savoka à Aphramomum angustifolium et Asplenium. Les défrichements récents, nombreux dans la zone, se revégétalisent par une strate d’herbacées (Helichrysum, Cynodon). Sur les rives de la Namorona, notamment à proximité du site du barrage, on observe des végétations ripicoles et rupicoles sous forme de touffes arbustives à Psiadia et Adina, ainsi que quelques pieds de Typhonodorum. Enfin, on observe également des parcelles de cultures dans la zone : cultures sèches après défrichement ou riziculture en terrasses sur les versants, rizières aménagées le long des cours d’eau et dans les étroites vallées. Figure 13. Végétation en amont du site du barrage Du point de vue socio-économique, les plus importants villages dans la zone sont Mahatsara et Antanantanana, situés à environ 1,5km au Nord-ouest du site. Par contre, une quarantaine de hameaux et campements sont présents dans un rayon de 1km autour du site. Les plus proches sont observés à ~30m et ~100m du tracé de la galerie, et à ~200m en amont du barrage. L’agriculture est la principale activité dans la zone. On y distingue : les cultures sur « tavy » et les cultures pluviales sur les versants ; les cultures dans les bas-fonds étroits (riz) ; les cultures le long des cours d’eau (riz) ; et les cultures en terrasses. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Figure 14. Occupation du sol dans la zone du site SF 038 2.6.2 Contraintes socio-environnementales De nombreux hameaux et campements se trouvent dans les proches environs du site (dans un rayon de 1km autour du site). L’implantation du projet impactera ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situées à une soixantaine de mètres en amont du site pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF 038 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (p.ex. aménagement de voie d’accès au site) qui pourraient correspondre à des parcelles SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 de culture. L’inondation en amont du barrage pourrait également impacter des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Idem pour la politique opérationnelle PO 4.04 – Habitats naturels. Le barrage envisagé est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Etant donnée la complexité du site, plusieurs options sont a priori envisageables et permettent d’exploiter tout ou partie de la dénivelée. Dans le cadre de l'étude, les deux possibilités illustrées à la figure suivante ont été envisagées. Il s'agit de deux options avec galerie pour lesquelles la hauteur de chute et la longueur de galerie varient. Option 2 Option 1 Figure 15. Les 4 options envisagées dans le cadre de l'aménagement SF038 L’étude de ces 2 sites a montré que le LCOE le moins élevé (hors coûts d’accès et transport d’énergie) est celui de l’option 2. Ce site a également la configuration la plus simple techniquement et celle avec le coût d’investissement le moins élevé. Cette option a donc été retenue ici et les caractéristiques techniques de celle-ci qui sont présentées ci-après. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est représenté en annexe au format A3. 3.2 Seuil et prise Le seuil peut être orienté de différentes façons et sa longueur est conditionnée par l'angle entre l’axe du seuil et l'axe de la rivière. Une valeur conservatrice de 195m de long est considérée ici, cette longueur correspondant au cas où le seuil serait installé de biais par rapport à la rivière. La hauteur du seuil serait de 2m environ et la prise serait installée en rive gauche. 3.3 Dessableur Etant données les conditions de transport solide dans la rivière, il est indispensable de prévoir un dessableur en amont de la galerie. 3.4 Amenée d’eau Une galerie de 240m de long permettra l'amenée d'eau à la conduite forcée. De section circulaire, elle aura un diamètre de 3.5m pour le débit garanti ou 5.6m pour le débit médian. Bien que l’option galerie ait été choisie ici par mesure conservatoire, il est à noter que la faisabilité de l'aménagement d'un canal n’est pas a priori exclue étant donné la topographie du terrain. Auquel cas les résultats économiques de l'aménagement en seraient encore améliorés. 3.5 Conduite forcée et centrale Les conduites forcées auront une longueur de 60m. Deux conduites d’un diamètre de 1.4m seront nécessaires pour convoyer le débit garanti. Ce nombre est porté à 3, d’un diamètre de 1.8m pour le débit médian. Dans les études ultérieures, il serait intéressant de comparer différentes alternatives en termes de conduites forcées. En effet, une alternative comportant une seule conduite de 2.00 m de diamètre pour le débit d’équipement Q95 ou une alternative à deux conduites de 2.2m de diamètre pour le débit d’équipement Q50 devraient être analysées. Cette seconde alternative permettrait de passer de 6 groupes (cf. 3.6.2) à 4 groupes. Ces alternatives pourraient permettre une augmentation de la production (par réduction des pertes de charges). L’étude économique devra déterminer si cette augmentation de production couvre les éventuels surcoûts liés aux modifications de diamètre/nombre des conduites. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Au cas où le débit de projet serait le débit garanti Q95, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site et du débit à disposition, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, afin d’augmenter la disponibilité de l’installation et de suivre au mieux l’évolution de la charge. Cette option est par ailleurs un avantage relativement aux difficultés d’accès au site La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée par le fait d’avoir plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction des turbines. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe vertical de 1 420 kW tournant à 500 t/min.  Un générateur 690 V, 1 335 kW/1 315kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. Figure 16. Exemple de deux groupes Francis à axe vertical SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer six groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 1 260 kW pour une vitesse de rotation de 600 t/min, celle des générateurs étant de 1 185 kW/1 315 kVA pour une tension de 690 V. Un automate de centrale, gérant les six groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 50km vers le Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) au niveau d’Ifanadiana. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 2 670 7 110 Productible annuel [GWh/an] 20.9 51.6 Débit de dimensionnement [m³/s] 16.9 44.2 Dénivelée brute [m] 20 Crue centennale [m³/s] 1 988 Longueur du seuil [m] 195 Hauteur du seuil [m] 2 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de galerie [m] 240 Diamètre de galerie [m] 3.5 5.6 Longueur de conduite forcée [m] 60 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.8 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 2 3 Nombre de groupes [pce] 2 6 Longueur de ligne [km] 50 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 5 Longueur de piste à réhabiliter [km] 25 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 20 Débit d’équipement [m³/s] 16.9 (Q95%) 44.2 (Q50%) Puissance installée [kW] 2 670 7 110 Productible annuel moyen [GWh/an] 20.9 51.63 CAPEX hors accès et lignes [M$] 10.07 20.74 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.058 0.049 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 28.21 38.88 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.160 0.090 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : SF 038 Village / Fokontany : Androrangavola Commune / District : Androrangavola / Ifanadiana B - Description du milieu biophysique RELIEF Le relief dans la zone est accidenté à pente forte et avec des bas-fonds étroits. Le fleuve Namorona est le principal cours d’eau dans la zone. Le lit de la rivière est très rocheux, notamment à partir du site du barrage prévu. Affleurement rocheux au niveau de la rivière VÉGÉTATION La végétation est dominée par les formations secondaires, issues des défrichements pratiqués dans la zone. Il s’agit principalement de : - Savoka à Bambou parsemé de pieds de Ravinala - Savoka à Aphramomum angustifolium et Asplenium. Les défrichements récents se revégétalisent par une strate d’herbacées (Helichrysum, Cynodon) Des végétations ripicoles et rupicoles sont également observées le long de la rivière sous forme de touffes arbustives à Psiadia et Adina, ainsi que quelques pieds de Typhonodorum. Quelques pieds de caféiers, de litchi, de bananiers sont plantés à proximité des habitations, tandis que les parcelles de cultures sèches se trouvent sur les versants défrichés par abatis brûlis. Les rizières sont aménagées le long des cours d’eau et dans les étroites vallées. Quelques parcelles de riziculture sont également aménagées en terrasse sur les versants. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Vue d’ensemble du paysage du site S21°31'31.45" E47°45'59.33" Défrichement et éboulement Habitation Savoka à Bambou et Ravinala Parcelles de culture Végétations ripicoles En amont du barrage prévu S21°31'29.90" E47°46'5.13" OBSERVATIONS Versants à pente forte à très forte cultivés par la pratique du tavy (abatis brûlis) d’où une sensibilité à l’érosion et aux éboulements, ainsi qu’aux risques de lessivage de matériaux en amont et d’important transport de sédiments au niveau des cours d’eau. Eboulement en amont du barrage S21°31'29.92" E47°46'4.95" SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Ensablement de la rivière (en amont du barrage) S21°31'29.81" E47°46'8.00" ZONES SENSIBLES Les sites de conservation les plus près du site sont à : - ~8km à l'Ouest du barrage prévu (site potentiel aire protégée) - ~10km au Sud Ouest du barrage prévu (site potentiel aire protégée) - ~20km au Nord du site (Aire Protégée : corridor Fandriana Vondrozo, gérée par Conservation International) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Le site appartient à la Commune d’Androrangavola, district d’Ifanadiana, et est limitrophe de Marotoko. Les localités les plus proches du site sont Mahatsara et Antanantanana (à ~1km Nord Ouest du barrage prévu). Des hameaux et campements sont dispersés le long des cours d’eau et sur les versants. L’accès se fait depuis une bifurcation vers Ambodihazo au Sud, au niveau d’Ifanadiana. Une piste de ~40km mène jusqu’à Fenoarivo, puis l’accès vers le site se fait ensuite à pied sur environ 5km. L’accès longe la partie Ouest d’une partie de l’Aire Protégée du Corridor Fandriana Vondrozo au niveau d’Ambodihazo. ACTIVITÉS Agriculture : – Cultures sur tavy et cultures pluviales sur versants – Cultures sur bas fond étroits (riz) – Cultures le long des cours d’eau (riz) – Cultures en terrasses Type d’habitation (versant rive gauche, en amont du S21°31'31.46" E47°45'59.33" barrage) Habitations Plantation Tavy arboricole Rizière et culture sèche Activités types S21°31'31.46" E47°45'59.32" AUTRES Le groupement ethnique principal est le Tanala. Le site se trouve sur des carrés miniers faisant l’objet de permis de recherche (Emeraude, Or, Corindon, Béryl, Cristal) expiré. Toutefois, il jouxte un autre site minier avec un permis d’exploitation de Béryl et de Cristal, valide jusqu’en 2046 (~500m à l’Ouest du barrage prévu). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ L’élévation du niveau de l’eau en amont du barrage peut impacter sur les parcelles exploitées situées le long de la rivière. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. Carte des hameaux 800m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF038 Occupation des sols autour du site 400m : Habitations / campements : Savoka à Ravinala et Bambous : Brousse éricoide / défrichement récent  : Formation ripicole : Eboulements observés 400m SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 25 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 25 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report SITE DE SF195 Rivière Namorona | Code Atlas: SF195 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Table des matières 1 Localisation du site ...........................................................................................4 1.1 Données administratives ..........................................................................................................4 1.2 Accès .......................................................................................................................................4 2 Description générale du site .............................................................................5 2.1 Généralités ..............................................................................................................................5 2.2 Topographie ............................................................................................................................7 2.3 Hydrologie ...............................................................................................................................8 2.4 Transport solide .......................................................................................................................8 2.5 Géologie ..................................................................................................................................9 2.5.1 Cadre géologique ........................................................................................................................9 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................9 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ............................................................12 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 13 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................13 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................14 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables .........................15 3 Conception envisagée ..................................................................................... 15 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 15 3.2 Seuil et prise .......................................................................................................................... 16 3.3 Dessableur ............................................................................................................................. 16 3.4 Amenée d'eau ........................................................................................................................ 17 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 17 3.6 Equipements électromécaniques ............................................................................................ 17 3.6.1 Débit d’équipement Q95 ...........................................................................................................17 3.6.2 Débit d’équipement Q50 ...........................................................................................................19 3.7 Raccordement........................................................................................................................ 19 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales .......................................................................... 19 4 Coûts, production et transport d'énergie ........................................................ 20 5 Annexes .......................................................................................................... 20 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée ........................................................... 20 5.2 Schéma d'aménagement proposé ........................................................................................... 27 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.567 -21.338 Centrale hydroélectrique 47.571 -21.339 1.1 Données administratives Code du site SF195 Nom du site SF195 Rivière Namorona Bassin versant principal Namorona Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Ifanadiana Commune Kelilalina Village Fotsialanana (à environ 1km à l'Ouest du site de captage) Carte topographique de référence Carte topographique n°P53 (échelle 1:50,000) 1.2 Accès A partir de la RN25, il faut parcourir 15km sur une piste en mauvais état par endroits. Ensuite, il y a 7 à 8 km de marche d'approche. La topographie du tracé est sensible avec de multiples dénivelés pour l'accès, le sentier actuel monte et descend. L'accès semble réalisable en rive gauche et en rive droite. En cas d'aménagement, il ne semble pas y avoir d'avantages à prendre ce chemin: une option à considérer est de partir directement de la RN25 entre Ranomafana et Ifanadiana. Figure 1. Accès au site à partir de la RN25. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 L'image suivante indique un schéma du réseau existant (RIF alimentant Fianarantsoa), et la position de SF-195 par rapport à celui-ci. Figure 2. Proximité du site avec la ligne de transport de Fianarantsoa. 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Une zone plate de 200 à 300m précède le site. Un premier rapide d'environ 2m de chute suit celle- ci. Ensuite la chute commence réellement. Elle est créée par un affleurement rocheux le long du lit de la rivière entre deux collines fortement escarpées. Celles-ci représentent une difficulté majeure à la création d'un canal, et il faudra probablement un tronçon en galerie. A l'aval du dernier affleurement rocheux, la rivière redevient paisible en s'écoulant sur des pentes faibles. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Figure 3. Vue d'ensemble du site De gros rochers de plusieurs mètres cubes, voire parfois de plusieurs dizaines de mètres cubes sont tombés entre les deux collines. Au moment de la visite, ils recouvraient la rivière et permettaient son franchissement à pied. Figure 4. Partie inférieure de la chute Il est possible de circuler à pied des deux côtés de la chute. La rive gauche présente une topographie plus favorable pour les ouvrages, d'autant plus qu'une partie de la rivière fait un léger virage vers la gauche, ce qui permet de limiter les ouvrages linéaires. En contrebas de la chute, en rive gauche se situe une plate-forme sur la berge, assez vaste, et qui serait favorable à l'installation de l'usine. Cependant, elle est suivie par les derniers rapides (3-4m de chute) et par une colline sur la rive. Il ne semble pas a priori avantageux de vouloir exploiter ce dernier tronçon en raison d'une topographie difficile à franchir. Il n’existe, à l’heure actuelle, aucun aménagement hydro agricole ou hydroélectrique au droit du site. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 5). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 5. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 6. Figure 6. Modèle numérique de surface et orthophotographie Figure 7. Courbes de niveau issues du MNS SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Namorona, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles pour d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Namorona Bassin versant Namorona Superficie [km²] 828 Altitude moyenne [m a.s.l] 1 137 Indice des pentes [m/km] 5.7 Dénivelée spécifique [m] 165 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 1 547 Débit moyen interannuel [m³/s] 28.8 Q95% - débit garanti [m³/s] 7.8 Q50% - débit médian [m³/s] 23 Q30% [m³/s] 32.3 Crue décennale [m³/s] 884 Crue centennale [m³/s] 1 662 2.4 Transport solide Au moment de la visite, la turbidité était bonne: sous les 30 NTU. Mais de nombreux bancs de sable attestent de l’important transport solide. Figure 8. Matériaux transportés et déposés par la rivière lors des crues SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Figure 9. Banc de sable visible en aval des chutes 2.5 Géologie 2.5.1 Cadre géologique L’ensemble du secteur est constitué en matière de pétrographie par de la migmatite granitoïde hétérogranulaire. Rarement on a au passage du granite rose. De texture foliée les roches se présentent en affleurement sous forme de bancs stratiformes, d’épaisseur métrique, plongeant vers le SW (c.à.d. un peu vers le côté RD pour la zone d’étude - Figure 10). Figure 10 : Affleurement en rive Deux directions de diaclases prédominent : N250 60° W (dans le sens de l'écoulement) et N320 70°E (recoupant la rivière). Largement ouvertes elles déterminent le dimensionnement des boules rocheuses en masse plus ou moins importante. L’altération latéritique est faible dans le secteur. Elle est très superficielle et on voit même parfois des bancs rocheux massifs abordant la partie sommitale des montagnes. 2.5.2 Caractéristiques techniques Aspect de l’Assise. L’assise à prévoir va s’établir sur un fond rocheux. Comme les bancs plongent largement vers le côté RD (suite de ceux observés sur les rives), les foliations et les interbancs sont SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 disposés parallèlement au sens de la rivière en cet endroit, canalisant presque l’écoulement des eaux. Aspect de l’appui côté Rive Droite (RD). Sa base est constituée de masse rocheuse déchiquetée en boules énormes et disposées pêle-mêle sur le rebord de la rivière (Figure 11). Vu leur dimension, le courant d’eau même en période de crue n'a pas pu les emporter vers l'aval. Figure 11. Blocs rocheux détachés mais immobiles même en période de crue Aspect de l’appui côté Rive Gauche (RG). Il en est de même du côté appui RG. A la base d’une zone montagneuse s’étalent le long de la rivière, des masses rocheuses défaites de leur cohérence par démantèlement en boules énormes, sans avoir été déplacées loin de leur masse originelle (Figure 12). Figure 12. Démantèlement de blocs rocheux sans déplacement de ceux-ci Prise. La prise va s’effectuer du côté RG au sein des masses rocheuses en place largement entaillées par des fracturations ouvertes (Figure 10). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Galerie. Avec des séries de boules et de masses rocheuses en suspension sur les flancs de la montagne, l’aspect géologique du terrain ne permet pas la mise en œuvre de l'option canal comme acheminement de l’eau vers la conduite forcée (Figure 13). Le creusement en galerie est faisable dans la mesure où la montagne à traverser est relativement haute et le trajet assez court. Toutefois les aléas comme les fracturations ouvertes présentées par les interbancs et les diaclases ouvertes, ou les foliations des migmatites en desquamation pourraient être importantes. Figure 13. Flancs de montagne à franchir pour aboutir à la conduite forcée A priori, le tracé de la galerie est entièrement dans une ossature rocheuse massive de migmatite granitoïde, sauf une partie au niveau du centre de la galerie. Cette dernière serait une zone à boules massives chaotiques de roche grenue, disposées en surface. Géologiquement ce devrait être une inclusion granitique ou andésitique (à vérifier dans les investigations ultérieures) de nature lenticulaire qui apparaît en surface sur une centaine de mètres de large. L’ensemble est fortement fracturé et se débite en gros blocs massifs. Cet aspect fracturé vu en surface pourrait s’étendre loin en profondeur pour cette formation. D’où la mise en index sur son percement : risque de fuites difficilement maîtrisable à prévoir le long de sa traversée, qui impliquerait une partie maçonnée de la galerie. Figure 14. Indications de la présence d'une lentille granitique fortement diaclasée (fracturée) sur une dizaine de mètres (échelle horizontale modifiée) SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Conduite forcée. Le terrain support est accidenté avec de gros blocs rocheux hérissant le flanc de descente, surtout vers la base. Centrale. La zone prévue pour la Centrale s’étend sur un terrain étendu constitué de dépôt latéritique au pied d’un talus. Les mêmes masses rocheuses énoncées plus haut se retrouvent au niveau de la rivière à côté. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN À RÉALISER Assise barrage  Fuite à craindre vers l’aval  Assèchement du fond, désensablement, compte tenu de la disposition détermination si les blocs rocheux sont en des foliations et des interbancs place ou non. qui sont très ouverts.  Essais de perméabilité en profondeur au niveau du passage des fracturations ouvertes. Appui RD  Etanchéité  Fouille mécanique latérale pour dégager la  Stabilité disposition effective des blocs rocheux en présence  Tenir compte de l’anfractuosité présentée par les énormes boules rocheuses en place occupant le lieu.  Essais de perméabilité Appui RG Prise  Crainte de fuite  Essai de perméabilité  Souffler et Injection pour les fracturations ouvertes Galerie  Etanchéité  Etude analytique des fracturations (direction, ouverture, degré de menace de fuite éventuelle, essais de perméabilité) et de compacité par sondages carottés et réfraction géophysique.  Sondages carottés et essais de perméabilité sur le passage du tracé Conduite forcée  Nature et présentation du  Observations géologiques plus détaillées du terrain passage finalement adopté pour la conduite  Stabilité des pentes collinaires forcée après détermination de l’issue de la galerie.  S’attendre à un débroussaillage important pour cette observation. Centrale  Présence de roche massive en  Investigation par sondage tarière ou sondage profondeur pouvant servir géophysique par réflexion d’appui pour l’assise de la Centrale SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur le fleuve Namorona. Il est localisé dans le fokontany de Fotsialanana, Commune rurale de Kelilalina, district d’Ifanadiana, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation dans la zone est dominée par des formations secondaires ou Savoka. Ces dernières sont caractérisées principalement par la présence d’espèces non ligneuses telles que Ravinala, Bambous, Aframomum angustifolium, Asplenium ainsi que des herbacées à Lantana camara, Clidemia hirta. De nombreuses traces de défrichement et brûlis y sont observées, sur les versants, notamment en rive droite du fleuve. Les versants défrichés sont cultivés (canne à sucre, manioc…). Néanmoins, des lambeaux forestiers, plus ou moins dégradés, sont encore présents dans la zone. En particulier, les conduites (galerie et conduite forcée) traversent un important lambeau forestier situé en rive gauche de la Namorona. Les lambeaux de forêts dans la zone sont caractérisés par des espèces telles que Weinmania, et Harungana en lisière de forêts. Au niveau des berges de la Namorona, les formations secondaires sont associées avec des végétations ripicoles telles que Cyperus. Près des hameaux, des plantations arboricoles (caféier, bananier, jacquier) sont observées. Elles se rencontrent également parfois en limites des rizières dans les vallées. Parcelles Manioc Savoka Formation ripicole Figure 15. Végétation au droit du site du barrage Du point de vue socio-économique, une quinzaine de hameaux sont présents dans un rayon de 1km autour du site. Les plus proches du site du projet sont le hameau d’Ankohoroho à une centaine de mètres du tracé de la galerie, et un petit campement situé à ~70m de la centrale, mais en rive droite du fleuve. La majorité des hameaux observés dans la zone regroupent moins d’une dizaine de ménage. La riziculture associée aux cultures vivrières (maïs, patate douce et manioc) constitue la principale activité dans la zone. En général, l’utilisation de l’espace se fait comme suit : le haut versant est converti en parcelles de cultures vivrières (notamment des cultures sèches tel que le manioc), le bas versant est utilisé pour les cultures maraîchères (p.ex. haricot, maïs), les bas-fonds sont SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 aménagés en rizières. Les rizières aménagées dans les vallées étroites sont irriguées à partir des ruisseaux qui les traversent. Les cultures maraichères sont autoconsommées ; une partie de la production est toutefois vendue. Le petit élevage (principalement l’élevage de volaille) est pratiqué par la quasi-totalité des ménages. L’élevage de zébu est également pratiqué pour les activités agricoles. Les jeunes des hameaux dans la zone pratiquent aussi la pêche aux anguilles et écrevisses, vendus soit au niveau du marché d’Ambiabe, soit à Kelilalina ou Ifanadiana. La figure ci-après donne un aperçu global de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la zone. Figure 16. Occupation du sol dans la zone du site SF 195 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Plusieurs villages et hameaux sont présents dans les proches environs du site (dans un rayon de 1km autour du site). L’implantation du projet impactera ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En particulier, un petit campement se trouve à moins de 70m du site de la centrale. En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de culture situées à une centaine de mètres en amont du site pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Enfin, la mise en place du barrage risque également de réduire la valeur socio-économique de la rivière en termes de ressources halieutiques (notamment pour les anguilles et écrevisses qui remontent la rivière). 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF 195 sont les suivantes : PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.04 – Habitats naturels : le fleuve Namorona constitue un habitat pour des espèces halieutiques telles que les anguilles et les écrevisses. Toutefois, il ne s’agit pas d’habitats critiques, et des mesures d’atténuation pourront être réfléchies durant les études de planification et conception du projet, et mises en place. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (p.ex. aménagement de voie d’accès au site) qui pourraient correspondre à des parcelles de culture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. La politique opérationnelle PO 4.11 – Patrimoine culturel n’est pas applicable, le site n’étant pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. Le barrage envisagé (3 mètres de hauteur) est classé comme un petit barrage (<15 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées, et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 CONCEPTION ENVISAGÉE 3.1 Motivation des choix techniques A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci-dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma de l'aménagement est représenté ci-dessous et en annexe au format A3. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Figure 17. Schéma d'aménagement du site SF195 3.2 Seuil et prise Un seuil situé juste en amont des deux collines et de la chute principale d'une hauteur faible, mais suffisante pour que le canal et le dessableur puissent être en dehors de la zone inondable en aval du seuil permettrait une dérivation efficace de l’eau. La proximité de la chute devrait assurer la position hors crues du dessableur et du canal sans surhausser le seuil de manière exagérée. La prise d’eau se fera en rive gauche. Figure 18. Vue de l'aval de l'emplacement du seuil. 3.3 Dessableur Les observations mentionnées ci-dessus quant au transport solide indiquent qu'un dessableur/décanteur de taille importante sera probablement nécessaire. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Celui-ci sera situé juste en aval de la prise, dans une zone où la topographie est peu escarpée et permet encore l’implantation d’un ouvrage large. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau vers la conduite forcée se fera via un canal de 90m (longueur du dessableur incluse) suivi d’une galerie de 300m permettant de contourner le passage étroit et escarpé formé par le resserrement le long de la rivière. Le canal aura une section rectangulaire largeur x hauteur de 3.25 x 2.00m pour le débit garanti ou de 5.55 x 3.45 m pour le débit médian. La galerie aura une section circulaire d’un diamètre de 2.4m pour le débit garanti ou de 4.1m pour le débit médian. Le profil de terrain au dessus de celle ci est indiqué à la figure suivante. Figure 19. Profil de terrain au dessus de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite se situera juste derrière la partie saillante de la colline franchie par le tunnel. Elle permet de joindre la centrale qui sera située dans une zone où la rivière s'élargit. Une conduite de 1.4m ou deux conduites de 1.6m seront nécessaire(s) pour convoyer respectivement les débits garantis ou médian sur les 100m qui séparent la sortie de la galerie de la centrale. 3.6 Equipements électromécaniques 3.6.1 Débit d’équipement Q95 Dans le cas où le projet est aménagé au débit garanti Q95, il est important de choisir un type de turbine qui permette de maximiser la production tout en assurant une flexibilité suffisante pour absorber les pointes et assurer le service en période de basse consommation. Compte tenu du potentiel du site et du débit à disposition, il est intéressant de prévoir d’installer plusieurs groupes identiques, afin d’augmenter la disponibilité de l’installation et de suivre au mieux l’évolution de la charge. Cette option est par ailleurs un avantage relativement aux difficultés d’accès au site La chute, les débits en jeux et la puissance prévisible permettent de choisir entre la turbine Francis qui présente un niveau élevé de performance et une flexibilité satisfaisante et la turbine Kaplan à double réglage qui assure un rendement élevé sur une large gamme de débit. Le choix se porte au final sur le type Francis qui est plus simple et plus robuste, la moindre flexibilité étant compensée SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 par le fait d’avoir plusieurs groupes. La solution proposée ne fait pas recours à un multiplicateur de vitesse, organe sensible et coûteux tant à l’achat qu’à l’exploitation. Compte tenu des observations faites sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction des turbines. Un revêtement anti- abrasion devrait probablement être envisagé. En fonction des caractéristiques du site, il est avantageux de prévoir l’installation de 2 groupes identiques, chacun composé de :  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Francis à axe horizontal de 875 kW tournant à 750 t/min.  Un générateur 400 ou 690 V, 820 kW/910 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours devrait être installé pour l’ensemble de la centrale.  Un automate de centrale, gérant les deux groupes devrait également être prévu. Figure 20. Exemple d’un groupe Francis à axe horizontal Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.6.2 Débit d’équipement Q50 Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer quatre groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95 restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 1 305 kW pour une vitesse de rotation de 600 ou 750 t/min, celle des générateurs étant de 1 225 kW/1 365 kVA pour une tension de 690 V. Un axe vertical pourrait également être proposé. Un automate de centrale, gérant les quatre groupes devrait également être prévu. 3.7 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 35kV d’environ 10km vers le Réseau Interconnecté de Fianarantsoa (RIF) entre Ranomafana et Ifanadiana. 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 1 640 4 900 Productible annuel [GWh/an] 12.9 34.95 Débit de dimensionnement [m³/s] 7.8 23 Dénivelée brute [m] 27 Crue centennale [m³/s] 1 662 Longueur du seuil [m] 80 Hauteur du seuil [m] 3 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 90 Section du canal (b x h) [m] 3.25 x 2 5.55 x 3.45 Longueur de galerie [m] 300 Diamètre de galerie [m] 2.4 4.1 Longueur de conduite forcée [m] 100 Diamètre de conduite forcée [m] 1.4 1.6 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 2 Nombre de groupes [pce] 2 4 Longueur de ligne [km] 10 Voltage de la ligne [kV] 35 Longueur de piste à créer [km] 17 Longueur de piste à réhabiliter [km] 0 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes: Dénivelée brute [m] 27 Débit d’équipement [m³/s] 7.8 (Q95%) 23 (Q50%) Puissance installée [kW] 1 640 4 900 Productible annuel moyen [GWh/an] 12.9 34.95 CAPEX hors accès et lignes [M$] 7.2 15.74 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.067 0.055 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 16.45 24.99 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.152 0.086 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale détaillée A - Localisation du site Référence site : SF195 Village / Fokontany : Fontsialanana Commune / District : Kelilalina / Ifanadiana B - Description du milieu biophysique RELIEF Les infrastructures prévues se trouvent sur le fleuve Namorona. Le relief est accidenté, à pente forte. VÉGÉTATION En termes de végétation, la zone est couverte en grande partie par des savoka qui sont des formations secondaires issues des défrichements et brûlis plus ou moins répétitifs. Elles sont caractérisées principalement par la présence d’espèces non ligneuses telles que Ravinala, Bambous, Aframomum angustifolium, Asplenium ainsi que des herbacées à Lantana camara, Clidemia hirta. Au niveau des berges du fleuve, ces formations sont associées avec des végétations ripicoles telles que Cyperus et des Phragmites. Toutefois, des lambeaux de forêts plus ou moins dégradées sont encore observés au niveau de la zone. Elles sont caractérisées par des espèces telles que Weinmania, et Harungana en lisière de forêts. Des plantations arboricoles (caféier, bananier, jacquier) sont observées au niveau des hameaux, et parfois délimitant les rizières dans les vallées. Les versants défrichés sont cultivés (canne à sucre, manioc…). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Parcelles Manioc Savoka Formation ripicole Végétation au niveau du barrage prévu S21°20'17.02" E47°34'0.65" Lambeau Lambeau forêt forêt Savoka Savoka Campement Végétation au niveau de la zone de la centrale S21°20'23.00"E47°34'22.08" OBSERVATIONS Des couvertures forestières relativement denses se trouvent sur des zones rocheuses et difficiles d’accès. Par contre, les zones en aval et en bordure des cours d’eau sont généralement anthropisées. SENSIBILITÉS Le site SF195 se trouve à une dizaine de kilomètre à l’Est de l’Aire Protégée Ranomafana et à moins de 5km à l’Est du site potentiel d’Aire Protégée proposé par REBIOMA. A l’Est du site, à une quinzaine de kilomètres se trouve également la Nouvelle Aire Protégée « Corridor forestier Fandriana – Vondrozo » dont l’ONG Conservation Internationale en est le promoteur. Les tavy (cultures sur brûlis) perpétués par la population locale accentuent la sensibilité de la zone aux érosions et à la sédimentation des cours d’eau en certains endroits. Par ailleurs, le site se trouve sur des carrés miniers faisant l’objet de permis de recherche expirés, et des carrés miniers avec des permis de petits exploitants (recherche et exploitation) de Cristal, Corindon, Or, Emeraude, Tourmaline, Béryl, valides jusqu’en 2017. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Fokontany Fotsialanana - Commune rurale de Kelilalina – District Ifanadiana (Région Vatovavy Fitovinany). Le site est accessible soit depuis le chef-lieu de la Commune de Kelilalina, soit à partir du village de Mangalahenatra. Commune rurale de Kelilalina La Commune rurale de Kelilalina se trouve entre Ranomafana et Ifanadiana, à une dizaine de kilomètres de Ranomafana. Elle fait partie du district d’Ifanadiana. En 2009, elle comptait près de 13 500 habitants répartis dans 13 fokontany, soit en moyenne 1 000 habitants par fokontany. Le chef-lieu de Commune est accessible toute l’année par la route nationale 25. 1 2 La Commune possède 15 EPP , un CEG et un nouveau lycée installé récemment. Les infrastructures de santé se limitent à 3 un seul CSB 2, mais la proximité de Ranomafana et d’Ifanadiana bénéficie à la population locale. La Commune possède également des infrastructures sportives. Le chef-lieu de Commune est également relié au réseau de distribution électrique de la JIRAMA. En effet, elle bénéficie de la présence de la centrale hydroélectrique d’Andriamamovoka (Ranomafana). Toutefois, il n’y a pas encore de réseau de distribution d’eau potable. Localités et villages Quelques villages et hameaux ont été identifiés dans la zone (Cf. Carte des hameaux). La majorité de ces hameaux regroupent moins d’une dizaine de ménages appartenant aux groupes ethniques Tanala ou Betsileo. Des plantations arboricoles et/ou des parcelles de cultures maraîchères entourent les cases. En général, les hameaux se situent à proximité des parcelles de cultures (rizières sur bas fond, parcelles de tavy). Ce sont généralement des campements temporaires/saisonniers. Pour traverser la rivière de Namorona, la population utilise des pirogues monoxyles ou des radeaux. Les hameaux sont accessibles par de petits sentiers à partir des pistes en terre ou de la route nationale. Type de campement en aval du site Habitation à Ankohoroa 1 EPP : Ecole Primaire Publique 2 CEG : Collège d’Enseignement Général 3 CSB : Centre Santé de Base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Sentier menant vers le site Rizière et enclos de pépinière à Ankohoroa ACTIVITÉS La riziculture associée aux cultures vivrières (maïs, patate douce et manioc) constitue la principale activité agricole de la zone. La vente d’une partie de la production constitue les principaux revenus des ménages (café, banane, etc). En général, l’utilisation de l’espace se fait comme suit : le haut versant est converti en parcelles de cultures vivrières (notamment des cultures sèches tel que le manioc), le bas versant est utilisé pour les cultures maraîchères (p.ex. haricot, maïs), les bas fonds sont aménagés en rizières. Les rizières aménagées dans les vallées étroites sont irriguées à partir des ruisseaux qui les traversent. Les hameaux se trouvent en général sur mi-versant et entourés par des plantations arboricoles (p.ex. bananiers, caféiers, jaquiers). Les cultures maraichères sont autoconsommées et servent à renflouer la trésorerie du ménage par la vente d’une partie de la production. Le petit élevage (principalement l’élevage de volaille) est pratiqué par la quasi-totalité des ménages. L’élevage de zébu est une forme d’épargne mais les zébus sont également utilisés pour les activités agricoles. Les jeunes pratiquent également la pêche aux anguilles et écrevisses, vendus soit au niveau du marché d’Ambiabe, soit à Kelilalina ou Ifanadiana. Typologie paysage agraire dans la zone : plantations 21°20'3.01"S 47°34'26.07"E (bananier, canne à sucre…) autour des habitations, rizières longeant les vallées et les cours d’eau SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 Batis brûlis (tavy) : rive gauche sur versant, au niveau du S21°20'13.41" E47°34'12.69" site AUTRES Des orpailleurs ont été observés le long du Namorona, en aval du site (~2km). Activités d’orpaillage sur le Namorona JIRAMA Ranomafana : Le réseau électrique le plus proche du site se trouve à Ranomafana. Il est alimenté par la centrale hydroélectrique de Namorona, qui dessert presque toute les grandes villes de la Région Haute Matsiatra : d’Ambohimahasoa au Nord à Ambalavao jusqu’à Betroka au Sud en passant par Fianarantsoa et ses environs (Mahasoabe, Sahamabvy, etc.), Ifanadiana, Kelilalina et Ranomafana à l’Est. La centrale mise en place il y a 35 ans est constituée de 2 turbines à5.6MW et fonctionne 24h/24h. Toutefois, étant donné les besoins de plus en plus importants de la ville de Fianarantsoa avec une pointe de 10MW, cette ville possède en outre 4 groupes, utilisés pendant les heures de pointe et pendant la période d’étiage. C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ Le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et via ble. PO 4.04 – Habitats naturels ☐ PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 24 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 La libération d’emprise (p.ex. pour l’aménagement des voies d’accès) ainsi que une inondation en amont du barrage peuvent imp acter sur les parcelles exploitées et les campements existants. PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Petit barrage (<15m), donc application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage. Carte des hameaux 950m mm Occupation des sols autour du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 25 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF195 400m : lambeaux forestiers : savoka (formations secondaires) : rizières/parcelles de cultures : défrichement/brûlis : hameaux SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 26 de 27 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement proposé SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 27 de 27 Madagascar: Small Hydropower Resource Atlas (1-20MW) Site Investigation Report 1 SITE SF196 Rivière Besana | Code Atlas: SF196 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Janvier 2016 Page 1 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Table des matières 1 Localisation du site ............................................................................................. 3 1.1 Données administratives ......................................................................................................... 3 1.2 Accès....................................................................................................................................... 3 2 Description générale du site ............................................................................... 4 2.1 Généralités .............................................................................................................................. 4 2.2 Topographie ............................................................................................................................ 5 2.3 Hydrologie............................................................................................................................... 6 2.4 Transport solide ...................................................................................................................... 6 2.5 Géologie du site....................................................................................................................... 7 2.5.1 Cadre géologique........................................................................................................................7 2.5.2 Caractéristiques techniques .......................................................................................................7 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ..............................................................9 2.5.4 Risques majeurs........................................................................................................................10 2.6 Aspects socio-environnementaux ........................................................................................... 10 2.6.1 Contexte socio-environnemental .............................................................................................10 2.6.2 Contraintes socio-environnementales .....................................................................................12 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables.........................12 3 Proposition d'aménagement ............................................................................ 13 3.1 Motivation des choix techniques ............................................................................................ 13 3.2 Seuil et prise.......................................................................................................................... 14 3.3 Dessableur ............................................................................................................................ 14 3.4 Amenée d'eau ....................................................................................................................... 14 3.5 Conduite forcée et centrale .................................................................................................... 15 3.6 Raccordement ....................................................................................................................... 15 3.7 Équipements électromécaniques ........................................................................................... 15 3.7.1 Débit d’équipement Q95 (débit garanti) ...................................................................................15 3.7.2 Débit d’équipement Q50% (débit médian).....................................................................................16 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales ......................................................................... 17 4 Coûts, production et transport d'énergie.......................................................... 17 5 Annexes ........................................................................................................... 18 5.1 Fiche de description socio-environnementale ......................................................................... 18 5.2 Schéma d'aménagement du site............................................................................................. 23 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 2 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 1 LOCALISATION DU SITE Coordonnées géographiques (WGS 84) Longitude [°] Latitude [°] Prise d’eau 47.916° -21.032° Centrale hydroélectrique 47.922° -21.037° 1.1 Données administratives Code du site SF196 Nom du site SF196 Rivière Besana Bassin versant principal Mananjary Province Fianarantsoa Région Vatovavy Fitovinany District Mananjary Commune Ambodinonoka Village Ambodiara Carte topographique de référence Q52 Nord (échelle 1:50,000) 1.2 Accès L’accès au site se fait à partir de la RN24 au niveau de Vohilava. Il faut ensuite suivre un piste longeant la rivière jusqu’au village d’Ambodivandrika et continuer approximativement sur 7km jusqu’au village d’Ambodiara. Ces deux pistes ainsi qu’une partie de la RN24 (sur longueur totale d’environ 55km) devront être réhabilitées pour le développement du site. L’accès au site du barrage et de la prise d’eau nécessitera la création d’une piste d’accès d’une longueur de 500m à partir du village d’Ambodiara. L’accès au site de la centrale hydroélectrique se fera par la réhabilitation de la piste entre le pont surplombant la rivière Intsaka et le village d’Ambohinanambo (1.5km) ainsi que la création d’une piste de 1.5km à partir de ce dernier jusqu’au site de la centrale. Figure 1. Accès au site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 3 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DU SITE 2.1 Généralités Le site est caractérisé par la présence d’une chute de plus de 150m de la rivière Besana en direction Sud-Est. Le cours de la rivière au pied de la chute a évolué dans le passé, comme en témoigne la comparaison du tracé de la rivière sur la carte topographique au 1:50,000 et sur l’image satellite contemporaine (Figure 2 et Figure 3). Sens de l’écoulement Figure 2. Carte topographique (échelle 1:50,000) Sens de l’écoulement Figure 3. Image satellite du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 4 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Figure 4. Site proposé pour la mise en place du seuil. Figure 5. Vue de la zone aval de la chute, caractérisée par une topographie très plate. 2.2 Topographie Un levé topographique du site a été réalisé par triangulation d'images aériennes prises à partir d’un avion léger spécialement équipé (Figure 6). Le levé topographique est caractérisé par une densité de points supérieure à 5 points/m² et une précision relative des mesures de 2%. Figure 6. Avion et nacelle contenant les capteurs pour le levé topographique aérien Les résultats du levé sont d'une part un modèle numérique de surface (MNS) qui inclut la végétation mais permet néanmoins de fournir une excellente représentation du contexte topographique du site et d'autre part, une orthophotographie du site dont la taille de pixel est comprise entre 0.20m et 0.40m. Ces résultats sont illustrés aux figures ci- dessous et les courbes de niveaux déduites du MNS sont présentées sur la proposition d’aménagement du site à la Figure 16. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 5 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Figure 7. Orthophotographie du site Figure 8. Modèle numérique de surface du site 2.3 Hydrologie Il n’existe pas d’information précise sur le régime hydrologique de la Besana, affluent de la Mananjary, au site d’intérêt. Par conséquent, les caractéristiques statistiques du régime hydrologique au droit du site ont été estimées suivant une méthodologie de régionalisation, à partir de données disponibles à d’autres stations de mesure de débit réparties sur le territoire de Madagascar. Les résolutions spatiales et temporelles de ces dernières étant limitées, les résultats de l’étude hydrologique sont donnés à titre indicatif et ne peuvent en aucun cas être utilisés pour le dimensionnement d’infrastructures sans études hydrologiques complémentaires. Les caractéristiques hydrologiques préliminaires du site sont présentées dans le tableau ci-dessous. Rivière Besana Bassin versant Mananjary Superficie [km²] 125 Altitude moyenne [m a.s.l] 366 Indice des pentes [m/km] 5.2 Dénivelée spécifique [m] 58 Pluviométrie annuelle moyenne [mm/an] 2414 Débit moyen interannuel [m³/s] 6.3 Q95% - débit garanti [m³/s] 1.4 Q50% - débit médian [m³/s] 4.7 Q30% [m³/s] 7.1 Crue décennale [m³/s] 279 Crue centennale [m³/s] 514 2.4 Transport solide Au moment de la visite du site (octobre 2014), la turbidité était bonne, mesurée à 40 NTU. Cependant, la présence d’atterrissements de sables fins et limons en de nombreux endroits montre qu'il y a un transport solide important à certaines périodes de l’année. L’étude de faisabilité devra analyser et dimensionner, à travers une étude de transport solide à différents débits, le système de dégravage / dessablage adéquat. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 6 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 2.5 Géologie du site 2.5.1 Cadre géologique Figure 9. Domination du granite avec intrusion lamellaire de quartzite. L’ensemble du secteur est dominé par du granite hétérogranulaire composé de: quartz, feldspath, et biotite avec intrusion lamellaire de quartzite (Figure 9). Les masses rocheuses apparentes sont fortement fracturées à cause de ses diaclases multiples ouvertes par décompression. L’écoulement de la rivière Besana, affluent de la Saka, est dirigé ici par une faille régionale importante, orientée à N 70W, qui affecte cette région. Sa présence accentue localement les effets de fracturation au niveau des rochers. Ces faits favorisent l’altération des rochers en boules que l’on rencontre un peu partout en zone superficielle et sur les rebords de la rivière. Enveloppées de leur forme arènique on les voit parfois enracinées dans de la latérite sur les pentes des collines. L’altération entièrement latéritique dans toute la région est relativement faible (ordre métrique). De texture grenue, elle est de couleur jaune à rougeâtre supportant un fort couvert végétal. 2.5.2 Caractéristiques techniques Figure 10. Assise du seuil SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 7 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Aspect du terrain au niveau de l’Assise (Figure 10): Au niveau du passage présumé du barrage on observe de la masse rocheuse au fond formant le lit de la rivière, avec présence de plans de failles créant une certaine dénivellation. Aspect du terrain côté Rive Gauche (RG): Le côté appui RG va s’effectuer sur une forte pente collinaire où se cumulent, à sa base, des boules déposées par le courant en période de crue. On note toutefois une masse rocheuse en place, avec un fort réseau de diaclases ouvertes, qui s’étale sur le rebord de la rivière en cette période d’étiage. Figure 11. Aspect de la rive droite. Aspect du terrain côté Rive Droite (RD) (Figure 11): La colline d’appui se termine en talus du côté de la rivière avec une ossature granitique fortement fracturée. Prise: Même aspect de façade que le côté RD. L’ossature rocheuse massive existe avec des diaclases multiples et tendance à former des boules. Figure 12. Zone de passage de la galerie Zone de passage de la Galerie: La galerie traverse du terrain morphologiquement accidenté (alternance de sommets et de dépressions (Figure 12). L’ensemble culmine cependant relativement SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 8 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 haut (une centaine de mètres de dénivelé entre la rivière et le sommet cf. carte topographique) ce qui laisse une marge importante pour le creusement de la galerie. On craint toutefois la répercussion de la faille régionale suivie par la rivière à côté et qui pourrait provoquer des fracturations ouvertes, même en profondeur. Figure 13. Passage de la conduite forcée. Conduite forcée: La conduite forcée va descendre une pente collinaire présentant les mêmes aléas que précédemment (Figure 13). À noter que l’on rencontre, sur la pente des collines, des boules rocheuses, voire des masses rocheuses, qui apparaissent enracinées dans de la latérite entourées de ses formes arèniques. Centrale: Le terrain prévu pour la Centrale aboutit sur du limon argileux légèrement sableux en bordure des rizières. Pas d'affleurement visible mais la présence du toit rocheux sous la rivière, situé non loin du site (environ 30 à 40 m), laisse penser sur la possibilité d'avoir la même formation sous l'emplacement de la Centrale. Canal de fuite: Sur du limon argileux légèrement sableux. 2.5.3 Recommandations pour les investigations ultérieures ELÉMENT INCERTITUDE À LEVER TYPE D'EXAMEN Assise barrage Passage d’une faille suivant  Faire une étude et des observations géologiques à l’axe de la rivière sec pour constater la faille suivie par la rivière.  Essai de perméabilité par la suite.  Carottage au rocher et essais de résistance à la compression simple pour l'évaluation du degré d'altération et de la capacité portante de la roche Appui RD Fuite à travers les fracturations  Essai de perméabilité in situ, nettoyage à l’air comprimé et colmatage par injection à haute pression. Appui RG Gêne causé par les boules  Fouilles mécaniques à effectuer pour se débarrasser étalées en bas de pente des boules et rechercher la partie rocheuse stable pouvant servir d’appui. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 9 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Prise et Présence de cassures multiples  Etude de près des fracturations affectant le rocher ouverture de sur la masse rocheuse en talus en talus en vue, nettoyage à l’air comprimé, Galerie colmatage, injection à haute pression. Galerie État de fracturation interne de  A déterminer par géophysique réflexion le niveau où, l’ossature rocheuse sous partant de la surface, l’ossature osseuse en influence de la faille régionale profondeur apparaît suffisamment compacte. Fuite dans la galerie  Sondage carotté par la suite à certains points choisis pour tester la compacité et l’étanchéité de cette ossature en profondeur. Conduite forcée Nature géologique du terrain  Observation géologique plus approfondie à faire (latérite structurée ? boules en ultérieurement de la pente collinaire adoptée. place sous latérite ? ossature rocheuse fracturée ?) Centrale Recherche de masse rocheuse  Investigation par sondage tarière ou sondage d’appui pour le support de géophysique par réflexion de la zone circonscrite l’usine pour estimer le niveau de présence de la masse rocheuse en place. 2.5.4 Risques majeurs La présence de la faille régionale importante que suit la rivière à côté risque de créer des cassures multiples plus ou moins ouvertes au sein de l’ossature rocheuse granitique, voire en profondeur. Si tel est le cas, les fuites seraient difficilement maîtrisables si la galerie n’est pas équipée d’un revêtement adapté en béton. 2.6 Aspects socio-environnementaux La fiche de description environnementale détaillée du site est donnée en Annexe. 2.6.1 Contexte socio-environnemental Le site se trouve sur la rivière Besana. Il est localisé dans le fokontany d’Imahatsara, dans la Commune rurale d’Ambodinonoka, district de Mananjary, Région Vatovavy Fitovinany. La végétation est dominée par des « savoka » à Ravinala (Ravenala madagascariensis) et/ou bambou (Nastus) avec ou sans éléments ligneux, et par des formations buissonnantes et/ou à végétation basse recouvrant les sols défrichés relativement récents. Les « savoka » sont des formations secondaires résultant de la dégradation du milieu par des défrichements et passages de feu répétés. Quelques lambeaux forestiers (à Weinmania, Humbertia…) relativement dégradés sont observés, notamment le long de la chute, mélangés avec des formations ripicoles, et parfois sur les crêtes. La végétation ripicole est caractérisée par la présence de Pandanus, Typhonodorum, Raphia farinifera mélangée avec de la végétation forestière ou des « savoka » (p.ex. bambou, fougères). SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 10 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Figure 14. Aperçu de la végétation au niveau du barrage Du point de vue socio-économique, les villages d’Imahatsara et d’Ambohinananambo sont les localités les plus proches du site. Ils se trouvent respectivement à moins de 400m sur la rive droite en amont du barrage, et à ~200m au Sud de la centrale. D’autres hameaux/campements se trouvent dans un rayon de 1 km autour du site, à l’instar d’un hameau situé à moins de 100m du tracé de la conduite forcée, et particulièrement le long de la piste d’accès vers le site. La population locale pratique principalement l’agriculture, notamment la riziculture associée à la culture vivrière (manioc, maïs, canne à sucre), et fréquemment à la culture maraîchère. De grandes parcelles rizicoles sont observées dans les bas-fonds aménageables et les versants (en terrasses) à l’instar de la zone de la centrale. Les berges sont également mises en valeur par l’aménagement de petites parcelles de cultures comme pour celles situées en amont du barrage. Des plantations telles que bananiers, caféiers, arbres à pain entourent également les villages et hameaux comme à Imahatsara. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 11 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Figure 15. Occupation du sol dans la zone du site 2.6.2 Contraintes socio-environnementales Le village d’Imahatsara et celui d’Ambohinananambo, ainsi que des hameaux et campements sont localisés dans la zone (dans un rayon de 1km autour du site des infrastructures prévues). L’implantation du projet impactera sur ces villages et hameaux, notamment en termes de gênes et nuisances durant les travaux (trafic, bruit, émissions atmosphériques …). En outre, si l’implantation du projet entraîne une augmentation de la hauteur d’eau en amont du barrage, des parcelles de cultures situées juste en amont du barrage et du village d’Imahatsara pourraient éventuellement être affectées, selon l’ampleur de l’inondation provoquée. Le projet risque d’empiéter sur des surfaces agricoles, pour l’aménagement de la centrale, du barrage, ainsi que les conduites entraînant ainsi une perte de ressources pour les communautés concernées. 2.6.3 Politiques opérationnelles de la Banque Mondiale pouvant être applicables Les politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale qui pourraient être applicables au projet envisagé sur le site SF196 sont les suivantes : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 12 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 PO 4.01 – Evaluation environnementale : le projet devra faire l’objet d’une évaluation environnementale pour garantir qu’il soit environnementalement rationnel et viable. Néanmoins, on peut d’ores et déjà estimer que les effets négatifs sur les populations humaines et les zones importantes du point de vue de l’environnement sont limités, d’une nature très locale, non irréversibles, et pouvant faire aisément l’objet de définition de mesures pour prévenir, minimiser, atténuer ou compenser les effets négatifs et améliorer la performance environnementale. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes : le projet nécessite la libération d’emprises diverses (implantation de la centrale, aménagement de voie d’accès au site, …) qui constituent parfois des zones d’agriculture. Le projet devra donc prendre en considération les personnes et communautés concernées, notamment par rapport au rétablissement de leurs niveaux de vie suite à la perte de ressources. Le barrage envisagé est classé comme un petit barrage (4 mètres de hauteur) ; les mesures génériques habituelles de sécurité de barrages sont donc appropriées et ne nécessitent pas le déclenchement de la politique opérationnelle PO 4.37 relative à la sécurité des barrages (pour les grands barrages). 3 PROPOSITION D'AMÉNAGEMENT 3.1 Motivation des choix techniques Le potentiel hydroélectrique du site permettrait d’évacuer l’énergie produite vers les villages avoisinants ainsi que jusqu’au réseau isolé de Mananjary, actuellement alimenté par une centrale thermique. A ce stade d’étude, les caractéristiques techniques de l’aménagement sont définies ci- dessous pour le débit garanti (Q95%) et le débit médian (Q50%) afin d’estimer de manière préliminaire le potentiel du site en terme de puissance installée, de productible énergétique (garanti et moyen) ainsi que les coûts d’investissement (CAPEX) et coûts de production de l’énergie actualisés (LCOE) associés. Le débit d’équipement sera défini lors des études détaillées, en tenant compte des critères économiques, financiers, techniques ainsi que de la demande future en puissance et énergie. Le schéma d’aménagement proposé est illustré à la Figure 16 et présenté en format A3 en Annexe 5.2 de ce rapport. Étant donné les incertitudes sur la géologie et la géotechnique au droit du site, notamment en ce qui concerne les aspects relatifs à la présence de la faille régionale importante que suit la rivière, les études ultérieures devront étudier la possibilité de schémas d’aménagement alternatifs, notamment une alimentation en eau de la centrale à l’aide d’un canal plus long suivi d’une conduite forcée. Le positionnement des différents ouvrages pourrait être revu en conséquence. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 13 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Figure 16. Schéma d'aménagement du site SF196 (détail en annexe 5.2) 3.2 Seuil et prise Le seuil, d’une longueur de 50m et d’une hauteur de 4 m serait fondé sur la roche en place en amont de la chute. La prise d’eau serait suivie d'un dessableur et d'un canal court aboutissant à la galerie. 3.3 Dessableur Etant donné les considérations relatives au transport solide, un dessableur s'avère nécessaire. Il est proposé que ce dernier soit aménagé en rive droite au droit du seuil. La dénivelée naturelle due à la présence du seuil rocheux permet par ailleurs de purger le dessableur. 3.4 Amenée d'eau L'amenée d'eau se compose d'un canal de 140m de long (y compris dessableur), puis d'une galerie de 430m de long dont le profil de terrain est illustré à la figure suivante. Le canal aura une section (b x h) de 1.35m x 0.85m pour le débit garanti ou de 2.55m x 1.55m pour le débit médian. La galerie, de section circulaire, aura un diamètre de 2m quel que soit le débit d’équipement (2m étant la dimension minimal pour permettre une construction aisée de la galerie). Le tracé définitif de la galerie sera déterminé au terme des études géologiques et géotechniques détaillées. Il devra s’assurer qu’une épaisseur suffisante de roche de bonne qualité se trouve au dessus de ce tracé. La galerie aboutira dans un cheminée / chambre d’équilibre qui sera le départ de la conduite forcée. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 14 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Altitude [m] Distance horizontale [m] Figure 17. Profil en long du terrain naturel au dessus du tracé de la galerie 3.5 Conduite forcée et centrale La conduite forcée aura une longueur de 370m et un diamètre de 0.6m pour le débit garanti ou 1.2m pour le débit médian. Le diamètre de la conduite pourrait être porté à 0.80m pour le débit garanti ; cela est à étudier dans les phases d’étude ultérieures. Etant donné les considérations relatives au caractère instable du lit mineur de rivière Besana près de sa confluence avec l’Intsaka, la centrale sera située hors crue et en dehors de cette zone instable. Un canal de fuite en maçonnerie d’une longueur de 120m restituera les eaux turbinées dans la Besana. 3.6 Raccordement L’énergie produite par la centrale hydroélectrique serait évacuée par une ligne 63kV d’environ 70km vers le réseau isolé de Manajary, en desservant sur son tracé les communes de Vohilava et Tsiatosika 3.7 Équipements électromécaniques 3.7.1 Débit d’équipement Q95 (débit garanti) Pour le débit Q95%, il n’est pas nécessaire de retenir une turbine avec une flexibilité élevée relativement aux variations de débit. Installée dans un réseau isolé local il est par contre intéressant d’avoir une flexibilité suffisante pour suivre les variations de charge. Compte tenu de la dénivellation et du débit à disposition, le choix peut se porter sur la turbine Francis qui présente un niveau de performance élevé et une flexibilité satisfaisante ou sur la turbine Pelton qui présente une performance satisfaisante et une très grande flexibilité. La turbine Pelton étant plus facile d’entretien et d’exploitation que la turbine Francis, c’est finalement ce type qui est retenu. Compte tenu des observations formulées sur la qualité de l’eau, une attention particulière devra être portée sur la qualité des matériaux utilisés pour la construction de la turbine. Un revêtement anti-abrasion devrait probablement être envisagé. Les équipements de la centrale comprendraient par conséquent : SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 15 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196  Une vanne de garde de type papillon à contrepoids permettant d’assurer sa fermeture en cas d’arrêt d’urgence ou de perte de réseau.  Une turbine Pelton à 5 injecteurs, à axe vertical, de 1 675 kW tournant à 600 t/min.  Un générateur 690 V, 1 575 kW/1 750 kVA.  Les armoires de contrôle et commande, y compris régulateur de vitesse et régulateur de tension.  Les systèmes de sécurité et les protections électriques.  Un transformateur élévateur de tension et les armoires de connexion au réseau.  Un groupe électrogène de secours. Figure 18 : Exemple d’une turbine Pelton à 5 injecteurs Les points suivants devraient par ailleurs être étudiés dans les phases ultérieures du projet :  Problématique de la sédimentation et nécessité de recourir à des revêtements anti- abrasion (p.e. Carbure de tungstène).  Optimisation technico-économique du diamètre de la conduite forcée.  Optimisation technico-économique du nombre de groupes et du débit d’équipement en fonction de l’hydrologie et des besoins en énergie.  Nécessité de disposer de volants d’inertie (stabilité réseau).  Niveau d’implantation et vitesse de rotation des groupes (problématique de la hauteur d’aspiration et de la cavitation).  Tension de raccordement au réseau.  Dimensionnement préliminaire des turbines. 3.7.2 Débit d’équipement Q50% (débit médian) Dans le cas où le débit d’équipement choisi est le débit médian, il est intéressant de prévoir d’installer trois groupes identiques, choix permettant d’optimiser le rendement de l’installation et d’augmenter sa disponibilité. Les autres considérations exposées pour la solution à Q95% restent valables, la puissance unitaire de chaque turbine étant alors de 2 000 kW pour une vitesse de rotation de 500 ou 600 t/min, celle des générateurs étant de 1 880 kW/2 040 kVA pour une tension de 690 V. Un automate de centrale, gérant les trois groupes devrait également être prévu. SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 16 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 3.8 Récapitulatif des caractéristiques principales Les caractéristiques principales de l’aménagement hydroélectrique sont présentées ci-dessous pour les débits d’équipement correspondants au débit garanti et au débit moyen. Débit garanti Débit médian Puissance installée [kW] 1 575 5 640 Productible annuel [GWh/an] 12.15 40.34 Débit de dimensionnement [m³/s] 1.4 4.7 Dénivelée brute [m] 150 Crue centennale [m³/s] 514 Longueur du seuil [m] 50 Hauteur du seuil [m] 4 Dessableur Déssableur de grande taille Longueur de canal [m] 140 Section du canal (b x h) [m] 1.35 x 0.85 2.55 x 1.55 Longueur de galerie [m] 430 Diamètre de galerie [m] 2 2 Longueur de conduite forcée [m] 360 Diamètre de conduite forcée [m] 0.6 1.2 Nombre de conduite(s) forcée(s) [pce] 1 1 Nombre de groupes 1 3 Longueur de ligne [km] 70 Voltage de la ligne [kV] 63 Longueur de piste à créer [km] 2 Longueur de piste à réhabiliter [km] 55 4 COÛTS, PRODUCTION ET TRANSPORT D'ÉNERGIE Suivant les hypothèses de l’analyse économique et hydrologique énoncées dans le rapport principal, le schéma d’aménagement du site aurait les performances énergétiques et économiques suivantes : Dénivelée brute [m] 150 Débit d’équipement [m³/s] 1.4 (Q95%) 4.7 (Q50%) Puissance installée [kW] 1 575 5 640 Productible annuel moyen [GWh/an] 12.15 40.34 CAPEX hors accès et lignes [M$] 7.86 16.91 LCOE hors accès et lignes [$/kWh] 0.078 0.051 CAPEX total (accès et lignes inclus) [M$] 33.42 42.47 LCOE total (accès et lignes inclus) [$/kWh] 0.326 0.126 SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 17 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 5 ANNEXES 5.1 Fiche de description socio-environnementale A - Localisation du site Référence site : SF 196 Village / Fokontany : Imahatsara Commune / District- : Ambodinonoka / Mananjary - Vatovavy Fitovinany Région B - Description du milieu biophysique RELIEF Le site SF 196 se trouve dans le Sud Est de Madagascar. Il est encaissé entre deux collines : Vohijanahary au Nord à 454m d’altitude et Bedamizana au Sud à 390m d’altitude. Le relief de la zone est relativement accidenté mais les vallées sont toutefois assez développées permettant le développement des cultures de bas-fond telle que la riziculture. Le réseau hydrographique est dense comme dans la plupart des régions de la côte orientale malagasy mais c’est la rivière Besana qui constitue le principal cours d’eau qui traverse la zone. Elle coule d’abord du Nord au Sud, puis prend une direction Ouest-Est avant de se jetter dans l’Intsaka. Cette dernière est un affluent de la Mananjary. VÉGÉTATION Le paysage floristique de la zone est formé par : - Formation secondaire à bambou et à ravinala, ainsi que sous forme de brousse éricoide, de végétations basses et prairies graminéennes (fougères, Rubus, Lantana, Tridax, Psidium, Imperata…) - Formation ripicole avec Raphia farinifera, Pandanus, Typhonodorum - Plantations : caféiers, bananiers, jaquiers, litchi, arbre à pain, raphia - Cultures : riz, cultures sèches (ex : manioc) et cultures maraîchères - Lambeaux forestiers avec des espèces caractéristiques telles que Weinmania, Humbertia, Albizzia Les formations secondaires (« savoka ») à bambou occupent une superficie très importante dans la zone. Ces formations succèdent aux formations primaires après défrichement et passage de feu. Berge cultivée et savoka à bambou sur versant en S21°1'53.36" E47°54'56.55" amont du barrage SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 18 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Brousse ericoide et savoka à bambou au niveau du S21°1'54.50" E47°54'58.97" barrage Paysage agraire en aval du site S21°2'30.08" E47°55'7.82" OBSERVATIONS Le tavy est une pratique courante pour la population locale et impacte sur le paysage au niveau de la zone : sols dénudés, végétations secondaires. SENSIBILITÉS La rivière de Mananjary, dans laquelle se jette Besana par l’intermédiaire de l’Intsaka, est défini comme un site potentiel de conservation. La zone en aval du site présente un paysage agraire relativement développé. En effet, elle s’ouvre sur un vaste bas-fond aménagé en des parcelles de cultures et de plantations arboricoles. Les versants sont également aménagés en partie en des parcelles de cultures en terrasse. B - Description du milieu socio-économique LOCALITÉ Commune rurale d’Ambodinonoka : Le site appartient à la Commune rurale d’Ambodinonoka. Elle s’étend sur environ 350 km² et est subdivisés en 8 1 fokontany. La population en 2009 était de 13 285 soit une moyenne d’un peu plus de 1 600 habitants par fokontany. 2 En termes d’infrastructures, la Commune possède 23 EPP et 20 écoles communautaires. Toutefois, en matière 3 de santé, elle n’a qu’un CSB 1 et un CSB 2. La population s’approvisionne en eau dans les sources d’eau et les cours d’eau. Les habitations ne sont pas encore connectées à un réseau électrique. 1 CREAM 2009, Monographie de la Région Analanjirofo 2 EPP : Ecole Primaire Publique SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 19 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 Villages et localités : Le village d’Imahatsara est la localité la plus proche du site. Il se trouve à moins de 400m sur la rive droite en amont du barrage. D’autres villages se répartissent dans un rayon de 1 km autour du site, particulièrement le long de la piste d’accès vers le site. Quelques-uns de ces villages regroupent plus d’une vingtaine de toits. ACTIVITÉS L’agriculture est l’activité principale de la population locale. Cette activité est favorisée par la richesse du réseau hydrographique local et de l’existence d’un bas-fond cultivable relativement vaste. Les habitants arrivent à produire du riz deux fois par an, parfois trois s’ils exploitent en même temps les parcelles sur versant. La riziculture est associée habituellement à la culture vivrière (manioc, maïs) et fréquemment à la culture maraîchère. A part les bas fonds et les versants, les berges des cours d’eau sont également aménagées en parcelles de culture maraîchère mais aussi en rizières. Les hameaux sont en général entourés par des plantations (bananiers, caféiers, canne à sucre, arbre à pain, jacquier…). AUTRES Les groupes ethniques présentent dans la zone sont les Antambahoaka, Tanala et Antemoro. Des activités minières, particulièrement aurifères, sont observés le long de l’accès vers le site et au niveau des rivières. Les exploitants utilisent soit des engins, soit de simples outils artisanaux (utilisés surtout par les orpailleurs locaux). En effet, le site se trouve sur des carrés miniers faisant l’objet de permis de recherche aurifère. De même la zone traversée par la piste d’accès se trouve sur des carrés miniers appartenant à des sociétés ou à des individus ayant des permis de recherche et d’exploitation d’or, mais également d’autres minerais (crystal, émeraude…). Exploitations aurifères observées le long de l’accès vers le site C - Politiques de sauvegarde de la Banque Mondiale applicables PO 4.01 – Evaluation environnementale ☒ PO 4.04 – Habitats naturels ☒ La rivière Besana constitue un habitat pour des espèces halieutiques. PO 4.11 – Patrimoine culturel ☐ Le site n’est pas connu pour contenir des ressources culturelles matérielles particulières. PO 4.12 – Réinstallation involontaire de personnes ☒ La libération d’emprise peut impacter sur les parcelles exploitées. Le village d’Imahatsara est la localité la plus proche du site en amont et longeant la rive de Besana. 3 CSB : Centre Santé de Base SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 20 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 PO 4.37 – Sécurité des barrages ☐ Application des mesures génériques habituelles de sécurité de barrage car hauteur de barrage <15m. Carte des hameaux Occupation des sols autour du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 21 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 Site SF196 : formation secondaire à Bambou et/ou Ravinala : formation secondaire broussailleuse et/ou à végétation basse : forêt : formation ripicole : parcelle de cultures : trace récente de défrichement-tavy /zone potentiellement à cultiver : hameaux/villages SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 22 de 23 Small Hydro Madagascar ESMAP / The World Bank Contract n°7171214 5.2 Schéma d'aménagement du site SHER / Mhylab / ARTELIA-Madagascar Site Investigation Report - Mai 2016 Page 23 de 23