11. TOPOGRAPHIE  ET AQUACULTURE

11.0 Ce que vous avez appris
1. Aux chapitres précédents du présent manuel, vous avez appris: à mesurer les divers paramètres ou grandeurs fixes permettant de décrire les caractéristiques topographiques d'un terrain, telles que distances, angles horizontaux et verticaux et différences de niveau; à faire un levé planimétrique; à déterminer le relief du terrain par nivellement direct; à définir des courbes de niveau sur le terrain; à établir des plans et des cartes topographiques; à mesurer des surfaces sur le terrain et à partir de plans ou de cartes. 2. Grâce à ces nouvelles connaissances, vous devez maintenant être en mesure de: choisir un site approprié pour la construction d'un petit réservoir ou d'étangs d'eau douce; concevoir votre ferme piscicole et préparer sa construction. 3. Les volumes suivants de ce manuel faisant partie des «Méthodes simples pour l'aquaculture» vous fourniront d'autres informations concernant le choix du site, ainsi que la conception et la construction d'une ferme piscicole. Les sections ci-après passent brièvement en revue certaines de ces informations pour vous aider à comprendre comment utiliser les levés topographiques pour la conception et la construction d'une ferme piscicole. Vous devriez également consulter certains des exemples présentés aux chapitres précédents; vous pourrez en effet en tirer des idées ou des suggestions pour mener à bien votre propre projet.

11.1 Comment faire des études préliminaires à partir de cartes topographiques
1. Avant d'entreprendre un levé sur le terrain, il vous faudra, en règle générale, étudier les cartes topographiques disponibles pour obtenir les informations nécessaires aux différents projets que vous voulez réaliser et pour comparer ces mêmes projets sur la base de leurs avantages et inconvénients respectifs. Il vous sera ensuite plus facile de choisir l'ordre dans lequel vous ferez les levés de reconnaissance sur le terrain. 2. Parmi les indications les plus précieuses que peut fournir une carte topographique figurent les dimensions d'un bassin versant, les dimensions d'une zone inondée, les caractéristiques de certains profils du terrain et la distribution des catégories de pentes dans une zone donnée.

Détermination des dimensions du bassin versant et de la quantité d'eau disponible pour la pisciculture

3. Vous avez appris au volume 4 - Pisciculture continentale: l'eau que le bassin versant d'un cours d'eau correspond à la surface totale de la zone assurant l'alimentation en eau de ce cours d'eau.

4. En un point A d'un cours d'eau, la quantité totale d'eau disponible provient généralement de plusieurs bassins versants distincts. Ceux-ci définissent le bassin versant relatif au point A, délimité par la ligne de partage des eaux, laquelle suit les crêtes entourant le bassin versant.

5. Si vous avez une carte topographique de la région, vous pouvez tracer la ligne de partage des eaux et définir le bassin versant relatif à chacun des points choisis le long d'un cours d'eau (traits pointillés). Il se peut que vous souhaitiez réaliser au point A l'alimentation en eau de votre ferme piscicole qui sera construite en aval. En partant du point A, tracez une droite perpendiculaire aux courbes de niveau de chaque côté du lit du cours d'eau, jusqu'aux points B et C d'altitude maximale. Puis reliez le point B au point D, suivant la même méthode et continuez à partir des points E, F ... I, jusqu'à ce que vous ayez atteint le point C sur l'autre rive du cours d'eau. La surface comprise à l'intérieur de la ligne de partage ABD ... SCA constitue le bassin versant relatif au point A du cours d'eau.

6. En utilisant de préférence la méthode du quadrillage (voir section 10.3), déterminez l'étendue du bassin versant relatif au point A du cours d'eau d'après la surface de la zone limitée par la ligne de partage des eaux.

7. Vous pouvez estimer la quantité d'eau disponible au point A d'après l'étendue du bassin versant, le type de végétation le plus courant, la configuration générale du relief et l'importance des précipitations observées dans cette zone. A cet effet, il faut vous informer auprès d'un service public, par exemple le service hydrologique, pour obtenir les valeurs locales des coefficients de ruissellement.  

Exemple

Quantité d'eau disponible par mètre carré de bassin versant dans la région de Bouaké (Côte d'Ivoire) en Afrique occidentale

Précipitation annuelle (mm)	Coefficient de ruissellement   (pourcentage)	Ruissellement1        (mm)	Quantité d'eau    disponible2 (m3 /km2)
800	0.9	7	7000
900	2.8	25	25000
1000	4.7	47	47000
1100	6.6	72	72000
1150	7.5	87	87000
1200	8.5	101	101000
1300	10.4	135	135000
1400	12.3	172	172000
1500	14.2	212	212000
1600	16.1	257	257000
1700	18.0	305	305000

¹ Ruissellement (mm) = précipitation annuelle x (coefficient de ruissellement / 100).
² Quantité d'eau disponible (m³/km²) = ruissellement (mm) x 1 000

Etant donné que la précipitation annuelle moyenne de cette région s'élève à 1 150 mm, la quantité d'eau disponible en moyenne peut être estimée à environ 87 000 m³/km² de surface de bassin versant dans cette région particulière du pays. Si la surface calculée du bassin versant en amont du point A est de 2,72 km² la quantité d'eau moyenne disponible au point A peut être évaluée à 87000 m³/km² x 2,72 km² = 236 640 m³ par an.

Détermination de l'étendue de la surface inondable

8. Si vous devez construire un barrage au point A pour créer un réservoir d'eau, il est facile de déterminer l'étendue de la surface inondable en amont du point A, si l'on connaît la hauteur du niveau de l'eau dans le réservoir

9. A l'emplacement du barrage, repérez la courbe de niveau sur la carte topographique qui correspond, d'un côté du cours d'eau, à la hauteur du niveau d'eau dans le réservoir. Suivez cette courbe, d'abord vers l'amont, puis en traversant le cours d'eau, et enfin vers l'aval jusqu'au barrage. La surface comprise à l'intérieur de cette courbe de niveau sera alors la surface inondable correspondant à cette valeur particulière du niveau d'eau dans le réservoir.

Exemple

Altitude du niveau d'eau du réservoir: 690 m.
A partir du point B à l'emplacement du barrage, suivez d'abord la courbe de niveau 690 m vers l'amont jusqu'au point C (traversée de la rivière), puis en revenant vers l'aval, au point D à l'emplacement du barrage. La superficie inondable jusqu'au niveau d'eau de 690 m sera délimitée par BCDB.

10. En utilisant de préférence la méthode du quadrillage (voir section 10.3), déterminez la surface comprise à l'intérieur de la courbe de niveau sélectionnée, afin de déterminer l'étendue de la surface inondable. Si vous connaissez la profondeur moyenne du réservoir, il est alors possible de calculer le volume d'eau qu'il contient.

Détermination de profils du terrain à partir de cartes topographiques

11. Il est possible d'établir le profil du terrain le long d'une droite quelconque AB, à partir d'une carte topographique. Tracez la droite AB sur la carte. Placez ensuite l'un des bords d'une bande de papier blanc rectiligne le long de cette droite et marquez-y la position des principales courbes de niveau 775 m, 750 m ... 675 m qui recoupent la droite AB. Inscrivez les altitudes (ou hauteurs) correspondantes à côté des traits marqués sur la bande.

12. Reportez ces marques sur une feuille de papier quadrillé millimétré, en utilisant une échelle des distances horizontales identique à celle de la carte.

13. Définissez une échelle verticale des altitudes (ou hauteurs) de 10 à 30 fois supérieure à l'échelle horizontale et graduez cette échelle d'après les courbes de niveau présentes le long du profil.

14. Indiquez l'altitude (ou hauteur) de chaque repère de distance par un point situé sur une perpendiculaire.

15. Reliez ces points pour obtenir le profil du terrain le long de la droite AB.

Détermination des différences de niveau le long d'un cours d'eau
16. Il se peut que vous deviez choisir un site sur un cours d'eau pour construire une digue destinée à créer un réservoir, ou encore que vous souhaitiez utiliser un cours d'eau existant pour assurer l'alimentation d'une ferme piscicole. Dans ces deux cas, il convient alors d'étudier le profil en long du cours d'eau et de déterminer sa pente entre deux points donnés. Pour le choix du site d'un barrage, il faut étudier la valeur de la pente depuis ce site jusqu'au niveau maximal du plan d'eau dans le futur réservoir. Vous connaîtrez ainsi le volume d'eau susceptible d'être emmagasiné. Si vous voulez détourner l'eau d'une rivière afin d'alimenter votre ferme piscicole, vous devrez déterminer la pente de la rivière entre la prise d'eau de votre ferme et le point d'évacuation de son eau. Vous connaîtrez ainsi la différence de niveau disponible pour construire une ferme piscicole sur le site compris entre ces deux points.

17. Pour déterminer la pente du cours d'eau, entre les points A et B par exemple, il convient tout d'abord de repérer visiblement sur la carte les deux extrémités A et B du profil à étudier. Marquez ensuite les points C, D, E et F situés à l'intersection des courbes de niveau avec le lit du cours d'eau. Pour pouvoir vous y référer ultérieurement, vous pouvez également marquer certains points particuliers le long du cours d'eau, par exemple un affluent (ou un bras) de ce cours d'eau (G - H), ou encore un pont routier.

18. A partir du point A, mesurez au millimètre près les distances AG, GC, CD ... FB entre les différents points marqués, en suivant aussi exactement que possible le lit du cours d'eau. Inscrivez ces mesures dans un tableau comme indiqué dans l'exemple ci-après.

19. D'après l'échelle de la carte, transformez ces mesures en distances horizontales au sol (exprimées en mètres) et calculez les distances cumulées à partir du point A, comme indiqué au tableau ci-après.

20. D'après les courbes de niveau de la carte, déterminez les altitudes (ou hauteurs) des points A, G, C, D, H, E, F et B, puis notez ces valeurs dans le tableau. Puisque vous vous déplacez vers l'aval, ces valeurs doivent diminuer régulièrement d'une hauteur constante égale à l'équidistance des courbes de niveau de la carte.

Exemple Profil en long de la section AB d'un cours d'eau Echelle de la carte: 1 cm = 200 m (1: 20 000); équidistance = 5 m Point du cours d'eau Distance1 sur la carte (cm) Distance au sol (m) Distance cumulée (m) Altitude 2 (m) A G C D H E F B 2,9 0,7 1,1 0,4 2,1 0,5 1,1   580 140 220 80 420 100 220  0 580 720 940 1 020 1 440 1 540 1 760 690 (affluent) 685 680 (affluent) 675 670 665 1 Distance au sol (m) = distance sur la carte (cm) x échelle de la carte (m/cm). 2 D'après les courbes de niveau, équidistance = 5 m.

21. Tracez le profil en long de la section AB du cours d'eau comme indiqué précédemment (voir section 9.5) et d'après les données recueillies. Suivant l'échelle horizontale utilisée, notez les emplacements des points particuliers supplémentaires relevés, de façon à pouvoir vous y référer ultérieurement.

22. D'après ce profil en long, il est maintenant facile de déterminer la différence de niveau entre deux points quelconques X et Y du cours d'eau, situés dans cette section AB.

Détermination de la forme des vallées

23. Suivant une méthode identique à celle décrite aux points 11 à 15, vous pouvez également déterminer la forme générale d'une vallée. A cet effet, vous tracerez des profils en travers perpendiculairement au lit du cours d'eau, aux emplacements qui vous intéressent, en fonction de l'objectif poursuivi. Si vous avez l'intention de construire un petit barrage, vous tracerez par exemple le profil en travers AB. Si vous cherchez un site pour construire une ferme piscicole, vous tracerez par exemple le profil en travers CD.

24. Prenez une bande de papier et posez-la de façon à faire coïncider l'un de ses bords avec la ligne de la coupe transversale. Marquez sur la bande l'emplacement des différentes courbes de niveau, et notez l'altitude (ou la hauteur) de certains points à titre de repère.

25. Reportez ces marques sur l'échelle horizontale d'un profil en travers (voir section 9.5). Cette échelle doit être identique à celle de la carte. 26. Choisissez une échelle verticale des hauteurs de 10 à 30 fois supérieure à l'échelle horizontale. Reportez verticalement sur le graphique les altitudes de chaque point marqué. La droite reliant les points ainsi obtenus constitue le profil en travers de la vallée suivant la droite AB. 27. Si vous répétez les opérations ci-dessus pour la droite CD, vous tracerez alors le profil en travers CD de la vallée. L'examen comparé des deux profils montre que le profil AB est effectivement en forme de V, tandis que le profil CD est en forme de V déformé d'un côté.
28. Du point de vue des installations de pisciculture, les profils en travers de vallée peuvent être classés en quatre types, d'après leur forme. Si vous connaissez la forme de la vallée dans la zone où vous voulez construire votre ferme piscicole, vous serez alors en mesure de: décider du type d'étang à construire; mieux concevoir votre ferme piscicole. Ces informations vous seront présentées au volume suivant de la présente série. Vous apprendrez par exemple que l'emplacement AB mentionné ci-dessus conviendrait certes à la construction d'un barrage à moindre coût, mais non à la construction d'étangs de pisciculture. Par contre, à l'emplacement CD, le flanc XYZ de la vallée présente une pente latérale (1,25 à 2,17 pour cent) adaptée à la construction d'étangs de pisciculture (voir point 27 ci-dessus).

Etablissement d'une carte des pentes à partir d'une carte topographique

29. La pente du terrain constitue l'un des principaux éléments du choix d'un site approprié pour la construction d'un étang de pisciculture. Les meilleurs sites à cet égard ont une pente moyenne de 0,5 à 1,5 pour cent, bien que des terrains pratiquement horizontaux ou dont les pentes sont comprises entre 1,5 et 3 pour cent puissent également convenir. Par ailleurs, le coût des travaux augmente en fonction de la pente, en particulier au-delà de 5 pour cent.

30. Lorsqu'on étudie une carte topographique, il est parfois utile d'y déterminer une série de catégorie de pentes. En procédant ainsi, vous aurez établi une carte des pentes.

Exemple

Catégories de pentes utiles en pisciculture

A - pentes inférieures ou égales à 1,5 pour cent
B - pentes comprises entre 1,5 et 3 pour cent
C - pentes comprises entre 3 et 5 pour cent
D - pentes supérieures à 5 pour cent

31. Pour établir une carte des pentes, vous devez tout d'abord préparer des guides d'espacement des courbes de niveau pour chaque catégorie de pentes et pour la carte topographique particulière utilisée. Si cette carte topographique comporte:

• une échelle des distances suivant laquelle

              1 cm = n (m)

• une équidistance des courbes de niveau égale à EC (m)

alors l'intervalle X (en centimètres) entre les lignes de votre guide d'espacement se calcule comme suit:

X = (100 EC) ÷ (nS)

avec S valeur maximale en pourcentage de la pente dans chacune des catégories à représenter sur la carte des pentes.

Exemple Vous utilisez une carte topographique sur laquelle vous souhaitez représenter les quatre catégories de pentes ci-dessus (A, B, C, D). Vous devez tout d'abord définir trois guides d'espacement concernant respectivement les pentes de 1,5, 3 et 5 pour cent. La carte topographique est établie au 1: 50 000 (1 cm = 500 m) et l'équidistance est de 5 m. Calculez comme suit les intervalles X des droites définissant les guides d'espacement. Pente de 1,5 pour cent: X = (100 x 5) ÷ (500 x 1,5) = 500 ÷ 750 = 0,67 cm ou 6,7 mm Pente de 3 pour cent: X = (100 x 5) ÷ (500 x 3) = 500 ÷ 1 500 = 0,33 cm ou 3,3 mm Pente de 5 pour cent: X = (100 x 5) ÷ (500 x 5) = 500 ÷ 2 500 = 0,2 cm ou 2 mm 32. Munissez-vous de plusieurs feuilles de papier quadrillé millimétré et préparez vos guides d'espacement en procédant comme suit: Avec un crayon bien taillé à mine dure, tracez une ligne droite à travers la feuille de papier, près de son bord inférieur. Sur une hauteur d'environ 15 cm, tracez une série de lignes droites parallèles à la ligne du bas, à une distance égale à l'intervalle X (calculé comme indiqué ci-dessus), par exemple 6,7 mm pour la pente de 1,5 pour cent. Cela constitue votre guide d'espacement des courbes de niveau pour la pente de 1,5 pour cent. Sur une nouvelle bande d'environ 10 cm de hauteur, tracez une deuxième série de lignes parallèles à la série précédente, séparées par une distance égale à l'intervalle X calculé pour la deuxième valeur de la pente, par exemple 3,3 mm pour la pente de 3 pour cent. Cela constitue votre guide d'espacement pour la pente de 3 pour cent. Répétez cette opération pour définir le guide d'espacement correspondant à une pente de 5 pour cent.
33. Vous pouvez maintenant établir votre carte des pentes en identifiant par exemple les quatre catégories de pente sur la carte topographique. Procédez comme suit: a) Prenez plusieurs crayons de couleurs différentes. Choisissez une couleur pour chaque catégorie. La couleur la plus claire peut par exemple représenter les terrains les moins inclinés (de 0 à 1,5 pour cent de pente), tandis que la couleur la plus foncée peut correspondre aux terrains les plus inclinés (pente supérieure à 5 pour cent). b) Découpez une bande de 2 cm de large de votre guide des espacements des courbes de niveau (voir point 32), qui vous indique l'intervalle minimal séparant les courbes de niveau sur la carte topographique, pour les catégories de pentes respectivement comprises entre 1,5 et 3 pour cent, 3 et 5 pour cent, et supérieures à 5 pour cent. Découpez la bande perpendiculairement aux lignes d'espacement, de façon que les trois catégories de pentes y apparaissent.

c) Placez cette bande de papier sur la carte. Puis, en passant en revue successivement les différentes portions de la carte, déterminez celles dans lesquelles les courbes de niveau sont séparées par des intervalles inférieurs ou égaux à l'intervalle de la bande de papier correspondant au guide d'espacement pour une pente de 5 pour cent. Puisque les portions de la carte ainsi repérées comportent des pentes supérieures ou égales à 5 pour cent, elles doivent être coloriées de la couleur la plus foncée.

Note: La comparaison de l'intervalle reporté sur la bande de papier aux intervalles séparant les courbes de niveau doit s'effectuer le long d'une droite perpendiculaire aux courbes de niveau,c'est-à-dire dans le sens de la ligne de plus grande pente.

d) Répétez les opérations ci-dessus avec la partie de la bande correspondant au guide d'espacement pour une pente de 3 pour cent. Déterminez ensuite quelles sont les parties non coloriées de la carte dont les courbes de niveau sont séparées par des intervalles inférieurs ou égaux à l'intervalle de la bande. Les parties de la carte ainsi identifiées sont les pentes comprises entre 3 et 5 pour cent. Coloriez-les en utilisant une teinte un peu plus claire que la précédente.

e) Répétez les opérations ci-dessus avec la partie de la bande correspondant au guide d'espacement pour une pente de 1,5 pour cent. Déterminez ainsi les parties non encore coloriées de la carte dont les pentes varient de 1,5 à 3 pour cent. Coloriez-les en utilisant une teinte un peu plus claire que la précédente.

f) Enfin, toujours suivant la même procédure, vérifiez que dans les parties non coloriées de la carte, les courbes de niveau sont séparées par des intervalles supérieurs à l'intervalle correspondant aux pentes de 1,5 pour cent reproduit sur la bande de papier. Coloriez ces zones de la couleur la plus claire.

11.2 Levé de reconnaissance d'un site éventuel
1. Après avoir effectué des études préliminaires à partir des cartes topographiques disponibles, vous pouvez choisir un ou plusieurs meilleurs sites potentiels pour la construction d'étangs piscicoles (voir le volume suivant dans la présente série). 2. Il convient maintenant d'organiser sur le terrain un levé de reconnaissance du (des) site (s) choisi(s), afin de recueillir des données topographiques plus détaillées. Ce levé devrait comporter au moins l'établissement d'un profil en long de la vallée et/ou du (des) site (s) choisi(s) ainsi que des profils en travers du (des) site(s). Si vous prévoyez de construire un réservoir, l'implantation des courbes de niveau vous permettra d'en définir l'étendue maximale. Vous pouvez aussi déterminer son niveau d'eau maximal par nivellement. Vous pouvez ensuite calculer la surface et le volume du réservoir.

Etude du profil en long de la vallée
3. Premièrement, déterminez le profil en long de la vallée (voir section 8.2) par nivellement. A cet effet, procédez par cheminement le long d'une série de segments de droites aussi rapprochés que possible du cours d'eau. Tracez le profil sur du papier quadrillé (voir section 9.5). Ensuite, vous pouvez calculer la différence de niveau entre deux points quelconques du profil en long, par exemple la prise d'eau en F et l'évacuation d'eau en A de l'installation envisagée. Cette différence de niveau H(F) - H(A) doit être suffisante pour permettre la construction de la ferme piscicole (voir volume suivant de la présente série). 4. Si vous avez l'intention de construire un réservoir, il vous sera facile, en procédant de façon analogue, d'estimer la hauteur approximative du barrage au point A et la profondeur d'eau maximale du futur réservoir.

Profils en travers du site potentiel
5. Faites le levé d'une série de profils en travers GH, IJ, ... établis à partir du profil en long ci-dessus, à des intervalles de 20 à 50 m, sur toute l'étendue du site potentiel (voir section 8.2). Tracez les profils sur papier quadrillé, de manière à pouvoir calculer les pentes du terrain et, d'après ces données, à concevoir la ferme piscicole.

Etablissement des courbes de niveau du site potentiel
6. D'après les résultats du levé ci-dessus, vous pouvez également établir un plan du site potentiel et tracer ses courbes de niveau (voir section 9.4, point 10). 7. Une autre méthode d'établissement des courbes de niveau consiste tout d'abord à choisir un point de référence dans le site potentiel, par exemple la prise d'eau A sur le cours d'eau. Le point A servira ensuite de point de repère topographique de hauteur déterminée H(A) =  100 m par exemple. A partir du point A, identifiez la courbe de niveau H(A) =  ABC ... H dans le site potentiel (voir section 8.3). 8. Tous les 20 à 50 m sur cette courbe de niveau H(A), faites le levé de profils en travers perpendiculaires, depuis la courbe de niveau et en direction du cours d'eau. Les résultats de ce levé vous permettront ensuite de déterminer d'autres courbes de niveau et d'établir la carte correspondante.

Détermination de l'étendue maximale d'un réservoir
9. Une fois fixés les emplacements de la prise d'eau A et de l'axe XY de la digue d'un projet de réservoir, il est facile de repérer au sol l'étendue maximale de ce futur réservoir. A partir de la prise d'eau A, déterminez le parcours de la courbe de niveau H(A) par nivellement depuis ce point A et sur les deux rives du cours d'eau, jusqu'à l'axe XY de la digue.

11.3 Etude de faisabilité d'un site potentiel

1. D'après les données obtenues lors des levés de reconnaissance, vous pouvez tracer un plan topographique à l'échelle, indiquant les distances et les hauteurs. Vous pouvez alors étudier la conception de la ferme piscicole envisagée ou encore, si vous devez édifier un barrage, vous pouvez obtenir des indications complémentaires concernant les caractéristiques du réservoir créé par le barrage. (La conception proprement dite de la ferme piscicole sera examinée ultérieurement au volume suivant de la présente série, où figurent des informations complémentaires sur les caractéristiques des réservoirs.) La présente section doit vous apprendre à estimer le volume d'une digue en terre et à calculer les différences de niveau dans le cas des stations de pompage.

Estimation de la surface du futur réservoir
2. Reportez sur votre plan topographique la courbe de niveau H(A) délimitant la surface maximale du futur réservoir (voir point 9 ci-dessus). Les mesures effectuées sur la carte vous permettent alors d'estimer la surface délimitée par la courbe de niveau H(A).
Estimation du volume du futur réservoir
3. Dans le manuel intitulé Pisciculture continentale: l'eau (section 4.2), vous avez appris des méthodes simples de détermination du volume d'un futur réservoir.Vous allez maintenant apprendre une méthode de terrain rapide et assez précise, basée sur les levés topographiques. 4. Tous les 20 à 50 m, le long de l'axe longitudinal AZ du futur réservoir, élevez des perpendiculaires BC, DE ... QR à l'intérieur de la zone délimitée par la courbe de niveau H(A). Plantez des piquets en bois tous les 25 m sur ces perpendiculaires et marquez-les de chaque côté de l'axe AZ. 5. Commencez à l'extrémité B du segment BC, située sur la courbe de niveau H(A),et dont la hauteur coïncide avec le niveau d'eau maximal. Avec une mire graduée à voyant et un niveau à visée, reportez la hauteur H(A) au sommet des piquets a, b et c. Enfoncez-les dans le sol jusqu'à ce qu'ils soient exactement à la hauteur voulue. Les piquets a, b et c indiquent maintenant de façon visible la profondeur d'eau maximale en chacun de ces points, quand le réservoir est plein. 6. Répétez ces opérations tour a tour pour chaque droite transversale DE, FG, ... QR. De façon analogue, procédez au piquetage de l'axe XY de la digue projetée.
7. Mesurez et inscrivez dans un tableau simple la hauteur de chaque piquet au-dessus du niveau du sol sur chacune des droites transversales, y compris la droite XY, comme indiqué dans l'exemple ci-dessous. Exemple Droite Hauteur du piquet (m) a b c d e BC 0.45 0.87 0.38 - - DE 0.85 1.42 0.73 - - FG 0.22 0.87 1.63 0.79 - KL 0.49 0.98 1.89 0.91 0.58 ... ... ... ... ... ... XY 0.82 2.42 0.84 - - 8. Tracez sur du papier quadrillé millimétré et à l'échelle appropriée les sections transversales BC, DE ... QR et XY du réservoir lorsqu'il est entièrement rempli. Utilisez par exemple une échelle verticale 10 fois supérieure à l'échelle horizontale. N'oubliez pas que la profondeur de l'eau à chacune des extrémités de la coupe transversale est par définition égale à zéro.
9. Calculez la surface de chaque section transversale, en ajoutant si nécessaire les surfaces partielles de triangles et de trapèzes (voir les formules mathématiques à l'annexe 1).

Exemple

Surface BC = triangle 1 + trapèze 2 + trapèze 3 + triangle 4
Triangle 1 = (17 m x 0,45 m) ÷ 2                     =   3,835 m²
Trapèze 2 = [(0,45 + 0,87 m) ÷ 2] x 25 m         = 16,500 m²
Trapèze 3 = [(0,87 m + 0,38 m) ÷ 2] x 25 m     = 15,625 m²
Triangle 4 = (13 m x 0,38 m) ÷ 2                     =   2,470 m²
                                                  Surface BC = 38,420 m²

10. Ajoutez les surfaces des sections transversales BC, DE ... QR et multipliez la somme obtenue par la valeur de l'intervalle constant entre les différentes sections transversales (dans le cas présent 25 m) afin d'obtenir une estimation du volume du réservoir en amont de la dernière section transversale QR.

Exemple

Volume du réservoir depuis le point A jusqu'à la droite QR = (surface BC + surface DE + ... + surface QR) x 25 m

11. Estimez le volume de la dernière portion du réservoir comprise entre la section transversale OR et l'axe XY de la digue. Multipliez la surface de la section transversale XY (voir point 9) par la moitié de la distance entre les sections transversales précédentes.

Exemple

Volume de la portion QR/Z = (surface XY x (25 m ÷ 2)

12. Calculez le volume de la totalité du réservoir en ajoutant:

• le volume A/QR obtenu au point 10;
• le volume QR/Z obtenu au point 11.

Estimation du volume d'un barrage en terre
13. Procédez comme suit pour estimer rapidement le volume d'un barrage en terre XY, devant être construit au travers d'une vallée déterminée. Vous obtiendrez ainsi une estimation inférieure d'environ 10 pour cent au volume réel. Cette précision est néanmoins suffisante pour une première estimation. 14. D'après les données tirées du tableau qui se trouve au point 7, calculez les hauteurs h du barrage XY, au milieu des sections successives marquées par les piquets. Exemple Dans le cas du barrage XY, seuls deux milieux de sections sont à considérer: l'une, h1, entre les piquets a et b et l'autre, h2, entre les piquets b et c. h1 = (0,82 m + 2,42 m) ÷ 2 = 1,62 m h2 = (2,42 m + 0,84 m) ÷ 2 = 1,63 m

15. Tracez à l'échelle appropriée la section transversale du type de digue que vous devez construire. A cet effet, il vous faut déterminer en particulier les trois grandeurs suivantes:

• la largeur C du point le plus élevé, ou crête, de la digue;
• la pente du versant non immergé de la digue à l'extérieur du réservoir, D:1;
• la pente du versant immergé de la digue à l'intérieur du réservoir, W: 1.

16. La connaissance de ces caractéristiques de la digue vous permet alors de calculer la surface d'une section transversale quelconque en ajoutant:

• surface du rectangle 1 = C x h;
• surface du triangle 2 = (D x h) x (h ÷ 2);
• surface du triangle 3 = (W x h) x (h ÷ 2).

Par conséquent, la surface A d'une section transversale quelconque de la digue est égale à:

A = (Ch) + (Dh² ÷ 2) + (Wh² ÷ 2)

où C est la largeur de la crête de la digue; h est la hauteur; D est la pente du versant non immergé; W est la pente du versant immergé.

17. Appliquez successivement cette formule au calcul de surface de la section de la digue en chacun des points centraux repérés sur l'axe XY, d'après les valeurs de h obtenues au point 14.

Exemple

Les caractéristiques de la digue sont fixées comme suit: C = 4 m; pente du versant non immergé = 1,5:1; pente du versant immergé = 2:1.

Les surfaces des sections transversales de la digue sont les suivantes:

• Au milieu du segment a/b, avec h₁ = 1,62 m

A, = (4 m x 1,62 m) + [ (1,5 x 1,62² m) ÷  2] + [(2 x 1,62² m) ÷  2]
= 6,48 m² + 1,97 m² + 2,62 m² = 11,07 M².

• Au milieu du segment b/c, avec h₂ = 1,63 m

A₂ = (4 m x 1,63 m) + [(1,5 x 1,63² m) ÷ 2] + [(2 x 1,63² m) ÷ 2]
= 6,52 m² + 1,99 m² + 2,66 m² = 11,17 m².

18. Calculez ensuite les volumes partiels des portions de digue délimitées par les piquets a, b, c, etc. A cet effet, multipliez chaque surface de section de digue mesurée en un point central par la longueur de la portion de digue correspondante.

Exemple

Volumes partiels de la digue, pour des piquets a, b et c plantés à 25 m d'intervalle:

• Pour la portion a/b, V₁= A_l x 25 m = 11,07 m² x 25 m = 276,75 m³.
• Pour la portion b/c, V₂= A₂ x 25 m = 11,17 m²  x 25 m = 279,25 m³.

19. Estimez le volume total de la digue en ajoutant ces volumes partiels.

Exemple

Volume total de la digue XY = 276,75 m³ + 279,25 m³ = 556 m³.

Application de vos connaissances de topographie à l'installation d'une station de pompage
20. Vous prévoyez peut-être de pomper l'eau d'alimentation de votre étang- réservoir, soit d'un puits, soit d'un plan d'eau existant. Dans ce cas, le choix de la pompe dépendra considérablement de la différence de niveau entre les deux extrémités de votre canalisation d'eau et la pompe. D'ordinaire, la pompe sera installée à un niveau intermédiaire, de façon à faire monter l'eau par aspiration depuis un niveau plus bas (la source d'alimentation en eau) et à la refouler à un niveau plus élevé (un réservoir surélevé par exemple). 21. Lors du choix de l'emplacement d'une station de pompage, deux différences de niveau jouent un rôle particulièrement important: entre la surface de la source d'approvisionnement en eau et la pompe, c'est-à-dire la hauteur d'aspiration (en mètres); entre la pompe et le réservoir surélevé, c'est-à-dire la hauteur de refoulement (en mètres).
22. Pour déterminer ces différences de niveau, vous pouvez procéder par nivellement direct entre la source d'approvisionnement en eau A et la station de pompage B d'une part, et l'emplacement C du réservoir surélevé d'autre part. Ensuite, compte tenu du niveau du sol en ces différents points et des diverses distances verticales (par exemple, axe de la pompe/source d'alimentation en eau et axe de la pompe/niveau d'eau du réservoir), vous pouvez facilement calculer la hauteur d'aspiration et la hauteur de refoulement. 23. Sinon, une méthode indirecte vous permet également de déterminer les différences de niveau: mesurez les angles verticaux compris entre le plan horizontal et les lignes de visée successives AB et BD (voir chapitre  4); mesurez les distances horizontales AE et BC (voir chapitre 2); calculez les différences de niveau comme suit: EB = AE tg BAE CD = BC tg DBC    en obtenant les valeurs de tangentes de l'annexe 2.

11.4 Comment procéder aux nivellements nécessaires à la construction d'une ferme piscicole

1. Vous avez déjà appris qu'il vous faut savoir utiliser les méthodes topographiques appropriées lors de la construction de votre ferme piscicole. Vous allez maintenant apprendre deux autres méthodes topographiques, l'une pour la construction d'un canai d'alimentation en eau et l'autre pour la construction d'un étang.

Piquetage du tracé d'un canal d'alimentation en eau

2. Vous avez appris aux chapitres précédents tout d'abord comment faire le levé de l'axe d'un canal d'alimentation en eau (voir sections 7.1 et 8.2), puis comment tracer son profil en long (voir section 9.5) et son profil en travers (voir section 9.6). Vous avez en outre appris comment implanter des courbes de niveau (voir section 8.3) pour essayer de déterminer rapidement le tracé possible d'un canai entre la prise d'eau et les points d'arrivée d'eau de la ferme piscicole.

3. Une fois le parcours du canal d'alimentation soigneusement défini et repéré sur le terrain, il faut procéder à son piquetage avant de pouvoir entreprendre sa construction. A cet effet, il faut en premier lieu défricher une bande de terrain de 1 à 2 m le long de l'axe du canal. Ensuite, vous placerez une série de petits piquets  le long de l'axe. Les sommets  de ces piquets doivent correspondre à un niveau de référence horîzontal, c'est-à-dire que les sommets des piquets doivent tous se trouver à la même hauteur.

4. L'espacement de ces piquets de référence dépend de la méthode de nivellement utilisée. En règle générale, le procédé le plus simple consiste à niveler à partir du point de départ A avec une règle rectiligne de 4 m et un niveau de maçon (voir section 6.6). Vous pouvez aussi utiliser un clisimètre (voir section 4.5) et une mire à voyant. Dans ce cas, les piquets sont placés tous les 5 à 10 m.

5. Définissez ensuite le profil en travers du canal. Ajoutez si nécessaire d'autres piquets pour faciliter le travail de terrassement.

6. Si vous construisez un canal dont le fond n'a pas de pente (horizontal), vous pouvez indiquer aux ouvriers à quelle profondeur constante ils doivent creuser, en leur remettant un morceau de bois dont la longueur est égale à la hauteur (au-dessus du fond du canal) des sommets des piquets placés dans l'axe du canal.

7. Si vous construisez un canal dont le fond est en pente, la méthode la plus simple consiste à donner une pente identique au niveau de référence horizontal reliant le sommet des piquets placés dans l'axe du canal. A cet effet, procédez comme suit:

a) Compte tenu de la valeur de la pente et de l'espacement des piquets, calculez la différence de niveau requise entre deux piquets consécutifs.

Exemple

En procédant au nivellement avec une règle et un niveau de maçon, placez vos piquets à 4 m d'intervalle. Si la pente du fond du canal doit être par exemple de 0,1 pour cent, la différence de niveau entre deux piquets consécutifs doit être égale à (0,1 m x 4 m) ÷ 100 = 0,004 m = 4 mm.

b) Découpez un petit morceau de bois d'une épaisseur identique à cette différence de niveau.

c) Placez ce morceau de bois au sommet du deuxième piquet; enfoncez davantage ce même piquet dans le sol jusqu'à ce que le sommet du premier et celui de ce second piquet soient de nouveau à l'horizontale. Utilisez par exemple une règle et un niveau de maçon.

d) Déplacez-vous jusqu'au troisième piquet; placez le morceau de bois au sommet de ce dernier et enfoncez le piquet dans le sol jusqu'à ce que son nouveau sommet soit à l'horizontale par rapport au sommet du piquet précédent.

e) Répétez les opérations ci-dessus jusqu'à ce que vous ayez atteint l'extrémité de l'axe du canal.

f) La droite reliant le sommet des piquets placés dans l'axe du canal présente maintenant une pente identique à celle que doit avoir le fond du canal. Il est donc possible de creuser le canal comme indiqué au point 6, d'après une longueur constante de référence mesurée à partir du sommet de chaque piquet.

Piquetage du fond d'un étang avant sa construction
8. Vous avez déjà appris à faire le levé du périmètre ou du pourtour de vos étangs en implantant une série de surfaces rectangulaires, ainsi que les axes des digues à construire (voir section 3.7), ou encore en implantant la courbe de niveau correspondant à la hauteur d'eau maximale (voir section 11.2). 9. Lorsque vous avez déterminé la surface de vos étangs, mais avant d'en commencer la construction, il faudra généralement connaître l'importance des volumes de terre à déplacer aux différents points de l'étang. Vous devrez également indiquer cela clairement sur le terrain, afin que les ouvriers puissent exécuter correctement la construction de l'étang. A cet effet, il faudra procéder au piquetage du fond de chaque étang.
10. Une façon simple d'effectuer le piquetage du fond d'un étang consiste à faire un levé par rayonnement depuis le point le plus bas du futur étang, c'est- à-dire à la sortie d'eau. Procédez de la façon suivante: a) Depuis le point 0 (point le plus bas du futur étang), repérez par des piquets une série de lignes droites tracées radialement sur la plus grande partie de la surface du fond de l'étang. b) En commençant par exemple par la droite OX, installez une série de piquets espacés d'une distance constante. L'espacement choisi dépendra de la méthode de nivellement utilisée. Par exemple, il sera de 4 m si vous utilisez une règle et un niveau de maçon et de 5 à 10 m si vous utilisez un niveau à visée. c) A partir du point 0, faites le levé de la droite OX et placez le sommet de tous les piquets à un niveau de référence horizontal. d) Répétez les opérations ci-dessus pour toutes les droites radiales repérées. De cette façon, vous obtiendrez une série de piquets dont les sommets sont tous au même niveau de référence et répartis sur toute la surface du fond de l'étang.
e) Compte tenu de la pente requise pour le fond de l'étang (voir volume suivant de la présente série) et de la distance séparant deux piquets consécutifs sur chacune des droites radiales, calculez la différence de niveau nécessaire entre deux piquets voisins. Exemple Pente du fond de l'étang: 1 pour cent. Distance entre les piquets: 5 m. Différence de niveau doit être: (1 m x 5 m) ÷ 100 m = 0,05 m = 5 cm. f) Compte tenu de la hauteur déterminée à conférer au point 0 à la sortie de l'étang (voir le prochain volume dans la présente série) et en fonction de la hauteur relevée au sommet du piquet implanté en ce point, calculez la différence de niveau requise au point 0, mesurée à partir du sommet du piquet. Marquez visiblement cette différence sur le piquet 0. Exemple Hauteur requise du point 0 d'après les plans de construction 102,53 m. Hauteur réelle du sommet du piquet 0, déterminée par nivellement à partir du repère topographique = 103,43 m. Différence de niveau requise au point 0 = 103,43 m - 102,53 m = 0,90 m = 90 cm.
g) En commençant par la droite OX au point 0, calculez la différence de niveau entre le sommet du piquet et le fond de l'étang pour chacun des piquets successifs. Soustrayez chaque fois la différence obtenue ci- dessus en (e). Répétez ces opérations pour toutes les autres droites radiales. Pour faciliter vos mesures, vous pouvez utiliser un tableau simple comme celui ci-dessous. Inscrivez visiblement ces valeurs sur les piquets; lors du creusement de l'étang, les ouvriers se baseront sur ces indications. Exemple Différence de niveau entre le sommet des piquets et le fond de l'étang (en centimètres)   Droite radiale Piquet 01 a b c d e f OX 90 85 80 - - - - OY 90 85 80 75 - - - OZ 90 85 80 75 70 65 60 ... ... ... ... ... ... ... ... 1 Au point O, les plans indiquent une différence de niveau de 90 cm. La différence constante à soustraire est de 5 cm, comme calculé en (e).

ANNEXES

Exemple

Procédez comme indiqué ci-dessous en utilisant les parties proportionelles P pour calculer les valeurs intermédiaires de la fonction cosinus, par exemple le cosinus d'un angle de 7º38':

• relevez dans le tableau principal cos 7º30' = 0,9914;
• calculez la diférence entre cette valeur et la suivante, x = 3;
• consultez la colonne 3 du tableau des parties proportionnelles;
• descendez cette colonne jusqu'à la ligne m = 8 et relevez P = 2,4;
• déduisez P du dernier chiffre (4) de la valeur relevée dans le tableau principal, 0,9914 - 0,00024 = 0,99116. Cette valeur est égale à cos 7º38'.