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QuantifTcation et étude géotechnique des alluvions déposées dans la retenue du barrage Joumine (Nord de la Tunisie) Ualluvionnement des retenues des barrages est la conséquence la plus dramatique de l'érosion. En effet, l'accumulation des sédiments au fond des retenues diminue la capacité de stockage et cause des dégâts aux orgranes de dévasement et vidange. La quantification de l'alluvionnement donne une idée sur la cinétique de ce phénomène et l'étude des caractéristiques géotechniques fournit l'évolution de leurs états mécaniques. Ces études permettent d'adopter la meilleure solution pour entretenir ces ouvrages. La quantification de l'envasement de la retenue du bamage Joumine a été effectuée par levée bath5rmétrique à l'échosondeur et son volume envasé calculé par soustraction des deux modèles numériques de terrain initial et final. Les caractéristiques géotechniques des alluvions du barrage Joumine ont été étudiées au niveau des carottes échantillonnées en queue de la retenue lors de la baisse du niveau d'eau durant la période estivale. Mots-clés : barrages, alluvionnement, géotechnique, cohésion non drainée, dévasement. A. RZOUG.UI A. BEN ÀTAÀ4MOU Pacùlté des SgieSce.s de Tunis Lab orataire de Ressources minéra,fes ef Environnement D ép artement de Géa\o gte, Campus universitaire 2092 EI Manar Tunis, Tunisie N, I ar z, o u Wi ab ir @y ah, o o, . fr l'sl IE l5 I|,l l.sl lÉ, l+, lrJ t(o lL- l*, I lrl l-o t< lfDtfi : Les dtscussions sur cet artic}e son t acceptées jusgu'au 30 novembre 2009. eg REVUE FRANçAIsE or cÉorrcHNteuE N.125 4" trimestre 2008 Quantification and geotechnical study of reservoir sedimentation in the Joumine Dam (worth of Tunisia) Dam's reservoir silting is the consequence of erosion. Indeed, the sediments accumulation at the reservoir bottom decreases the storage capacity and causes damage on desllting and draining equipments. The alluvium quantification gives an idea on the kinetics of this phenomenon and the study of the geotechnics characteristics makes it possibie to evaluate the evolution of their mechanical states. These studies will make it possible to adopt the best solution to maintain the dams. The silting measurement survey of the Joumine reservoir is carried out by bath5rmetric measurement with the echosondor. The total volume of the trapped sediments is given by subtraction of the two digital models of ground initial and final. The geotechnical quality of the sediments trapped by Joumine dam was studied on the sedimentary columns sampled at upstream part of the reservoil during the dry period when this part was empty. Key words: dams, siiting, geotechnical engineering, undrained shear strength, dredging.

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QuantifTcationet étude géotechniquedes alluvions déposéesdans la retenue du barrageJoumine (Nord de la Tunisie)

Ualluvionnement des retenues des barrages est laconséquence la plus dramatique de l'érosion. En effet,l'accumulation des sédiments au fond des retenuesdiminue la capacité de stockage et cause des dégâts auxorgranes de dévasement et vidange. La quantification del'alluvionnement donne une idée sur la cinétique de cephénomène et l'étude des caractéristiques géotechniquesfournit l'évolution de leurs états mécaniques. Cesétudes permettent d'adopter la meilleure solutionpour entretenir ces ouvrages. La quantification del'envasement de la retenue du bamage Joumine a étéeffectuée par levée bath5rmétrique à l'échosondeur et sonvolume envasé calculé par soustraction des deux modèlesnumériques de terrain initial et final. Les caractéristiquesgéotechniques des alluvions du barrage Joumine ont étéétudiées au niveau des carottes échantillonnées en queuede la retenue lors de la baisse du niveau d'eau durant lapériode estivale.

Mots-clés : barrages, alluvionnement, géotechnique,cohésion non drainée, dévasement.

A. RZOUG.UI

A. BEN ÀTAÀ4MOU

Pacùlté des SgieSce.sde Tunis

Lab orataire de Ressourcesminéra,fes ef Environnement

D ép artement de Géa\o gte,Campus universitaire

2092 EI Manar Tunis, TunisieN, I ar z, o u Wi ab ir @y ah, o o, . fr

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lfDtfi : Les dtscussions surcet artic}e son t acceptéesjusgu'au 30 novembre 2009.

egREVUE FRANçAIsE or cÉorrcHNteuE

N.1254" trimestre 2008

Quantification and geotechnicalstudy of reservoir sedimentationin the Joumine Dam(worth of Tunisia)

Dam's reservoir silting is the consequence of erosion. Indeed,the sediments accumulation at the reservoir bottom decreasesthe storage capacity and causes damage on desllting anddraining equipments. The alluvium quantification gives anidea on the kinetics of this phenomenon and the study of thegeotechnics characteristics makes it possibie to evaluate theevolution of their mechanical states. These studies will make itpossible to adopt the best solution to maintain the dams. Thesilting measurement survey of the Joumine reservoir is carriedout by bath5rmetric measurement with the echosondor. The totalvolume of the trapped sediments is given by subtraction of thetwo digital models of ground initial and final. The geotechnicalquality of the sediments trapped by Joumine dam was studiedon the sedimentary columns sampled at upstream part of thereservoil during the dry period when this part was empty.

Key words: dams, siiting, geotechnical engineering, undrainedshear strength, dredging.

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EIntroduction

Dans de nombreux pays du monde (Ben Mammou,1998; De Vente et a1.,2005; Râdoane et Râdoane, 2005),le transport des sédiments dans le réseau hydrographi-que des bassins versant et leur dépôt dans les retenuesposent aux exploitants des barrages des problèmesdont la résolution ne peut qu'être onéreuse. Non seu-lement la capacité utile est progressivement réduite aufur et à mesure que les sédiments se déposent dans laretenue mais encore I'enlèvement de la vase est uneopération délicate, qui bien souvent exige que la rete-nue soit hors service , ce qui est pratiquement impos-sible dans les pays arides et semi-arides. Dans I'un etl'autre cas, il en résulte des dommages considérablesà l'environnement et une mise en péril de l'économiedu projet.

Les dépôts dans les retenues des barrages sontdans leur majorité constitués de sédiments terrigènesissus de l'érosion des bassins versants . La distribu-tion du matériel détritique dans la retenue est assuréeprincipalement par les courants de densité (Lambert etLthi, 1977; Strum et Matter, 1978; Giovanni, 1998; BenMammou, 1998 ; Remini, 2006). Les sédiments de plusen plus fins se déposent au pied du barrage réduisantainsi la capacité de stockage, augmentant le risque decomblement des organes de prise et de vidange, etperturbant la manipulation des équipements hydrau-liques. Les conditions de tassement et de consolida-tion des dépôts dans les retenues des barrages sontinfluencées par plusieurs facteurs : la concentration dudébit solide, la hauteur de la tranche d'eau, la naturedes matériaux transportés et le milieu de sédimenta-tion (Sikirdji, 1982; Ben Mammou, 1998).

Au cours de la conception d'un barrage,Ia connais-sance des apports solides ainsi que des propriétésmécaniques des sédiments piégés dans la retenue per-met d'adopter les solutions les plus appropriées auxproblèmes du dévasement. En effet, les opérations dedévasement peuvent s'effectuer suivant deux techni-ques en fonction de la nature et du degré de consolida-tion des sédiments piégés :

- remobilisation des sédiments par des opérations dechasse durant les périodes de crue. Cette opération estefficace en cas de sédiments non consolidés ;

- dans le cas contraire, ce sont les actions mécaniquespar dragage qui donnent des résultats plus satisfai-sants.

-

Site d'étudeCet article présente les résultats de l'étude de l'en-

vasement de la retenue du barrage Joumine et l'évo-lution des états mécaniques des sédiments piégés.Loued Joumine est l'affluent principal sud-ouest dulac Ichkeul (nord de la Tunisie). I1 a été barré par unedigue en terre en 1984. Louwage hydraulique contrôleun bassin versant de 448 km2. A la côte de retenue nor-male, le lac s'étend sur 660 na Fig . 1). Lapport moyenannuel en eau a été estimé à74 millions de m3.

EMatériels etméthodes

La quantification de l'envasement de la retenuedu barrage Joumine a été effectuée par des mesuresbathymétriques à l'échosondeur. Le volume des allu-vions piégées a été déterminé par soustraction desdeux modèles numériques de terrain (MNT) initial (datede la mise en eau : 1984) et final (date de la campagnebath5rmétrique : 2000).

Afin d'étudier les propriétés géotechniques de cessédiments, on a prélevé six carottes en août 2001 auniveau de la partie amont de Ia retenue à l'occasion dela baisse du plan d'eau (Fig. 1). Les colonnes sédimen-taires échantillonnées ont fait l'objet d'une descriptionlithologique. Les échantillons prélevés sur les carottesont permis de déterminer :

- la teneur en eau naturelle par double pesée à l'étathumide et après séchage à l'étuve ;

- la densité humide (yn/y*), qui d'après Migniot (1968)peut être exprimée par la relation :

Tn/T* - 1. + (1,59/(Y, w+1)) (1)

avec Tn : poids volumique humlde (g/cm3) ;

y,, : poids volumique de l'eau (g/cm3) ;

% : poids volumique de la phase solide (g/cm3) ;

w : teneur €û eâu ;

- les limites d'Atterberg d'après les résultats de l'essaiau bleu de méthylène (Tian, 1977 ; Tourenq et Tran,1989) et la teneur en CaCO' par la méthode dite deBeaulieu (1979) ;

- la résistance au cisaillement non drainé (c,) par laméthode du < fall cône ) (Sikirdji, 1982) ;

- la granulométrie des sédiments à l'aide d'un granu-lomètre laser.

-

Résultats et discussion

w*-*-""-*Alluvionnement de la retenue

La carte topographique de la retenue avant la miseen eau (Fig 2) du barrage a permis d'élaborer le ModèleNumérique de Terrain (MNT) initial. La première cam-pagne de mesure bath5rmétrique effectuée au niveau dela retenue du barrage Joumine date de l'an 2000. Elle a

été faite par des levés à l'échosondeur. Après interpola-tion des données des profils en travers, les résultats dela campagne bathymétrique ont permis d'élaborer leMNT correspondant à la date des levées bath5rmétriques(Fig. 3). Le volume des sédiments piégés a été déterminépar soustraction des deux MNIT initial et final.

Le volume total envasé a été estimé à 10,8 mil-lions de m3 soit un alluvionnement moyen annuel de0,675 million de m3. Durant la période d'exploitation,les soutirages entrepris n'ont permis d'évacuer quedes quantités négligeables, malgré le fait que le pro-jet prévoyait le soutirage de 21,0 000 m3, soit 50 % desapports solides constatés annuellement. Ces donnéesmontrent que le barrage Joumine a piégé un volumemoyen annuel supérieur aux prévisions du projet.

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Carte delocalisaton des carottes prélevées auniveaudelaretenue dubarrage Joumine.Localisation map of sedimentary columns sampled at Joumine dam reservoir.

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Carte topographique initiale (1984) de la retenue du barrage Joumine.Initial topographic map (1984) of Joumine dam reservoir.

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Sachant que la masse volumique humide moyennedes sédiments piégés dans Ia retenue du barrage Jou-mine vaut 1,5 g/cm3 (Marzougui et Ben Mammou,2004), la masse totale des sédiments piégés est de16,2 millions de tonnes, soit en moyenne près d'un mil-lion de tonnes par an. Cette valeur dépasse largementle tonnage de 283 500 tonnes par an, avancé par Kallel(1990). Ainsi Ie barrage Joumine a piégé plus de 95 %des apports solides de l'oued. Cette estimation a étéeffectuée en se référant à la courbe d'efficacité de pié-geage des sédiments (Lahlou, 1.994).

La courbe de la figure 4 présente la variation duvolume des sédiments en fonction de l'altitude. Ellemontre que la quantité la plus importante de sédimentsest en queue de la retenue entre la côte 90 et 85 m, quireprésente 21,5 % du volume total piégé. Au-delà, levolume des alluvions tend à diminuer progressivementen allant vers le pied de la digue.

Uenvasement de la retenue de Joumine a fait dimi-nuer la capacité de stockage de 134 millions de m3 ini-tialement, à un volume de 123 millions de m3 (Fig. 5).Ce calcul a été effectué à partir de la soustraction des

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Carte topographique de la retenue du barrage Joumine après la campagnebathymétrique de l'an 2000.Topographic map of Joumine dam reservoir after bathrzmetric measurement of vear 2000.

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lntervalles de cotes (m)

lljfi1:::tfi:',::,t::,::", Volume de la vase en fonction de la cote auniveau de la retenue du barrage Joumine entrela date de la mise en eau (1984) et l'an 2000.Alluvia volume according to the reservoir altitudebetween the beginning of the Joumine dam'sexploitation (1984) and vear 2000.

deux modèles numériques de terrain initial et final.Cette estimation correspond à une perte de B % de lacapacité initiale de stockage durant les 16 ans d'exploi-tation du barrage.

Lexamen de l'évolution de la morphologie du fondde la retenue (Fig. 3) montre un envasement matéria-lisé par une surélévation du fond de la retenue (Fig . 2).La carte différentielle de la retenue du barrage Jou-mine obtenue par soustraction des deux modèlesnumériques de terrain initial et final (Fig. 6) a permisde distinguer trois zones. La première est située enqueue de la retenue. C'est une zorle de sédimentationdans laquelle l'envasement de la retenue a provoquéle comblement de l'ancien lit de l'oued et la partieméandriforme. UéIargissement de la vallée représenteune zone d'épandage des dépôts suite à la décéléra-tion du courant de turbidité ; ce qui explique la formetabulaire du fon,C de la retenue en allant vers l'aval . La

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120

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Altitude (m)

Courbes de remplissage de la retenue dubarrage Joumine en 1984 et 2000.Curves of the Joumine reservoir filling of alluviain 1984 and 2000.

deuxième zone est plus en aval et est caractérisée pardes zones d'érosion. En effet, les dépôts anciens dansle lac peuvent être repris et remobilisés par les eauxdes crues et par les courants de turbidité. Enfin, la troi-srème zone est située au pied de la digue, il s'agit d'unezone de dépôt. Ceci est dû à la diminution de la vitessedu courant au cours de son écoulement, qui entraîneun dépôt de matériaux de plus en plus fins, parvenantjusqu'au pled du barrage. Le contour de la retenue estaffecté par des effondrements de berges, ceci est misen évidence par des valeurs négatives de I'é]évation.Les zones ainsi formées tendent à rétablir des profilsd'équilibre suite aux changements survenus dans la

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W Carte différentelle des deux modèles numérique de terrain initial et finale de laretenue du barrage Joumine.Differential map of the two digital models of ground initial and final of Joumine reservoir.

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morphologie de la retenue par une reprise des sédi-ments des berges par les courants de turbidité.

Les sédiments formé par l'alluvionnement de laretenue sont repris et remobilisés par les courantssuite à la fluctuation du niveau de l'eau entre un maxi-mum à la fin de la saison pluvieuse et un minimum à lafin de la saison sèche. Les courants entrants dans lesretenues des barrages ont un pouvoir éroslf important,ils peuvent remobilisel en partie, les dépôts ancienset creuser des chenaux anastomosés dans Ia zone deremous.

Lévolution du profil en long de la retenue de l'an2000 et de celui de la date de la mise en eau présenteles mêmes zones déjà décrites. En effet, en queue de laretenue, on assiste à une nette accumulation des sédi-ments avec formation d'un cône sous-lacustre (Fig.7).Au-delà, on est en présence de zones de sédimenta-tion préférentielles. En se rapprochant de la digue, onretrouve une zone où les anciennes alluvions du lit del'oued ont été érodées. Au pied de la digue, on constateune baisse du niveau des sédiments en raison des sou-tirages de dévasement.

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barrage Joumine entre la date de la mise eneau et l'an 2000.Profile longitudinally of the Joumine reservoirbottom between 1984 and 2000.

WLithologie

Les carottes prélevées dans la partie amont dela retenue (BJCI, BJC?, BJC3, BJC4, BJCS et BJC6)présentent des alternances d'argile silteuse, d'argilegrisâtre avec des fragments de coquilles, de tiges etde racines (Fig. 1). La colonne sédimentaire la plus enamont (BJC6) révèle la présence de séquences répéti-tives constituées de sables très fins surmontés de siltset d'argiles. Ces niveaux correspondent probablementaux horizons millimétriques de silts et d'argiles dansles carottes BJC1 et BJC3. Des terriers d'annélide oxy-dés ont été identifiés surtout dans les niveaux superfi-ciels. Des niveaux noirâtres s'intercalent parfois entreles horizons argileux (Fig B). Les colonnes sédimen-taires BJC7, BJC3 et BJC4 présentent des niveaux,situés à 33,5, 19 et 44 cm respectivement, tapissés parune couche d'oxyde. Ceci témoigne d'un arrêt de lasédimentation accompagné par une progradation ducourant de turbidité au-delà de la zone de remous pourse décharger de ces particules en suspension dans unmilieu plus calme. On a aussi noté l'existence de galetsd'argiles à différentes profondeurs, qui témoignent def importance de l'agitation dans Ia zone de remous etde la remobilisation par 1es courants de densité desdépôts fins non encore consolidés.

WTeneur en eau naturelle

La teneur en eau naturelle des sédiments varie de25,5 % à33 % pour la carotte BJCG (Fig. 9). Plus en aval,la teneur en eau devient plus importante ; les valeursmoyennes passent de 29 % (BJC6) à 45 % (BJCl). Lacarotte BJC3 présente les pourcentages les plus élevésavec des valeurs comprises entre 14 % et 63 Z (Fig. B).

Afin d'expliquer la répartition de l'eau le long descolonnes sédimentaires, on a cherché une relation

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N. 1254" trimestre p00B

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WTeneureneaunafurelledescarottes:BJC1,BJc2,BJc3,BJc4,BJc5etBJC6.Natural water content of sedimentary columns : BJC1, BJC2, BJC3, BJC4. BJCS and BJC6.

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ffi Frêxence d* lragments de bois|WPréeence d* tragment$ de e*qr.lilles

#W Frësenc* de fenles de desslcrâtiûns

W ?râ**ne.e de t*rn*r d' annâlide**r' Frêxe*** d'ung *ûu*he d'*xyd*

entre la nature lithologique des échantlllons prélevéset leur teneur en eau . La figure 9 montre que la teneuren eau présente une variation comparable à celle dupourcentage des fractions argileuses. La corrélationentre la teneur en eau et le diamètre moyen des grainsmontre une grande dispersion des résultats contraire-ment à De Lory (1960) qui a noté une forte variation dela teneur en eau suivant la granulométrie des laminessuccessives. Ceci peut être dû à l'échantillonnage cen-timétrique effectué sur les carottes.

Uexamen de la variation des teneurs en eau en fonc-tion de la profondeur montre que les valeurs les plusfaibles sont situées au sommet et à la base des carot-tes, alors que la partie intermédiaire présente les plusimportants pourcentages avec de faibles variations.Le sommet des carottes a subi de fortes dessiccationssuite aux années successives de sécheresse (1998-2001)alors que la base est caractérisée par des galets d'argilebien consolidée, ce qui diminue la capacité d'absorp-tion d'eau par ces couches. En effet, la consolidationpar réarrangement des grains fait diminuer la porositédu sédiment et, par conséquent, entraîne une baisse dela teneur en eau. La zone intermédiaire présente unecertaine homogénéité des teneurs en eau. Toutefois,on a noté une variation de ces valeurs en fonction desvariations de la nature lithologique.

La répartition spatiale des résultats montre que lesteneurs en eau les plus faibles sont enregistrées auniveau des carottes les plus en amont alors que les plusimportantes valeurs sont détectées dans les prélève-

^^, , ffients les plus en aval. Ceci est en relation avec la fluc-') A tuation du niveau de l'eau. En effet, la partie amont estlr+vl

REVUE FRANÇAIsE oE cÉorccuNreuEN''1254" trimestre 2008

BJCS

tCO J ry 10t'wffitijiijiiittt:irtt:r:111i;i,i7j:tiltntsii1iffiffiiffi,1il| Têneur en eau et du pourcentage des argiles

en fonction de la profondeur des carottes :

BJC3 et BJC4.Water content and the percentage of claysaccording to the depth of sedimentary coiumns :

BJC3 and BJC4.

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affectée par une submersionquent une dessiccation.

Whumide

Ben Mammou (1997) a montré que la rythmicité desvaleurs de la densité humide avec la profondeur traduitl'organisation des sédiments en séquences turbiditiques.On a cherché cefie rythmicité dans les alluvions du bar-rage Joumine. Les densités sèches (yJy*) et humide (ynly,,) ont été déterminées sur toutes les colonnes sédimen-taires . La densité sèche des sédiments étudiés est com-prise entre 1,2 eT 1,93 et la densité humide varie entre1,62 et 2,2. Les variations de ces valeurs en fonction dela profondeur ont été reportées sur la figure 10. Cettedernière révèle une rythmicité des valeurs de la densité,ce qui traduit l'organisation des sédiments en séquen-ces turbiditiques. La partie intermédiaire des carottesprésente des valeurs de densité qui n'augmentent pasavec la profondeur. Le sédiment dans cette partie a doncpeu évolué depuis son dépôt. Cependant, on a noté uneaugmentation des valeurs de la densité coïncidant avecles niveaux à galets d'argiles. Ces niveaux correspon-dent vraisemblablement à des sédiments consolidés aupréalable, puis repris par les courants.

WConsista nce t su rfac e spécifi q ueet limites d'Atterberg

La surface spécifique des échantillons étudiés variede 120 mz/g à 300 m'/g,au niveau des sédiments carot-tés. Alors que les échantillons superficiels présententdes valeurs nettement plus élevées qui varient de310 m'/g à 405 m'/g avec une moyenne de 380 mr/g.Les valeurs les plus élevées correspondent aux échan-tillons prélevés au pied de la digue.

Les valeurs des limites d'Atterberg permettent desituer les échantillons étudiés dans le diagramme deCasagrande. On constate qu'ils s'alignent selon unedroite parallèle à la ligne ( A ). Ceci indique que lessédiments du barrage Joumine sont situés dans leurmajorité entre les deux domaines : des argiles très plas-tiques et des limons très plastiques (Fig. 11,).On peutdonc attribuer aux échantillons analvsés les svmboles( At l et a Lt >.

La variation de l'indice de plasticité en fonctionde la limite de liquidité de ces sédiments montre unebonne corrélation avec R2 - 0,97 (Fig . 12) et peut êtreexprimée par la relation : Io - 0,66 w, - 9.

des dépôts et par consé-

Densité

tfli 2[rr BJCI 2,$t BJCS

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Densité humide en fonction de la profondeur des carottes BJC7,BJC?, BJC3, BJC4, BJCSet BJC6.Wet density according to the depth of sedimentary columns : BJC1, BJC2, BJC3, BJC4, BJC5 andBJC6.

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35REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUE

N" 1954" trimestre 2008

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Situation des échantillons des carottes BJC1 , BJC?, BJC3, BJC4, BJCS et BJCGdans le diagranune de plasticité de Casagrande.Situation of BJC1, BJC?, BJC3, BJC4, BJC5 and BJC6 cores samples in the Casagrandediagram.

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ffis'it"r:ntt't:t'ttttt Indice de plasticité en fonction de la limitede liquidité.Plasticity index according to the liquidity iimit.

Les courbes des limites de liquidité et d'indices deplasticité en fonction de la profondeur ont des profilsen dents de scie de même allure (Fig . 13 a, b et c). Leslimites de liquidité varient de 118 % à 52 % avec unemoyenne de 90 o/o, alors que les indices de plasticitésont compris entre 70 % et 24 % avec une moyennede 50 %.

L indice de consistance calculé à partir des limitesd'Atterberg et de la teneur en eau naturelle selon laformule

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varie entre - 0,01 et 1,5. La majorité des échantillonsprésente des valeurs de f indice de consistance supé-rieures à zéro (Fig. 13), caractérisant des horizons dedépôts en cours de consolidation. Cette catégorie peutêtre subdivisée en deux groupes. Le premier présenteune consistance comprise entre 0 et 1 indiquant undépôt inconsistant à consistant. Le second groupe est

prédominant dans les prélèvements les plus en amontet dans les niveaux superficiels des carottes avec unindice de consistance supérieur à 1 ; ils sont qualifiésde très consistants. La présence de cette dernière caté-gorie est liée à l'assèchement de la partie amont de laretenue.

Les valeurs de f indice de liquidité calculées par laformule :

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sont comprises entre - 0,75 et 0,93. Les valeurs négati-ves sont plus fréquentes au niveau des colonnes sédi-mentaires les plus en amont,, indiquant une teneur eneau naturelle inférieure à la limite de plasticité. Ceci estdû aux années consécutives de sécheresse (1998-2001).En effet, les carottes ont été prélevées lors de l'assè-chement de la queue de la retenue en aoûT 2001.

WCohésion non drain ée

La cohésion non drainé e a été déterminée à l'aide dufall cone sur les échantillons prélevés dans les colonnessédimentaires (échantillons intacts) et dans des échan-tillons remaniés obtenus par malaxage à la teneur eneau naturelle. Les valeurs de Ia cohésion non drainéedes échantillons intacts varient de 0,2 à 25 kPa, et cellesdes échantillons remaniés de 0,18 à 25 kPa. Ceci faitvarier la sensibilité de 1 à 4 : il s'agit d'un matériau peusensible. On rappelle que la sensibilité d'une argile S,

est le rapport de sa résistance à l'état intact à sa résis-tance à l'état remanié :

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3ôREVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUEN" 1254" trimestre 2008

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38REVUE FRANçAISE DE GÉOTECHNIQUEN'1954" trimestre 2008

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Lexamen de la figure 14 montre que les valeurs dela cohésion non drainée les plus faibles sont enregis-trées au niveau des carottes prélevées en aval (BJC1 etBJC2) alors que les prélèvements effectués en amontBJC3, BJC4 et BJCS, présentent deux niveaux : ur-rniveau superficiel caractérisé par des valeurs élevéesde la cohésion et un niveau sous-jacent présentant desvaleurs beaucoup plus faibles. La carotte BJC6 pré-sente une teneur en eau très faible, ce qui confère auxsédiments une cohésion ass ez éIevée, et supérieure à lalimite du fa11 cone (cône n" 4: 400 g). Lu répartition spa-tiale des résultats montre une augmentation de l'épais-seur du niveau sec en allant vers l'amont. Ceci est enrelation étroite avec la teneur en eau. En effet, la dimi-nution de la teneur en eau entraîne une augmentationde la cohésion des sédiments.

Les carottes étudiées montrent, à des niveaux diffé-rents, des valeurs élevées de la cohésion non drainée.Cette variation est due à l'organisation des sédimentsen séquences de dépôts où les parties sommitales pré-sentent des cohésions élevées qui diminuent vers lesparties basales. Ceci peut être expliqué par une aug-mentation de la cohésion des sédiments sous l'effet dela charge des dépôts sus-jacents. En profondeur (versla base de la séquence), la cohésion évolue plus lente-ment en raison des faibles drainages des eaux.

EConclusion

Létude faite sur la retenue du barrage Jouminemontre que la baisse du niveau de l'eau peut provoquerune reprise des sédiments par érosion hydrique danssa partie découverte. Cette fluctuation se traduit parla progradation des cônes de déjection de plus en plusvers l'aval. En effet, Han et Tong (1982) ont montré quel'exploitation des retenues à un niveau bas déplace l'en-semble des corps sédimentaires vers l'aval, en particu-

lier; le cône de déjection. Cette remobilisation dépendde l'état de la consolidation des dépôts, de la granu-lométrie des sédiments et de la vitesse du courant defond. Les dépôts anciens dans la retenue peuvent êtrerepris et remobilisés par les courants de turbidité dansIe cas où ils n'ont pas atteint leur degré de compactionmaximal. En effet, l'étude de l'évolution morphologi-que du fond de la retenue du barrage Joumine montredes zones d'érosion et donc de reprise des sédimentsdu fond par les courants de turbidité. Par ailleurs, laconnaissance du comportement des matériaux dansles retenues des barrages est une donnée essentiellepour adopter les solutions les plus appropriées aux pro-blèmes du dévasement. La cohésion non drainée estun paramètre qui donne une caractérisation rapide del'état mécanique des alluvions. Les résultats obtenusmontrent une variation de la cohésion des matériaux enfonction de leurs positions dans la retenue. Ceci est enconcordance avec les travaux de Drouhin et al. (1951) auniveau du barrage Cheurfas, de Thevenin (1968) dansla retenue de Fodda et de Ben Mammou (1998) dans laretenue du barrage Sidi Salem. Ces auteurs ont montréque les alluvions se consolident d'autant plus rapide-ment sous la masse d'eau qu'elles sont plus éloignéesdu barrage. Les limites d'Atterberg des alluvions sontélevées ; ceci est comparable aux valeurs importantesde la surface spécifique. Lors de leur mise en place, lesalluvions de la retenue du barrage Joumine avaient uncomportement liquide. Ceci est confirmé par les valeurspositives de l'indice de liquidité. Les niveaux superficielsdes carottes étudiées présentent des indices négatifsmontrant qu'ils ont perdu leur comportement liquidesuite au desséchement de la queue de la retenue durantles années consécutives de sécheresse. Ces niveauxprésentent des indices de consistance nettement supé-rieurs à 1 caractérisant un sédiment très consistant. Lesalluvions de la retenue du barrage Joumine formentune croûte surmontant un niveau plus mou, ce qui rendles opérations de dévasement inefficaces.

39REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIQUE

N'1954" trimestre 2008

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