Modèle d'examen d'aptitude professionnelle — Avancement de grade dans le cadre d'ingénieur d'État — Ministère de l'Agriculture, du Développement Rural et des Pêches Maritimes 2003 — Génie rural — Épreuve écrite

Ce modèle est l'épreuve écrite de l'examen d'aptitude professionnelle pour l'avancement de grade dans le cadre des ingénieurs d'État (option génie rural) — Ministère de l'Agriculture et du Développement Rural, Direction des Ressources Humaines, décembre 2003. Durée : 4 heures, aucun document autorisé. Un sujet au choix sur deux (10 points) et cinq questions obligatoires (2 points chacune). Voici une correction proposée.

💡 La consigne demande de « fournir le maximum d'informations pour illustrer vos réponses » : un schéma (courbes de pompes, section de la séguia) et un calcul posé rapportent plus qu'un long texte.

Sujet au choix

Sujet 1 : rôles de l'ingénieur du génie rural dans la maîtrise d'œuvre des projets de développement rural

Introduction : le maître d'œuvre conçoit le projet et dirige son exécution pour le compte du maître d'ouvrage (administration, collectivité, association d'usagers). L'ingénieur du génie rural y apporte une compétence technique (hydraulique, ouvrages, pistes, eau potable, aménagements fonciers) et de conduite de projet.

• Phase études : diagnostic et identification des besoins avec les bénéficiaires ; études de faisabilité technique, économique, sociale et environnementale ; avant-projet sommaire puis détaillé (dimensionnement, plans, métrés, estimation) ; choix des variantes.
• Phase passation : dossier d'appel d'offres (CPS, bordereau des prix, plans), analyse des offres et assistance au maître d'ouvrage pour l'attribution.
• Phase travaux : ordre de service, implantation, contrôle de la conformité et de la qualité (essais), suivi des délais et des coûts, attachements et décomptes, gestion des imprévus et avenants, sécurité du chantier.
• Réception et après : réceptions provisoire et définitive, dossier des ouvrages exécutés, formation des gestionnaires, appui à l'exploitation et à l'entretien, évaluation des effets.
• Rôle transversal : animation et concertation avec la population et les associations d'usagers, coordination entre services, prise en compte de l'environnement (érosion, ressource en eau).

Conclusion : l'ingénieur est le garant de la qualité technique et de l'utilité du projet, de la conception à la mise en service.

Sujet 2 : étapes d'un projet de réhabilitation d'un aménagement hydro-agricole et approche participative

1. Identification et diagnostic de l'existant : état des ouvrages (prises, canaux, séguias, ouvrages de régulation), pertes d'eau, efficiences, organisation de la distribution, problèmes fonciers et sociaux. Participatif : diagnostic conjoint avec les irrigants (enquêtes, visites de terrain, priorisation des problèmes).
2. Structuration des usagers : constitution ou redynamisation d'une association d'usagers des eaux agricoles (AUEA, cadre de la loi n° 02-84). Étape participative par nature.
3. Études (APS, APD) : choix des variantes (revêtement, cuvelage, conduites, ouvrages de partiteurs), dimensionnement, coûts. Participatif : validation des variantes et des tracés, accord sur la contribution des bénéficiaires (financière ou en travail).
4. Contractualisation : convention entre l'administration et l'AUEA (engagements de chaque partie, entretien futur).
5. Exécution des travaux : marchés, contrôle. Participatif : suivi par l'association, calendrier des travaux compatible avec les campagnes d'irrigation.
6. Réception, gestion et entretien : transfert de la gestion et de l'entretien courant à l'AUEA, formation, règlement de distribution de l'eau. Participatif.
7. Suivi-évaluation des résultats (superficie irriguée, efficience, production, revenus). Participatif : indicateurs suivis avec les usagers.

L'approche participative est indispensable au diagnostic, au choix des variantes, à la contractualisation et à la gestion après travaux : c'est elle qui garantit l'appropriation et la durabilité des ouvrages.

Questions obligatoires

Question 1 : paramètres de l'efficience d'application en irrigation gravitaire

L'efficience d'application = volume stocké dans la zone racinaire et utile à la culture / volume apporté à la parcelle. Elle dépend :

• du sol : vitesse d'infiltration (texture, structure), réserve utile ;
• de la géométrie de la parcelle : longueur des raies ou des planches, pente, qualité du nivellement ;
• du débit appliqué (débit par raie ou par unité de largeur) et du temps d'application (temps de coupure) ;
• de la dose apportée comparée au déficit hydrique du sol (pilotage : quand et combien irriguer) ;
• de la conduite par l'irrigant (maîtrise de la main d'eau, pertes par colature en bout de raie et par percolation profonde en tête).

Question 2 : deux pompes identiques en parallèle

En parallèle, les deux pompes travaillent sous la même HMT et leurs débits s'ajoutent. La courbe du groupement s'obtient donc en doublant l'abscisse (débit) de chaque point de la courbe d'une pompe, à HMT constante : pour chaque H, Q_groupe(H) = 2·Q₁(H). Graphiquement, la courbe du groupement part du même point à débit nul (même hauteur à vanne fermée) et est « étirée » horizontalement d'un facteur 2.

Pour un groupement délivrant 36 m³/h à 25 m : chaque pompe fournit 18 m³/h sous une HMT de 25 m.

Question 3 : séguia rectangulaire

Données : Q = 0,175 m³/s, h = 0,63 m, b = 0,85 m, K_s = 60.

• Section mouillée : S = b·h = 0,85 × 0,63 = 0,5355 m².
• Vitesse moyenne : V = Q/S = 0,175/0,5355 ≈ 0,33 m/s.
• Périmètre mouillé : P = b + 2h = 0,85 + 1,26 = 2,11 m ; rayon hydraulique R_h = S/P ≈ 0,254 m.

Commentaire : c'est une vitesse faible, proche de la limite inférieure couramment admise pour éviter le dépôt des sédiments et le développement de la végétation aquatique ; l'écoulement est nettement fluvial (Froude ≈ 0,13). La section est aussi peu économique : avec un tirant d'eau élevé par rapport à la largeur (h/b ≈ 0,74), elle s'éloigne de la section rectangulaire hydrauliquement optimale (b = 2h), ce qui augmente le périmètre mouillé, donc les pertes par infiltration et le coût du revêtement.

Pente : par la formule de Manning-Strickler, V = K_s·R_h^2/3·I^1/2 ⇒ I = [V/(K_s·R_h^2/3)]² = [0,327/(60 × 0,401)]² ≈ 1,8.10⁻⁴ m/m, soit environ 0,18 m/km.

Question 4 : résistance du béton et modules d'élasticité

Facteurs : dosage et classe du ciment ; rapport eau/ciment (facteur principal : plus E/C est élevé, plus la résistance baisse) ; granulométrie, propreté et dureté des granulats ; serrage et vibration ; conditions de cure (humidité, température) ; âge du béton ; adjuvants.

Relation entre modules (règles BAEL en usage à l'époque) : module instantané E_ij = 11 000·f_cj^1/3 et module différé E_vj = 3 700·f_cj^1/3 (MPa), d'où E_ij ≈ 3·E_vj : sous charge de longue durée, le fluage triple environ la déformation instantanée.

Question 5 : définitions

• Régime transitoire : état d'un écoulement dont les grandeurs (débit, pression) varient dans le temps entre deux régimes permanents, par exemple à l'ouverture ou la fermeture d'une vanne ou à l'arrêt d'une pompe ; en conduite il se manifeste par le coup de bélier (ondes de surpression et de dépression), à prendre en compte dans le dimensionnement (anti-béliers, fermeture lente).
• Cavitation : formation de bulles de vapeur dans un liquide lorsque la pression locale descend sous la pression de vapeur saturante, puis implosion de ces bulles dans les zones de pression plus élevée : bruit, vibrations, érosion des roues de pompes et chute de rendement. On l'évite en respectant NPSH disponible > NPSH requis (hauteur d'aspiration limitée).
• Demande climatique : pouvoir évaporant de l'atmosphère, exprimé par l'évapotranspiration de référence ET₀ (mm/jour), fonction du rayonnement, de la température, de l'humidité de l'air et du vent ; les besoins d'une culture s'en déduisent par ETc = Kc·ET₀.
• Maître d'ouvrage : personne morale (administration, collectivité, établissement public, association) pour le compte de laquelle l'ouvrage est réalisé ; il définit le besoin, assure le financement, passe les marchés et réceptionne l'ouvrage. À distinguer du maître d'œuvre, qui conçoit et dirige les travaux pour lui.