نموذج مباراة توظيف مهندسي الدولة من الدرجة الأولى - وكالة الحوض المائي لملوية - دورة 13 نونبر 2016

Ce modèle regroupe les deux épreuves du concours de recrutement des ingénieurs d'État du premier grade de l'Agence du Bassin Hydraulique de la Moulouya, session du 13 novembre 2016 :

• Épreuve générale — durée 3 heures, calculatrice autorisée, rédaction en arabe ou en français : la loi n° 36-15 sur l'eau et les COP.
• Épreuve technique, spécialité hydraulique — durée 4 heures, 4 pages : Partie A (étude hydrologique d'un barrage, questions 1 à 15) et Partie B (protection d'un site contre les inondations, questions 1 à 10), indépendantes.

Épreuve générale

💡 Session tenue pendant la COP22 de Marrakech (7-18 novembre 2016) et trois mois après la promulgation de la loi 36-15 (10 août 2016) : le jury attend une copie ancrée dans cette actualité, avec les outils précis de la loi.

Q1 — Apports de la loi n° 36-15 relative à l'eau

Introduction : la loi n° 10-95 (1995) a posé les bases de la gestion intégrée par bassin (agences de bassin, domaine public hydraulique, principes préleveur-payeur et pollueur-payeur). La loi n° 36-15 (dahir n° 1-16-113 du 10 août 2016) la consolide et l'adapte à la Constitution de 2011 (droit d'accès à l'eau et à un environnement sain), à la loi-cadre n° 99-12 (charte nationale de l'environnement et du développement durable) et aux changements climatiques.

I. Outils de planification

• Plan national de l'eau : cadre de référence de la politique nationale, établi pour au moins 30 ans, révisable tous les 10 ans, soumis à l'avis du Conseil supérieur de l'eau et du climat et approuvé par décret (art. 90).
• Plan directeur d'aménagement intégré des ressources en eau (PDAIRE) par bassin : état des lieux, évolution de la demande, affectation des eaux, objectifs de qualité, schémas de mobilisation des eaux conventionnelles et non conventionnelles, prévention des risques ; établi par l'agence pour au moins 30 ans, soumis au conseil du bassin, approuvé par décret (art. 91-92).
• Nouveauté : plans locaux de gestion des eaux pour décliner le PDAIRE à l'échelle locale, avec la commission préfectorale ou provinciale de l'eau (art. 93) ; plan de gestion de la pénurie d'eau en cas de sécheresse élaboré par l'agence (art. 80).

II. Outils de gestion

• Eaux non conventionnelles encadrées pour la première fois : réutilisation des eaux usées épurées (art. 64 et s.), dessalement, et droit de collecter et valoriser les eaux pluviales (art. 62).
• Contrats de gestion participative (contrats de nappe notamment), respectant le PDAIRE et soumis à l'avis du conseil du bassin (art. 116).
• Gestion des risques : Atlas des zones inondables à trois niveaux de risque et plans de prévention des risques d'inondation opposables aux projets d'urbanisme et d'infrastructure (art. 118-119) ; systèmes de prévision et d'alerte (art. 121).
• Système d'information sur l'eau mis en place par chaque agence (art. 129) ; renforcement de la police des eaux et des sanctions.

III. Principes et gouvernance

• Domanialité publique de l'eau ; droit d'accès à l'eau et à un environnement sain ; gestion intégrée et décentralisée ; solidarité spatiale ; approche genre ; développement durable.
• Instances : Conseil supérieur de l'eau et du climat (art. 78) ; création d'un conseil de bassin hydraulique par agence (art. 88), dont deux tiers de représentants des élus, chambres professionnelles, usagers et société civile ; commissions préfectorales et provinciales de l'eau présidées par le gouverneur (art. 89).

Conclusion : la loi passe d'une logique de mobilisation de l'offre à une logique de gestion de la demande, de préservation et d'adaptation ; son efficacité dépendra des textes d'application et des moyens de contrôle.

Q2 — Les COP, la COP21 et la COP22

• COP (Conférence des Parties) : organe suprême de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC, adoptée à Rio en 1992) ; elle réunit chaque année les États parties depuis 1995 (COP1 à Berlin). Étape marquante antérieure : le protocole de Kyoto (COP3, 1997), qui fixait des objectifs chiffrés aux seuls pays industrialisés.
• COP21 (Paris, décembre 2015) : Accord de Paris, premier accord universel : contenir le réchauffement « nettement en dessous de 2 °C » et poursuivre les efforts pour 1,5 °C ; contributions déterminées au niveau national (CDN) révisées à la hausse tous les 5 ans ; adaptation placée au même rang que l'atténuation ; engagement de mobiliser 100 milliards de dollars par an pour les pays en développement. Entrée en vigueur le 4 novembre 2016.
• COP22 (Marrakech, novembre 2016) : « COP de l'action » et « COP africaine » : première réunion des Parties à l'Accord de Paris, élaboration des règles de mise en œuvre, Proclamation d'action de Marrakech, initiatives pour l'adaptation de l'agriculture africaine et pour l'eau. Le Maroc y a mis en avant sa stratégie énergétique (complexe solaire Noor Ouarzazate, objectif de 52 % de puissance électrique installée d'origine renouvelable en 2030).
• Lien : Paris a fixé le cadre et les objectifs, Marrakech devait les rendre opérationnels (règles, financement, adaptation).
• Objectif ultime (art. 2 de la Convention) : stabiliser les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique.
• Lien avec l'eau : l'eau est le premier vecteur des impacts climatiques (sécheresses, crues) ; la loi 36-15 (Conseil supérieur de l'eau et du climat, plans de pénurie, gestion des inondations) est l'un des outils d'adaptation du Maroc.

Épreuve technique — Partie A : étude hydrologique d'un barrage

1) Caractéristiques physiques

À l'échelle 1/50 000 : 1 cm = 500 m = 0,5 km, donc 1 cm² = 0,25 km².

• S = 458 × 0,25 = 114,5 km² ; P = 125 × 0,5 = 62,5 km ; L = 35 × 0,5 = 17,5 km.
• (Indice de compacité de Gravelius : Kc = 0,28·P/√S ≈ 1,64 : bassin allongé.)

2.1) Temps de concentration (Giandotti)

tc = (4√114,5 + 1,5 × 17,5) / (0,8 × √(950 − 260)) = (42,80 + 26,25) / (0,8 × 26,27) = 69,05 / 21,01 ≈ 3,3 h (≈ 3 h 17 min).

2.2) Signification et impact

Temps mis par l'eau tombée au point hydrauliquement le plus éloigné pour atteindre l'exutoire : c'est la durée d'averse à partir de laquelle tout le bassin contribue. Plus tc est court, plus l'intensité de pluie correspondante est forte et plus la réponse est rapide : le débit de pointe augmente quand tc diminue (bassins petits, pentus, compacts ou urbanisés).

3) Température moyenne annuelle

t = (23,8 + 18,6 + 15,2 + 13,6 + 11,6 + 13,1 + 14,5 + 15,6 + 18,3 + 20,3 + 24,6 + 24) / 12 = 213,2 / 12 ≈ 17,8 °C.

4) Pluie moyenne annuelle (méthode des isohyètes)

S1 est en deçà de l'isohyète 450 mm, S2 entre 450 et 500, S3 entre 500 et 600, S4 au-delà de 600 mm. Pour les zones internes on prend la moyenne des deux isohyètes ; pour les zones extrêmes, faute d'autre isohyète, on retient l'isohyète limite :

P = 0,15 × 450 + 0,25 × 475 + 0,35 × 550 + 0,25 × 600 = 67,5 + 118,75 + 192,5 + 150 ≈ 529 mm (réponse probable : la valeur attribuée à S1 et S4 est une convention).

5) Intérêt du calcul des apports

Connaître le volume d'eau disponible chaque année pour dimensionner la retenue et le volume régularisable, vérifier que la ressource couvre les besoins (ici l'eau potable du village) avec une garantie suffisante, et juger de la faisabilité économique du barrage.

6) Lame écoulée (Turc), apports et coefficient d'écoulement

• T = 300 + 25 × 17,77 + 0,05 × 17,77³ ≈ 300 + 444,2 + 280,4 ≈ 1 024,6.
• D = 529 / √(0,9 + (529/1024,6)²) = 529 / √(0,9 + 0,266) ≈ 529 / 1,080 ≈ 489,6 mm.
• L = P − D ≈ 529 − 489,6 ≈ 39,2 mm.
• Apports : 0,0392 m × 114,5 × 10⁶ m² ≈ 4,48 × 10⁶ m³, soit ≈ 4,5 Mm³/an.
• Coefficient d'écoulement moyen : 39,2 / 529 ≈ 0,074, soit ≈ 7,4 % (valeur typique du semi-aride).

7) Débit moyen annuel

Q = 4,48 × 10⁶ / (365 × 86 400) ≈ 0,14 m³/s (142 l/s).

9) Débits de pointe par la méthode du Gradex

Qp(T) = 145 + 60 × [u(T) − u(10)], avec u(T) = −ln[−ln(1 − 1/T)] et u(10) = 2,250 :

10) Volume de la crue millénale (hydrogramme triangulaire)

Tm = 6 h, Tb = 3 × 6 = 18 h : V = Qp × Tb / 2 = 424,4 × 18 × 3600 / 2 ≈ 13,75 × 10⁶ m³, soit ≈ 13,8 Mm³.

11) Intérêt des débits de pointe

Dimensionner l'évacuateur de crues (crue de projet, souvent millénale ou décamillénale pour un grand barrage), la dérivation provisoire pendant les travaux (crue de 10 à 50 ans), fixer la revanche et la cote des plus hautes eaux, étudier le laminage : c'est la sécurité même de l'ouvrage (la submersion est la première cause de rupture des barrages en remblai).

12) Mesures de prévention des inondations

Cartographie des zones inondables et règles d'urbanisme (interdiction de construire en zone à risque élevé) ; systèmes d'annonce et d'alerte des crues ; ouvrages : barrages d'écrêtement, digues, recalibrage des oueds, canaux de dérivation, ouvrages de franchissement suffisants ; entretien et curage des lits ; aménagement des bassins versants (reboisement, banquettes, seuils) contre l'érosion ; plans d'intervention et sensibilisation des populations.

13) Dégradation spécifique et envasement

DS = 6300 × 114,5^(−0,25) = 6300 / 3,271 ≈ 1 926 m³/km²/an ; envasement moyen : 1 926 × 114,5 ≈ 220 500 m³/an ≈ 0,22 Mm³/an.

14) Tranche morte pour 40 ans

40 × 0,2205 ≈ 8,8 Mm³ — presque deux années d'apports moyens (4,5 Mm³/an) : l'envasement est ici une contrainte majeure de conception.

15) Intérêt de la tranche morte

Réserver sous le niveau de la prise et de la vidange de fond un volume destiné à stocker les sédiments pendant la durée de vie de l'ouvrage, pour que l'envasement ne réduise pas le volume utile et n'obstrue pas les organes de prise ; elle fixe la cote minimale d'exploitation.

(La numérotation de l'énoncé passe de 7 à 9 ; il n'y a pas de question 8 dans la Partie A.)

Épreuve technique — Partie B : aménagement d'un site touristique en amont d'un ouvrage routier

I.1) Vulnérabilité du site

Site très vulnérable : il est situé en partie dans une zone inondable, immédiatement en amont d'un remblai routier qui fait barrage à l'écoulement, avec un seul dalot de 1,5 × 1,5 m ; le cours d'eau n'étant pas marqué, les écoulements sont diffus et difficiles à anticiper. En crue, l'eau s'accumule en amont du remblai (effet de retenue), précisément sur la zone à aménager.

I.2) Étapes d'une étude de protection contre les inondations

1. Collecte des données : topographie (levés, MNT), historique des crues, enquêtes, occupation du sol, ouvrages existants.
2. Étude hydrologique : délimitation du bassin versant, caractéristiques, débits de pointe de différentes périodes de retour.
3. Étude hydraulique de l'état actuel : lignes d'eau, fonctionnement des ouvrages, cartographie des zones inondables.
4. Propositions de variantes d'aménagement, dimensionnement, simulation de l'état aménagé.
5. Comparaison technico-économique et environnementale, choix de la variante, avant-projet, estimation des coûts.

I.3) Objectif de l'étude hydrologique

Déterminer le débit de projet (crue de référence, ici centennale) au droit du site, à partir des caractéristiques du bassin versant et des pluies, pour dimensionner les ouvrages de protection et délimiter les zones inondables.

I.4) Période de retour

Intervalle de temps moyen séparant deux dépassements d'un débit donné : T = 1/p, où p est la probabilité annuelle de dépassement. Une crue centennale a 1 % de chances d'être dépassée chaque année ; ce n'est pas une crue qui revient tous les 100 ans : sur n années, le risque qu'elle soit dépassée au moins une fois est 1 − (1 − 1/T)ⁿ (≈ 26 % sur 30 ans).

5) Coefficient de ruissellement constant ?

C'est une simplification. CR dépend de l'état d'humidité initial du sol, de l'intensité et de la durée de la pluie, de la saison, de l'occupation du sol (l'urbanisation l'augmente) : pour les crues rares, le sol est saturé et CR augmente. On majore donc souvent CR avec la période de retour ; un CR constant peut sous-estimer les crues exceptionnelles.

6) Temps de concentration (Kirpich) et débits (méthode rationnelle)

tc = 0,019 × 6000^0,77 × 0,0333^(−0,385) ≈ 0,019 × 811,4 × 3,706 ≈ 57 min.

Intensité de Montana I = a·tc^(−b) (mm/min), multipliée par 60 pour passer en mm/h, puis Q = CR × I × A / 3,6 = 0,65 × I × 5,25 / 3,6 :

II.7) Écoulement à l'état actuel

En crue, l'écoulement diffus arrive sur le remblai routier ; le dalot unique ne laisse passer qu'une faible partie du débit, l'eau s'accumule en amont : la ligne d'eau présente une courbe de remous d'exhaussement en amont du remblai (plan d'eau quasi horizontal sur la zone à aménager), une chute à travers le dalot mis en charge, puis un écoulement rapide (torrentiel) à la sortie, avec ressaut et risque d'affouillement en aval. Si le niveau dépasse la chaussée, le remblai est submergé et fonctionne en déversoir.

8) Fonctionnement du dalot existant (Q100 ≈ 40,5 m³/s)

8.1 He = (Qc / (α·B))^(2/3) = (40,5 / (1,5 × 1,5))^(2/3) = 18,0^(2/3) ≈ 6,9 m.

8.2 Vitesse à l'aval, section pleine : V = Q / (B × h) = 40,5 / (1,5 × 1,5) ≈ 18 m/s (réponse probable : on suppose le dalot plein à la sortie).

8.3 Ces valeurs sont irréalistes : une charge de près de 7 m pour une ouverture de 1,5 m et 18 m/s de vitesse signifient que le dalot est très largement sous-dimensionné ; la charge sort du domaine de validité de la loi (0,8 H à 1,2 H) : en réalité la route serait submergée bien avant, et le site amont inondé.

8.4 Réduire la hauteur amont en augmentant la capacité de l'ouvrage (dalots supplémentaires, dalot plus grand, pont-cadre). Effet sur l'aval immédiat : le remblai ne joue plus son rôle d'écrêtement, le débit transmis à l'aval augmente et arrive plus vite : les riverains aval sont davantage exposés ; il faut donc aussi protéger l'aval (recalibrage, protection des berges, dissipation d'énergie en sortie).

9) Aménagements possibles

• Recalibrage d'un chenal d'écoulement jusqu'à l'ouvrage : efficace, mais emprise foncière et entretien.
• Ouvrage de franchissement agrandi (batterie de dalots ou pont) : supprime l'effet de barrage ; coûteux et reporte le débit vers l'aval.
• Digue de protection autour du site : protection locale ; risque de rupture et d'aggravation ailleurs.
• Bassin d'écrêtement ou de rétention en amont : réduit le débit de pointe pour tous ; emprise importante.
• Canal de dérivation contournant le site : efficace si la topographie le permet ; coût et exutoire à trouver.
• Mesures non structurelles : adapter le plan d'aménagement (aucun bâti dans la zone à risque élevé, cote plancher au-dessus des plus hautes eaux), alerte.

10) Nombre de dalots pour He = 3 m

Capacité d'un dalot : 1,5 × 1,5 × 3^1,5 = 2,25 × 5,196 ≈ 11,7 m³/s ; n = 40,5 / 11,7 ≈ 3,5, soit 4 dalots (vérification : avec 4 dalots, He = (40,5 / 9)^(2/3) ≈ 2,7 m < 3 m).