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Allocation optimale de l'eau dans le bassin versant ... Allocation optimale de l’eau dans le bassin versant du fleuve Sénégal Mémoire Ndèye Aïda Thiam Maîtrise en génie des

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  • Allocation optimale de l’eau dans le bassin versant du fleuve Sénégal

    Mémoire

    Ndèye Aïda Thiam

    Maîtrise en génie des eaux

    Maître ès sciences (M.Sc.)

    Québec, Canada

    © Ndèye Aïda Thiam, 2016

  • Allocation optimale de l’eau dans le bassin versant du fleuve Sénégal

    Mémoire

    Ndèye Aida Thiam

    Sous la direction de :

    Mr Amaury Tilmant

  • iii

    Résumé

    Chaque état riverain du fleuve Sénégal fait face à des problèmes similaires de pénuries et de demandes

    croissantes en énergie. La production énergétique de la centrale de Manantali, seul aménagement

    hydroélectrique fonctionnel sur le bassin couvre moins de 18% des besoins. De même on note un

    besoin pressant de maitriser les affluents majeurs du fleuve pour réduire les impacts de la sècheresse

    et des fortes crues sur l’environnement et faciliter la pratique d’activité connexes telle l’irrigation et la

    navigation au niveau de la vallée et du delta. La gestion des ressources en eau reste donc un enjeu

    capital pour la croissance économique des états riverains du fleuve

    L’objectif à long terme de l’Organisation pour la Mise en Valeur du fleuve Sénégal (OMVS) est de

    renforcer l’économie de ses états membre en plaçant la gestion et la mise en valeur collective des

    ressources en eau au centre de ses priorités. Il s’agit là, d’ici l’échéance fixé à 2025, d’étendre les

    aménagements hydroélectriques dans le haut bassin de manière à atteindre une puissance installée de

    1050 MW et d’assurer un soutien d’étiage adéquat pour le développement de l’agriculture irriguée et

    de la navigation au niveau de la vallée et du delta.

    Cette étude analyse les impacts de ces éventuels aménagements sur le régime hydrologique du fleuve.

    Une approche analytique par scénario a été testée dans le système d’aide à la décision Water Evaluation

    And Planning (WEAP). Il s’agit d’un modèle de simulation et de gestion des bassins hydrographiques

    qui réalise un bilan volumique conservatif des masses d’eaux entrantes et sortantes sur l’ensemble de

    la durée de la chronique des apports compte tenu des consignes de gestion et des contraintes physiques

    du système. WEAP permet l’édition et l’analyse des grandeurs utiles relatives au fonctionnement des

    bassins hydrographiques

    Les résultats des simulations montrent que le contexte actuel d’aménagement du bassin permet de

    garantir (en moyenne 8 années sur 10) une production d’énergie annuelle de 700 GWh tout en

    satisfaisant les besoins en soutien des basses eaux de la vallée et du delta qui sont évalués à 1567

    Mm3/an.

    Toutefois l’extension des aménagements agricoles et la prise en compte de la navigation fluviale entre

    Kayes et Saint-Louis aura pour conséquence d’établir une compétition entre la production d’énergie à

  • iv

    Manantali et le soutien d’étiage, particulièrement durant la saison des basses eaux entre décembre et

    mai. Les déficits d’allocation observés varient entre 8 et 20% selon que l’état d’hydraulicité du fleuve

    est humide ou sec.

    Les impacts de l’aménagement du haut bassin par la mise en service des barrages de Koukoutamba,

    Boureya et Gourbassi dans le scénario 3 restent importants et positifs. En effet, autre l’accroissement

    de près de 410% de la production d’énergie hydroélectrique, Koukoutamba et Boureya régulent les

    débits entrants à Manantali durant la saison des basses eaux, se traduisant par une augmentation du

    niveau de fonctionnement du réservoir de Manantali et par conséquent une réduction de plus de 50%

    des déficits de soutien des basses eaux au niveau de la vallée et du delta. Durant la saison des hautes

    eaux, la réduction des volumes entrants à Manantali due au remplissage des retenues de Koukoutamba

    et Boureya réduit de près de 60% les déversements de Manantali durant les années humides et de 15%

    le niveau de fonctionnement de la centrale durant les années sèches consécutives.

  • v

    Table des matières

    Résumé ........................................................................................................................................................ iii

    Table des matières ....................................................................................................................................... v

    Liste des tableaux ...................................................................................................................................... vii

    Liste des figures ........................................................................................................................................ viii

    Liste des acronymes ................................................................................................................................... ix

    Liste des unités ............................................................................................................................................ x

    Liste des annexes ........................................................................................................................................ xi

    Remerciements .......................................................................................................................................... xii

    Introduction ................................................................................................................................................. 1

    1. Revue de littérature ............................................................................................................................. 3

    1.1. Mise en contexte .......................................................................................................................... 3

    1.2. La gestion des bassins versants: source de conflits ou de coopération ................................... 4

    1.2.1. Les conflits ........................................................................................................................... 4

    1.2.2. La coopération interétatique ............................................................................................... 7

    1.3. Les modèles hydro-économiques pour la GIRE. ...................................................................... 8

    1.3.1. L’optimisation .................................................................................................................... 10

    1.3.2. La simulation ..................................................................................................................... 11

    1.3.3. Les modèles génériques .................................................................................................... 12

    2. Description de la zone d’étude ......................................................................................................... 15

    2.1. Caractéristiques physiques ....................................................................................................... 15

    2.2. Les enjeux géopolitiques .......................................................................................................... 17

    2.3. Les usages de la ressource ........................................................................................................ 20

    2.3.1. L’hydroélectricité ............................................................................................................... 20

    2.3.2. Le laminage des pics de crues à Bakel ............................................................................ 22

    2.3.3. Le soutien des basses eaux ............................................................................................... 23

    3. Application de WEAP au bassin versant du fleuve Sénégal ........................................................... 27

    3.1. Description du modèle .............................................................................................................. 27

    3.2. Données de paramétrage .......................................................................................................... 30

    3.2.1. Les données hydrologiques .............................................................................................. 30

  • vi

    3.2.2. Caractéristiques physiques des centrales ........................................................................ 32

    3.2.3. Les besoins en eau ............................................................................................................. 34

    3.3. Description des scénarios ......................................................................................................... 36

    4. Analyse des résultats ......................................................................................................................... 38

    4.1. Modélisation des données hydrologiques ............................................................................... 38

    4.2. La production d’énergie hydroélectrique ................................................................................ 39

    4.3. La régularisati

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