Université Larbi Ben M hidi OUM EL BOUAGHI Faculté des ...

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

Université Larbi Ben M’hidi – OUM EL BOUAGHI –

Faculté des sciences et sciences appliquées

Département D’Hydraulique

Mémoire de fin d’étude pour l'obtention du diplôme de Master Option hydraulique urbaine

Devant le jury : Présenté par : Khelifi Amira

Examinateur : Mr. Zeroual. A

Examinateur : M elle. Daoud .R

Encadreur : Mme. Femmam.H

Promotion : 2015-2016

Etude d’une retenue collinaire sur Oued

El Magroune commune de M’rahna

( W. Souk Ahras)

DEDICACES

Je tiens à dédier ce modeste travail aux personnes les

plus chères à mon cœur :

A l’âme de ma mère et a mon père, qui ont été le guide

affectueux et attentif, la source de confiance, sécurité et

sérénité ;En reconnaissance pour leurs soutiens moral et

pour toutes les

charges assurés au cours de ces longues années

A mon grand-père(Zaime) Tahar et A l’âme de mon

grand-père Hadj Chérif a mes grands-mères farida

et akila

mes frères : Ahmed ,Chemss Eddine ,Wassim ,Charife .

Ma soeurs :Wisem

Et les bourgeons Anfel , Abd Elrahim Loudjayn Aridje

Zineb et Ayoub

et Toute la famille : Khelifi et Zaidi

Une spéciale dédicace pour mes meilleurs amis : Imene felleh , Mariem , Asma ,Radia ;Hayat, manel , et toutes les personnes qui me connaissent de loin ou de prés.

REMERCIEMENTS Je remercie en premier mon Dieu pour tout ce qu’il ma donner.

A l’issu de cette étude, Je tiens à exprimer mes vifs

remerciements à :

Toutes les personnes qui m’ont aidé tout le long de mon travail.

ma reconnaissance va plus particulièrement à :

-mon père l’Ingénieur en chef en hydraulique

Khelifi Abd elouahab

-ma promotrice Mme femmeme Hajira pour leurs contributions

à l’élaboration de ce mémoire.

A L’ensemble des enseignants qui m’ont suivi durant mon cycle

d’étude.

Mon respect aux membres du jury qui me feront l’honneur

d’apprécier mon travail

I

:ـــلـخـــصم

و الـسـقـي بـصـفـة عـامـةدراسـتـنـا ھـذه تـسـجـل فـي إطـار الـتـنـمـیـة الـفـلاحـیـة فـي الـجـزائـر بـصـفـة

.میاه سقي ، و ھذا لتغطیة العجز في المقرون،ولایة سوق اھراس سد صغیر الحجم في واد بـإنـشـاء.خـاصـة

Résume :

Notre présente étude s'inscrit dans le cadre du développement de

l'agriculture Algérienne en général et de l'irrigation en particulier, à travers la

réalisation d'une retenue collinaire sur Oued El Magroun,wilaya de Souk

Ahras, afin de compenser le déficit en besoin en eau d’irrigation.

Summary:

Our present study is register as part of Algerian Agriculture development

generally and irrigation particularity through the realization of small dam at

Oued El Magroun,situated in Souk Ahras Wilaya, in order to make up the

deficit of requirements out of water.

TABLE DES MATIERES

TABLE DES MATIERES Résume………………………………………………………………………………... I

Liste de figures ……………………………………………………………………….. II

Liste des tableaux……………………………………………………………………. II

Introduction Générale ……………………………………………………………….. 1

Chapitre 1 : Généralités sur les barrages

I .1 Introduction……………………………………………………………..………… 2

I.2 Différents types de barrage……………………………………………………… 3

I.2.1 Barrage en béton………………………………………………………………. 3

I.2.1.1 Barrage-voûte……………………………………………………………….. 3

I.2.1.2 Barrages à contreforts……………………………………………………….. 4

I.2.1.3 Barrages- poids……………………………………………………………… 6

I.2.2 Les barrages en remblai………………………………………………………. 7

I.2.2 .1 Barrages en enrochements…………………………………………………….. 8

I.2.2 .2 Barrages en terre……………………………………………………………. 9

I.2.2 .2.1 Définition…………………………………………………………………. 9

I.2.2 .2.2 Différents types de barrages en terre ………………………………………. 9

I.2.2 .2.2.1Barrage homogène………………………………………………………. 9

I.2.2 .2.2.2 Barrage zoné avec un noyau étanche ………………………………….. 10

I.2.2 .2.2.3 Barrage à masque amont ………………………………………………. 11

I.2.3 Les Barrages mobiles ………………………………………………………… 13

I.2.3 .1 Barrages mobiles à aiguilles………………………………………………… 13

I.2.3 .2 Barrages mobiles à battant ………………………………………………….. 14

I.2.3.3 Barrage mobile à gravité ……………………………………………………. 15

I.2.3 .4 Barrage mobile à clapets……………………………………………………. 15

1.3 Avantages et inconvénients de divers type de barrage……………………………. 16

1.3.1 Barrage poids………………………………………………………………….. 16

1.3.1.1 Avantages…………………………………………………………………… 16

1.3.1.2 Inconvénients…………………………………………………………………. 16

1.3.2 Barrage à contrefort…………………………………………………………… 17

1.3.2.1 Avantages…………………………………………………………………… 17

1.3.2.2 Inconvénients………………………………………………………………….. 17

TABLE DES MATIERES

1.3.3 Barrage à voûte multiple……………………………………………………… 17

1.3.3.1 Avantages……………………….…………………………………………… 17

1.3.3.2 Inconvénients……………………………………………………………....... 18

1.3.4 Barrage à voûte………………………………………………………………... 18

1.3.4.1 Avantages……………………………………………………………………. 18

1.3.4.2 Inconvénients………………………………………………………………... 18

1.3.5 Digue en terre /Enrochement à noyau…………………………………………. 19

1.3.5.1 Avantages……………………………………………………………………. 19

1.3.5.2 Inconvénients………………………………………………………………... 19

1.3.6 Digue à masque amont (béton ou béton bitumineux)…………………………. 19

1.3.6.1 Avantages……………………………………………………………………. 19

1.3.6.2 Inconvénients……………………………………………………………....... 20

I.4 Éléments constitutifs d’un barrage ……………………………………………... 20

I.5 Classification des barrages ……………………………………………………… 21

I.5 Conclusion ………………………………………………………………………. 22

Chapitre II : Etude topographique.

II.1. Introduction…………………………………………………………………….. 23

II.2Définition de la topographie …………………………………………………… 23

II.2.1 La topographie simplifiée …………………………………………………… 23

II.2.2La topographie régulière ……………………………………………………… 23

II.3- Levé topographique …………………………………………………………… 24

II.3.1 - Levé de l'axe de la digue …………………………………………………… 24

II.3.2 - Levé de la cuvette …………………………………………………………… 24

II.3.3 - Levé du lit de l'oued ………………………………………………………… 25

II.3.4 - Levé de la zone du déversoir………………………………………………… 25

II.4 Importance d’étude topographique……………………………………………… 25

II.5 la vallée de la rivière …………………………………………………………… 25

II.6 Topographie de bassin versant …………………………………………………… 25

II.7 site du barrage et de la retenue …………………………………………………… 26

II.8 -situation géographique ………………………………………………………… 26

II.9Conclusion ………………………………………………………………………... 28

TABLE DES MATIERES

Chapitre III : Etude géologique et géotechnique

III.1 Introduction …………………………………………………………………..... 29

III.2.Objectif des études géologiques et géotechniques d'un site de barrage………... 29

III.3 Géologie et conditions de fondation…………………………………………… 29

III.3.1.fondations

rocheuses…………………………………………………………… 29

III.3.2fondations graveleuses………………………………………………………... 30

III.3.3fondations sablo-silteuses…………………………………………………….. 30

III.3.4fondations argileuses…………………………………………………………… 30

III.4 les déférentes Phases d’une étude……………………………………………… 30

III.4.1La première phase ……………………………………………………………… 30

III.4.2La deuxième phase…………………………………………………………… 30

III.4.3.La dernière phase est constituée par des essais mécaniques des sols au

laboratoir ……………………………………………………………………… 31

III.5 situation géographique …………………………………………………………. 31

III.6 morphologie du site……………………………………………………………… 31

III.7 sismicité ………………………………………………………………………… 31

III.8 géologie régionale…………………………………………………………… 31

III.8.1 Description lithostratigraphique des formations allochtones………………… 32

III.8.1 La nappe numidienne………………………………………………………….. 32

III.8.2 La nappe tellienne……………………………………………………………… 32

III.8.2Description lithostratigraphique des formations parautochtones et

autochtones…................................................................................................ 32

III.8.2.1. Le Paléozoïque…………………………………………………………..... 32

III.8.2.2Le Mésozoïque……………………………………………………………… 34

III.8.2.3. Le Cénozoïque…………………………………………………………….. 34

III.8.3 Les structures de l’avant pays atlasique autochtone aux confins algéro-

tunisiens……………………………………………………………………… 34

III.9. Géologie du site……………………………………………..………………... 36

III.9.1 Rive gauche …………………………………………………………………... 38

III.9.2 Rive droite ……………………………………………………………………. 38

TABLE DES MATIERES

III.10.Géotechnique…………………………………………………………………… 40

III.10.1Emprise de la digue ….……………………………………………………….. 40

III.10.1.1Rives ……………………………………………………………………….. 40

III.10.1.2.Lit d’oued …………………………………………………………………. 40

III.10.2. Zone d’emprunt……………………………………………………………… 48

III.10.2.3Réserves disponibles ……………………………………………………… 55

III.11.Analyses chimique……………………………………………………………. 56

III.12.Stabilité des ouvrages……………………………………………………….. 57

III.12 .1 - Fondation de la digue…………………………………………………….. 57

III.12.3.Matériaux pour filtres et drains……………………………………………..... 57

III.12.4 Matériaux rocheux …………………………………………..…………........ 58

III.13.Conclusion - recommandations ……………………………………………….. 59

Chapitre IV : Etude hydrologique .

IV.1 Introduction …………………………………………………………...….......... 60

IV.2 Caractéristiques hydromorphométriques des bassins Versants………………… 61

IV.2.1 Définition du bassin versant…………………………………………………. 61

IV.2.2 Morphométrie………………………………………………………………….. 63

IV.2.2.1 La surface ………………………………………………………………...... 63

IV.2.2.2 Le périmètre ………………………………………………………….......... 63

IV.2.2.3.Indice de compacité de Gravelius………………………………………….... 63

IV.2. 2.4 . Le rectangle équivalent …………………………………………………… 63

IV.3 Les reliefs ……………………………………………………………………… 64

IV.3.1 Répartition des surfaces et courbe hypsométrique …………………………. 65

IV.3.2 Courbe hypsométrique………………………………………………………. 67

IV. 3.3 Longueur du Cours d’Eau Principal (Longueur du Talweg Principal)……….. 69

IV.4 Réseaux hydrographiques……………………………………………………..... 69

IV.4.1 Vue en plan……………………………………………………………………. 69

IV.4.2Classification du réseau hydrographique de Oued El Magroune………………. 71

IV.4.3 Densité de Drainage………………………………………………………….. 71

IV.4.4 Coefficient de Torrentialité……………………………………………………. 71

IV.4.5 Pente Moyenne ……………………………………………………………… 71

IV.4.6 Indice de la Pente Moyenne…………………………………………………… 71

IV.4.7 Indice de Pente Globale ………………………………………………………. 71

TABLE DES MATIERES

IV.4.8 Temps de Concentration ……………………………………………………… 72

IV.4.8.1 Formule de GIANDOTI …………………………………………………….. 72

IV.4.8.2 Formule de TEMEZ ………………………………………………………… 73

IV.4.8.3.Vitesse de Propagation de la Crue ………………………………………… 74

IV.5 Etude climatologique……………………………………………………………. 75

IV.5.1 Températures ………………………………………………………………….. 75

IV.5.2 humidité de l’air ………………………………………………………………. 77

IV.5.3 Vitesse du Vent……………………………………………………………… 78

IV.5.5 l’évaporation………………………………………………………………… 79

IV.5.6 Précipitations …………………………………………………………………. 78

IV.5.6.1 équipement du bassin versant ……………………………………………… 78

IV.6 Etude des apports liquides ……………………………………………………… 83

IV.6.1 Apports Liquides……………………………………………………………… 83

IV6.1.1 Formule de SAMIE………………………………………………………… 83

VI.6.1.2 Formule de MAILLET et GAUTHIER …………………………………… 83

IV.6.1.3 Formule de SOGREAH…………………………………………………… 84

IV.6.1.4 Formule dite Algérienne…………………………………………………… 84

IV.6.1.5 Formule de COUTAGNE ………………………………………………… 84

IV.6.1.6 Formule de l'A.N.R.H ………………………………………………………. 84

IV.6.1.7 Répartition des Apports Liquides Moyens Annuels ……………………… 85

IV.6.2 Etude Fréquentielle des Apports Liquides …………………………………… 86

IV.6.2. 1 Coefficient de Variation …………………………………………………… 86

IV.6.2.1 Formule de PADOUN ……………………………………………………… 86

IV.6.2.2 Formule de SKOLOVSKY -CHEVELEV …………………………… 86

IV.6.2.3 Formule d’UKRGUIPROVODKHOZ …………………………………… 86

IV.6.2.4 Formule de KRISKY MENKEL………………………………………….. 86

IV.6.3 Détermination des apports fréquentiels ……………………………………… 87

IV.6.4 Apport solide …………………………………………………………………. 88

IV.7 Régularisation ………………………………………………………………… 89

IV.7.1 Objectifs et méthodologie …………………………………………………… 89

IV.7.2 Principe de calcul……………………………………………………………… 89

IV.7. 3 Etude bathymétrique………………………………………………………… 91

IV.7. 3.1 Courbes Hauteur / Surface / Capacité………………………………………. 91

TABLE DES MATIERES

IV.7. 4 Résultats et conclusions ……………………………………………………… 98

IV.8 étude des crues …………………………………………………………………. 99

IV.8.1 Etude des Pluies maximales Journalières de Différentes Fréquences ……… 99

IV.8.2 Paramètres statistiques de l’échantillon………………… 100

IV.8.3 Ajustement des pluies maximales journalières……… 100

IV.8.3.2 Ajustement a une loi de Gumbel ………………………………………. 103

IV.8.3.3 Ajustement à une loi de Gauss …………………………………………… 105

IV.8.3.4 Résultat et conclusion……………………………………………………… 107

IV.9 Calcul des intensités pluviométriques………………………………………….. 107

IV.9.1 Intensités moyennes maximales à différentes Fréquences…………………… 108

IV.9.2 Détermination des débits instantanés ………………………………………… 111

IV.9.2.1 Débit Journaliers Moyens de Différentes Fréquences du bassin versant ….. 111

IV.9.2.1.1 Relation de SAMIE ……………………………………………………… 111

IV.9.2.2 Débit Instantanés de Crues de Diverses Fréquences du bassin versant …… 111

IV.9.2.2.1 -Relation de Fuller ……………………………………………………… 111

IV.9.2.2.2 Relation de Giandotti …………………………………………………… 112

IV.9.2.2.3 Relation de Turazza ……………………………………………………… 112

IV. 9.2.2.4 Formule de Sokolovski …………………………………………………. 112

IV.9.2.3 Résultat et conclusion …………………………………………………….. 113

IV.9.3 Hydrogramme Unitaire de Crue ……………………………………………... 114

IV.9.4 Calcul du volume fréquentiel des crues ……………………………………… 116

IV.10 Etude de laminage des crues……………………………………………….... 117

IV.10.1 Rappel de l’étude des crues ………………………………………………... 117

IV.10.2Paramètres utilisés dans le calcul de laminage ……………………………… 117

IV.10.3 Type de déversoir …………………………………………………………… 117

V.10.4.Résultats et conclusion ……………………………………………………… 124

IV.11 Conclusion …………………………………………………………………… 125

Chapitre V : ETUDE DE CONCEPTION DE LA DIGUE.

V.1 Introduction……………………...…………………………………… ……….. 126

V.2. Dimensionnement de La Crête………………………………………………… 126

V.2.1 Niveau en crête de la digue…………………………………………………… 126

V.2.1 .1Revanche……………………………………………………………………. 126

V.2.1 .2 La hauteur du barrage ……………………………………………………... 127

TABLE DES MATIERES

V.2.2 Largeur en crête de la digue…………………………………………………… 128

V.3 Pentes des talus amont et aval de la digue…………………………………….. 128

V.3.1 Protection des talus de la digue………………………………………………. 129

V.3.1.1 Protection du talus amont……………………………………………………. 129

V.3.1.2 Protection du talus aval………………………………………………………. 130

V.4 Tassement de digue……………………………………………………………… 131

V.5 Etude des Infiltrations…………………………………………………………. 131

V.5.1 Système de drainage…………………………………………………………. 131

V.5.2 Dimensionnement du prisme de drainage …………………………………… 133

V.5.2.1 hauteur ………………………………………………………………………. 133

V.5.2 .2 Fruits du talus du prisme ………………………………………………….. 133

V.6 Calcul de la longueur du tapis filtrant …………………………………………. 137

V.6.les filtres ………………………………………………………………………… 137

V.6.2 Infiltration …………………………………………………………………… 137

V.6.3 Hypothèse de calcul ………………………………………………………….. 137

V.6.2.1 Calcul du debit de fuite …………………………………………………… 140

V.6.2.2 Vérification de la résistance d’infiltration ………………………………… 142

V.7Caractéristiques géotechniques proposées pour le calcul de stabilité de la

digue ........................................................................................................................... 143

V.7.1 Axe de la digue ……………………………………………………………. 143

V.7. 1 Matériaux de construction de la digue (étanchéité et recharge de la digue)

argiles sableuxgraveleuses…………………………………………………………... 143

V.8 Étude de la stabilité de la digue ………………………………………………… 144

V.8.1 Cas Fin de construction pour le talus amont avec R=31 m …………………. 145

V.8.2 Cas Fin de construction pour le talus aval avec R=27m …………………….. 145

V.8.3 Cas d’exploitation pour le talus aval avec R=32 m…………………………. 152

V.8.4 Cas de Vidange rapide pour le talus amont avec R=25 m …………………… 153

V.9 Etude du comportement de la retenue collinaire en utilisant le logiciel FLAC ... 154

V.9 .1 Présentation de l’outil de simulation Flac2d ………………………………… 154

V.9.2 Calcul de la stabilité de la digue ……………………………………………….. 154

V.10. 3 Résultats de l’étude………………………………………………………… 155

V.10 Calcul Hydraulique des Ouvrages Annexes………………………………..….. 157

V.10.1 Calcul Hydraulique des de l'évacuateur de crue ……………………………….. 157

TABLE DES MATIERES

V.10.1.1 canal d’approche …………………………………………………………… 157

V.10.1.2le déversoir …………………………………………………………………. 158

V.10.1.3 le convergent ………………………………………………………………. 159

V.10.1.3.1 Calcul de la largeur du convergent ……………………………………….. 159

V.10.1.3.2 Calcul de la hauteur d’eau au début ……………………………………… 159

V .10.1.3.3 Calcul de la hauteur à la fin du convergent …………………………….. 159

V.10.1.3.4 Calcul de la hauteur des parois du convergent ………………………….. 159

V .10.1.5 Le coursier ………………………………………………………………… 160

V.10.1.5 Bassin de dissipation …………………………………………………….. 163

V .10.1.5.1 Calcul de la profondeur du bassin ……………………………..………. 163

V .10.1.5.2 Calcul des parois du bassin…………………………………….…………. 165

V .10.1.5.3 Calcul du saut hydraulique………………………………………………. 165

V .10.1.6 canal de restitution…………………………………………………………. 165

V.10.2 Calcul hydraulique de la vidange de fond…………………………………… 166

V.10 .2.1 Calcul du temps de vidange de la retenue ………………………………… 168

V.10 .2.2 Calcul de la grille principale du puisard d’entrée ………………………….. 168

V.10. 2.3 Calcul du bassin d’amortissent d’énergie ………………………………….. 169

V.11 .2.3.1 Largeur du bassin………………………………………………………… 169

V.11 .2.3 2Déterminant la première hauteur contractée……………………………… 169

V.11 .2.3.3 Déterminant la deuxième hauteur contractée ……………………………. 170

V.11 .2.3.4 déterminant la hauteur conjuguée du bassin …………………………… 170

V.11 .2.3.5 Déterminant la hauteur du bassin………………………………………. 171

V.10.3 Prise d’eau pour irrigation…………………………………………………… 171

V.11 Conclusion ………………………………………………………………..……. 176

Conclusion générale………………………………………………………………….. 177

Références bibliographiques…………………………………………………………. 178

LISTE DE FIGURES

Chapitre I Figure I.1 : Les différents types de barrage en béton…………………………………… 3

Figure I.2 : Barrage voûte (barrage de St-Pierre-Cognet)……………………………… 4

Figure I.3 : Barrage à contre fort (Grandval)…………………………………………… 5

Figure 1.4 : Coupe transversale d’un barrage en béton………………………………… 6

Figure I.5 : Barrage poids à contreforts de Plan d’Amont……………………………… 7

Figure 1.6: Les différents types de barrage en remblai………………………………… 7

Figure 1.7: Coupe transversale d’un barrage en enrochement………………………… 8

Figure I.8: Barrage homogène………………………………………………………… 9

Figure I.9 : Barrage zoné avec un noyau étanche……………………………………… 10

Figure I.10 : Barrage à masque étanche…………………………………………………. 12

Figure I.11 : Barrage à masque amont………………………………………………… 13

Figure I.12 : Barrage mobile à aiguille………………………………………………… 13

Figure I.13 : Barrage mobile à battant………………………………………………… 14

Figure I.14 : Barrage mobile à gravité…………………………………………………. 15

Figure I.15 : Barrage mobile à clapets………………………………………………… 16

Chapitre 2

Figure II.1 : Plan d’orientation de la zone d’étude……………………………………… 28

Chapitre 3

Figure III.1 :Extrait de carte géologique……………………………………………… 35

Figure III.2 :Extrait de carte géologique échelle 1/50000……………………………… 37

Figure III.3 :Vue arienne du site de la retenue. ………………………………………… 39

Figure III.4 :Coupe géologique à travers l’axe de la digue…………………………… 41

Figure III .5 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique du sondage Sc1………… 44

Figure III .6 :courbe granulométrique et sédimentémétrique du sondage Sc2……… 46

Figure III.7 :.Abaque de Casagrande…………………………………………………... 47

Figure III.8 : Courbe granulométrique et sédimentemitrique pour K6………………. 48

Figure III.9 : Coupe lithologique du puits k1-K2-K3………………………………… 50

Figure III.10 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique du forage sondage K1.. 51

Figure III.11:Courbe granulométrique et sédimentémitrique du forage sondage K2… 52

Figure III.12 : Coupe lithologique du puits k4-K5……………………………………. 53

Figure III .13 :courbe granulométrique et sédimentémitrique de forage sondage K4… 54

Figure III.14 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique de forage sondage K5… 54

LISTE DE FIGURES

Figure III.15 :Fiche d‘analyse chimique……………………………………………… 55

Chapitre 4

Figure .IV.1 :Extrait de la carte plans d’orientation de la zone d’étude……………….. 60

Figure IV.2 : Plan de délimitation du bassin Versant…………………………………. 62

Figure IV.3 : Carte hypsométrique du bassin versant…………………………………. 65

Figure IV.4 : Courbe hypsométrique du bassin versant d'Oued El Megroun…………. 68

Figure IV.5 : Réseau hydrographique du bassin versant………………………………. 70

Figure IV.6 :Graphique da la température maximale……………….…………………. 75

Figure IV.7 : Graphique da la température ……………………………………………. 76

Figure IV.8 : Graphique da la température minimale………………………………….. 76

Figure IV.9 : Graphique da l’humidité maximale de l’air…………………………….. 77

Figure IV.10 : Graphique de l’humidité minimale de l’air……………………………. 78

Figure IV.11 :Graphique de la vitesse moyenne du vent………………………………. 79

Figure IV.12 :Répartition de l’évaporation en (mm)de Ain Dalia……………………. 79

Figure IV.13 :Pluie moyenne annuelles période du poste pluviométrique de souk ahras. 82

Figure IV.14 : Courbe = surface F (h) de la retenue collinaire sur Oued El Magroune… 92

Figure IV.15 : Courbe = volume F (h) de la retenue collinaire sur Oued El Magrou…... 93

Figure IV.16 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de Log Norma… 102

Figure IV.17 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de Guembel…… 104

Figure IV.18 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de NORMAL… 106

Figure IV.19 : Courbe Intensité-Durée-Fréquence……………………………………. 110

Figure IV.20 : Courbe Pluies de courte durée fréquentielle…………………………... 110

Figure IV.21 : Hydrogramme des crues du bassin versant……………………………. 115

Figure IV.22 :Hydrogramme des débits entrants et sortants pour B=4m……………… 119

Figure IV.23 :Hydro gramme de débit enteront et sortons pour B=4m………...……….. 121

Figure IV.24 :Hydro gramme de débit enteront et sortons pour B=4m………...……… 123

Chapitre 5

Figure V.1 : Profil de la digue ……………...………………………………………….. 132

Figure V.2 : Profil du prisme de drainage……………………………………………… 134

Figure V.3 :profile type de la digue……………………………………………………. 135

Figure V.4 : Détails de la digue……………………………………………. 136

Figure V.5 : Dimensionnement Lc,Lb,La……………………………………………… 139

Figure V.6 : Tracé de l ligne phréatique…...…………………………………………… 141

LISTE DE FIGURES

Figure V.7 : Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus amont………... 146

Figure V.8 : Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus aval………….. 148

Figure V.9 : Stabilité de la digue cas d’exploitation pour le talus aval……………….. 150

Figure V.10 : Stabilité de la digue cas Vidange rapide pour le talus amont………...… 152

Figure IV.11 : Visualisation des pressions interstitielles régnant dans le corps de la

Digue……………………………………………………………………... 155

Figure IV.12 : Visualisation du réseau d’écoulement dans la digue. …………………... 155

Figure IV.13 : Visualisation de la surface de glissement………………..……………… 155

Figure V.14 :canal d’approche………………………………………………………… 156

Figure V.15 :Seul déversant…………………………………………………………… 157

Figure V.16 : Le convergent. ..………………………………………………………… 160

Figure V.17 :Le coursier ………………………………………………………………. 163

Figure V.18 : Bassin de dissipation…………………………………………………...… 165

Figure V.19:Canale de restitution……………………………………………………… 166

Figure V.20 :Prise et vidange de fond…………………………………………………… 172

Figure V.21 :Coupe longitudinale du d’étals de la prise et vidange de fond………...... 173

Figure V.22 :Vie en plan du d’étals de la prise et vidange de fond………...………...... 174

Figure V.23 :La légende de prise et vidange de fond………...………………………… 175

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I.1 : Classification des barrages……………………………………………… 21

Tableau III.1 : Caractéristiques géotechnique des échantillons d’axe de la digue

sondage S2…………………………………………………………….. 42

Tableau III.2 :Caractéristiques géotechniques des échantillons d’axe de la digue

sondage S1……………………………………………………………. 45

Tableau III.3 :Caractéristiques géotechniques des de la zone d’emprunt échantillons. 49

Tableau IV.2 :Classification du réseau hydrographique de Oued El Magroune……… 66

Tableau. IV.3:Valeurs du temps de concentration obtenues par les différentes

relations…………………………………………………………………. 71

Tableau .IV.4. Caractéristiques Morphologiques du sous Bassin Versant…………….. 74

Tableau V.5. Températures maximales mensuelles ( 1990-2008 ), StationAin Delia .... 75

Tableur IV.6.Températures moyennes mensuelles ( 1990-2008 ),Station Ain Delia..... 75

Tableau V.7.Températures minimales mensuelles ( 1990-2008 )Station Ain Delia … 76

Tableau IV.8.humidités relatives maximales mensuelles (1990-2008) Station Ain

Delia…………………………………………………………………..... 77

Tableau IV.9.Humidités relatives minimales mensuelles(1990-2008)Station Ain Delia 78

Tableau. IV.10.Vitesse moyenne du vent Période (1990-2008) Station :Ain Delia....... 78

Tableau IV.11. Répartition de l’évaporation (mm) (d’après la station de Ain Delia)… 79

Tableau IV.12.Caractéristique hydrologique du poste pluviométrique de souk ahras 80

Tableau IV.13:Précipitations moyennes journalières, poste pluviométrique de souk

ahras ........................................................................................................ 81

Tableau IV.14.Pluies Moyennes Mensuelles Période 1990,2008 station pluviométrique

Souk Ahras ............................................................................................. 82

Tableau IV.15..Tableau récapitulatif des Apports Moyens Annuels............................... 85

Tableau IV.16. Répartition de la Pluie Moyenne Annuelle…………………………… 85

Tableau IV.17.Distribution des Apports Liquides Moyens Annuels............................... 85

Tableau V.18.les résultats du Coefficient de variation………………………………… 87

Tableau IV.19.Les Apports Liquides de Différentes Fréquences……………………… 87

Tableau IV.20.Distribution des Apports Liquides Fréquentielles de Fréquence 80 %. 88

Tableau IV.21. paramètre caractéristique de la perméabilité du bassin........................... 88

Tableau IV.22. paramètre caractéristique densité volumétrique des différents types de

sédiments................................................................................................ 89

LISTE DES TABLEAUX Tableau IV. 23.Pluie Moyenne Mensuelles Période 1990-2008 Station souk ahras….. 90

Tableau IV. 24.Distribution des Apports Liquides Fréquentielles de Fréquence 80 %. 90

Tableau IV. 26.Répartition mensuelle des besoins en eau pour l’irrigation ………… 90

Tableau IV.27.Résultat de hauteur- surface-volume........................................................ 91

Tableau .IV.28 : Résultat Volume régularisé à 80% S= 15ha………………………… 94




Tableau IV.33 : Résultat de calcul................................................................................... 98

Tableau IV.34 :Précipitations journalières maximales ,poste pluviométrique de souk

ahras …………………………………………………………………… 99

Tableau IV.35 : Pluies journalières maximales(mm) station pluviométrique souk ahras……. 100

Tableau IV.36.Résultat del’ajustement des pluies maximales journalières, loi Log

Normale………………………………………………………………… 101

Tableau IV.37. Résultat des pluies journalières maximales de différentes fréquences.. 101

Tableau IV.38:Résultat d’ajustement des pluies maximales journalières loi de Gumbe 103

Tableau IV.39:Résultat des Pluies Journalières Maximales de Différentes Fréquences 103

Tableau IV.40 :résultat de l’ajustement des pluies maximales journalières à la loi de

Gauss…………………………………………………………………… 105

Tableau IV.41:résultat des Pluies Journalière Maximales de Différentes Fréquences 105

Tableau IV.42 : Pluies Journalière Maximales de Différentes Fréquences prises our la

suite du calcul ……………………………………………………………………………..

107

Tableau IV.43 : Pluies de courte durée du bassins versants…………………………. 108

Tableau IV.44: Pluie de courte durée et leurs intensités à différentes fréquences……. 109

Tableau IV.45. Débit journaliers moyens de différentes fréquences …………………. 111

Tableau IV.46:Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de

Fuller…………………………………………………………………………………….. 111

Tableau IV.47: Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de

Giandotti………………………………………………………………………………… 112

Tableau IV.48:Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de

Turazza…………………………………………………………………………………..

112

Tableau IV.49 : Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de

LISTE DES TABLEAUX Sokolovsky ………………………………………………………… 113

Tableau IV.50:Récapitulatif des Débits Instantanés de Crues de Diverses fréquences.. 113

Tableau IV.51 :Résultat des débits de projet pour différentes fréquences……………. 113

Tableau IV.52 : l'hydrogramme de crue……………………………………………… 114

Tableau. IV.53: Volume de Crue de Diverses fréquences…………………………….. 116

Tableau IV.54:Débits Instantanés de Crues de Diverses fréquences du

projet……………........................................................................................................... 117

Tableau IV.55 :laminage des crues pour 10% et B=4m……………………………… 118

Tableau IV.56 : laminage du crue pour 1% ET B=4m………………………………… 120

Tableau IV.57 :laminage du crue pour0.1% ET B=4m………………………………... 122

Tableau IV.58 : : laminage pour une longueur du déversoir de 4 ml. ………………... 124

Tableau V.1 : Résultats obtenus par Différentes Relations……………………………. 127

Tableau V.2 :Résultat de calcul……………………………………………………….. 127

Tableau V.3 : Largeur en crête de la digue Par Différentes Relations………………… 128

Tableau V.4 : Fruits des talus en fonction de la hauteur de la digue………………….. 129

Tableau V.5 : Dimensions minimales des blocs en fonction de la hauteur des vagues

et l’épaisseur de la couche……………………………………………………………… 129

Tableau V.6 :Les Valeurs de coefficient dépendan pour différent poids spécifiques… 130

Tableau V.7 : Les coordonnées de la courbe de saturation…………………………… 139

Tableau V.8 : gradient admissible de l'écoulement d'infiltration en fonction de la

classe des barrages……………………………………………………………………… 142

Tableau V.9:Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus amont R=31m 147

Tableau V.10 Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus aval R=27m 149

Tableau V.11 :Stabilité de la digue cas d’exploitation pour le talus aval R=32 m…… 151

Tableau V12 : Stabilité de la digue cas Vidange rapide pour le talus amont R=25 m 153

Tableau13 :Les caractéristiques hydrauliques du coursier…………………………… 161

Tableau V.14 : Les caractéristiques hydrauliques du coursier pour h0………………………… 161

Tableau V.15 : Les caractéristiques hydrauliques du coursier pour h1(hcritic)………… 161

Tableau V.16 : Résultat de calcul d’équation Bakhmetev…………………………… 162

Tableau N 17 : Variation du débit de vidange en fonction de hauteur d’eau………… 168

Tableau18 : Calcul du temps de vidange……………………………………………… 169

UNIVERSITE LARBI BEN M’HIDI 2016

INTRODUCTION

GENERALE

1

INTRODUCTION GENERALE

Depuis l’existence de l’homme sur terre, l’eau était et restera une ressource fondamentale

pour le développement socio-économique d’un pays, une société qui maitrise la

mobilisation et la gestion de sa ressource en eau est absolument une société développée.

L’Algérie est l’un des pays caractérisée par une pluviométrie relativement faible et

Irrégulière.et pour répondre aux besoins en eau domestiques, agricoles et industrielles

l’édification de barrages, petits barrages et retenues collinaires ont été une solution très

largement utilisée pour résoudre les délicats problèmes de mobilisation des ressources en

eau.

La wilaya de Souk Ahras est parmi les wilayas du pays qui ont connues une situation

critique en eau, et pour remédier à ce problème des études de retenues collinaires ont été

lancées sur des sites potentiels parmi lesquels le site de M’rahna, surtout que la région est

à vocation agro-pastorale ce qui oblige la réalisation des retenues collinaires pour

compenser le déficit du besoin en eau pour l’abreuvement du cheptel et l’irrigation de

quelques parcelles.

Le présent mémoire est scindé en cinq chapitres:

Le premier chapitre présente des connaissances relatives aux barrages.

Le deuxième chapitre est consacré au choix du site du point de vue topographie.

Le troisième chapitre consiste à exposer les paramètres géotechniques de l’axe de la

digue, de la zone d’emprunt et les formations géologiques de la région et de la zone

d’étude.

Le quatrième chapitre vise à présenter touts les paramètres hydrologique.

Le cinquième chapitre présente la conception du barrage et ces annexes.

Enfin, nous clôturons notre travail par une conclusion générale donnant une synthèse de

notre travail.


Chapitre I

GENERALITES SUR

LES BARRAGES

CHAPITRE I GENERALITES SUR LES BARRAGES

2

I .1 Introduction

Un barrage est un ouvrage d’art placé en travers d’un cours d’eau, destiné à retenir et

stocker de l’eau ou a la dériver. [18]

Les techniques de la fin du XIXème et du début du XXème siècle ne permettaient pas

l’édification de retenue de grande capacité .Les premiers barrages ont surtout une fonction de

dérivation d’une partie de l’eau vers une conduite forcée ou un canal d’irrigation.[18]

L’amélioration des techniques et la découverte des bétons dans le premier quart du XXème

siècle permet d’envisager la réalisation de retenues plus conséquentes, capables de réguler la

production hydroélectrique.[18]

La géologie (nature des roches sur lesquelles sera édifié le barrage, agrégats extraits sur place)

et la topographie (large de la vallée) construisent un ensemble indissociable pour la réalisation

d’un barrage:

A chaque site, un type de barrage, un dimensionnement adapté sur le plan technique

qu’économique .C’est pourquoi il n’existe pas de barrage type standard de plus, certains

formés par la juxtaposition de plusieurs structures différentes. [18]

Justifiées par des caractéristiques de sol de fondation particulières et aussi par des choix

économiques ,les barrages peuvent être classés en trois groupes :

• Les barrages rigides, en béton ou en maçonnerie ;

• Les barrages souples, en enrochement ou en terre ;

• Les barrages mobiles ;

Les barrages en terre, sont un des principaux champs d'application de la mécanique

des sols. [12].


3

I.2 Différents types de barrage :

I.2.1 Barrage en béton :

Les barrages en béton se partagent en trois groupes [20] :

Figure I.1 : Les différents types de barrage en béton

I.2.1.1 Barrage-voûte :

Il est généralement en béton dont la forme courbe permet le report des efforts de poussée

de l’eau sur les rives rocheuses de la vallée [20].

Ce type de barrage convient bien lorsque la topographie permet de fermer la vallée par une

forme arquée de longueur réduite (figure 1.2 ).

Les barrages-voûtes sont en effet peu employés pour les retenues de petite hauteur. Les

conditions pour adopter une telle solution sont par ailleurs assez strictes. Nous envisageons

en effet la construction d'un barrage-voûte que lorsque la vallée est étroite et rocheuse [20].

La qualité mécanique de la fondation est à vérifier scrupuleusement. Sa rigidité doit être

suffisante pour que les arcs trouvent leurs appuis en première approximation, nous devrons

s'assurer que le module de déformation du rocher dépasse 4 ou 5 Gpa. Mais elle devra


4

également ne pas se rompre sous l'effet des contraintes élevées transmises par la voûte

[20].

Le choix d'un barrage-voûte est donc à réserver à des situations géomorphologiques bien

particulières (figure I.2) [26].

Cependant, lorsqu'elles sont réunies, c'est une solution qui peut être économiquement

fiable en regard des quantités de matériaux nécessaires à la réalisation d'un ouvrage poids,

en outre, face aux incertitudes hydrologiques, ce type de construction supporte des

submersions. [20-26]

Figure I.2 : Barrage voûte (barrage de St-Pierre-Cognet).

I.2.1.2 Barrages à contreforts :

Il est constitué :

- D’une série de murs parallèles, généralement de forme triangulaire, plus ou moins épais

et plus ou moins espacés (les contreforts);

- D’une bouchure entre les contreforts transmettant à ceux ci la poussée de l'eau(figure I.3).

Il est bien adapté aux vallées larges avec une fondation rocheuse de bonne qualité [ 6-7].

Dans des vallées plus larges où le barrage-poids supposerait des volumes de béton trop

importants et où le barrage voûte ne serait pas réalisable, nous pensons à construire des


5

barrages à contreforts, par ailleurs beaucoup moins sensibles aux sous-pressions que le

barrage-poids, mais plus fragiles.

Dans ce type d'ouvrages, l'étanchéité est assurée par le voile en béton arme situé en amont

et la stabilité vis à vis de la poussée de l'eau par les contreforts.

II faut noter que la stabilité est améliorée en donnant un fruit de 0,5 à 1/1 au voile, car la

poussée de l'eau comporte alors une composante verticale dirigée vers le bas.

Le voile peut être conçu de plusieurs façons:

* Solidaire des contreforts avec parement amont plan. Les diverses sections de voile sont

liées aux contreforts et fonctionnent en consoles courtes ;

* Constitué d'une dalle posée aux extrémités sur les têtes des contreforts. Le voile travaille

en flexion comme une poutre posée sur deux appuis simples aux extrémités ;

* Solidaire des contreforts avec parement amont cylindrique. Cette disposition massive

facilite la transmission de la poussée au contrefort ;

* Constitue d'une voûte de faible portée et donc de faible épaisseur s'appuyant sur les

contreforts.

Figure I.3 : Barrage à contre fort (Grandval)


6

I.2.1.3 Barrages- poids :

Les barrages poids en béton sont très proches mécaniquement des barrages en

maçonnerie [6].

Seul le poids en effet résiste, à la poussée hydrostatique, à la poussée des sédiments et aux

sous-pressions. Celles-ci ont une action déstabilisatrice très importante et il conviendra de

les diminuer à l'aide de dispositifs tels que rideaux d'injection et galeries de drainage.

Quoi qu'il en soit, le calcul de l'ouvrage, par ailleurs peu complexe, devra les prendre

soigneusement en compte [12].

Figure 1.4 : Coupe transversale d’un barrage en béton

Les profils adoptés pour ces ouvrages sont bien souvent un compromis technico-

économique découlant directement de calculs de stabilité de plus, nous évitons autant que

possible des formes complexes qui entraînent une augmentation inutile du coût de

coffrages [20].


7

Enfin, pour améliorer l'étanchéité du contact béton fondation et la résistance au glissement,

il sera souvent bénéfique de réaliser une clé d'ancrage armée.[12-32]

Les barrages -poids, de forme massive et triangulaire, résistent à la poussée de l'eau grâce à

leur poids (figure 1.4). [ 10]

Figure I.5 : Barrage poids à contreforts de Plan d’Amont

I.2.2 Les barrages en remblai : [20 ].

Figure 1.6: Les différents types de barrage en remblai


8

I.2.2 .1 Barrages en enrochements :

Un barrage en enrochement n’est pas autre chose qu’un tas de cailloux à grande échelle, qui

résiste par sa masse aux efforts auxquels il est soumis [26-12].

Mais n’étant pas étanche par lui-même, il faut lui adjoindre un organe d’étanchéité qui

constitue la partie la plus délicate, aussi bien au stade du projet qu’à celui de la réalisation.

Figure 1.7: Coupe transversale d’un barrage en enrochement

Légende :

1) Enrochement, taille maximale 1000 mm ;

2) Noyau étanche en matériau limoneux et argileux ;

3) Filtres-drains en matériau grossier et en matériau fin, de 2,0 m chacun ;

4) Zone de transition, granulométrie maximale du matériau 150 mm ;

5) Rip-rap ;

6) Fondation en blocaille naturelle ;

7) Fondation sur terrain en place ;

8) Voile d’étanchéité.


9

I.2.2 .2 Barrages en terre :

I.2.2 .2.1 Définition :

Le terme "Terre" doit être, pour les ingénieurs, pris dans le sens le plus large du mot et sert

à désigner toute sorte de matériaux terreux comprenant non seulement les différents sols

définis par le pédologue, mais aussi l'ensemble des matériaux provenant de la

désagrégation ou de la décomposition des roches[31]

Les barrages en terre sont des retenues d’eaux suffisamment étanches construits avec la

terre et les matériaux du site suivant des mélanges et des proportions bien définies[12].

I.2.2 .2.2 Différents types de barrages en terre :

Il existe trois schémas principaux de structure de barrage en terre [19] :

- Le barrage homogène,

- Le barrage à noyau étanche,

- Le barrage à masque d’étanchéité.

I.2.2 .2.2.1Barrage homogène

Le barrage en terre homogène est constitué d’un massif en terre compactée imperméable,

muni d’un dispositif de drains dans sa partie aval et d’une protection mécanique contre l’effet du

batillage dans sa partie amont (figure I.8). [12-20]

Figure I.8: Barrage homogène


10

I.2.2 .2.2.2 Barrage zoné avec un noyau étanche :

Souvent l’hétérogénéité des matériaux disponibles sur place ou leurs caractéristiques

géotechniques ne permettent pas d’envisager une digue homogène étanche (figure I.9)

.[12]

Dans ce cas, une solution couramment adoptée consiste à concevoir un massif en plusieurs

zones, dont chacune est constituée d’un matériau différent suivant le rôle que doit jouer

chaque zone .[12]

La fonction d’étanchéité est assurée par un noyau étanche réalisé en matériau argileux qui

pourra être placé en amont du barrage ou au centre de celui-ci .[12]

Les barrages zonés, comme le barrage de Serre-Ponçon (Hautes Alpes h=24 m), sont des

barrages en remblai constitués de plusieurs types de matériaux disposées de façon à assurer

séparément les fonctions de stabilité du barrage et l’étanchéité .[ 25]

Le découpage du corps du barrage en matériaux différents est appelé zonage. Il permet de

faire de grandes économies dans les volumes mis en œuvre et d’utiliser au mieux les

matériaux disponibles sur le site. Le noyau imperméable est constitué de terres argileuses,

d’argile, de terres caillouteuses ou tout autre matériau terreux comportant une forte

proportion de matériaux fins lui permet d’avoir recours à des matériaux de substitution tels

qu’une paroi moulée ou bien une superposition de couche de béton bitumineux ou

d’asphalte. [25]

Figure I.9 : Barrage zoné avec un noyau étanche.


11

I.2.2 .2.2.3 Barrage à masque amont :

Les barrages à masque sont constitués d’un remblai plus ou moins perméable assurant la

stabilité d'ensemble. Un écran imperméable, appelé masque, est mis en place sur le

parement amont de façon à rendre le barrage étanche et lui permettre de retenir l'eau du

réservoir (figure I.10). [12]

Le masque qui constitue l’organe d’étanchéité amont est classiquement réalisé en

béton, avec des produits bitumineux ou encore au moyen d’une géomembrane.Son

épaisseur est limitée, ce qui lui permet de s'adapter aux déformations faibles mais

inévitables du massif support (les géomembranes peuvent même accepter des

déformations importantes). La présence du masque en parement amont présente le double

avantage de permettre des réparations en cas de dégradation du masque, mais aussi

d'autoriser des vidanges de retenue très rapides [26].

Le corps du barrage assurant la stabilité peut être en matériau quelconque pour autant qu'il

soit peu déformable De nombreux barrages à masque sont réalisés en enrochements.

La qualité du compactage lors de la mise en œuvre du matériau a une grande influence sur

les déformations et tassements ultérieurs [20].

Pour améliorer la sécurité du barrage, il n'est pas rare de trouver dans les barrages à

masque d'autres matériaux fonctionnels [2].

*Un matériau de réglage ou de transition servant de support à l'étanchéité mince et la

mettant à l'abri de tout poinçonnement par des éléments grossiers du massif support ;

* Une cheminée drainante, un tapis drainant ou les deux pour évacuer les infiltrations

éventuelles à travers le masque ;

* des matériaux de protection soit du parement aval (terre végétale engazonnée,

enrochements, maçonnerie de pierres sèches, soit du masque d'étanchéité comme des dalles

de protection ou des pavés auto-bloquants mettant l'étanchéité mince à l'abri des agressions

extérieures telles que la glace, les projectiles ou les chutes de blocs .


12

Figure I.10 : Barrage à masque étanche

La réalisation d’un noyau étanche peut présenter des difficultés telles que le manque de

matériaux convenables et la difficulté de mise en œuvre [.Nous devrons comparer alors

cette technique à celle d’une digue homogène à masque amont étanche.

Le masque amont (Figure I.11) est une paroi étanche plaquée sur le talus amont du barrage.

Il existe de nombreuses natures de masque étanche telles que le béton de ciment ou le

béton bitumineux, les chapes préfabriquées, les membranes souples [26].

Le masque amont présente l’avantage de pouvoir être exécuté après l’édification du

remblai et pouvoir être réparé aisément [26].


13

Figure I.11 : Barrage à masque amont.

I.2.3 Les Barrages mobiles :

I.2.3 .1 Barrages mobiles à aiguilles :

Le barrage mobile ou à niveau constant, a une hauteur limitée ; il est généralement édifié

en aval du cours des rivières, de préférence à l’endroit où la pente est la plus faible. On

utilise généralement ce type de barrage dans l’aménagement des estuaires et des deltas.

Bien que ce type de barrage soit remplacé par des techniques plus modernes et

automatiques ; sur certains barrages en coexistant, les aiguilles de bois sont remplacées par

des aiguilles en aluminium remplies de polystyrène (pour la flottabilité en cas de chute

dans la rivière), d’un poids bien moindre et plus facilement manœuvrable

Figure I.12 : Barrage mobile à aiguille.


14

Légende :

1 )aiguille,

2 ) appui,

3 ) passerelle,

4 ) fermette,

5) pivot,

6 ) heurtoir,

7) radier

I.2.3 .2 Barrages mobiles à battant :

• À battant ou porte à axe vertical

• À battant à axe horizontal : avec possibilité d’échapper en aérien lorsque le débit

devient critique, ce qui évite de constituer un obstacle à l'écoulement des eaux en

temps de crue. Ce type de barrage est généralement employé pour empêcher l'eau

salée de remonter l'estuaire

Figure I.13 : Barrage mobile à battant.

Légende :

1 ) battant ;

2 )déversoir ;

3 ) vanne à volet ;

4 ) vanne à secteur


15

I.2.3.3 Barrage mobile à gravité :Le fonctionnement théoriquement très simple, la vanne

à gravité ne comporte que peu d’éléments mécaniques. Il s’agit d’un battant, sorte

d’enveloppe creuse articulée autour d’une charnière fixée sur un socle de béton

Figure I.14 : Barrage mobile à gravité

Légende :

A ) lagune ;

B ) mer ;

1 ) socle béton ;

2 ) battant de vanne ;

3 )air injecté ;

4 ) eau expulsée.

I.2.3 .4 Barrage mobile à clapets : le fonctionnement comparable au barrage à mobile à

gravité ci-avant à la différence près qu'il est muni par deux vérins hydrauliques situés de

part et d'autre du clapet. Il respecte parfaitement sa fonction : réguler l'écoulement de la

rivière pour maintenir un niveau sensiblement constant dans le bief amont. Son principal

inconvénient est d'être excessivement dangereux pour le touriste nautique. Les poissons ne

peuvent le remonter que lorsque la rivière est en hautes eaux et le clapet complètement

baissé.


16

Figure I.15 : Barrage mobile à clapets.

1.3 Avantages et inconvénients de divers type de barrage :

1.3.1 Barrage poids :

1.3.1.1 Avantages [26-31] :

• Faibles contraintes dans le béton.

• Faibles contraintes transmises par la fondation au rocher.

• Les variations de températures ne produisent que de faibles variations de contraintes.

• L'évacuateur de crue peut facilement combiner avec le barrage (diriger les crues

directement par dessous).

• Le gradient des sous-pressions à travers la fondation est faible.

• Les points délicats sont : la résistance mécanique et l’étanchéité.

1.3.1.2 Inconvénients [10-31] :

• Les sous-pressions sont importantes dans la fondation.

• Risque de tassement moyen.

• Le volume du béton est important (pour le barrage-poids évidé, il est plus faible).


17

• Le volume d’excavation de la fouille est important.

• Fragilité au séisme (si les joints entre les blocs ne sont pas faits par injections).

• L'échauffement du béton par la prise du ciment est assez problématique.

1.3.2 Barrage à contrefort :

1.3.2.1 Avantages [26-31] :

• Les contraintes transmises par la fondation au rocher sont moyennes.

• Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles.

• Le volume du béton est faible.

• L’échauffement du béton est faible.

• Les risques de tassements sont moyens.


• Très susceptible au séisme. La résistance à l'accélération latérale est presque inexistante.

• La fouille est importante.

• Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est localement très élevé.

• Les contraintes dues au gradient de température peuvent devenir importantes à la tête du

contrefort.

1.3.3 Barrage à voûte multiple :

1.3.3.1 Avantages [12-31] :


• La fouille est assez petite.

• Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles.

• L'échauffement du béton est très faible pendant la construction.


18


• Les contraintes sont importantes dans les voûtes.

• Grand risque de tassements. Les contraintes de température peuvent être très

grandes.

• Très susceptible au séisme.

• La combinaison du barrage avec l'évacuateur de crue est difficile.

• Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements

d’appuis.

• La structure est très vulnérable (attentats, guerre).

1.3.4 Barrage à voûte :

1.3.4.1 Avantages [12-31] :


• La fouille est assez petite.

• La résistance au séisme est haute.

• Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles (la surface de la fondation

est petite).

1.3.4.2 Inconvénients [26] :

• Les contraintes sont importantes dans le béton et dans le rocher.

• Les forces sont transmises obliquement dans les appuis.

• Risque de tassements moyen.

• L'échauffement du béton par la prise du ciment est à considérer.

• L'intégration de l’évacuateur de crues (grands débits) dans le barrage est difficile.


19

• Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est très grand.

• Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements

d’appuis.

1.3.5 Digue en terre /Enrochement à noyau :

1.3.5.1 Avantages [21] :

• Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain.

• Peu susceptible aux tassements et aux séismes.

• Petite à moyenne fouille. La digue n'est pas forcement fondé sur un rocher sain.

• La compression du sol est faible.

• Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation ou du noyau est faible.


• Mise en place de grands volumes de matériaux.

• Le remblai du noyau en argile est influencé par les conditions atmosphériques

(climat pluie).

• L’inconvénient majeur est les infiltrations à travers le massif.

1.3.6 Digue à masque amont (béton ou béton bitumineux) :

1.3.6.1 Avantages [12-31] :

• Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain.

• Les tassements limités sont tolérables.

• Pas très susceptible au séisme. Au dessous du masque, un système de drainage

performant est nécessaire à cause de la fissuration.

• Le volume des déblais est moyen.


20

• Le masque doit être connecté au rocher (directement ou par une parafouille).

• La compression du sol est faible.

• La présence du masque en parement amont présente le double avantage de

permettre des réparations en cas de dégradation du masque, aussi d'autoriser des

vidanges de retenue très rapides.

• Le masque amont présente l’avantage de pouvoir être exécuté après l’édification du

remblai et de pouvoir être réparé aisément.

• Diminue les infiltrations à travers le massif.


• Mise en place de grands volumes de matériaux

Le gradient est très élevé près de la connexion entre le masque et le rocher (plinthe).

I.4 Éléments constitutifs d’un barrage :

Selon le type d'utilisation auquel il est destiné, le barrage pourra comprendre plusieurs

éléments constitutifs parmi les suivants :

• Machines hydroélectriques

• Instrumentation et outils de contrôle

• Déversoirs de crue qui est une partie du barrage destinée à évacuer un débit depuis

le réservoir amont vers un canal de décharge. Il sera notamment utilisé en cas de

crue qui pourrait mettre en péril le barrage en faisant augmenter le niveau amont de

manière excessive. Certains déversoirs de crue sont équipés de système de vannes

permettant de contrôler le débit restitué ; les autres déversoirs, dits « à seuil libre »,

sont plus fiables en regard des ruptures ou des pannes mécaniques.

• Bassins dissipateur d'énergie : Sert à dissiper l'énergie présente dans l'eau circulant

dans le canal de décharge. Le bassin dissipateur d'énergie permet de prévenir

l'érosion à l'aval.


21

I.5 Classification des barrages :

Les barrages sont classés comme suit, selon le type de construction, sa hauteur et aussi

selon la fondation sur laquelle repose l’ouvrage :

Tableau I.1 : Classification des barrages. [30]

type de construction type de classe des barrages

de barrages Fondation I II III IV

Hauteur de la construction (m)

barrages construits par

des matériaux locaux

Roche ≥ 100 70-100 25-70 ≤25

argile a sol

dur, sable,

≥75 35-75 15-35 ≤15 conglomérat

argile

saturée

≥50 25-50 15-25 ≤15 ou plastique

barrages construits en

béton ou béton armé

Roche ≥ 100 60-100 25-60 ≤25

Argile a sol

dur, sablé,

≥50 25-50 10-25 ≤10 conglomérat

argile

saturée

≥25 20-25 10-20 ≤10 ou plastique


22

I.6 Conclusion :

Les barrages en terre sont les seuls qui conviennent à une fondation non rocheuse, ils

présentent l'avantage de pouvoir être adaptés à peu prés à n'importe quelle fondation et de

pouvoir être réalisés avec une très grande variété de sols.

L'inconvénient majeur des barrages en terre est les infiltrations à travers leurs massifs.

Donc la partie la plus délicate des barrages en terre et en enrochement est l'organe

d'étanchéité. Le choix des organes d'étanchéité est l'un des éléments les plus importants du

processus de conception et de construction d'un barrage en remblai.

Les filtres et les drains sont des organes indispensables pour le bon fonctionnement des

barrages en terre leurs efficacité est étroitement liée à leurs dimensionnement et au choix

de leur emplacement.


Chapitre II

ETUDE

TOPOGRAPHIQUE

CHAPITRE I I ETUDE TOPOGRAPHIQUE

23

II.1 Introduction :

A l’issue de la phase d’étude relative à la recherche et aux choix de site, on a une idée

de l’ampleur et de la difficulté du projet envisagé, de la faisabilité probable, de

l’importance à donner aux études nécessaires pour l’établissement de l’avant projet de

l’ouvrage.

Avant d’entreprendre l’étude de cet avant projet, il est indispensable d’avoir une bonne

connaissance des conditions topographiques, géologiques, géotechniques et hydrologiques

du site.

Les données topographiques nécessaires concernent le bassin versant de la retenue, le levé

topographique de la zone d’étude (site de la retenue d’eau) la vallée de la rivière(Oued) a

l’amont et l’aval du barrage, les zones d’emprunt des matériaux de construction de la

digue. [26]

II.2 Définition de la topographie :

La topographie constitue le support essentiel du travail de l’ingénieur concepteur du

géologue qui doivent toujours situer plus ou moins précisément les observations qu’ils

réalisent, tant en planimétrie qu’en altimétrie.

Selon le degré d’avancement des études et l’importance des problèmes, on peut distinguer

la topographie simplifiée ou la topographie régulière. [1]

II.2.1 La topographie simplifiée :

Il est bon de procéder au nivellement des premiers sondages réalisés sans attendre les

levés détaillés ultérieurs, afin de permettre un tracé suffisamment précis des profils

géologiques interprétatifs.

Le levé d’un profil topographique sommaire sur l’axe du barrage (au niveau automatique

de chantier et à la chaîne) est, par ailleurs, fort utile pour estimer le volume de celui-ci dès

le début des études, le coût de l’ouvrage lui étant en grande partie proportionnel. [1]

II.2.2 La topographie régulière :

La conception des ouvrages nécessite la réalisation de plans topographiques précis,

s’appuyant sur des levés de la zone d’implantation du barrage (au 1/500 ou plus détaillé),

des ouvrages annexes le cas échéant (au 1/200 ou plus détaillé) et de la cuvette de retenue,

au moins jusqu’à la cote des plus hautes eaux exceptionnelles (l’échelle du cadastre :

1/2 000 ou 1/2 500 est généralement bien adaptée pour les cuvettes de quelques dizaines

d’hectares ; l’échelle du 1/5000 peut être adoptée pour des cuvettes très étendues, au prix

d’une précision moindre, et celle du 1/1000 pour les petites retenues de quelques hectares).


24

Ces levers sont habituellement confiés à des géomètres, et le plus souvent traités par des

moyens informatiques (carnets électroniques de terrain, report automatique des points,

tracé des courbes de niveaux). Il est souhaitable de se faire remettre par le géomètre, en

même temps que le plan-papier, un fichier sur support informatique des points du levé qui

pourra être utile au projeteur équipé en CAO (Conception Assistée par Ordinateur).

Il est judicieux de profiter du levé topographique pour faire reporter sur le plan tous les

sources, structures géologiques diverses...). À cet effet, le concepteur peut laisser des

repères numérotés, et bien visibles sur le terrain, ou accompagner le géomètre lors de son

levé. [1]

Dans certains cas (terrain d’accès très difficile, végétation dense, cuvette très étendue,

problèmes fonciers non résolus...), le plan topographique de la cuvette peut être réalisé par

stéréophotogrammétrie aérienne (complétée et calée sur le terrain), au prix d’une moins

grande précision, mais qui peut s’avérer suffisante et parfois plus réaliste. [1]

II.3 Levé topographique :

Quelque soit le but imposé à l’ouvrage à exécuter, le levé topographique constitue un appui

indispensable sur lequel on doit s’appuyer sur l’appréciation du site choisi. Donc la

précision dans les mesures est d’une importance capitale tant au niveau des études

sommaires, de reconnaissance, qu’au stade du projet d’exécution. En particulier le levé

topographique doit aboutir à la définition de la courbe hauteur – volume et courbe hauteur

– surface de la retenue, et profil en long de l’axe de la digue et ouvrages annexes (axes de

la vidange du fond et axes du déversoir d’orage). [17]

II.3.1 Levé de l'axe de la digue :

Après l'implantation des piquets d'axe, on procède à ce dit levé. On fait la station sur un

des piquets de l'axe pour lever les différents points de l'axe de la digue afin de calculer les

distances et les côtes. [17]

II.3.2 Levé de la cuvette :

Le topographe procède au levé de la cuvette, à chaque fois il installe une nouvelle station

jusqu'à ce qu’il balaye toute la cuvette après avoir fini le levé, au bureau il traite et saisit

sur un fond de carte le rapport du levé qui fait ressortir les numéros et les cotes levées.

On peut tracer les courbes de niveau sur le plan et on détermine la surface partielle

correspondante à chaque courbe de niveau. [17]

II.3.3 Levé du lit de l'oued :

Le profil en long de l'oued doit être mesuré pour calculer la pente longitudinale et donc

estimer la capacité de transport solide. [17]


25

II.3.4 Levé de la zone du déversoir :

Il est aussi important dans le choix d’un site, tenir en compte du positionnement du

déversoir parce qu’en général son coût représente un pourcentage important du coût total

du projet. [17]

II.4 Importance de l’étude topographique:

L’étude topographique est engagée au stade de l’étude de faisabilité. Elle est basée sur la

cartographie aérienne et les fonds de cartes à l’échelle 1/25 000 ou 1/50 000.

Elles permettront de choisir l'emplacement final du barrage qui doit remplir les conditions

suivantes:

• La largeur de la gorge doit être la plus faible possible afin de réduire le volume des

remblais,

• La capacité du réservoir doit être la plus grande possible pour une hauteur donnée

du plan d'eau.[22]

II.5 la vallée de la rivière :

La carte doit s’étendre à l’aval du barrage pour permettre d’étudier les conditions

d’écoulement des ondes de crue et leur incidence sur la sécurité publique .Il faut pouvoir

définir la forme et la dimension des sections transversales de la vallée ainsi que la pente

longitudinale de celle-ci ,sur une longueur du cours d’eau allant de quelques km en aval

du barrage ,suivant l’importance de la caractéristique de la vallée ; par tronçon de rivière .

[26]

II.6 Topographie de bassin versant :

Comme il a été indiqué au sujet de la recherche des sites, il est recommandé d’utiliser des

photographies aériennes et des cartes à la plus grande échelle possible situant la retenue

projetée dans son bassin versant. La photogrammétrie peut être exploitée pour la recherche

du site et de géologie générale.

La morphologie du bassin versant intervenant dans les études hydrologiques, la carte devra

être suffisamment précise pour permettre de définir les éléments caractéristiques du bassin

tel que superficie, forme, pente, couverture végétale, etc.

Pour l’ensemble du bassin et éventuellement pour chacun des sous bassins élémentaires

qui le composent le réseau hydrographique doit apparaitre clairement sur les cartes, la

carte du bassin versant doit comporter des courbes de niveau pour en définir le relief avec

assez de précision. [26]


26

II.7 Site du barrage et de la retenue :

L’étude topographique de la retenue et du site du barrage permet l’établissement des

plans à partir desquels il est possible :

-D’implanter l’emplacement de l’axe du barrage.

-d’estimer la capacité de la retenue et sa surface en fonction de la cote de l’eau.

- D’évaluer le volume des divers ouvrages.

-D’implanter l’emplacement des axes des ouvrages annexes au barrage (évacuateur de crue

et conduite de vidange du fond).

-De repérer les ballastières et les zones exploitables.

-d’implanter, parfois, les aménagements annexes telsque voies, lignes électriques,

équipements touristiques etc.…

-De fournir aux géologues et ingénieurs les fonds de plans pour les études géologiques et

l’établissement de la conception du projet. [26]

II.8 Situation géographique :

Le site de la retenue collinaire est situé à environ 4 km au sud ouest du chef lieu de la

commune de M’rahna wilaya de Souk Ahras (figure II.1). [14]

localisation:

Le site est défini par les coordonnées utm fuseau 32 :

X = 420.60 km

Y = 4000.92km

Z = 670.00 m NGA

Carte d’état major : au 1/25.000 feuille n° 1-2 ( Taoura)


27

Figure II.1. Plan d’orientation de la zone d’étude .Echelle 1/25.000 [14]


28

II.9 Conclusion :

Le levé topographique est parmi les documents principaux pour le géologue et l’ingénieur

concepteur qui les aide à la projection du projet.


Chapitre III

ETUDE

GEOLOGIQUE ET

GEOTECHNIQUE

CHAPITRE III ETUDE GEOLOGIQUE ET GEOTECHNIQUE

29

III.1 Introduction :

Pour valider le choix d’un site, on doit vérifier un certain nombre de critères d’ordre

géotechnique et géologique préalablement à l’établissement du projet proprement dit.

Le contenu de ces études à mener varie selon la nature des problèmes rencontrés, mais il

devra permettre de se prononcer sur l’étanchéité au niveau de la cuvette que des

fondations , sur la qualité mécanique de celles-ci et sur la disponibilité en matériaux de

construction : terre pour les remblais, eau pour le compactage, enrochements pour les

sables et graviers pour la production du béton et la protection du talus amont contre l’effet

des vagues. [3] Une campagne de reconnaissance géologique et géotechnique du site de la retenue projetée

sur Oued Magroune dans la commune de Merahna a été effectuée par le bureau d’étude.

III.2 Objectif des études géologiques et géotechniques d'un site de barrage :

Ils ont pour objet de répondre aux questions concernant:

- la stabilité mécanique et l'étanchéité des appuis et des fondations des ouvrages.

- l'étanchéité de la cuvette de retenue et la stabilité de ses versants la prospection des

matériaux nécessaires à la construction du noyau et du corps de barrage.

- la pérennité de la retenue et la qualité de ses eaux (apports solides, caractéristiques des

eaux, risques d'eutrophisation, etc ...) [16]

Ces études ont été divisées en trois phases:

1- enquêtes préliminaires et recherche de la documentation;

2- travaux de reconnaissance;

3- sondages complémentaires et essais de mécanique des sols au laboratoire. [16]

III.3 Géologie et conditions de fondation :

La nature, la résistance, l’épaisseur, le pendage, la fracturation et la perméabilité des

formations rencontrées au droit du site constituent un ensemble de facteurs souvent

déterminants dans la sélection du type de barrage[23] .

III.3.1Fondations rocheuses :

Sauf en cas de roches très fissurées ou de caractéristiques très médiocres, les fondations

rocheuses se prêtent à l’édification de tous types de barrages, moyennant des dispositions

adéquates concernant la purge des matériaux très altérés et le traitement éventuel par

injection. L'aspect important est le régime des fractures (failles, joints, diaclases,

schistosité). [23]


30

Les barrages en remblai conviennent toujours. Pour les autres barrages, les exigences vont

en croissant du BCR, au béton conventionnel et à la voûte. [23]

III.3.2 Fondations graveleuses :

Sous réserve qu’elles soient suffisamment compactées, ces fondations conviennent en

général pour des barrages en terre ou en enrochements, du moins au plan mécanique. Le

contrôle des fuites doit être assuré par un dispositif d’étanchéité et de drainage approprié.

Dans la pratique, ce type de fondation se rencontre surtout pour les rivières ou fleuves à

débit important. L’ouvrage doit donc évacuer des crues importantes, ce qui exclut les

barrages en terre. Des barrages en béton de très petite hauteur peuvent également être

édifiés moyennant des précautions concernant les fuites et les percolations (risque de

renard) et les tassements différentiels.[23]

III.3.3 Fondations sablo-silteuse :

Des fondations de silt ou de sable fin peuvent convenir à l’édification de barrages en terre,

voire exceptionnellement à de très petits barrages poids en béton moyennant de sérieuses

précautions. [23]

III.3.4 Fondations argileuses : [11]

Des fondations argileuses impliquent presque automatiquement le choix de barrages en

remblai, avec des pentes de talus compatibles avec les caractéristiques mécaniques des

formations en place. [23]

III.4 Les différentes Phases d’une étude :

III.4.1 La première phase : Consiste, après une éventuelle visite préliminaire du site, à

reconnaitre la nature géologique et géotechnique des terrains constituant l’emprise de la

digue et sa cuvette. [11]

III.4.2 La deuxième phase : (éventuelle) peut comporter différents types de

reconnaissances complémentaires parmi lesquels on peut citer :

-Les sondages carottés (coupe des terrains, mesures de perméabilité à l’aide d’essais

LEFRANC et LUGEON, prélèvements intacts) ;

-Les mesures géophysiques (méthodes sismiques ou électriques) associées aux sondages ;

-Les essais mécaniques en place (pénétromètre, scissomètre).

Sur la base des résultats de cette deuxième phase on peut jugée la poursuite de l’étude sur

ce site ou son élimination et on ira à la recherche et à l’ étude d’un nouveau site. [11]


31

III.4.3 La dernière phase est constituée par des essais mécaniques des sols au

laboratoire:

-Essai d’identification (teneur en eau, granulométrie, limite d’Atterberg) ;

-Essai de compactage (Proctor Normal) sur les matériaux destinés à la construction du

barrage :

-Essais mécaniques et hydrauliques (résistance au cisaillement, essai triaxial ;

compressibilité à l’oedomètre, perméabilité) sur des échantillons intacts prélevés en

fondation et sur des échantillons compactés.[11]

III.5 Situation géographique :

Une étude a été lancée pour la réalisation d’une retenue collinaire qui se situe à environ 4

km au Sud Ouest de l’agglomération de Merahna. Le site est repéré par les coordonnées

UTM : X = 420.60 km ,Y = 4000.92km ,Z = 670.00 m NGA

L’accès vers le site est assuré par une piste reliée au CW6 (Merahna-Taoura). [14]

III.6 Morphologie du site :

La vallée est ouverte à l’aval et à l’amont du site. Les deux rives présentent une pente

régulière de l’ordre de 12%. En rive gauche, à environ 100 m de l’oued, on observe des

affleurements rocheux épars formés par des éboulis gréseux. [14]

III.7 Sismicité :

Le site se trouve en zone de sismicité faible (Zone I) selon la classification du RPA 99

révisé en 2003. Compte tenu de l’historique des séismes régionaux, on pourra adopter les

paramètres de calculs suivants : [14]

• Intensité de degré VIII

• Magnitude М=5,5 à 5,8

• Coefficient d’accélération а=0,05g

III.8 Géologie régionale :

La région de Souk Ahras est fortement tectonisée. Cette région qui se situe aux

confins Algéro–tunisiens comprend du Nord au Sud des unités de flyschs numidiens, des

unités telliennes, des unités parautochtones et l’autochtone atlasique injecté de diapirs

évaporitiques triasiques. [14]


32

III.8.1 Description lithostratigraphique des formations allochtones :

III.8.1 La nappe numidienne :

Elle limite la partie septentrionale de la zone d’étude. Les formations numidiennes

comprennent :

• l’Oligocène supérieur-miocène inférieur des grès quartzeux de patine rousse et

argile grise.

• l’Oligocène inférieur et moyen des argiles verdâtres. [14]

III.8.2 La nappe tellienne :

Elle est très peu présente. Elle se trouve à l’Est de Souk Ahras et au Sud de l’Oued

Medjerda. [14]

Constituant le Djebel Boukebch, elle comprend :

• l’Eocène inférieur et moyen des marnes argileuses noires à rognons calcaires jaunes

• l’Eocène supérieur est composé de calcaire bitumineux noirs et bruns à globigérines

et des marno-calcaires noirs;

• le Paléocène à marnes argileuses noires et à marno–calcaires noirs à patine gris

claire qui affleurent au Nord de 1’Oued Medjerda. [14]

II.8.2 Description lithostratigraphique des formations parautochtones et utochtones :

III.8.2.1 Le Paléozoïque :

Le Permo–Carbonifère à grès micacés versicolores riche en calamites et argilites constitue

les terrains les plus anciens du secteur de Taoura. Son extension est très réduite, il affleure

à 3 km au Sud de la ville de Souk Ahras, sur les rives de l’Oued Medjerda et à Koudiet

Hammouda (Oued Mougras). [14]

III.8.2.2 Le Mésozoïque :

- Le Trias : affleure à la faveur des structures diapiriques de Souk Ahras, de M’Daourouch

de Oued Mougras, et de Taoura. La particularité des terrains triasiques, intensément

déformés et broyés, est l’hétérogénéité de leur composition. C’est une brèche tectonique

constituée d’éléments divers : blocs calcaires, grès, dolomies, cimentés par une matrice

gréso-gypso–argileuse contenant de menus fragments de ces mêmes roches. [14]


33

- Le Crétacé inférieur(Cénomanien) : est composé de marnes, calcaires et de grès;

l’Aptien affleure à l’extrémité Nord-Est de la zone d’étude. Ces terrains constituent les

monts Sidi-Ameur et Ras El Guema. [14]

- Des marnes, des siltstones et des calcaires marneux composent l’Albo–Cénomanien.

Cette formation affleure à l’extrême Nord-Est prés de la frontière au niveau de Koudiet El

Hemimid. L’épaisseur du Cénomanien est de l’ordre de 900m. [14]

- Le Crétacé supérieur (Turonien–Sénonien) :

• Le Turonien à calcaires et marnes constitue Koudiet Henchir El louz, et Koudiet El

Msala à Oued Mougras. Ces formations constituent au Sud de Taoura, les monts Sraccif

Messaouda, Sahaba et Ouasta. [14]

• Le Sénonien est marno-calcaire

• Dans le Nord-Est, aux confins Algéro–Tunisiens le Coniacien est à composition

marneuse, marno-calcaire et calcaire-marneux.

• Sous forme de pointements isolés, affleurent les calcaires et marnes du Santonien

inférieur.

• Les Djebles El Ogla, Baba Embarek, Zellez, Kef El Louz comprennent les

formations Santonien supérieur et Campanien inférieur caractérisées par des marnes

argileuses à intercalations calcaires . [14]

• Le Campanien supérieur est constitué d’un terme inférieur, à calcaires gris clair

contenant quelques interlits de marne d’épaisseur 80 à 100m. Le terme supérieur

d’épaisseur 50 à 70m, est composé de marnes intercalées dans des bancs calcaires. Le

terme inférieur campanien supérieur constitue les reliefs les plus élevés et les plus étirés;

ils affleurent sur les flancs Sud escarpés des Djebels, Boussessou, Ogla, Baba Embarek.

Des épointements isolés s’observent le long des Oueds Hammam, Boudghis, Guelib

Hachem, et apparaissent aux Djebels Serou et Cherif. [14]

• Le Maestrichtien affleure en quelques points isolés, constituant conjointement avec

le Campanien supérieur les parties les plus hautes et les plus étendues des reliefs en cuesta.

Aussi, les sédiments mæstrichtiens constituent la ligne de crête des falaises présentant une

pente douce. [14]

Le terme inférieur maestrichtien comprend des calcaires crayeux et des calcaires à rares

passées de marnes; la puissance de cet ensemble atteint 200 à 250m. Le terme supérieur,

d’épaisseur 100 à 140m, est composé de marnes et de calcaire marneux. [14]


34

III.8.2.3. Le Cénozoïque :

- Le Paléocène de puissance 80 à 200m, est marno-calcaire. Il affleure au Sud-Est de

M’Daourouch, aux Djebels Sessou, Ain Hallouf, Meharès et Ogla. [14]

- L’Eocène comprend des marnes calcaires et des lumachelles du Priabonien, surmontés de

calcaires nummulitiques et de marnes d’âge Yprésien–Lutécien. D'épaisseur modeste (25 à

30 m), ces dépôts affleurent essentiellement au Nord-Est de Taoura. [14]

- Le Miocène dans l’ensemble continental, constitue une puissante série atteignant 700 à

1200 m et occupe des surfaces assez importantes. [14]

• Le Miocène inférieur et moyen comprend des grès, conglomérats, des marnes et des

argilites. [14]

• Le Miocène moyen et supérieur contient des dépôts indifférenciés ou hétérogènes,

tels que : marnes, agriles, grès, gravélites, et grès glauconieux. [14]

- Le Pliocène affleure au nord et au Nord-est de la ville de Taoura. Il est constitué d’argiles

rouges, grès, poudingue, marnes et calcaires lacustres. Ces dépôts sont surmontés de

marnes argileuses, conglomérats, gravélites. [14]

- Des conglomérats intercalés de grès et de roches argileuses ont été déposés au

Plioquaternaire (Villafranchien). [14]

III.8.3 Les structures de l’avant pays atlasique autochtone aux confins algéro-

tunisiens :

Du fait de sa situation structurale dans l’édifice tellien, voire bordure méridionale, l’avant

pays atlastique autochtone comprend des plis à grande courbure et des structures cassantes

d’envergue variable. [14]

Les éléments tectoniques régionaux étant : le sillon Aurés-Kef (Tunisie) et l’accident

majeur Batna–Souk Ahras dont un rameau Nord-Est constitue la faille de Medjerda. [14]

La série de plis septentrionaux le long de la ligne Ain Beida –Sakiet Sidi Youcef

compose l’une des structures de déformation notable. [14]

Localement, dans la région de Taoura-Merahna, des structures anticlinales NE–SW

de l’ensemble Crétacé-Eocène composent les Djebels, Serser, Serou Dekma, Graouet,

Boussessou, Guenguita, Chaoucha etc. Ce sont en général des structures étroites, en crêtes,


35

qui forment des chaînes de montagnes. Au coeur des anticlinaux, à allure asymétrique, à

axe de courbure, atteignant 8 à 10 km, affleurent les marnes d’âges Santonien supérieur-

Campanien inférieur. Certaines structures plissées consistent en un relais de petits plis

dessinant dans l’ensemble un anticlinal, tel qu’entre les monts Barka-Gridjine- Derbouka.

Le synclinal Taoura, dans lequel se trouve le site d’étude appartient à cet ensemble

tectonisé. [14]

Aux différents épisodes de déformations des terrains mésozoïque et cénozoïque qui se sont

succédées depuis l’Eocène supérieur, sont liés les structures faillées tel que l’accident

Batna-Souk Ahras, les familles de failles NW-SE et NE-SW à rejet de l’ordre de plusieurs

dizaines de mètres. Les failles verticales ont structuré l’ensemble des terrains en

effondrements au cours du Plio-quaternaire. [14]

Figure III.1 :Extrait de carte géologique


36

III.9 Géologie du site :

Le site de la retenue se trouve dans les formations du Pliocène, constituées par des

conglomérats, des gravélites, des grés, des argiles et des marnes. Elles caractérisent Djebel

Maïza à l’Est et Djebel El Abiad au Sud, lequel se prolonge à l’Ouest par Djebel El Askar

et Djebel Tourba (au sud de Taoura). A l’Ouest du site, nous avons la dépression de Bled

El Madjène (Mechta el Berka), caractérisée par les formations déluvio-proluviales du

quaternaire, constituées par des cailloutis, sables et limons. [14]

Une campagne de reconnaissance a été effectuée sur la base des observations de la

géologie de surface et d’une série de sondages et de puits selon le programme suivant :

• Deux sondages carottés de 10 m de profondeur, dans l’axe de la digue :

ü Sc1 : sur la berge de la rive gauche à environ 3 m du lit

d’oued.

ü Sc2 : en rive droite à environ 50 m mètres de l’oued.

• Six puits ouverts à la pelleteuse sur 4 m de profondeur :

ü K01 à K05 : dans la cuvette (recherche des matériaux d’emprunt).

ü K06 : en rive gauche, dans l’axe de la digue, à 50 m de l’oued. [14]

Les abords de l’oued sont constitués par des alluvions dont la couche superficielle

(~1m) sont des alternances de limons, sables et argiles graveleuses avec des passées

caillouteuses (galets, rognons, cailloux et graviers polygéniques dans une matrice argilo-

sableuse à limoneuse). [14]


37

Figure III.2 :Extrait de carte géologique échelle 1/50000. [14]


38

III.9.1 Rive gauche : la couche de terre végétale surmonte des colluvions constituées par

des argiles sableuses à graveleuses à passées de cailloux et inclusions de blocs gréseux.

Cette couche de 1,5 à 2 m d’épaisseur, repose sur une argile raide devenant marneuse à la

base. Des passages gréseux d’environ 0.5 m, ont été traversés par le sondage Sc1, il s’agit

probablement de blocs et éboulis épars, dont certains affleurent parfois en monté à environ

120 m de l’oued. [14]

III.9.2 Rive droite : la terre végétale surmonte des colluvions constituées par : [14]

ü une couche supérieure d’un mètre d’épaisseur, d’argile limoneuse enveloppant des

cailloux et fragments gréseux ;

ü une couche inférieure de 3 à 3.5 m d’épaisseur, d’argile sableuse à graveleuse à

passées de cailloux et fragments gréseux ;

Les colluvions reposent sur un substratum d’argile raide qui devient marneuse en

profondeur. [14]


39

Figure III.3 :Vue arienne du site de la retenue. [14]


40

III.10 Géotechnique :

III.10.1 Emprise de la digue :

- Les sondages et puits réalisés dans la zone de l’axe de la digue, ont permis de prélever

des échantillons intacts qui ont été soumis à des essais d’identification physiques et

mécaniques (cisaillement, compressibilité et perméabilité). [14]

-Les résultats des essais, récapitulés dans le tableau ci-joint, font ressortir les observations

suivantes tableau III.1 [14]

III.10.1.1 Rives :

Les colluvions sont constituées par une matrice argileuse moyennement

plastique (Symbole Ap selon la classification de Casagrande). Elle est moyennement

compressible, peu à moyennement gonflante. La perméabilité, mesurée à l’œdomètre sous

une pression de 0.5 bar, est de l’ordre de 10-9, caractérisant des sols peu perméables. [14]

Les argiles raides sous-jacentes sont plastiques (At sur le diagramme de Casagrande), peu

à moyennement compressibles avec une légère tendance au gonflement. Les coefficients

de perméabilité sont de l’ordre de 10-10 (sol peu perméable) . [14]

III.10.1.2 Lit d’oued :

Le sondage Sc1 implanté à proximité du lit d’oued, a permis d’identifier des alluvions

constituées par des galets et cailloutis à matrice limoneuse à argilo-limoneuse à sableuse.

L’épaisseur de la couche alluviale ne dépasse pas 1,5 m. Les argiles sous-jacentes sont peu

perméables. [14]

CHAPITRE III

Figure III.


Figure III.4 :Coupe géologique à travers l’axe de la digue. [14]

41


42

Tableau III.1 : Caractéristiques géotechnique des échantillons d’axe de la digue

sondage s1. [14]

SONDAGE Sc1

Prof (m) 1.00/1.50 2.00/3.50 3.50/3.80 5.50/6.00

Wn(%) 13.8 / 21.4 20.6

γd t/m3 1.616 / 1.583 1.677

γh t/m3 1.839 / 1.922 2.022

γsat t/m3 2.011 / 1.990 2.049

η 39.5 / 40.7 37.2

Sr% 56.4% / 83% 92.7%

WL% 49 36 45 58

IP% 25 11 23 34

Ic 1.41 / 1.03 1.24

C 0.63 / 0.23 1.15

ϕ °c 25.7° / 23.7° 23.2°

Sc% 1.84 / 1.61 2.71

Ct 0.168 / 0.184 0.136

Cg 0.060 / 0.064 0.076

K cm/s

1,34. 10-9 / 1,42. 10-9 3,68. 10-10

Teneur en eau naturelle (Wn)

Densité sèche (γd) t/m3

Densité humide (γh) t/m3

Densité de saturation (γsat) t/m3

Degré de saturation (Sr) %

Limite de liquidité (Wl) %


43

Indice de plasticité (Ip) %

Compressibilité (Pc bars

Coefficient de gonflement (Cg)

Perméabilité (K) cm/s

Cohésion (C) bars

Angle de frottement( ϕ)


44

Figure III .5 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique du sondage s c01. [14]


45

Tableau III.2 :Caractéristiques géotechniques des échantillons d’axe de la digue sondage S2. [14]

SONDAGE Sc2 PUITS K06

Prof (m) 1.50/2.00 4.00/4.50 8.00/8.60 0.40/2.00 2.00/4.00

Wn(%) 17.7 19.3 17.4 18.5 21.6

γd (t/m3 ) 1.58 1.61 1.76 1.57 1.684

γh (t/m3) 1.86 1.92 2.07 1.86 2.04

γsat (t/m3) 1.99 2.01 2.10 1.98 2.05

η 40.8% 39.7% 34% 41% 37%

Sr(%) 68.4% 78% 89.6% 70.7% 98%

WL(%) 47 46 61 53 57

IP(%) 27 25 35 28 34

Ic 1.09 1.07 1.25 1.23 1.04

C 0.49 0.51 0.92 / 0.83

ϕ (°c) 23° 26° 21.8° / 21.8°

Sc(%) 0.89 1.30 2.72 / 1.52

Ct 0.160 0.176 0.125 / 0.176

Cg 0.067 0.070 0.042 / 0.089

K (cm/s)

1,49. 10-9 2,47. 10-9 5,26. 10-10

/ 5,97. 10-10


46

Figure III .6 :courbe granulométrique et sédimentémétrique du sondage S c02.


47

Figure III.7 :Abaque de Casagrande.


48

Figure III.8 : Courbe granulométrique et sédimentemitrique pour K6.

III.10.2 Zone d’emprunt:

Les puits (K01,K02,K03,K04 et K05) ouverts dans la cuvette ont permis d’identifier

des matériaux argileux répondant aux critères d’une digue en terre homogène. Les

analyses granulométriques montrent la présence d’un taux relativement élevé de

cailloux, mais ces derniers ne dépassent généralement pas 50 mm. Ils sont donc

tolérés dans une certaine mesure. Sous la terre végétale et la couche des limons

plastiques, nous trouvons des argiles sablo graveleuses moyennement plastiques à

plastiques, peu à moyennement compressibles, moyennement gonflantes. [14]

.


49

Tableau III.3 :Caractéristiques géotechniques des échantillons de la zone d’emprunt. [14]

Puits K01 K02 K03 K04 K05

Prof (m) 1.00/3.00 3.00/4.00 1.00/3.60 1.00/2.30 2.30/4.00 1.20/4.00 1.50/3.30 3.30/4.00 Wn(%) 16,3% 22,5% 18,2% 20,5% 17,8% 24,5% 21,7% 23,6ù

γd (t/m3 ) 1,595 1,657 1,588 1,572 1,70 1,560 1,538 1,620

γh (t/m3) 1,855 2,030 1,877 1,894 2,00 1,942 1,872 2,00

γsat (t/m3) 1,998 2,036 1,993 1,983 2,06 1,976 1,96 2,01 η 40,3% 37,9% 40,5% 41,1% 36,3% 41,6% 42,4% 39,3%

Sr(%) 64,4% 98% 71,2% 78,2% 83% 92% 78,6% 97%

WL(%) 48 55 51 50 61 53 52 63

IP(%) 23 30 26 28 35 28 25 36

Ic 1,38 1,08 1,26 1,05 1,23 1,02 1,21 1,09 C 0,58 0,95 0,64 0,87 0,88 0,58 0.67 0,75

ϕ (°c) 27,5° 23,6° 26° 28,3° 22° 23,4° 28° 21,8°

Sc(%) 2,24 2,39 1,38 / 2,47 1,92 2,84 2,62

Ct 0,184 0,152 0,176 / 0,168 0,176 0,184 0,160 Cg 0,055 0,074 0,089 / 0,065 0,078 0,071 0,068

K (cm/s) 2,47. 10‐9 4,05. 10‐10 3,57. 10‐9 / 4,82. 10‐10 3,27. 10‐9 3,40. 10‐9 5,43. 10‐10

Wopn 16,9% 16,2% 17,6% 18,1% 14,7% 17,4% 16,2% 15,6%

γdmax 1,58 1,72 1,66 1,62 1,73 1,69 1,69 1,72


50

Figure III.9 : Coupe lithologique du puits k1-K2-K3.


51

Figure III.10 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique du forage sondage K01.


52

Figure III.11 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique du forage sondage K2.


53

Figure III.12 : Coupe lithologique du puits k4-K5.


54

Figure III .13 :courbe granulométrique et sédimentémitrique de forage sondage K4.

Figure III.14 :Courbe granulométrique et sédimentémitrique de forage sondage K5.


55

III.10.2.3 Réserves disponibles :

Les matériaux argileux présentant des caractéristiques favorables pour la confection des

remblais de la digue, sont présents en quantité suffisante. La zone prospectée sur une surface

de l’ordre de 2.5 ha s’étale au-delà des limites fixées par le plan d’eau. L’épaisseur moyenne

de la couche étant supérieure à 3 m, le volume minimum disponible serait de 75000 m3. [14]

III.11 Analyses chimique : [14]

Figure III.15 : Fiche d‘analyse chimique.


56

Les échantillons soumis aux analyses chimiques numérotés E1, E2 et E3 proviennent des prélèvements suivants :

E1 : Sondage Sc2 (4.00/4.50 m)

E2 : Puits K01 (1.00/3.00 m)

E3 : Puits K04 (1.20/4.00 m)

Les résultats figurent dans la fiche d’analyses Figure III.15 ci- dessus .Il ressort que

le sol n’est pas agressif : classe d’agressivité A1 (norme NF P 18.011). [14]

III.12 Stabilité des ouvrages :

III.12.1 Fondation de la digue :

Les versants sont stables, aucun signe de rupture ancienne ou récente n’a été relevé

aux environs immédiats du site. [14]

La digue sera fondée dans les argiles colluviales après un décapage de la terre

végétale et de la couche altérée sur une épaisseur totale de 40 à 50 cm. [14]

Au droit de l’oued, la couche alluviale est épaisse d’environ 2 à 2,5 m. Une clé

d’ancrage qui servira aussi de parafouille d’étanchéité sera insérée d’au moins 0,5 m

dans le substratum argileux. Elle sera prolongée sur une longueur de 40 m sur la rive

gauche et de 30 m en rive droite. [14]

III.12. 2 Etanchéité de la cuvette :

La couche superficielle des argiles sablo-graveleuse présente un coefficient de

perméabilité faible, mais ce dernier ne reflète pas la macro-perméabilité du fait de la

présence de niveaux et lentilles caillouteuses. Mais le substratum imperméable (argiles

raides) est peu profond, la parafouille ancrée à une profondeur de 3 m permettra

d’assurer une étanchéité suffisante. [14]

III.12.3 Matériaux pour filtres et drains :

Le système à adopter pour le rabattement de la ligne de saturation ainsi que pour la

protection du talus amont, nécessitera des matériaux propres et convenablement gradués.

Ils ne sont pas disponibles à proximité du site. On envisagera un apport extérieur à partir

des nombreuses exploitations qui existent dans la région. [14]


57

On doit respecter les courbes granulométriques de ces produits qui devront s’insérer

dans leurs fuseaux . [14]

III.12.4 Matériaux rocheux :

Les affleurements gréseux présents au niveau de Djebel Maïza au Sud Est du site,

permettront de produire, moyennant l’utilisation d’engins adéquats (brise-roche ou

autre), les enrochements nécessaires à la fabrication du rip-rap pour la protection du talus

amont et la confection du prisme aval (s’il est envisagé par l’ingénieur concepteur). [14]


58

III.13 Conclusion - recommandations

Le site reconnu est, du point de vue géologique et géotechnique, favorable à la

construction d’une retenue collinaire en terre homogène. Les matériaux nécessaires à la

recharge de la digue sont disponibles en quantité suffisante à proximité du site (en amont

comme en aval).

En recommande a l’entreprise de réalisation de procéder à une campagne

géotechnique contradictoire (a celle qui a été effectué par le bureau d’étude ) avant le

lancement des travaux

• Effectuer une planche d’essais .

• Veiller à la régularité du matériau de remblai et au respect des conditions de mise

en œuvre (compactage, teneur en eau, épaisseur des couches…)


Chapitre IV

ETUDE

HYDROLOGIQUE

CHAPITRE IV ETUDE HYDROLOGIQUE

60

IV.1 Introduction :

L'étude hydrologique pour la réalisation d'un ouvrage hydrotechnique révèle d’une

importance considérable. Le but est donc de mettre en évidence les paramètres

hydrologiques du bassin versant (apports liquides et solide) qui constituent la base de

dimensionnement des ouvrages a aménagé.

Figure .IV.1 :Extrait de la carte plans d’orientation de la zone d’étude.


61

IV.2 Caractéristiques hydromorphométriques des bassins Versants :

IV.2.1 Définition du bassin versant :

Le bassin versant est un espace géographique dont les apports hydriques naturels sont

alimentés exclusivement par les précipitations, et dont les excès en eaux ou en matières

solides transportées par l’eau forment, à un point unique de l’espace, une embouchure ou

exutoire. [26]


62

Figure IV.2 : Plan de délimitation du bassin Versant.


63

IV.2.2 Morphométrie :

Les différents paramètres morpho-métriques sont calculés à partir de la carte

topographique a l’échelle 1/50000 .

IV.2.2.1 La surface :

La surface topographique est le paramètre le plus important, il permet de contrôler

l’intensité de plusieurs phénomènes hydrologique (apport ; volume de précipitation ou

infiltration), elle est déterminée par le logiciel AUTOCAD sur la carte topographique.

La surface du bassin versant: 7.203km2.

IV.2.2.2 Le périmètre :

Le périmètre correspond à la longueur de la limite extérieure du bassin. Chaque sous

bassin réagit d’une façon propre aux précipitations qu’il reçoit. Ces caractéristiques

hydrologiques sont fonction d’une part du climat qu’il subit et d’autre part de son propre

milieu physique. il est calculé par le logiciel AUTOCAD .

Le périmètre du bassin versant:12.72 km.

IIV.2.2.3.Indice de compacité de Gravelius :

Indice de Gravelius « Kc » appelé aussi indice de forme, cet indice caractérise la forme

du bassin, et exprime l’allongement du bassin versant. [26]

SPKc 282.0= ……………………………………………………….(IV.1)

Avec :

P : Périmètre du bassin versant;

S : Surface du bassin versant;

Kc=1.34

III.2. 2.4 . Le rectangle équivalent :

C’est une transformation purement géométrique en un rectangle de dimensions ( L, l)

ayant la même surface que celle du sous bassin. Elle permet de comparer les sous bassins

entre eux du point de vue écoulement .Les courbes de niveau sont des droites parallèles

aux petites cotes du rectangle et l’exutoire est l’un de ces petites cotes. [26]

Le rectangle équivalent est caractérisé par la longueur « L » et la largeur « l » définit

respectivement par les formules suivantes :


64

- La longueur du rectangle équivalent :

( )

−+

⋅=

2128,111128,1 Kc

SKcL …………………………………………...….......…(IV.2)

L=4.94km

- La largeur du rectangle équivalent :

( )( )2128,111128,1 Kc

SKcl −−

⋅= …………………………………………………..(IV.3)

l = 1.44 km

Avec :

S : surface du bassin versant [Km2] ;

P : périmètre du bassin versant [Km] ;

Kc: Indice de compacité de Gravelius ;

L : La longueur du rectangle équivalent [Km] ;

l : La largeur du rectangle équivalent [Km]

II.3 Les reliefs :

L'influence du relief sur l'écoulement se conçoit aisément, car de nombreux paramètres

hydrométéorologiques varient avec l'altitude (précipitations, températures… etc.) et la

morphologie du bassin. En outre, la pente influe sur la vitesse d'écoulement[26] . Le relief

se détermine lui aussi au moyen d'indices ou de caractéristiques suivantes :


65

Figure IV.3 : Carte hypsométrique du bassin versant.

IV.3.1 Répartition des surfaces et courbe hypsométrique :

La courbe hypsométrique fournit une vue synthétique de la pente du bassin, donc du relief.

Cette courbe représente la répartition de la surface du sous bassin en fonction de son

altitude. Elle porte en abscisse la surface (ou le pourcentage de surface) du sous bassin qui

se trouve au-dessus (ou au-dessous) de l'altitude représentée en ordonnée. Elle exprime

ainsi la superficie du sous bassin ou le pourcentage de superficie, au-delà d'une certaine

altitude.

Les courbes hypsométriques demeurent un outil pratique pour comparer plusieurs sous

bassins entre eux ou entre les diverses sections d'un seul sous bassin. Elles peuvent en

outre servir à la détermination de la pluie moyenne sur un bassin versant et donnent des

indications sur le comportement hydrologique et hydraulique du bassin et de son système

de drainage.


66

Tableau IV.1.Répartition altimétrique du bassin versant d’Oued El Magroune .

altitude

(m.NGA)

Surface

partielle

(km2)

Surface

cumulée

(km2)

Surface

partielle

(%)

Surface

cumulée

(%)

dénivelée

di (m)

ai

total

parteille

SS

ai =

racine(di*ai)

Hi=alti

tude

moy

(km)

V=S*H

i

940-951 0,015 0,015 0,21 0,21 11 0,002 0,15 0,9455 0,014

930-940 0,033 0,048 0,46 0,67 10 0,005 0,21 0,935 0,031

920-930 0,026 0,074 0,36 1,03 10 0,004 0,19 0,925 0,024

910-920 0,046 0,12 0,64 1,67 10 0,006 0,25 0,915 0,042

900-910 0,05 0,17 0,69 2,36 10 0,007 0,26 0,905 0,045

890-900 0,111 0,281 1,54 3,90 10 0,015 0,39 0,895 0,099

880-890 0,166 0,447 2,30 6,21 10 0,023 0,48 0,885 0,147

870-880 0,224 0,671 3,11 9,32 10 0,031 0,56 0,875 0,196

860-870 0,183 0,854 2,54 11,86 10 0,025 0,50 0,865 0,158

850-860 0,181 1,035 2,51 14,37 10 0,025 0,50 0,855 0,155

840-850 0,196 1,231 2,72 17,09 10 0,027 0,52 0,845 0,166

830-840 0,259 1,49 3,60 20,69 10 0,036 0,60 0,835 0,216

820-830 0,322 1,812 4,47 25,16 10 0,045 0,67 0,825 0,266

810-820 0,298 2,11 4,14 29,29 10 0,041 0,64 0,815 0,243

800-810 0,326 2,436 4,53 33,82 10 0,045 0,67 0,805 0,262

790-800 0,354 2,79 4,91 38,73 10 0,049 0,70 0,795 0,281

780-790 0,437 3,227 6,07 44,80 10 0,061 0,78 0,785 0,343

770-780 0,529 3,756 7,34 52,14 10 0,073 0,86 0,775 0,410

760-770 0,377 4,133 5,23 57,38 10 0,052 0,72 0,765 0,288

750-760 0,378 4,511 5,25 62,63 10 0,052 0,72 0,755 0,285

740-750 0,469 4,98 6,51 69,14 10 0,065 0,81 0,745 0,349

730-740 0,605 5,585 8,40 77,54 10 0,084 0,92 0,735 0,445

720-730 0,507 6,092 7,04 84,58 10 0,070 0,84 0,725 0,368

710-720 0,403 6,495 5,59 90,17 10 0,056 0,75 0,715 0,288

700-710 0,276 6,771 3,83 94,00 10 0,038 0,62 0,705 0,195

690-700 0,245 7,016 3,40 97,40 10 0,034 0,58 0,695 0,170

680-690 0,132 7,148 1,83 99,24 10 0,018 0,43 0,685 0,090

<675 0,055 7,203 0,76 100,00 0 0,008 0,00 0,68 0,037

Total 7,203 1,000 15,34 5,615


67

II.3.2 Courbe hypsométrique:

La courbe hypsométrique du bassin, établie à partir de la répartition altimétrique est tracée

à l’aide du logiciel Auto-Cad.

Il est à noter qu’en matière d’hydrologie de surface, l’interprétation de la courbe

hypsométrique reflète à grande échelle l’allure réelle du relief du bassin versant et par

conséquent son aptitude à drainer les eaux.

L’examen de la courbe hypsométrique peut être interprété comme suit:

1. La courbe montre une forte descente plus loin en amont du bassin, caractérisé

par de fortes pentes entre les altitudes 951 m et 890 m et ce après drainage

d’environ 6.21 % du bassin versant.

2. A partir le l’altitude 890 m, la courbe prend l’allure d’un plateau, caractérisé par

des pentes moyennes et relativement régulières, jusqu’à l’altitude 690m, après

drainage d’environ 93.03 % de la superficie du bassin.

3. De l’altitude 690 m à 675 m « Exutoire », la courbe subit une forte descente,

caractérisée par de fortes pentes, en drainant le reste du bassin après drainage

d’environ 0.76 % de la superficie du bassin.

Cette allure du bassin, caractérise un relief accidenté en amont, ce qui accentue la vitesse

du flux ; ce relief devient régulier au milieu en drainant la majorité de la superficie du

bassin, ce qui régularise la vitesse du flux et enfin, il devient plus accidenté en aval.

* Les altitudes caractéristiques du bassin versant sont:

- Altitude maximale : 951 m

- Altitude minimale : 675 m

- Altitude moyenne : 746 m


68

Figure IV.4 : Courbe hypsométrique du bassin versant d'Oued Megroun.

675

725

775

825

875

925

975

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Altit

ude

;mN

GA

surface ; %

courbe hypsometrique du bassin versant d'Oued Megroun


69

IV. 3.3 Longueur du Cours d’Eau Principal (Longueur du Talweg Principal) :

La longueur du cours d’eau Principal est tiré du bassin versant a partir de l’exutoire jusqu’au

point de naissance du drain , il est calculé par le logiciel AUTOCAD .

Lp=4.66 km

IV.4 Réseaux hydrographiques:

IV.4.1 Vue en plan:

La connaissance des réseaux hydrographiques, nous permet de bien se renseigner sur

le mode de drainage des bassins versants, ainsi que leurs aptitudes aux ruissellements.

Egalement, elle permet la détermination de certains paramètres liés au ruissellement, tels que

la densité de drainage et le coefficient de torrentialité.

Pour le calcul de ces paramètres, nous avons procédé à une classification et numérotation des

Thalwegs en utilisant la méthode de SCHUMM, la plus utilisée pour les petits bassins

versants. [26]


70

Figure IV.5 : Réseau hydrographique du bassin versant.


71

IV.4.2Classification du réseau hydrographique de Oued El Magroune: Tableau IV.2. Classification du réseau hydrographique de Oued El Magroune.

Numéro

d'ordre

Nombre de tronçons Nx

(en unité)

Longueur des tronçons Lx

(en Km)

1

2

3

4

30

9

5

1

10.19

2.48

2.62

2.45

Total 45 17.74

Il y’a lieu de signaler que le bassin versant de Oued Magroune est drainé par une chevelure

hydrographique faible.

IV.4.3 Densité de Drainage :

La densité de drainage est définie comme étant le rapport des longueurs totales de tous les

drains du bassin versant par sa superficie. [7]

SLD id ∑= ; Km / Km2 ………………………….(IV.4)

= 17.74/7.203=2.46 Km / Km2

IV.4.4 Coefficient de Torrentialité: [26]

1xFDC dt = =10.24…………………………………….(IV.5)

SNF =1 = 30/7.203=4.16……………………………...(IV.6)

Ou:

N : Nombre d'oueds d'ordre 1

S : Surface du bassin versant ; Km2

IV.4.5 Pente Moyenne : [4]

H max=951m cote maximale du bassin versant

H min =675m cote au niveau de l’exutoire

L=longueur de rectangle équivalent=4.94km

I m =DH/L ………………………………………………………………………...(IV.7)

DH =H max – H min ………………………………………………………………...(IV.8)

Im=55.87m / Km


72

IV.4.6 Indice de la Pente Moyenne : [4

SHHI minmax−= ; m/km ……………………….(IV.9)

I=102.98 m/km

IV.4.7 Indice de Pente Globale :

LD

LHH

I g =−

= %95%5 m / Km……………………………………..(IV.10)

= . .

Ig=38.6 m / Km

• H 5% = Hauteur du bassin versant à 5 % =898 m

• H50% =

Hauteur du bassin versant à 50% 783.5m

• H95% = Hauteur du bassin versant à 95 % 707.5m

H 5% - H95% = D…………………………………………………….(IV.11)

D=898-707.5=190.5

IV.4-7Temps de Concentration : Le temps de concentration est le temps moyen mis par l’eau précipitée pour s’acheminer

depuis l’extrémité du cours d’eau principal jusqu’à l’exutoire du bassin versant. Il est calculé

par plusieurs formules empiriques parmi lesquelles : [4]

IV.4.7.1 Formule de GIANDOTI :

min80.0

5.14HHLST

moy

pc

−+= ………………………………………………….(IV.12)

Ou .

Tc : temps de concentration ; heure

S : surface du bassin versant ; Km

Lp : longueur du talweg principal ; Km

H moy : Altitude moyenne du bassin versant ; m

Hmin : Altitude minimale du bassin versant ; m

Tc = 2,62 Heures


73

IV.4.7.2 Formule de TEMEZ :

76.025.0 )(3.0

moyc I

LpT = …………………………………………………..(IV.13)

Ou :

• Imoy : pente moyenne ;m /m

• Lp : longueur du talweg principal ; Km

Tc = 1.67 Heures

Tableau. IV.3. Valeurs du temps de concentration obtenues par les différentes relations.

TEMEZ 1.67 Heure

GIANDOTI 2.62 Heure

Moyenne 2.49

D'après la moyenne des de temps du concentration calculés on remarque que la

relation la plus proche de la moyenne est celle de GIANDOTI

Donc pour la poursuite du calcul le temps de concentration est pris:

Tc = 2,62Heures =2heures et 37.2 minutes

IV.4.7.3.Vitesse de Propagation de la Crue : [4]

c

p

TLV= ……………………………………………………………..(IV.15)

Ou :

Lp : Longueur du Talweg Principal ; Km

Tc : Temps de Concentration ; heure

V=4.66/2.61.78 Km / h


74

Tableau .IV.4. Caractéristiques Morphologiques du Bassin Versant.

Paramètre Unité Symbole Valeur

Surface

Périmètre

Indice de compacité

Longueur du talweg principal

Longueur du rectangle équivalent

Largeur du rectangle équivalent

Altitude:

- maximale

- Minimale

- Moyenne

- De fréquence 5%

- De fréquence 95%

Densité de drainage

Dénivelée = H5% - H95%

Pente moyenne

Indice de pente moyenne

Indice de pente globale

Coefficient de torrentialité

Temps de concentration

Vitesse de propagation

Degré de boisement

Km2

Km

/

Km

Km

Km

m

m

m

m

m

Km / Km2

m

m/km

m/km

m / Km

/

heure

Km / heure

%

S

P

Kc

Lp

L

l

Hmax

Hmin

Hmoy

H5%

H95%

Dd

D

I

Im

Ig

Ct

Tc

Ve

Db

7.203

12.72

1,34

4.66

4.94

1.44

951

675

746

898

707.5

2.46

190.5

55.87

102.98

38.6

10.24

2.62

1.78

4.45


75

IV.5 Etude climatologique :

IV.5.1 Températures :

Les données concernant les températures relèvent de la station du barrage de Ain Delia

wilaya de Souk Ahras. [15]

Tableau V.5. Températures maximales mensuelles ( 1990-2008 ), Station Ain Delia. [15]

Mois S O n D j F M av mai ju Jllet Au annuelles

(° c ) 34,04 49,13 24,49 21,51 20,82 20,47 28,60 46,67 33,05 37,46 41,44 40,62 33,19

.

Figure IV.6 : Graphique da la température maximale.

Ci-dessous figure le tableau dans lequel sont consignées les températures moyennes

mensuelles à la station de Ain Delia pour la période 1990-2008 .

Tableur IV.6.Températures moyennes mensuelles ( 1990-2008 ),Station Ain Delia . [15] Mois S o n D j f m Av Mai Ju jllet au annuelles

(° c ) 23,12 18,67 12,05 9,16 7,85 8,38 12,03 13,69 17,54 21,53 26,25 25,82 16,34

0

10

20

30

40

50

60

S O N D J F M Av Mai Ju Jllt Au

degr

é(°)

mois

graphique de la température maximale


76

Figure IV.7 : Graphique da la température moyenne.

Tableau V.7.Températures minimales mensuelles ( 1990-2008 )Station Ain Delia. [15]

MOIS S O N D J F M Av Mai Ju Jllet Au annuelles

(° C ) 7,92 4,74 0,47 -0,78 -1,57 -1,96 0,66 1,03 4,27 8,91 9,13 11,45 3,69

Figure IV.8 : Graphique da la température minimale.

0

5

10

15

20

25

30


degr

é(°)

mois

graphique de la température moyenne

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14


degr

é(°)

mois

graphique de la température minimale


77

Les tableaux montrent des minima moyens mensuels oscillant entre -1.96C0 en hiver

(février) et 9.13°C au mois de juillet.

Les températures maximales sont de l’ordre 21.51 en hiver et 41.44°C en été.

La température moyenne annuelle est égale à 16.34°C , les mois les plus chauds sont les mois

d’été, soit juin juillet août

IV.5.2 humidité de l’air :

Parmi tous les paramètres de l’humidité de l’air, l’humidité relative de l’air représente le

degré de saturation de l’air en vapeur d’eau est d’un intérêt pratique le plus important. Dans la

partie continentale du pays les valeurs minimales de l’humidité relative de l’air se produisent

en général en juillet, et celles maximales en janvier .Les valeurs moyennes mensuelles de

l’humidité relative, en raison de leur variation faible dans l’allure annuelle, ne donnent qu’une

aide générale de la distribution de ce paramètre, et ne sont pas de grande importance pratique.

[15]

Tableau IV. 8. humidités relatives maximales mensuelles ( 1990-2008 ) Station Ain Delia. [15]

mois S O N D J F M Av Mai Ju Jlle

t

Aut annee

(% ) 96,3 96,5 94,6 95,83 97,16 95,33 94,8 95,83 95,8 95,8 96 97,6 95,99

Figure IV.9 : Graphique da l’humidité maximale de l’air.

93

93.5

94

94.5

95

95.5

96

96.5

97

97.5

98


%

mois

graphique de l'humidité maximale de l'air


78

Tableau IV.9.Humidités relatives minimales mensuelles ( 1990-2008 ) Station Ain Delia. [15]

MOIS S O N D J F M Av Mai Ju Jllet Au annuelles

(% ) 1,16 5 7,16 15,83 8,63 9,33 8,67 6 4,17 1,17 0 1,83 5,74

L’humidité relative varie d’un mois à un autre durant toute l’année. La moyenne de

l’humidité maximal est de 95,99% et la moyenne de l’humidité minimal est de 5.74%. Ces

valeurs de l’humilité témoignent du caractère semi-aride de la région.

Figure IV.10 : Graphique de l’humidité minimale de l’air.

IV.5.3 Vitesse du Vent :

Les valeurs de la vitesse du vent enregistrées au niveau de la station de Ain Delia période

1990/2008 sont présentées dans le tableau suivant :

Tableau. IV.10.Vitesse moyenne mensuelles du vent Période (1990-2008) Station :Ain Delia. [15]

mois S O N D J F M Av Mai Ju Jllet Au annuelles

V m/s 4,64 5,09 7,28 7,66 5,88 7,62 7,58 7,08 6,00 5,19 5,01 4,08 6,09

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18


%

mois

graphique de l'humidité minimale


79

Figure IV.11 :Graphique de la vitesse moyenne du vent.

IV.5.5 l’évaporation:

Tableau IV.11. Répartition de l’évaporation (en mm) mensuelles (d’après la station de Ain Delia). [15]

Mois sep oct Nov dec jan fev mar avr mai juin juill Aout annuelles

( mm ) 129 81 44 28 30 42 72 110 142 174 200 181 1233

Figure IV.12 : Répartition de l’évaporation en (mm)de Ain Dalia.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9


V(m

/s)

mois

graphique de la vitesse moyenne du vent

0

50

100

150

200

250

sep oct nov dec jan fev mars avr mai juin juil aout

evap

orat

ion

en (m

m)

les mois

histogramme de Répartition de l’évaporation en (mm) de Ain Dalia

Série1


80

IV.5-6 Précipitations :

le bassin versant est situé dans une région sèche , la saison des pluies est courte et s'étend

pratiquement de Décembre au mois de Mai . Tandis que le reste des mois , les pluies aussi

rare qu'elles soient , généralement violentes et de courte durée. [15]

IV.5-6-1 équipement du bassin versant :

Tableau IV.12.Caractéristique hydrologique du poste pluviométrique de Souk Ahras. [15]

Poste Pluviométrique

Code coordonnées Période d'observation

Exposant climatique

Moy des Pj max (mm)

X Y Z B Pj max Souk Ahras 120101 967.25 342,25 590 1990-2008 0,38 48,7


81

Tableau IV.13 : Précipitations moyennes journalières ,poste pluviométrique de Souk Ahras code (120101). [15]

Sept

(mm) Oct Nov Dec janv fev Mars Avril mai juin juil Aout annuel

1989-1990 6,2 65,6 0 55,3 138,6 247,5 84,8 112 33,2 14,1 19,4 6,3 783

1990-1991 24,2 67 29,7 39,6 219,3 62,5 56 106,7 27,4 3,6 1,4 8,7 646,1

19911992 22,6 40,3 0 56,5 138,4 119,8 206,7 30,3 0 10,7 4,3 3,9 633,5

1992-1993 90,8 1,4 114,1 64 24,7 25,1 172,2 60,5 56,9 26,8 39,4 16,2 692,1

1993-1994 66,6 128,1 119,5 19,8 18 21,7 36 40,1 57 8,7 0 59,9 575,4

1994-1995 10 8,1 65,5 6,7 45 93,6 27,5 91,7 6,7 5,4 0 32,4 392,6

1995-1996 4,2 89,2 16,8 42,7 54,6 62,4 50,7 185,3 21,5 25,3 0 7 559,7

1996-1997 58,2 32,4 159,5 6,3 46,6 17,3 142,2 51,7 57 2,4 0 3,7 577,3

1997-1998 58,2 32,4 159,5 6,3 46,6 17,3 142,2 51,7 57 2,4 0 3,7 577,3

1998-1999 25,6 21,1 75,5 113,4 69,7 67,5 65,8 49 20 0 0 12,9 520,5

1999-2000 15,4 22 122,2 190,3 55,7 49,4 147,3 83,6 51,2 0 0 0 737,1

2000-2001 23,4 96,5 30 18,5 23,4 76 60,1 228,5 138,5 8,7 0 9,5 713,1

2001-2002 0 5,8 52,6 98,9 83,1 21,9 46,4 41,7 104,1 22 0 7,1 483,6

2002-2003 116,4 22 27,3 23,2 58,8 177,7 63,3 64,9 48,5 13,4 7,2 8,4 631,1

2003-2004 33 6,9 7,1 11,3 61 11,6 61,8 65,4 23,3 47 17,5 55,4 401,3

2004-2005 64,7 39,4 115,8 96 38,1 12,7 32,4 36 31,2 14,4 0 32 512,7

2005-2006 69,8 44,5 120,4 72,4 77,8 70,4 46,7 16,3 19,5 15,3 41,3 23,4 617,8

2006-2007 49,7 4,3 65,6 134,9 13,5 7,7 3,3 29,6 129,4 93,9 0 7,8 539,7

2007-2008 2,4 22,1 5,7 35,5 218,5 107 42,6 108 55,5 0 0 11 608,3

Total (mm) 741,4 749,1 1286,8 1091,6 1431,4 1269,1 1488 1453 937,9 314,1 131 309,3 11202,2

moyenne(mm) 39,02 39,43 67,7 57,45 75,34 66,8 78,3158 76,4737 49,36 16,53 6,87 16,28 589,59


82

Les données disponibles de la station de Taoura s'étalent de 1990-2008, on a déterminé la

répartition inter annuelle et annuelle des pluies sur le bassin versant cette répartition est

consignée dans le tableau suivant.

Tableau IV. 14.Pluies Moyennes annuelles Période 1990-2008, station pluviométrique

Souk Ahras code (120101) . [15] MOIS S O N D J F M Av Mai Juin Jlt A ∑P

(mm)

Annuelle

Moy

(mm) 39,02 39,43 67,7 57,45 75,34 66,8 78,31 76,47 49,36 16,53 6,87 16,28 589,59

% 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12,9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

Figure IV.13 : Pluie moyenne annuelles période du poste pluviométrique de souk ahras.

0

2

4

6

8

10

12

14

%

mois

Histogramme des Pluies Moyennes annuelles Période du poste pluviométrique de Souk Ahras

Série1


83

IV.6 Etude des apports liquides :

IV.6.1 Apports Liquides:

En raison de l’absence des stations hydrométriques sur l’Oued, l’estimation de l’apport

moyen annuel est faite selon les formules empiriques : [4]

§ Formule de SAMIE

§ Formule de MALLET et GAUTHIER

§ Formule de SOGREAH

§ Formule dite Algérienne

§ Formule de COUTAGNE

§ Formule de l'A.N.R.H

IV6.1.1 Formule de SAMIE : [4]

)2.2293(2 SPLe −= ………………………………………….(IV.16)

Et

310.. −= SLeA ……………………………………………………(IV.17)

Ou :

Le : Lame d’eau écoulée ; mm

P : Pluie moyenne annuelle ; m

A : Apport moyen annuel ; Hm3

S : Surface du bassin versant ; Km²

Le )203.72.2293()1000/59.589 2 −=

Le = 99.79 mm

Et

A = 0,72 Hm3

VI.6.1.2 Formule de MAILLET et GAUTHIER : [4]

336. 10).101.(.6.02PPLe −−= ……….......…………………(IV.18)

Le =88.47 mm

Et

A = 0,64 Hm³


84

VI.6.1.3 Formule de SOGREAH: [4]

85.1)1000

150.(720 −=

PLe …………………………………...(IV.19)

Le = 157.39 mm

Et

A = 1,13 Hm³

VI.6.1.4 Formule dite Algérienne : [4]

)101(2.PKPLe −−= ……………………………………………. (IV. 20)

Ou :

SK log.01.018.0 −= =0.17………………….……………………...(IV. 21)

P : pluie moyenne annuelle ; m

Le : Lame d'eau écoulée ; m

Le = 76.08 mm

SLeA .= *10-3………………………………………………..(IV. 22)

A =0,55 Hm3

VI.6.1.5 Formule de COUTAGNE : [4]

PSLe )..00145.0164.0( −= …………………………...(IV. 23)

. Et

SLeA .= . 310−

Le = 94.39mm

Et

A = 0,68 Hm3

VI.6.1.6 Formule de l'A.N.R.H : [4]

842.05.0683.2 ..513.0 SDdPA= …………………………………….(IV. 24)

Ou :

Dd : densité de drainage = 2.46 Km / Km2

P : pluie moyenne annuelle ; m

A = 1,08 Hm3

Et Le = 142.66 mm

Q= ( )/ = ( )/ . =3.16( l /s /km2 )…………………... (IV. 25)


85

Tableau V.15..Tableau récapitulatif des Apports Moyens Annuels

Après analyse des résultats des différentes formules nous considérons que la formule la plus

proche de la moyenne est celle de SAMIE, la valeur de la lame d’eau ruisselée considérée est

de : 99,79 mm engendrant un apport liquide de : 0,72Hm3 / an.

IV.6.1.7 Répartition des Apports Liquides Moyens Annuels :

Tableau V.16. Répartition de la Pluie Moyenne Annuelle. MOIS S O N D J F M Av Mai Juin Jlt A ∑P (mm)

Annuelle

Moy 39,02 39,43 67,7 57,45 75,34 66,8 78,31 76,47 49,36 16,53 6,87 16,28 589.59

% 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12,9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

Tableau V.17.Distribution des Apports Liquides Moyens Annuels.

MOIS S O N D J F M Av Mai Juin Jllt A ∑A (m3)

Annuels

( % ) 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12.9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

M3 47520 48240 82800 69840 92160 81360 95760 92880 60480 20160 8640 20160 720000

Formules Lame d'eau

Le( mm )

Apport Moyen annuel

A ( Hm3)

Débit spécifique

q ( l /s /km2 )

SAMIE 99.79 0,72 3.16

MALLET-GAUTHIER 88.47 0,64 2.81

SOGREAH 157.39 1,13 5.72

COUTAGNE 94.39 0,68 3

A.N.R.H 142,66 1,08 4.75

Algérienne 76.08 0,55 2,42

Moyenne 109.79 0,8 3,64


86

IV.6.2 Etude Fréquentielle des Apports Liquides :

IV.6.2. 1 Coefficient de Variation

La variabilité de l’apport annuel est caractérisée par le coefficient de variation (Cv) estimé

dans notre cas par : [4]

IV.6.2.1 Formule de PADOUN : [4]

23.00

93.0M

KCv = …………………………………..(IV. 26)

Avec 0.25 < K < 1 On prend K =0.9, Coefficient de réduction de la crue.

M0= Module de l’écoulement spécifique=3.16 (L/S/Km2)

Cv=0.64

IV.6.2.2 Formule de SKOLOVSKY -CHEVELEV : [4]

Cette formule étant destinée pour les régions arides et semi arides

Cv = 0.78-0.291Log (M0)-0.0063Log(S+1) ……………………………….(IV. 27)

S : Superficie du bassin versant

Cv=-0.63

IV.6.2.3 Formule d’UKRGUIPROVODKHOZ :

Cette formule a été établie sur la base des données de l’apport de 21 bassins de petits oueds

de l’Algérie du nord. [4]

125.00

70.0M

Cv = …………………………………………..(IV. 28)

Cv=0.61

IV.6.2.4 Formule de KRISKY MENKEL :

27.0006.0

83.0 MS

Cv= ……………………………………...(IV. 29)

Cv=1


87

Tableau V.18.les résultats du Coefficient de variation.

FORMULES

PADOUN SOKOLO-

VSKY

UKRGRUPROVOD

KHODZ

KRISKY-

MENKE

L

MOY

coefficient de

variation 0,64 0,63 0,61 1 0.72

On choisit la formule qui donne le résultat le plus proche à la moyenne et on prend celle de

PADOUN Cv=0.64

IV.6.3 Détermination des apports fréquentiels :[4]

1

.2

)1(.

%

2

+=

+

Cv

eAA

CvLnUmoy

f ………………………………………………(VI. 30)

1)64.0(

.72.02

)164.0ln(

%

2

+=

+U

feA

Ou :

A moy : Apport liquide moyen annuel ; Hm3

U : Variable de Gauss

Cv : Coefficient de variation du bassin versant

La formule simplifiée s’écrit :

Uf eA .586.0

% .606,0=

Tableau IV.19.Les Apports Liquides de Différentes Fréquences [4]

Fréquence

%

5(au

dépas

seme

nt)

10(au

dépas

seme

nt)

20(au

dépas

seme

nt)

50(au

dépass

ement)

60(au

non

dépas

seme

nt)

70(au

non

dépass

ement

80(au

non

dépasse

ment

90(au

non

dépasse

ment

95(au

non

dépasse

ment

Variable de GAUSS

« U » 0,84 1,28 1,65 0 -0,26 -0,53 -0,84 -1,28 -1,64

Apport Liquide

Hm3 0,989 1,28 1, 59 0,606 0,52 0,44 0,37 0,29 0,23


88

Tableau IV.20.Distribution des Apports Liquides Fréquentielles de Fréquence 80 %. MOIS S O N D J F M Av Mai J Jllt A ∑ A

(Hm3)

80 %

( % ) 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12,9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

M3 24420 24790 42550 35890 47360 41810 49210 47730 31080 10360 4440 10360 370000

IV.6.4 Apport solide :

Le volume des solides pour l’étape de faisabilité est déterminé par la formule de TIXERON-

SOGREAH, dont l’expression est la suivante : [4]

Ta=a.Le0.15 ……………………………………………………(IV. 31)

Ta : taux d’abrasion ,en T/Km2 par année,

Le : lame d’écoulement en mm , déterminée a partir de l’apport moyen,

a :paramètre caractéristique de la perméabilité du bassin :

Tableau IV.21. paramètre caractéristique de la perméabilité du bassin. [4]

A Degré de perméabilité 8.5 Elevée 75 Moyenne 350 Moyenne faible 1400 Faible 3200 Imperméabilité Préliminairement, le volume mort (Vm)est déterminé en fonction du volume total des

sédiments ,le nombre d’années de vie utile de l’ouvrage et le poids spécifique des sédiments :

[4]

= ∗ ∗ γ

…………………………………………………(IV. 32)

T :vie utile de l’ouvrage =20ans;

γ :Densité volumétrique des sédiments, en Tn/m3 (voir Le tableau ).

S :surface de bassin versant 7.203km2 .


89

Tableau IV.22. paramètre caractéristique densité volumétrique des différents types de sédiments. [4]

densité volumétrique des différents types de sédiments Typologie des sédiments

Poids volumétrique Tn/m3

Typologie des sédiments

Poids volumétrique Tn/m3

Boue fine 0.7-0.8 Sable fin 1.5-1.6 Boue fine 0.8-0.9 Sable moyen 1.6-1.7

Boue avec mélange de sable

0.9-1.1 Sable moyen et lourd 1.1-1.8

Sable fin sédiment 1.1-1.2 Sable avec Gravier 1.8-1.9

Sable fin et moyen sédimenté

1.2-1.3 Gravier 1.9-2.1

Sable moyen sédimenté

1.3-1.4 Cailloux avec gravier 2.1-2.4

On prend La Typologie des sédiments est prise comme des sables fins/ γ=1.55 Tn/m3. a=350 on considère que l’infiltration du bassin versant est Moyennement faible Le=99.79mm ; Ta = 350*99.790.15 =698.12 Tn/km2/ an

Vm=64884.6 m3

IV.7 Régularisation : IV.7.1 Objectifs et méthodologie :

L’objet de cette étude est d’établir la capacité de la retenue sur Oued El Megroune de façon à

la régularisation annuelle des apports de l’oued. La retenue étant destinée strictement à

l’irrigation.

La méthode utilisée est celle du bilan hydrique qui est basée sur les données suivantes:

- Répartition mensuelle de l’évaporation.

- Répartition mensuelle de l’infiltration

- Répartition mensuelle des apports moyens mensuels.

- Besoin en eau.

IV.7.2 Principe de calcul :

La méthode du bilan hydrique est basée sur la formule suivante: [4]

Cr = V initial +A1 -∑ pertes……………………………………...(IV.33)

Où:

Cr: Capacité de la retenue m3 .


90

V inittal : volume au début du mois m3 .

A1: apport mensuel mm.

∑pertes = Veva +Vinf +Bi ………………………………….(IV. 34)

Veva = Eva* s …………………………………………….(IV. 35)

Où:

Bi : besoin mensuel (%)

Eva : évaporation en (mm).

S : surface du plan d’eau qui correspond au volume en (m2).

Les Paramètres de base de l’étude de la régularisation

Apports liquides mensuels

Tableau IV. 23.Pluie Moyenne Mensuelles Période 1990-2008 Station Souk Ahras code 120105[15]

MOIS S O N D J F M Av Mai Juin Jlt A ∑P (mm)

Annuelle

Moy 39,02 39,43 67,7 57,45 75,34 66,8 78,31 76,47 49,36 16,53 6,87 16,28 589,59

% 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12,9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

Tableau IV. 24.Distribution des Apports Liquides Fréquentielles de Fréquence 80 %.

MOIS S O N D J F M Av Mai J Jllt A ∑ A

(m3)

80 %

( % ) 6,6 6,7 11,5 9,7 12,8 11,3 13,3 12,9 8,4 2,8 1,2 2,8 100.00

M3 24420 24790 42550 35890 47360 41810 49210 47730 31080 10360 4440 10360 370000

Répartition de l’évaporation (en mm) : Tableau IV.25. Répartition de l’évaporation. Station pluviométrique Souk Ahras code (120101)

[4]

Mois S O N D JNV F M AV MA J JUI A Année ( mm ) 129 81 44 28 30 42 72 110 142 174 200 181 1233

Répartition mensuelle des besoins en eau pour l’irrigation :

Tableau IV. 26.Répartition mensuelle des besoins en eau pour l’irrigation [15] Mois Sept Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou Année Bi% 6,10 1,39 0 0 0 0 0 4,89 13.10 21,07 29,73 23,72 100% . La dose d’irrigation est prise égale à une moyenne pour irriguer les cultures céréalières et les cultures maraichères égale à : 6768 m3/ha


91

IV.7. 3 Etude bathymétrique

IV.7. 3.1 Courbes Hauteur / Surface / Capacité.

Après les levées topographiques de surface de la retenue collinaire, et à partir de l’équation

suivante. [4]

On trace la courbe, HAUTEUR /SURFACE /CAPACITE.

V=1/3 ∆h (S1+S2+ 2*1 SS ) ……………………………………….(IV. 36)

où :

v: volume partiel de la retenue collinaire.

∆h : la hauteur entre hn-hn+1( m).

S1 : surface partielle 1 (m2).

S2 : surface partielle 2 (m2).

L’établissement du Plan d’eau en courbe de niveau donne d’une part les variations du

volumes de la retenue en fonction de la cote du Plan d’eau ,ce qui permettra de fixer la

variation de la retenue normale et d’autre part la variation de la surface submergée de la

retenue en fonction de la cote du Plan d’eau, ce qui permettra de calculer les pertes par

évaporation.

Les résultats sont portés dans le tableau Tableau IV.27.Résultat de hauteur- surface-volume

cote (m) surface(m2)

Hauteur (m) ∆h

volume partiel (m3)

volume cumulé

(m3) 681 0 0 0 0 682 740 1 247 247 683 1530 1 1111 1358 684 3070 1 2256 3614 685 6200 1 4544 8158 686 10500 1 8256 16414 687 15570 1 12952 29366 688 21690 1 18546 47912 689 28930 1 25275 73187 690 36540 1 32661 105848 691 45600 1 40986 146834 692 54720 1 50091 196925 693 66550 1 60539 257464 694 80110 1 73225 330689 695 92710 1 86333 417022 696 105640 1 99105 516127 697 116710 1 111129 627256


92

Figure IV.14 :Courbe = surface F (h) de la retenue collinaire sur Oued El Magroune.

681

682

683

684

685

686

687

688

689

690

691

692

693

694

695

696

697

698

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

haut

eur (

m)

suface (m2)


93

Figure IV.15 : Courbe = volume F (h) de la retenue collinaire sur Oued El Magroun

681

682

683

684

685

686

687

688

689

690

691

692

693

694

695

696

697

698

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000

haut

eur (

m)

volume (m3)


94

Procédons a l’étude de la régularisation pour l’irrigation des superficies suivantes : 15 ha ;20ha ;25ha et 30ha Volume régularisé à 80% S= 15 ha norme d'irrigation 6768 m3/ha .

Tableau .IV.29 : résultat Volume régularisé à 80% S= 15 ha.

Moi

s

Préc

ipita

tion

(mm

)

Evap

pora

tion

(mm

)

App

ort m

oyen

(m3)

Beo

ins e

n ea

u (m

3)

Var

iatio

n du

rése

rvoi

r (a

ppor

t-bes

oin)

(m3)

Vol

ume

du ré

serv

oira

u dé

but d

u m

ois (

m3)

Vol

ume

appr

oxim

atif

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Surf

ace

d'ea

u (M

2)

Vol

ume

des

préc

ipita

tions

(m3)

Vol

ume

évap

oré

(m3)

Vol

ume

infil

tré (m

3)

Vol

ume

du ré

serv

oir e

n fin

du

moi

s (m

3)

Vol

ume

de la

rete

nue

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Nov 67,7 44 42550 0 42550 64885 107 435,00 690,2 38000 2572,6 1672 42,55 108 293,05 108 293,05 690,25 Dec 57,45 28 35890 0 35890 108 293,05 144 183,05 691 46000 2642,7 1288 35,89 145 501,86 145 501,86 691,1 Jan 75,34 30 47360 0 47360 145 501,86 192 861,86 692 54000 4068,36 1620 47,36 195 262,86 195 262,86 692,2 Fev 66,8 42 41810 0 41810 195 262,86 237 072,86 692,65 63000 4208,4 2646 41,81 238 593,45 238 593,45 692,7 Mar 78,31 72 49210 0 49210 238593,45 287 803,45 693,4 72000 5638,32 5184 49,21 288 208,56 288 208,56 693,42 Avr 76,47 110 47730 4977,53 42752 288208,56 330 961,03 694 80900 6186,42 8899 47,73 328 200,72 328 200,72 693,95 Mai 49,36 142 31080 13334,5 17746 328200,72 345 946,23 694,2 82000 4047,52 11644 31,08 338 318,67 338 318,67 694,1 Juin 16,53 174 10360 21447,2 -11087 338318,67 327 231,52 693,93 79000 1305,87 13746 10,36 314 781,03 314 781,03 693,8 Juil 6,87 200 4440 30262,2 -25822 314781,03 288 958,86 693,4 72000 494,64 14400 4,44 275 049,06 275 049,06 693,25 Aou 16,28 181 10360 24144,6 -13785 275049,06 261 264,47 693,1 67000 1090,76 12127 10,36 250 217,87 250 217,87 692,8 Sep 39,02 129 24420 6209,19 18211 250217,87 268 428,68 693,2 69000 2692,38 8901 24,42 262 195,64 262 195,64 693,15 Oct 39,43 81 24790 1414,88 23375 262195,64 285 570,76 693,35 71000 2799,53 5751 24,79 282 594,50 282 594,50 693,2 589,56 1233 370000 101790

Cote du niveau normale = 694,2 m .NGA volume du niveau normal de la retenue =345946,23 m3 Cote du niveau mort =688,9 m .NGA volume du niveau mort de la retenue =64885 m3


95

Volume régularisé à 80% S= 20 ha norme d'irrigation 6768 m3/ha Tableau .IV.30 :Résultat Volume régularisé à 80% S= 20ha

M

ois

Préc

ipita

tion

(mm

)

Evap

pora

tion

(mm

)

App

ort m

oyen

(m3)

Beo

ins e

n ea

u (m

3)

Var

iatio

n du

rése

rvoi

r (a

ppor

t-bes

oin)

(m3)

Vol

ume

du ré

serv

oira

u dé

but d

u m

ois (

m3)

Vol

ume

appr

oxim

atif

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Surf

ace

d'ea

u (M

2)

Vol

ume

des

préc

ipita

tions

(m3)

Vol

ume

évap

oré

(m3)

Vol

ume

infil

tré (m

3)

Vol

um d

u ré

serv

oir e

n fin

du

moi

s (m

3)

Vol

ume

de la

rete

nue

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Nov 67,7 44 42550 0 42550 64885 107 435,00 690,2 38000 2572,6 1672 42,55 108 293,05 108 293,05 690,25 Dec 57,45 28 35890 0 35890 108 293,05 144 183,05 691 46000 2642,7 1288 35,89 145 501,86 145 501,86 691,1 Jan 75,34 30 47360 0 47360 145 501,86 192 861,86 692 54000 4068,36 1620 47,36 195 262,86 195 262,86 692,2 Fev 66,8 42 41810 0 41810 195 262,86 237 072,86 692,65 63000 4208,4 2646 41,81 238 593,45 238 593,45 692,7 Mar 78,31 72 49210 0 49210 238593,45 287 803,45 693,4 72000 5638,32 5184 49,21 288 208,56 288 208,56 693,42 Avr 76,47 110 47730 6620 41110 288208,56 329 318,56 694 80000 6117,6 8800 47,73 326 588,43 326 588,43 693,9 Mai 49,36 142 31080 17732 13348 326588,43 339 936,43 694,15 81000 3998,16 11502 31,08 332 401,51 332 401,51 694,1 Juin 16,53 174 10360 28520 -18160 332401,51 314 241,51 693,7 76000 1256,28 13224 10,36 302 263,43 302 263,43 693,6 Juil 6,87 200 4440 40243 -35803 302263,43 266 460,43 693 66000 453,42 13200 4,44 253 709,41 253 709,41 692,9 Aou 16,28 181 10360 32107 -21747 253709,41 231 962,41 692,6 62000 1009,36 11222 10,36 221 739,41 221 739,41 692,5 Sep 39,02 129 24420 8257 16163 221739,41 237 902,41 692,7 63000 2458,26 8127 24,42 232 209,25 232 209,25 692,6 Oct 39,43 81 24790 1881 22909 232209,25 255 118,25 692,9 67000 2641,81 5427 24,79 252 308,27 252 308,27 692,8 589,56 1233 370000 135360

Cote du niveau normale = 694,15 m .NGA volume du niveau normal de la retenue =339936,43 m3

Cote du niveau mort =688,9 m .NGA volume du niveau mort de la retenue =64885 m3


96

Volume régularisé à 80% S= 25 ha norme d'irrigation 6768 m3/ha

Tableau .IV.31 : Résultat Volume régularisé à 80% S= 25ha.

Moi

s

Préc

ipita

tion

(mm

)

Evap

pora

tion

(mm

)

App

ort m

oyen

(m3)

Beo

ins e

n ea

u (m

3)

Var

iatio

n du

rése

rvoi

r (a

ppor

t-bes

oin)

(m3)

Vol

ume

du ré

serv

oira

u dé

but d

u m

ois (

m3)

Vol

ume

appr

oxim

atif

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Surf

ace

d'ea

u (M

2)

Vol

ume

des

préc

ipita

tions

(m3)

Vol

ume

évap

oré

(m3)

Vol

ume

infil

tré (m

3)

Vol

um d

u ré

serv

oir e

n fin

du

moi

s (m

3)

Vol

ume

de la

rete

nue

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Nov 67,7 44 42550 0 42550 64885 107 435,00 690,2 38000 2572,6 1672 42,55 108 293,05 108 293,05 690,25 Dec 57,45 28 35890 0 35890 108 293,05 144 183,05 691 46000 2642,7 1288 35,89 145 501,86 145 501,86 691,1 Jan 75,34 30 47360 0 47360 145 501,86 192 861,86 692 54000 4068,36 1620 47,36 195 262,86 195 262,86 692,2 Fev 66,8 42 41810 0 41810 195 262,86 237 072,86 692,65 63000 4208,4 2646 41,81 238 593,45 238 593,45 692,7 Mar 78,31 72 49210 0 49210 238593,45 287 803,45 693,4 72000 5638,32 5184 49,21 288 208,56 288 208,56 693,42 Avr 76,47 110 47730 8295,89 39434,12 288208,56 327 642,68 693,9 79000 6041,13 8690 47,73 324 946,08 324 946,08 693,85 Mai 49,36 142 31080 22224,2 8855,85 324946,075 333 801,93 694,1 81000 3998,16 11502 31,08 326 267,01 326 267,01 694,87 Juin 16,53 174 10360 35745,3 -25385,3 326267,005 300 881,75 693,6 74000 1223,22 12876 10,36 289 218,61 289 218,61 693,45 Juil 6,87 200 4440 50436,9 -45996,9 289218,61 243 221,67 692,9 79000 542,73 15800 4,44 227 959,96 227 959,96 692,55 Aou 16,28 181 10360 40241 -29881 227959,955 198 078,98 687,6 8000 130,24 1448 10,36 196 750,86 196 750,86 692,7 Sep 39,02 129 24420 10348,7 14071,35 196750,855 210 822,21 692,4 58000 2263,16 7482 24,42 205 578,95 205 578,95 692,1 Oct 39,43 81 24790 2358,14 22431,87 205578,945 228 010,81 692,58 61000 2405,23 4941 24,79 225 450,25 225 450,25 692,4 589,56 1233 370000 169650

Cote du niveau normale = 694,1 m .NGA volume du niveau normal de la retenue =333801,93 m3

Cote du niveau mort =688,9 m .NGA volume du niveau mort de la retenue =64885m3


97

Volume régularisé à 80% S= 30 ha norme d'irrigation 6768 m3/ha

Tableau .IV.32 :Résultat Volume régularisé à 80% S= 30ha.

Moi

s

Préc

ipita

tion

(mm

)

Evap

pora

tion

(mm

)

App

ort m

oyen

(m3)

Beo

ins e

n ea

u (m

3)

Var

iatio

n du

rése

rvoi

r (a

ppor

t-bes

oin)

(m3)

Vol

ume

du ré

serv

oira

u dé

but d

u m

ois (

m3)

Vol

ume

appr

oxim

atif

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Surf

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d'ea

u (M

2)

Vol

ume

des

préc

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tions

(m3)

Vol

ume

évap

oré

(m3)

Vol

ume

infil

tré (m

3)

Vol

um d

u ré

serv

oir e

n fin

du

moi

s (m

3)

Vol

ume

de la

rete

nue

(m3)

Cot

e du

niv

eau

d'ea

u (m

.NG

A)

Nov 67,7 44 42550 0 42550 64885 107 435,00 690,2 38000 2572,6 1672 42,55 108 293,05 108 293,05 690,25 Dec 57,45 28 35890 0 35890 108 293,05 144 183,05 691 46000 2642,7 1288 35,89 145 501,86 145 501,86 691,1 Jan 75,34 30 47360 0 47360 145 501,86 192 861,86 692 54000 4068,36 1620 47,36 195 262,86 195 262,86 692,2 Fev 66,8 42 41810 0 41810 195 262,86 237 072,86 692,65 63000 4208,4 2646 41,81 238 593,45 238 593,45 692,7 Mar 78,31 72 49210 0 49210 238593,45 287 803,45 693,4 72000 5638,32 5184 49,21 288 208,56 288 208,56 693,42 Avr 76,47 110 47730 9955,06 37774,94 288208,56 325 983,50 694,85 89000 6805,83 9790 47,73 322 951,60 322 951,60 693,8 Mai 49,36 142 31080 26669 4411,02 322951,598 327 362,62 693,9 79000 3899,44 11218 31,08 320 012,98 320 012,98 693,7 Juin 16,53 174 10360 42894,3 -32534,3 320012,978 287 478,67 693,6 78000 1289,34 13572 10,36 275 185,65 275 185,65 693,32 Juil 6,87 200 4440 60524,3 -56084,3 275185,652 219 101,32 692,4 59000 405,33 11800 4,44 207 702,21 207 702,21 692,15 Aou 16,28 181 10360 48289,2 -37929,2 207702,208 169 773,03 691,4 46000 748,88 8326 10,36 162 185,55 162 185,55 689,15 Sep 39,02 129 24420 12418,4 12001,62 162185,552 174 187,17 691,6 48500 1892,47 6256,5 24,42 169 798,72 169 798,72 691,42 Oct 39,43 81 24790 2829,76 21960,24 169798,722 191 758,96 691,9 54500 2148,935 4414,5 24,79 189 468,61 189 468,61 691,8 589,56 1233 370000 203580

Cote du niveau normale = 694,9m .NGA volume du niveau normal de la retenue =327362,62 m3

Cote du niveau mort =688,9 m .NGA volume du niveau mort de la retenue =64885m3


98

on a un apport annuel fréquentiel au non dépassement d’une fréquence de 80% c'est-à-dire le

réservoir sera remplit 8 années sur 10ans

La destination de la capacité d’eau stockée est pour irriguer quelques parcelles.

Le tableau suivant résume la cote du niveau normal da la retenue (NNR) et le volume total du

réservoir pour différentes surfaces à irriguer.

Tableau IV.33 : Résultat de calcul. surfaces à

irriguer

(ha)

La cote

Arrêtée

(m,NGA)

Volume

régularisé

(m3)

Volume

régularisable

(m3)

Pourcentage du volume régularisé par

rapport

Volume régularisable

%

15 694.2 345946.23 370000 93.5

20 694.15 339936.43 370000 91.9

25 694.1 333801.93 370000 90.2

30 693.9 327363.62 370000 88.5

IV.7. 4 Résultats et conclusions :

Volume régularisable v=370000m3.

Volume régularisé v=345946.23 m3 = 346000m3.on constate sur le tableau ci-dessus que le

rapport du volume régularisé par rapport au volume régularisable dont la valeur est égale a

93.5% est supérieure aux autres valeurs qui nous assure a irriguer 15 ha.

Niveau normal de la retenue est arrêté a: 694.2 m,NGA

Volume niveau normal = 346000 m3

Niveau mort de la retenue= 688,90 m,NGA

Le volume mort = 64885 m3 .

V t= Vu + Vmort……………………………………………………..(IV. 37)

Volume utile Vu=volume totale-volume mort ………………………………………....(IV. 38)

Où:

Vt: volume total = 346000 m3

Vu =346000-64885=281115 m3


99

IV.8 Etude des crues :

L’étude des crues nécessite la détermination des paramètres conditionnant le

comportement hydrologique du bassin versant tels que :

ü Le temps de concentration.

ü La pluie maximale journalière de différentes fréquences.

ü La pluie de courte durée de différentes fréquences. [4]

IV.8.1 Etude des Pluies maximales Journalières de Différentes Fréquences :

Les pluies maximales journalières (Pmaxj) de différentes fréquences (ou période de retour)

rares sont génératrices de crues exceptionnelles contre les quelles il faut prémunir les

ouvrages. [4]

Apres l’analyse des séries pluviométriques de la station de souk ahras de 19 ans

d’observations. Elle représente mieux le régime de la pluviométrie maximale journalière . Tableau IV.34 : Précipitations journalières maximales ,poste pluviométrique de souk ahras code

( 120101 ) [15] Année sep Oct nov dec jan fev mar Avr mai juin Juit aout Pj max 1989-1990 6,2 13,1 0 13,8 30,2 55,9 25,3 51,3 14,6 11 10,4 6,3 55,9 1990-1991 6,4 31,5 16,2 13,2 41,4 14 10,6 17,6 8,2 2,4 1,4 5,2 41,4 19911992 6,4 11 0 10,3 27 16,9 35,4 17 0 6,4 4,3 2,5 35,4 1992-1993 4,1 19,4 11,3 11,4 5,2 13,6 32,7 6,3 16,3 0 0 6,4 32,7 1993-1994 48,1 1,4 22,4 16,3 9,4 5,3 66,5 40,3 18,6 8,2 27,5 16,2 66,5 1994-1995 24,2 36,1 64,5 4,4 6,3 7,2 24,3 12,4 18,4 7,4 0 48,2 64,5 1995-1996 6,4 4,3 32,4 4,3 12,1 32,4 6,2 32,4 3 5,4 0 32,4 32,4 1996-1997 4,2 24,5 4,5 24,3 20,4 16 14,2 45,1 15,8 20,7 0 4,6 45,1 1997-1998 26,4 18,2 36,4 4,2 32,4 4,1 52,4 18,6 18,4 2,4 0 2,4 52,4 1998-1999 10,3 10,4 39,7 43 16,3 11,4 19,6 12,9 6,2 0 0 9,3 43 1999-2000 10,1 16 37,8 30 30 19,4 51,5 32 22 0 0 0 51,5 2000-2001 14,5 26,3 30 8,2 16 32 17 49 72 4,3 0 9,5 72 2001-2002 0 3,5 39,9 27,3 20,2 7,6 18,4 18 28 12,3 0 6 39,9 2002-2003 22,5 11,6 16,3 13,7 11 44 13,7 25,2 24,6 4,2 3,9 4,6 44 2003-2004 23,8 3,7 3,7 6 14,7 6,9 38,1 29 12 36,7 17,5 25,7 38,1 2004-2005 16,7 13,9 42,5 22,6 25,3 3,5 19,8 18,6 6,3 11,1 0 20,4 42,5 2005-2006 22 26,3 45,5 23,4 23,9 11,3 14,7 7,6 8,8 6,6 26,9 16,6 45,5 2006-2007 18,9 2,7 9,2 39,5 4,4 4,2 3,3 11,7 65,3 37,9 0 4,6 65,3 2007-2008 1,3 16,4 3,6 10,5 57,2 23,5 19 28,2 48,9 0 0 11 57,2


100

Tableau IV.35 : Pluies journalières maximales (mm).station pluviométrique Souk Ahras code

(120101) [15]

Année Pj max 1989-1990 55,9 1990-1991 41,4 19911992 35,4 1992-1993 32,7 1993-1994 66,5 1994-1995 64,5 1995-1996 32,4 1996-1997 45,1 1997-1998 52,4 1998-1999 43 1999-2000 51,5 2000-2001 72 2001-2002 39,9 2002-2003 44 2003-2004 38,1 2004-2005 42,5 2005-2006 45,5 2006-2007 65,3 2007-2008 57,2

IV.8.2 Paramètres statistiques de l’échantillon :

Observation : 19 ans

Moyenne n

xx

n

i i∑=

==

19

1 = 48.7 ……………………………………………………….......(IV. 39)

Ecart type n

xxn

i i∑=

=

−

−

=

19

1

2

σ =11.9918……………………………………………….(IV. 40)

IV.8.3 Ajustement des pluies maximales journalières ::

On utilisons les lois suivantes pour valider valident l’ajustement de distribution des pluies

journalières maximales de la station de souk ahras pour la période de 19ans d’observations:

LOI Normale (loi de GAUSS) ,loi log normale (Galton) et loi de Gumbel et pour choisir

entre ces trois lois pour la suite du calcul des pluies journalières fréquentielles, on utilise le

logiciel Hydrolab pour on savoir plus sur la lois qui valide l'ajustement . [4]


101

IV.8.3.1 Ajustement des pluies maximales journalières, loi Log normale :

N=19 ; Moy.log(x-xo)= 1,675319244 ; xo=0 ; log(x-xo)= 0,105436558 ; I.C. à (en%)=80 % ; U Gauss=1,282 ;

Tableau IV.36.Résultat de l’ajustement des pluies maximales journalières, loi Log normale.

Valeurs

de départ

Valeurs classées

Ordre de classement

Fréquence expérimentale

Variable réduite

Valeur Expérimentale

Valeur Théorique

Borne Inférieure

Borne supérieure

55,9 32,4 1 0,026 -1,938 32,4 29,5764 25,5112 32,86165 41,4 32,7 2 0,079 -1,412 32,7 33,6044 29,7762 36,76758 35,4 35,4 3 0,132 -1,119 35,4 36,0856 32,4101 39,20341 32,7 38,1 4 0,184 -0,899 38,1 38,0626 34,4994 41,17323 66,5 39,9 5 0,237 -0,716 39,9 39,7926 36,3134 42,92530 64,5 41,4 6 0,289 -0,555 41,4 41,3857 37,9666 44,56716 32,4 42,5 7 0,342 -0,406 42,5 42,9025 39,5213 46,15955 45,1 43 8 0,395 -0,267 43 44,3826 41,0174 47,74388 52,4 44 9 0,447 -0,132 44 45,8563 42,484 49,35323 43 45,1 10 0,500 0,000 45,1 47,3499 43,9455 51,01802

51,5 45,5 11 0,553 0,132 45,5 48,8922 45,4279 52,77320 72 51,5 12 0,605 0,267 51,5 50,5156 46,9592 54,66015

39,9 52,4 13 0,658 0,406 52,4 52,2584 48,571 56,72926 44 55,9 14 0,711 0,555 55,9 54,1737 50,3064 59,05228

38,1 57,2 15 0,763 0,716 57,2 56,3425 52,2306 61,74069 42,5 64,5 16 0,816 0,899 64,5 58,9034 54,4532 64,98698 45,5 65,3 17 0,868 1,119 65,3 62,1305 57,1893 69,17640 65,3 66,5 18 0,921 1,412 66,5 66,7179 60,978 75,29559 57,2 72 19 0,974 1,938 72 75,8042 68,2259 87,88341

Tableau IV.37. Résultat des pluies journalières maximales de différentes fréquences.

Fréquence U de Gauss Valeur théo. Borne

inf. Borne sup. Valeur Fréq. théo. Pér. Ret.

0,9 1,282 64,63389253 59,26985 72,4936033 64,63 0,900 10,0 0,98 2,054 77,96610125 69,91141 90,95714712 77,96 0,980 50,4 0,99 2,327 83,3004754 74,01898 98,65579374 83,3 0,990 99,9

0,999 3,091 100,2705204 86,70038 124,1004901 100,27 0,999 820,2


102

Figure IV.16 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de LOG NORMALE

1

10

100

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

x-xo

(xo=0,00 Moy.log(x-xo)=1,6753 E.T. log(x-xo)=0,1054 n=19 et I.C. à 80%)

Ajustement à une loi Log-normale du poste pluviométrique 120101 de SouhkAhras


103

IV.8.3.2 Ajustement a une loi de Gumbel : n=19 Xo=43,30 g=9,35 I.C. à (en%)=80 U Gauss=1,2817

Tableau IV.38 :résultat d’ajustement des pluies maximales journalières, loi de Gumbel. Valeurs

de Valeurs Ordre de Fréquence Variable Valeur Valeur Borne Borne départ classées classement expérimentale réduite expérimentale Théorique inférieure supérieure 55,9 32,4 1 0,026 -1,291 32,4 31,22454 24,9673 35,10928 41,4 32,7 2 0,079 -0,932 32,7 34,58771 29,4939 38,01684 35,4 35,4 3 0,132 -0,707 35,4 36,68886 32,2335 39,92176 32,7 38,1 4 0,184 -0,526 38,1 38,38563 34,3758 41,53012 66,5 39,9 5 0,237 -0,365 39,9 39,88993 36,2096 43,02148 64,5 41,4 6 0,289 -0,215 41,4 41,29326 37,856 44,47717 32,4 42,5 7 0,342 -0,070 42,5 42,64712 39,38 45,94575 45,1 43 8 0,395 0,073 43 43,98645 40,8241 47,46225 52,4 44 9 0,447 0,218 44 45,33919 42,2204 49,05614 43 45,1 10 0,500 0,367 45,1 46,73119 43,5974 50,7561

51,5 45,5 11 0,553 0,522 45,5 48,18979 44,9836 52,5941 72 51,5 12 0,605 0,689 51,5 49,74734 46,4104 54,6101

39,9 52,4 13 0,658 0,871 52,4 51,44598 47,9164 56,85892 44 55,9 14 0,711 1,074 55,9 53,34571 49,5529 59,42175

38,1 57,2 15 0,763 1,308 57,2 55,53988 51,3963 62,4284 42,5 64,5 16 0,816 1,592 64,5 58,19016 53,5755 66,10758 45,5 65,3 17 0,868 1,958 65,3 61,62138 56,3445 70,92313 65,3 66,5 18 0,921 2,498 66,5 66,66949 60,3517 78,07464 57,2 72 19 0,974 3,624 72 77,20296 68,5822 93,12797

Tableau IV.39 : résultat des Pluies Journalières Maximales de Différentes Fréquences.

Fréqence U.Gumbel Val.théo. Borne inf. Borne sup. Valeur Fréq. théo.

Pér. Ret.

0,9 2,250 64,352 58,520 74,784 64,35 0,90 10,00 0,98 3,902 79,800 70,596 96,854 79,8 0,98 50,00 0,99 4,600 86,331 75,646 106,241 86,331 0,99 100,00

0,999 6,907 107,910 92,249 137,339 107,91 1,00 999,95


104

Figure IV.17 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de Guembel.

0102030405060708090

100

-2 -1 0 1 2 3 4 5

Val

eurs

natu

relle

s

(mode=43,30 gradex=9,35 taille=19 et I.C. à 80%)

Ajustement à une loi de Gumbel du poste pluviométrique N°120101 de Souk Ahras


105

IV.8.3.3 Ajustement à une loi de Gauss :

Tableau IV.41 :Résultat des Pluies Journalière Maximales de Différentes Fréquences Fréqence U.Gauss Val.théo. Borne inf. Borne sup. Valeur Fréq. théo. Pér. Ret.

0,9 1,282 64,0701791 59,7907593 69,7386271 64,07 0,900 10,0 0,98 2,054 73,3333292 67,9471296 80,9456832 73,33 0,980 50,4 0,99 2,327 76,602243 70,7671713 84,9588861 76,6 0,990 99,8

0,999 3,091 85,7607898 78,5782091 96,2926147 85,76 0,999 820,1

n=19 Moyenne=48,7 Ecarttype=11,9917564 I.C. à (en%)=80 U Gauss=1,2817 Tableau IV.40.résultat de l’ajustement des pluies maximales journalières à la loi de Gauss . Valeurs

de Valeurs Ordre de Fréquence Variable Valeur Valeur Borne Borne Depart classées classement expérimentale réduite expérimentale théorique inférieure supérieure 55,9 32,4 1 0,0263 -1,938 32,4 25,4556639 18,1523597 30,6583394 41,4 32,7 2 0,0789 -1,412 32,7 31,7623379 25,7881843 36,2058072 35,4 35,4 3 0,1316 -1,119 35,4 35,2809716 29,9749253 39,3743182 32,7 38,1 4 0,1842 -0,899 38,1 37,9155813 33,0607159 41,7958411 66,5 39,9 5 0,2368 -0,716 39,9 40,1111499 35,5918619 43,8542494 64,5 41,4 6 0,2895 -0,555 41,4 42,0500783 37,7908926 45,7082997 32,4 42,5 7 0,3421 -0,406 42,5 43,8279458 39,7732318 47,4423643 45,1 43 8 0,3947 -0,267 43 45,5033228 41,6084827 49,1092741 52,4 44 9 0,4474 -0,132 44 47,1168212 43,343766 50,7468019 43 45,1 10 0,5000 0,000 45,1 48,7000012 45,0145079 52,3854946

51,5 45,5 11 0,5526 0,132 45,5 50,2831788 46,6531981 54,056234 72 51,5 12 0,6053 0,267 51,5 51,8966772 48,2907259 55,7915173

39,9 52,4 13 0,6579 0,406 52,4 53,5720542 49,9576357 57,6267682 44 55,9 14 0,7105 0,555 55,9 55,3499217 51,6917003 59,6091074

38,1 57,2 15 0,7632 0,716 57,2 57,2888501 53,5457506 61,8081381 42,5 64,5 16 0,8158 0,899 64,5 59,4844187 55,6041589 64,3392841 45,5 65,3 17 0,8684 1,119 65,3 62,1190284 58,0256818 67,4250747 65,3 66,5 18 0,9211 1,412 66,5 65,6376621 61,1941928 71,6118157 57,2 72 19 0,9737 1,938 72 71,9443361 66,7416606 79,2476403


106

Figure IV.18 : Ajustement des pluies journalières maximales à la loi de NORMAL.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

Val

eurs

natu

relle

s

(moyenne=48,70 écart-type=11,99 taille 19 et I.C. à 80%)

Ajustement à une loi Normale du poste pluviométrique N°120101 de Souk Ahras


107

IV.8.3.4 Résultat et conclusion : D’après les graphes ci-dessus, on constate que sur le graphe de l'ajustement à la loi de

Gumbel dont tous les points sont entre les deux bornes (supérieur et inférieur) alors que sur le

graphe d'ajustement à la loi Log Normal et la loi Normale certains points se trouvent hors des

bornes supérieures et inférieures. Donc on peut choisir la loi de Gumbel pour la suite du

calcul.

Tableau IV.42 : Pluies Journalière Maximales de Différentes Fréquences prises pour la suite du

calcul.

Fréquence % 0.9 0,98 0,99 0,999 Période de retour (an) 10 50 100 1000 Pjmax %(mm) 64.35 79,8 86,33 107,91

IV.9 Calcul des intensités pluviométriques : [26]

La précipitation est le facteur le plus variable affectant le ruissellement. La

précipitation est non uniforme, et elle varie en intensité avec le temps et d’un point à autre

durant le même temps.

La généralisation suivante est faite au sujet des précipitations :

- Les plus intenses précipitations arrivent moins fréquemment, les

précipitations distribuées sur de larges superficies sont beaucoup moins

intenses. [26]

- Les précipitations de grande intensité sont de courtes durées. [26]

A l’aide de l’analyse statistique, et des lois d’ajustement connus (Loi normale, loi de

Gumbel , loi de Galton,…. etc.) , des relations ont été établies qui donnent les précipitations

en fonction de leurs fréquences. [26]

L’établissement des courbes IDF est l’une des premières démarches dans les études

hydrologiques pour analyser les événements pluvieux dans une région, ou une zone étudiée,

dont l’intensité des pluies est en fonction de la fréquence et la durée de pluie.

L’approche la plus répandue est la mise en œuvre de la relation entre l’intensité de la

pluie (ou la hauteur de la pluie), la durée de la pluie et la fréquence, à savoir la période de

retour dont il a été appliqué la relation de Montanari : [26]

Pt = Pj(max %) (t/24)b ………………………………………………..…(IV. 41) Pt : pluie à l’instant t

Pj(max %) : pluie journalière maximale de fréquence donnée .

b : Exposant climatique égal à 0.38


108

t : temps considéré.

L’intensité de la pluie de durée t s’obtient selon la formule

It=Pt /t ( mm /h) ………………………………………………………….(IV. 42)

Pour faciliter le calcul des intensités de pluie en fonction de la durée de pluie

uniquement, il est possible d’établir une fonction exponentielle (formule de Montana)

donnant l’intensité de pluie pour une période de récurrence donnée. La fonction est de la

forme : [26]

= ………………………………………………………………..(IV. 43)

a, b : Paramètres à ajuster.

.

A partir des pluies journalières maximales nous calculons les pluies de courte durée de même

fréquence en utilisant la relation de MONTANARI .[26]

b

ctc

TPP jf

=

24max%

…………………………………………(IV. 44)

b : Coefficient climatique = 0,38

Tc : Temps de concentration ; 2.62 Heures

Pjmax : Pluie maximale journalière de fréquence donnée ; mm

Ptc : Pluie de courte durée de fréquence donnée ; mm

Tableau IV.43 : Pluies de courte durée du bassins versants . Fréquence ; % 10 2 1 0,1 Période de retour ; an 10 50 100 1000 Pluie maximale journalière fréquentielle Pjmax ; mm 64,35 79,8 86,33 107,91 Pluie de courte durée Ptc ; mm 27,73 34.39 37.21 46.51 IV.9.1 Intensités moyennes maximales à différentes Fréquences :

La détermination des intensités moyennes maximales pour différentes périodes de retour se

fait par le biais de la formule: [26]

It ,moy ,max(F%)= It max×(t)(-b)................................................................................... (IV.45)

Avec : b : exposant climatique (b=0,38 donné par l'ANRH).

Les différentes valeurs de Pluie de courte durée et leurs intensités à différentes Fréquences

sont données dans le tableau suivant :


109

Tableau IV.44: Pluie de courte durée et leurs intensités à différentes fréquences .

10 ans 50ans 100 ans 1000 ans t Pcd I max imax moy Pcd I max imax moy Pcd I max imax moy Pcd I max imax moy 0,5 14,78 29,56 38,47 18,33 36,66 47,70 19,83 39,66 51,61 24,79 49,57 64,51 1 19,23 19,23 19,23 23,85 23,85 23,85 25,80 25,80 25,80 32,25 32,25 32,25 1,5 22,44 14,96 12,82 27,83 18,55 15,90 30,10 20,07 17,20 37,63 25,08 21,50 2 25,03 12,51 9,62 31,04 15,52 11,93 33,58 16,79 12,90 41,97 20,99 16,13 2,5 27,24 10,90 7,69 33,79 13,51 9,54 36,55 14,62 10,32 45,69 18,28 12,90 3 29,20 9,73 6,41 36,21 12,07 7,95 39,17 13,06 8,60 48,97 16,32 10,75 3,5 30,96 8,85 5,50 38,39 10,97 6,81 41,54 11,87 7,37 51,92 14,83 9,22 4 32,57 8,14 4,81 40,39 10,10 5,96 43,70 10,92 6,45 54,62 13,66 8,06 4,5 34,06 7,57 4,27 42,24 9,39 5,30 45,70 10,16 5,73 57,12 12,69 7,17 5 35,45 7,09 3,85 43,97 8,79 4,77 47,57 9,51 5,16 59,46 11,89 6,45 5,5 36,76 6,68 3,50 45,59 8,29 4,34 49,32 8,97 4,69 61,65 11,21 5,86 6 38,00 6,33 3,21 47,12 7,85 3,98 50,98 8,50 4,30 63,72 10,62 5,38 6,5 39,17 6,03 2,96 48,58 7,47 3,67 52,55 8,08 3,97 65,69 10,11 4,96 7 40,29 5,76 2,75 49,96 7,14 3,41 54,05 7,72 3,69 67,56 9,65 4,61 7,5 41,36 5,51 2,56 51,29 6,84 3,18 55,49 7,40 3,44 69,36 9,25 4,30 8 42,39 5,30 2,40 52,57 6,57 2,98 56,87 7,11 3,23 71,08 8,89 4,03 8,5 43,38 5,10 2,26 53,79 6,33 2,81 58,19 6,85 3,04 72,74 8,56 3,79 9 44,33 4,93 2,14 54,97 6,11 2,65 59,47 6,61 2,87 74,34 8,26 3,58 9,5 45,25 4,76 2,02 56,11 5,91 2,51 60,70 6,39 2,72 75,88 7,99 3,40 10 46,14 4,61 1,92 57,22 5,72 2,39 61,90 6,19 2,58 77,37 7,74 3,23 10,5 47,00 4,48 1,83 58,29 5,55 2,27 63,06 6,01 2,46 78,82 7,51 3,07 11 47,84 4,35 1,75 59,33 5,39 2,17 64,18 5,83 2,35 80,23 7,29 2,93 11,5 48,66 4,23 1,67 60,34 5,25 2,07 65,27 5,68 2,24 81,59 7,09 2,80 12 49,45 4,12 1,60 61,32 5,11 1,99 66,34 5,53 2,15 82,92 6,91 2,69 12,5 50,22 4,02 1,54 62,28 4,98 1,91 67,38 5,39 2,06 84,22 6,74 2,58 13 50,98 3,92 1,48 63,22 4,86 1,83 68,39 5,26 1,98 85,48 6,58 2,48 13,5 51,71 3,83 1,42 64,13 4,75 1,77 69,38 5,14 1,91 86,72 6,42 2,39 14 52,43 3,75 1,37 65,02 4,64 1,70 70,34 5,02 1,84 87,92 6,28 2,30 14,5 53,14 3,66 1,33 65,89 4,54 1,64 71,29 4,92 1,78 89,10 6,15 2,22 15 53,82 3,59 1,28 66,75 4,45 1,59 72,21 4,81 1,72 90,26 6,02 2,15 15,5 54,50 3,52 1,24 67,58 4,36 1,54 73,12 4,72 1,66 91,39 5,90 2,08 16 55,16 3,45 1,20 68,41 4,28 1,49 74,00 4,63 1,61 92,50 5,78 2,02 16,5 55,81 3,38 1,17 69,21 4,19 1,45 74,87 4,54 1,56 93,59 5,67 1,95 17 56,45 3,32 1,13 70,00 4,12 1,40 75,73 4,45 1,52 94,66 5,57 1,90 17,5 57,07 3,26 1,10 70,77 4,04 1,36 76,57 4,38 1,47 95,71 5,47 1,84 18 57,69 3,20 1,07 71,54 3,97 1,33 77,39 4,30 1,43 96,74 5,37 1,79 18,5 58,29 3,15 1,04 72,28 3,91 1,29 78,20 4,23 1,39 97,75 5,28 1,74 19 58,88 3,10 1,01 73,02 3,84 1,26 79,00 4,16 1,36 98,74 5,20 1,70 19,5 59,47 3,05 0,99 73,75 3,78 1,22 79,78 4,09 1,32 99,72 5,11 1,65 20 60,04 3,00 0,96 74,46 3,72 1,19 80,55 4,03 1,29 100,69 5,03 1,61 20,5 60,61 2,96 0,94 75,16 3,67 1,16 81,31 3,97 1,26 101,64 4,96 1,57 21 61,17 2,91 0,92 75,85 3,61 1,14 82,06 3,91 1,23 102,57 4,88 1,54 21,5 61,72 2,87 0,89 76,53 3,56 1,11 82,80 3,85 1,20 103,49 4,81 1,50 22 62,26 2,83 0,87 77,20 3,51 1,08 83,52 3,80 1,17 104,40 4,75 1,47 22,5 62,79 2,79 0,85 77,87 3,46 1,06 84,24 3,74 1,15 105,30 4,68 1,43 23 63,32 2,75 0,84 78,52 3,41 1,04 84,95 3,69 1,12 106,18 4,62 1,40 23,5 63,84 2,72 0,82 79,16 3,37 1,01 85,64 3,64 1,10 107,05 4,56 1,37 24 64,35 2,68 0,80 79,80 3,33 0,99 86,33 3,60 1,08 107,91 4,50 1,34


110

Figure IV.19 :Courbe Intensité-Durée-Fréquence.

Figure IV.20 : Courbe Pluies de courte durée fréquentielle.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30

inte

nsité

mm

/h

temp (h)

10ans

50ans

100ans

1000ans

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0 5 10 15 20 25 30

préc

ipita

tion

(mm

)

temps (h)

10ans

50ans

100ans

1000ans


111

IV.9.2 Détermination des débits instantanés : IV.9.2.1 Débit journaliers moyens de différentes fréquences du bassin versant :

IV.9.2.1.1 Relation de SAMIE : [26]

4.86

...max%

%

aKSrPQ

jf

jf

= ……………………………………………(IV. 46)

Ou :

jfQ

% : Débit moyen journalière fréquentielle ;

r : Coefficient de ruissellement instantané de crue

max%

jf

P : Précipitation journalière maximale pour une fréquence donnée , mm

S : Surface du bassin versant ; Km2

Ka : coefficient d’amortissement de crue valant 0,8

Tableau IV.45. Débit journaliers moyens de différentes fréquences .

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0.1 Pluie maximale journalière fréquentielle Pjmax ; mm 64,35 79,8 86,33 107,91 Coefficient de ruissellement 0.65 0.7 0.75 0.9 Débit moyen journalier fréquentielle ; m3/s 2,79 3,73 4,42 6,48

IV.9.2.2 Débit Instantanés de Crues de Diverses Fréquences du bassin versant :

IV.9.2.2.1 -Relation de Fuller : [26]

+= 3.0%

66.21.% S

QQ jf

f ………………………………………………(IV. 47)

Tableau IV.46 : Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de Fuller.

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0.1 Débit moyen journalier fréquentielle ; m3/s 2,79 3,73 4,42 6,48 Débit instantanés de crues de diverses fréquences ; m3/s 6,89 9,21 10,67 16,01


112

IV.9.2.2.2 Relation de Giandotti : [26]

c

tcf TP

PQQjf

j.24.

max%

%% = ………………………………………(IV. 48)

Tableau IV.47: Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences

Relation de Giandotti

Fréquence ;% 10 2 1 0.1 Période de retour ; an 10 50 100 1000 Pluie maximale journalière fréquentielle ;mm 64,35 79,8 86,33 107,91 Pluie de courte durée fréquentielle ; mm 27,73 34.39 37.21 46.51 Débit moyen journalier fréquentielle ; m3/s 2,79 3,73 4,42 6,48 Débit instantanés de crues de diverses fréquences ; m3/s 11,013 14,725 17,451 26,374

IV.10.2.2.3 Relation de Turazza : [26]

c

tcf T

rSPQQ j

f .3.6..

%% = ……………………………………(IV. 49)

Tableau IV.48: Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de Turazza

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0.1 Coefficient de ruissellement instantané ; r 0.65 0.7 0.75 0.9 Pluie de courte durée fréquentielle ; mm 27,73 34.39 37.21 46.51 Débit moyen journalier fréquentielle ; m3/s 2,79 3,73 4,42 6,48 Débit instantanés de crues de diverses fréquences ; m3/s 21,95 39,18 53,83 122,02

IV. 9.2.2.4 Formule de Sokolovski : [26]

ctmt

fsrtcpPpQ

==

...%.28,0%max, …………………………………………(IV. 50)

Avec : S : Surface du bassin versant en Km² ;

f : Coefficient de forme de la crue ;

tc : Temps de concentration en h ;

P tc %,: précipitation en mm, de probabilité p% correspondant à un temps tc ;

0.28 : coefficient de changement d’unité ;

r : coefficient de ruissellement pour la crue probable.

Le coefficient de forme de la crue peut être calculé par la formule : [26]

(IV.51) ....................................................................................................34

12γ+

=f


113

• Pour des petits bassins non boisés, sol peu perméable, on a : 5.22 ÷=γ [26]

• Pour bassin boisé, sol perméable on a : 43÷=γ [26]

Le coefficient de ruissellement est pris égal à 2=γ .

2,12*34

12=

+=f ………………………………………………………….(IV. 52)

fT

rSPQ

c

tcf .

..28.0% = ……………………………………………………………..(IV. 53)

f : coefficient de la forme de crue = 1,2

Tableau IV.49 : Débit Instantanés de Crues de Diverses fréquences Relation de Sokolovsky

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0.1 Coefficient de ruissellement instantané ; r 0.65 0.7 0.75 0.9 Pluie de courte durée fréquentielle ; mm 27,73 34.39 37.21 46.51 Débit instantanés de crues de diverses fréquences ; m3/s 16,65 22,24 25,78 38,67

Tableau IV.50 :Récapitulatif des Débits Instantanés de Crues de Diverses fréquences

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0,1 Relation Fuller 6,89 9,21 10,67 16,01 Relation Giandotti 11,01 14,72 17,45 26,37 Relation Turazza 21,95 39,18 53,83 122,02 Relation Sokolovsky 16,65 22,24 25,78 38,67

IV.9.2.3 Résultat et conclusion :

D’après les résultats récapitulés dans le tableau ci -dessus on remarque que les valeurs

obtenues avec la relation de Fuller sont sous estimés alors que les valeurs obtenues avec la

relation de Turazza sont surestimés donc on prend les valeurs de Giandotti et Sokolovsky . Tableau IV.51 :Résultat des débits de projet pour différentes fréquences

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0,1 Relation Giandotti 11,01 14,72 17,45 26,37 Relation Sokolovsky 16,65 22,24 25,78 38,67 Débit moyen 13.83 18.48 21.61 32.52 Débit du projet 16,65 22,24 25,78 38,67

On constate que le les valeurs des débits calculés par la relation Sokolovsky sont proches

de la moyenne,

donc nous adoptons la relation de Sokolovsky pour le calcul des débits de projet.


114

IV.9.3 Hydrogramme Unitaire de Crue :

La formule de l’hydrogramme de crue est obtenue par la méthode de Sokolovsky qui

assimile l’hydrogramme de crue à deux équations, l’une pour la phase de montée en crue et

l’autre pour la phase de décrue. [26]

Equation de montée : 2

%

=

c

mfm T

TQQ ……………………………………..(IV. 54)

Tc=2.62 h.

Equation de décrue : 3

% ..

−=

c

dCfd T

TTQQ

γγ ………………………………(IV. 55)

γ =2 : Hydrogramme de crue de forme triangulaire Tableau IV.52 : L'hydrogramme de crue Tm(h) Q10%=16,65 Q2%=22,24 Q1%=25,78 Q0,1%=38,67

0,25 0,15 0,20 0,23 0,35 0,5 0,61 0,81 0,94 1,41

0,75 1,36 1,82 2,11 3,17 1 2,43 3,24 3,76 5,63

1,25 3,79 5,06 5,87 8,80 1,5 5,46 7,29 8,45 12,68

1,75 7,43 9,92 11,50 17,25 2 9,70 12,96 15,02 22,53

2,25 12,28 16,40 19,01 28,52 2,5 15,16 20,25 23,47 35,21

2,62 16,65 22,24 25,78 38,67 2,75 14,29 19,09 22,13 33,19

3 10,41 13,90 16,11 24,17 3,25 7,30 9,75 11,30 16,94 3,5 4,88 6,51 7,55 11,33

3,75 3,06 4,09 4,74 7,11 4 1,77 2,36 2,73 4,10

4,25 0,90 1,20 1,39 2,09 4,5 0,38 0,50 0,58 0,87

4,75 0,11 0,15 0,17 0,25 5 0,01 0,02 0,02 0,03

5,24 0,00 0,00 0,00 0,00


115

Figure IV.21 : Hydrogramme des crues du bassin versant.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

0 1 2 3 4 5 6

débi

t(m

3/s)

temps (h)

Q10%=16.65 m3/s

Q2%=22.24 m3/s

Q1%=25.78 m3/s

Q 0.1%=38.67 m3/s


116

IV.9.4 Calcul du volume fréquentiel des crues :

Les volumes de crue pour différentes fréquences calculés d’après l’équation et les

hydrogrammes sont récapitulés dans le tableau ci après : [26]

1000

..8.1 % bft

TQV = ………………………………………(IV.56)

Ou :

Vt : volume de crue ; Hm3

Tb = 3.Tc……………………………………………...(IV.57)

Qf% : débit de projet fréquentielle ; m3

Tableau. IV.53: Volume de Crue de Diverses fréquences

Fréquence ; % 10 2 1 0,1 Période de retour ; an 10 50 100 1000 Débit du projet 16,65 22,24 25,78 38,67 Volume de crue ; Hm3 0.23 0.314 0.36 0.55


117

IV.10 Etude de laminage des crues.

IV.10.1 Rappel de l’étude des crues Tableau IV.54 :Débits Instantanés de Crues de Diverses fréquences du projet

Période de retour ; an 10 50 100 1000 Fréquence ; % 10 2 1 0,1 Débit du projet (m3/s) 16,65 22,24 25,78 38,67

Après l’identification des crues et la définition de leurs paramètres représentatifs, nous

décrivons à présent les conditions hydrologiques de l’amortissement des crues et en

particulier l’effet de laminage engendré par la retenue qui réduit le volume et la pointe des

débits instantanés déversés par l’évacuateur.

La définition de la longueur définitive de l’évacuateur de crue est un problème en relation

avec l’avant projet. De ce fait, l’étude du laminage de crue a été réalisée pour des valeurs

variables de longueurs du déversoir. [26]

IV.11.2Paramètres utilisés dans le calcul de laminage :

Nous utilisons un programme de calcul qui travaille sous DOS appellé BAR1 qui nous aide

à calculer le débit laminé.

* Niveau normal de la retenue =694 ,20 m NGA ;

*Capacité totale de la retenue = 0,346 hm3 ;

*Cote maximale =697 m NGA ;

*Volume maximal =0,62 hm3(la cote maximale qui lui correspond(le volume

maximal est tiré de la courbe Hauteur /surface / capacité. ) ;

*Temps de concentration=2,62 heures ;

* γ =2 coefficient de la forme triangulaire de la crue.

IV.11.3 Type de déversoir :

Le déversoir considéré est du type droit avec un coefficient de débit égal à 0,40.

L’expression du débit sortant est donnée par la relation suivante: [26]

Q(T)=µd* [ ] 23

critHH(T)*B*2g − ………………………………………………………(IV. 58)

Avec,

B : longueur du déversoir, m

Hcrit : cote du seuil du déversoir, m NGA

H(T): variation de la lame d’eau au-dessus du seuil du déversoir, m NGA

Q(t) : variation du débit laminé, m3/s.

µd :coefficient du débit .


118

et les résultats de laminage de crue pour les différentes longueurs de déversoir

considérées (3 ;4 ; et 5 m) sont :

type du Déversoir : Droit

Courbe : Linéaire

Temps de concentration : 2.62 heures

γ =2

Hauteur max : 697.00m , NGA

Volume correspondant : 0.62 Hm3 Q10%=16,65 m3/s

B=4 m Tableau IV.55 :laminage des crues pour 10% et B=4m

T(min) Q(m3/s) Qo laminé (m3/s) volume de la crue(hm3) cote Hb (m NGA) 0 0 0 0,35 694,2

15 0,15 0 0,35 694,2 30 0,61 0 0,35 694,2 46 1,43 0,01 0,35 694,21 61 2,51 0,04 0,35 694,23 76 3,89 0,11 0,36 694,26 91 5,58 0,24 0,36 694,3

106 7,57 0,47 0,37 694,36 121 9,86 0,83 0,37 694,44 136 12,46 1,37 0,38 694,53 151 15,36 2,13 0,39 694,65 166 15,29 3,08 0,41 694,77 181 13,15 3,91 0,41 694,87 196 11,22 4,57 0,42 694,95 211 9,48 5,05 0,43 695 226 7,94 5,36 0,43 695,03 241 6,57 5,51 0,43 695,05 255 5,44 5,55 0,43 695,05 270 4,39 5,49 0,43 695,04 285 3,48 5,35 0,43 695,03 300 2,71 5,15 0,43 695,01 315 2,06 4,91 0,43 694,98 330 1,52 4,65 0,42 694,96 346 1,09 4,37 0,42 694,92 360 0,74 4,09 0,42 694,89 375 0,48 3,82 0,41 694,86 390 0,29 3,55 0,41 694,83 405 0,16 3,3 0,41 694,8 420 0,07 3,07 0,41 694,77 435 0,03 2,85 0,4 694,75 450 0,01 2,65 0,4 694,72 465 0 2,47 0,4 694,7


119

Temps Max : 255.00 Min

Qo Max : 5.55 M3/s

Vb Max : 0.43 Hm3

Hb Max : 695.05 M,NGA

Figure IV.22 :Hydrogramme des débits entrants et sortants pour B=4m.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500

débi

t(m3/

s)

Temps (min)

laminage de crue Q10%=16.65 m3/s ;B= 4 m

Débit du projet Q10%=16,65débit laminé Qo=5.55 m3/s


120

Q1%=25.78 m3/s

b=4m

Tableau IV.56 : laminage du crue pour 1% ET B=4m

T(min) débit Q(m3/s) débit laminé

Q(m3/s) volume de la

crue(hm3) cote Hb (m

NGA) 0 0 0 0,35 694,2

15 0,23 0 0,35 694,2 30 0,94 0 0,35 694,1 46 2,21 0,02 0,35 694,22 61 3,88 0,08 0,35 694,25 76 6,03 0,21 0,36 694,3 91 8,64 0,46 0,37 694,36 106 11,72 0,89 0,37 694,45 121 15,27 1,57 0,39 694,57 136 19,3 2,58 0,4 694,72 151 23,79 3,99 0,42 694,9 166 23,68 5,73 0,43 695,09 181 20,36 7,21 0,45 695,25 196 17,36 8,34 0,46 695,37 211 14,68 9,1 0,46 695,45 226 12,29 9,54 0,47 695,5 241 10,17 9,71 0,47 695,53 255 8,43 9,66 0,47 695,54 270 6,8 9,43 0,47 695,53 285 5,39 9,08 0,46 695,52 300 4,19 8,64 0,46 695,49 315 3,19 8,14 0,46 695,45 330 2,36 7,61 0,45 695,41 346 1,68 7,07 0,45 695,36 360 1,15 6,54 0,44 695,31 375 0,75 6,03 0,44 695,27 390 0,45 5,54 0,43 695,22 405 0,25 5,09 0,43 695,17 420 0,11 4,68 0,42 695,13 435 0,04 4,3 0,42 695,09 450 0,01 3,96 0,42 695,05 465 0 3,65 0,41 695,01

Temps Max : 244.00 Min Qo Max : 9.71 M3/s Vb Max : 0.47 Hm3 Hb Max : 695.54 M,NGA


121

Figure IV.23 :hydro gramme de débit enteront et sortons pour B=4m.

0

5

10

15

20

25

30

0 100 200 300 400 500

Débi

t m3/

s

temps (min)

laminage de crue Q1%=25,78 m3/s ;B= 4 m

débit de projet Q=25,78(m3/s)

débit laminé Q=9,71(m3/s)


122

Q1%=38.67 m3/s

B=4

Tableau IV.57 :laminage du crue pour0.1% ET B=4m

T(min) débit Q(m3/s) débit laminé

Q0(m3/s) volume de la

crue(hm3) cote Hb (m

NGA) 0 0 0 0,35 694,2

15 0,35 0,01 0,35 694,2 30 1,41 0,04 0,35 694,21 46 3,31 0,14 0,36 694,23 61 5,82 0,38 0,36 694,27 76 9,04 0,38 0,36 694,34 91 12,96 0,83 0,37 694,4 106 17,58 1,61 0,39 694,57 121 22,91 2,83 0,4 694,74 136 28,94 4,62 0,42 694,95 151 35,68 7,11 0,45 695,2 166 35,51 10,13 0,74 695,47 181 30,54 12,62 0,49 695,67 196 26,05 14,41 0,5 695,81 211 22,02 15,54 0,51 695,89 226 18,43 16,09 0,52 695,93 241 15,26 16,16 0,52 695,93 255 12,64 15,89 0,51 695,91 270 10,2 15,33 0,51 695,87 285 8,08 14,57 0,51 695,82 300 6,29 13,69 0,5 695,75 315 4,78 12,74 0,49 695,68 330 3,53 11,76 0,48 695,6 346 2,52 10,8 0,48 695,52 360 1,73 9,87 0,48 695,52 375 1,12 8,99 0,47 695,45 390 0,68 8,17 0,46 695,3 405 0,37 7,42 0,45 695,23 420 0,17 6,74 0,44 695,17 435 0,06 6,13 0,44 695,11 450 0,01 5,59 0,43 695,05 465 0 5,11 0,43 695

Temps Max : 246.00 Min

Qo Max : 16.19 M3/s

Vb Max : 0.52 Hm3

Hb Max : 695.93 M,NGA


123

Figure IV.24 :.hydro gramme de débit enteront et sortons pour B=4m.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500

Débi

t m

3/s)

temps (min)

laminage de crue Q 0,1%=38,67 m3/s ;B= 4 m

débit de projet Q=38,67(m3/s)

débit laminé Q=16,19(m3/s)


124

V.10.4.Résultats et conclusion : Tableau IV.58 : laminage pour une longueur du déversoir de 4 ml.

Q=10%=16.67 m3/s Longueur du déversoir (m)

Temps de laminage (min)

Débit laminé Q0 (m3/s)

Volume de la crue (Hm3)

Cote maximale(PHE m ; NGA)

Cote du niveau normal (m ; NGA)

Hauteur déversée (m )

Réduction du débit de la crue %

4 255 5,55 0,43 695,05 694,20 0.85 33.3

Q=1%=25.78 m3/s Longueur du déversoir (m)




Cote maximale ( PHE m ; NGA)




4 244 9.71 0.47 695.43 694,20 1.23 37.66

Q=0,1%=38.67 m3/s Longueur du déversoir (m)




Cote maximale (PHE m ; NGA)




4 246 16.19 0.52 695.93 694,20 1.73 41.86 * Niveau normal de la retenue collinaire : 694.20m NGA

* Surface inondée : 8,20 ha

* Niveau des plus hautes eaux : 695.43 m NGA

* Surface immergée : 9,8 ha

* Niveau mort : 688.90 m NGA

* hauteur déversé (hmax) : 1,23 m

* Longueur du déversoir d’orage(B) : 4,0 m

* Volume total du réservoir : 346000 m3

* Volume mort : 64885 m3

* Volume utile : 281115 m3


125

IV.11 Conclusion : Le but du calcul hydrologique pour la conception d’un ouvrage hydraulique c’est de définir

le débit du projet, la capacité totale, le volume mort et les cotes correspondantes à chaque

volume , à savoir la propagation de la crue dans le temps ce qui nous permet le

dimensionnement de l’ouvrage projeté.


Chapitre V

ETUDE DE

CONCEPTION DE LA

DIGUE

CHAPITRE V ETUDE DE CONCEPTION DE LA DIGUE

126

V.1 Introduction :

Après avoir arrété le débit de crue de projet ainsi que le débit laminé , le volume total de la

retenue et sa cote , le volume mort et sa cote;on’a vérifié que les berges gauche et droite de

l’axe de l’ouvrage sont stables (pas de glisement de terrain ),vu les paramétres

géotechniques et la disponibilité des argiles au niveau de la cuvette tout cela valide la

construction d’un barrage en terre.

De point de vue hydrologique,géologique et géotechnique le site de la retenue collinaire

sur oued El magroune commune de Mrahna est faisable. Nous procédons dans ce chapitre à

la conception de l’ouvrage et ces annexes.

V.2. Dimensionnement de La digue:

V.2.1 Niveau en crête de la digue:

Le niveau en crête de la digue sera fixé par dessus le niveau des plus hautes eaux PHE

1%, en ajoutant une revanche absolue R. [13]

.....(V.1)................................................................................R.........PHEcr +∇=∇

V.2.1 .1Revanche :

C’est la tranche comprise entre la cote des plus hautes eaux et la crête du barrage, elle

protège. [12]

le barrage contre la submersion et compense le tassement du barrage après réalisation.

D'après DESIGN OF SMAL DAMS[12]:

.....(V.2)......................................................................g

VHR V 275,0

2

+=

Où

Hv : La hauteur des vagues en m.

V : Vitesse de propagation des vagues m/s

V : vitesse des vagues est données par GAILLARD.[12]

V= 1,50 + 2HV (m/s)…………………………..……….………(V.3)

D’après MALLET et PAQUANT: L0,330,5HV += en (m) …………...……(V.4)

Où L- est la longueur du FETCH. en (Km) = 0,5 Km

N.B : Nous utilisons ces formules pour des longueurs du FETCH ≤ 18 Km.

Hv =0,73 m


127

D’après STEVENSON : 4260340750 L.L..HV −+= en (m) …………(V.5)

Hv =0.77 m.

D’après MOLITOR : 4270340750 L.L..HV −+= en (m) ………….(V.6)

Hv =0.76m .

Méthode simplifier : LR 30.01+= en (m) …………………………(V.7)

R =1.21 m

Tableau V.1 : Résultats obtenus par Différentes Relations.

.

Formule utilisé

Hauteur des

vagues

Vitesse (m/s)

Revanche (m)

STEVENSON 0,77 3.04 1.05 MALLET ET PAQUANT 0.73 2.96 0.98

MOLITOR 0,76 3.02 1.03 SIMPLIFIER - - 1.21

V.2.1 .2 La hauteur du barrage :

PHE 1% Niveau des plus hautes eaux = 695,43 m NGA.

Niveau minimal du talweg = 682 ,00 m NGA.

Pour plus de sécurité on prend une revanche =1 ,5 m

Rcr PHE +∇=∇ = 695,43+1,50 = 696,93m NGA.

on pend pour cote en crête 696.93 m NGA.

La hauteur du barrage (digue) est : 696.93 – 682= 14,93 m

On prend comme hauteur de la digue = 15 m

Tableau V.2 :Résultat de calcul

Désignations

L (Km)

Hv

(m)

V (m/s

)

PHE 1% mNGA

PHE0.1% mNGA

∇Crète calculée

m NGA

∇Crète proposée

m NGA

∇minimale

m NGA

Hauteur du

barrage (m)

Variante Retenue

0.5 0,77 3.04 695,43 695,93 696,93 697.00 682,00 15 ,00

Même au passage de la crue millénaire dont le niveau atteint PHE 0.1% =695,93 m la

sécurité de l’ouvrage est assure (niveau de Crète =697,00 m)


128

V.2.2 Largeur en crête de la digue:

La largeur en crête de la digue, doit assurer une sécurité suffisante contre tous risque de

submersion par les vagues aussi, elle doit assurer une circulation facile le long de la crête

de la retenue collinaire .[26]

La largeur en crete peut etre évaluée à l’aide des formules suivantes :

Hb 65.1C = T.T KNAPPEN………………………... (V.8)

11.1 C += Hb E.F PREECE…………………………… (V.9)

Hbb *3/1 C = FORMULE ITALIENNE…………….(V.10)

36.3bc 3 −= H FORMULE SIMPLIFIE……………....(V.11)

H*3/5bc = FORMILE PRATIQUE………….... (V.12)

H: hauteur de la retenue collinaire.

Tableau V.3 : Largeur en crête de la digue

Par Différentes Relations. FORMULE UTILISE LARGEUR EN CRETE

DU BARRAGE "m"

Formule de KNEPEN 6,39

Formule de E.F FREECE 5,26

Formule ITALIENE 5,00

Formule SIMPLIFIE 5.88

Formule PRATIQUE 6,45

Pour une bonne circulation des engins sur la crête de la retenue collinaire, nous avons

adopté une largeur sur la Crète de la digue. = 6,0 m.

A la cote en crête =697 ,00 m la Longueur en crête de la digue L = 281.00 m.

V.3 Pentes des talus amont et aval de la digue:

Les pentes des talus de la retenue collinaire en terre sont fixées par les conditions de

stabilité mécanique du massif et de ces fondations.

Le tableau ci-après donne des valeurs des pentes, que nous allons confirmées par une

étude de stabilité .[9]


129

Tableau V.4 : Fruits des talus en fonction de la hauteur de la digue. [9]

Hauteur de la digue

Pente des Talus

Amont aval <5

5-10 10-15 15-50 >50

2-2,5 2,25-2,75 2,5-3,0 3,0-4,0 4,0-5,0

1,5-1,75 1,75-2,25 2,0-2.5 2,5-4,0 4,0-4,5

Le barrage en étude est de 15 m d’hauteur donc on opte pour les pentes des talus

suivantes :

• Pente du talus amont : 1/3.

• Pente du talus aval : 1/2,50.

V.3.1 Protection des talus de la digue:

V.3.1.1 Protection du talus amont:

Ø 1ere méthode : (utilisé par U.S Army)

L’épaisseur minimum de la couche de l’enrochement ainsi que les dimensions minimales

de blocs sont données sous forme d’un tableau ,en fonction de la hauteur des vagues (hv)

Tableau V.5 : Dimensions minimales des blocs en fonction de la hauteur des vagues et l’épaisseur

de la couche.

Hauteur des vagues (hv)m

Epaisseur minimale de couche D’enrochement : min (m)

Dimensions minimales des blocs D50min (m)

0,60-0,1,20 0,45 0,30

D50min (m) la moitie des blocs (50%)de l’enrochement =0.3 m

La hauteur des vagues hv 0,77 m par conséquent a partir du tableau ci-dessus on a :

e min=0.45m ; D50 min =0.30 m.

Ø 2eme méthode :

les dimensions de l’enrochement peuvent etre determinées théoriquement en fonction des

vagues (hv) et de leur vitesse de propagation (v) par la formule suivante :

e= C.V2……………………………………………….............(V.13)

e: épaisseur d'enrochement.


130

V: vitesse de propagation des vagues (m/s)

C: coefficient dépendant du poids spécifique (δ) du matériau d’enrochement et de la pente

du talus

La valeur de (c) est donnée par le tableau suivant : Tableau V.6 :Les Valeurs de coefficient dépendant pour différent poids spécifiques [utilisé par

U.S Army Pentes des talus Valeur de C pour différent

poids spécifiques δ= 2,50 δ= 2,65 δ= 2,80

1:3 0,028 0,025 0,023 1:2 0.031 0.028 0.026

1:1.5 0.036 0.032 0.030 1:1 0.047 0.041 0.038

pour hv =0.77 on a trouvé la vitesse de propagation des vagues V= 3.04 m/s.

pour notre cas , on utilise des blocs d’un poids spécifiques :

δ = 2,65 => C = 0,025

e= 0,025(3.04)2= 0.23104 m

la moitie de l’enrochement doit être constituée d’élément d’un poids unitaire « P » tel que

P > 0,52*e3*δ............................................................................(V.14)

P = 0.01699 tonne.=0.017 tonne =17 kg

Les valeurs adoptées sont:

ü Épaisseur de la couche d’enrochement e= 45 cm ;

ü Le diamètre d’une pierre réduite en sphère D50 =30 cm ;

ü Poids volumique des pierres δ=2.65t/m3 ;

ü Le poids de 50 % de l’enrochement P =0.017tonne.

V.3.1.2 Protection du talus aval:

Le talus aval sera protégé par la terre végétale qui sera gazonnée sur une épaisseur de

25 cm pour lutter contre l'érosion

V.4 Tassement de digue:

Le tassement de la digue dépend essentiellement des caractéristiques géotechnique des sols

de la retenue collinaire et de la fondation qui se traduit par:

- Déformation du tassement sous l'effet de son propre poids.

- Déformation du tassement sous l'effet de la pression de l'eau.

- Déformation de la fondation.

Pour les retenues collinaires de faible hauteur, la valeur du tassement est prise

généralement (0,5 - 1,5) % de la hauteur de la digue. [30]


131

Pour notre cas: Hb=15 m

t= 0,015 Hb………………………………………………………….(V15)

t = 0,225 m.

On prend la valeur du tassement t= 22.5 cm, donc pendant la construction, on devra

prévoir une contre fleche de 45 cm, c’est a dire 22.5*2=45cm au milieu de la digue.

V.5 Etude des Infiltrations:

V.5.1 Système de drainage :

Le choix du type de drain s'est fait sur la base de deux réalités :

1.Une fondation renfermant des pressions interstitielles .

2.Le talus aval du barrage est toujours sous menace des déformations dues aux

pressions (sous-pressions et pressions interstitielles)et aux infiltrations si certaines mesures

ne sont pas prises. [30]

Afin d’éviter le danger qui peut être cause par ces deux réalités, on prévoit un

dispositif drainant qui permet à la fois de dissiper les pressions interstitielles renfermées

par la fondation et d'intercepter le débit de fuite sans dégâts.

Le dispositif drainant le plus approprie pour remplir ces fonctions est le tapis drainant

appelé drain horizontal qui est constitué par couches de salbe et graviers appellé aussi le

filtre inverse. [30]

Ce drain est relié à un drain prisme incorporé situé au pied du talus aval. Ce prisme de

drainage est constitué d’un massif de forme triangulaire en enrochements et de couches

drainantes en sable et graviers du coté intérieur du remblai. [30]


132

m=3m=2.5

m=2.0m=1.6682.00

681.80

678.80

697.00mN.G.ACote en crete

682.00681.20

NNR =694.2 mNGA

NPHE =695.43 mNGA

niveau mort =688.9 mNGA

679

681

683

685

687

689

691

693

695

697696

694

692

690

688

686

684

682

680

685.00

682.00

Figure V.1 :Dimensionnement de la digue


133

V.5.2 Dimensionnement du prisme de drainage :

V.5.2.1 Hauteur : [32]

Hp =(0.15 ÷ 0.2) Hb…………………………………………………………………...(V.16)

Hp – hauteur du prime.

Hb – hauteur du barrage = 15 m.

Hp = 0.2 *15 = 3,00 m.

On opte pour Hp = 3,00 m.

V.5.2 .2 Fruits du talus du prisme :

m1= (1….1.75) talus amont du coté des remblais. [32]

on prend m1= 1,6.

m2 = (1.5 ÷ 2.5) talus aval du coté de l’oued.

on prend m2= 2,0.

c) largeur en crête du prisme ;bp : [32]

bp =(1/3 ÷ 1/4) Hp……………………………………………………….…….(V.17)

On prend bp = 0.3 *3 = 0.90.

On adopte bp = 1.0 m.

d) largeur en base du prisme Bp : [32]

Bp= ( m1+m2 )*Hp + bp……………………………………………………..….(V.18)

= (1,6+2)*3+1=11,8 m.

Bp=11,8 m.

Le prisme aval est arrêté à la côte 685.00 mNGA et d’une longueur de 59,0 m


134


NNR =694.2 mNGANPHE =695.43 mNGA

Hp

HbHe

679

681

683

685

689

691

693

695

697696

694

692

690

688

686

684

682

680

bp

Figure V.2 : Dimensionnement du prisme de drainage


135

Niveau mort =688.9 mNGA

681.20

NNR =694.2 mNGA NPHE =695.43 mNGA

678.80682.00681.80

685.00

697

m=3 m=2.5

cote en crete

682m=2.0m=1.6

A

B

C

D

EF

T.N

G

profil type de la digue(coupe en travers a l'axe)échelle 1/100

remblais argileux compacté

682

m=1 m=1

Figure V.3 :profile type de la digue


136

Remblais argileux

Sable grossier e = 0.10m

Gravier 15/25 e = 0.10mgravier 8/15 e = 0.10m

Enrochement e = 0.45m

Sable fin e = 0.10m

697.00mN.G.A

Gravier 15/25 e = 0.25msable fin e = 0.20m

m=2.5

m=1.6

Sable Fin e = 0.20 mGravier e = 0.20 m

Sable Grossier e = 0.20 mGravier 15 / 25 e = 0.40m

Sable fin e = 0.20 m

Sable Grossier e = 0.20 mSable fin e = 0.20m

Détail "A" Echelle 1/20

m = 3

m = 3

Détail "B" Echelle 1/20

Détail "C" Echelle 1/20

cote en crete

Terre végétal e = 25cm

Détail "E" Echelle 1/50

Détail "F" Echelle 1/50

Détail "G" Echelle 1/5

T.N

Béton légèrement armé en tre uillis soudé ep=10 cmgros béton ep =5 cm

Détail "D" Echelle 1/50

Figure V.4 :Détails de la digue.


137

V.6 Calcul de la longueur du tapis filtrant : [32]

Lt.f= 1/5 *Bb……………………………………………………………...(V.19)

Bb – largeur de la base de la digue.

Bb= Hb*(m1 + m2 ) + b……………………………………………………(V.20)

Lt.f: Longueur du tapis filtrant

Bb : largeur en crête du barrage.

Bb = (3 + 2,5 )*15 + 6 = 88,5 m.

Lt.f = 1/5 *88;5 = 17,7 m.

On adopte Lt.f = 17,7 m.

V.6.1 Les filtres :

Les filtres sont une succession de couches de granulométrie très variée et constituent.

Le drain. Ils sont situes:

*au pied aval du barrage.

*au contact fondation-digue.

*entre la protection du talus amont et la recharge. [32]

V.6.2 Infiltration :

L'objectif de cette partie est de déterminer :

1. La zone submergée du corps de la digue.

2. Le trace de la ligne de saturation.

4. Le débit de fuite a travers le corps du barrage. [32]

V.6.3 Hypothèse de calcul :

Il s'agit tout d'abord de déterminer la ligne de saturation dans le noyau dont le calcul

suppose les hypothèses suivantes :

• que le sol est homogène et isotrope, c'est à dire que la perméabilité horizontale est

identique a la perméabilité verticale.

• que la ligne phréatique suit la loi de la parabole de Kozeny.

• que le calcul se fera pour la section critique du remblai.

La parabole de la courbe de Kozeny s'écrit comme suit : [29]

)21.(........................................ V

+=

KQ2x

KQy 2

q= K.Y0…………………....................................................................(V.22)

q : débit d’infiltration,


138

K : coefficient de perméabilité.

K= 2,02.10-9 cm/s

Y2=Yo2 +2*X*Yo.......................................................................... (V.23)

Yo = ( √ H 2 + d 2 - d )…………………………………………(V.24)

H=He = 12,20 m hauteur de l’eau du barrage.

S= m1* He……………………………………………...……….(V.25)

m1=3m

S= 3*12,20 = 36.6 m.

d=0.3*S + Lc……………………………………………………(V.26)

Lc= La + Lb.

La = (m1*(cote en crête – cote du niveau normal ) +br/2……...(V.27)

br : largeur en crête de la digue égal 6.0 m.

La =3 *(697-694,2) +6/2 = 11,4 m.

Lb est déterminé graphiquement de l’axe de la digue jusqu’au début du tapis filtrant

Dans notre cas Lb =10. 5 m.

Donc Lc = La + Lb = 11,4 + 10,5 = 21,9 m.

d=0,3*S + Lc…………………………………………………….(V.28)

d = 0,3*36,6 + 21.9 = 32,88 m.

d = 32,88 m.


139

88 m

0X

NNR =694 .2 mNGA

niv eau mort =688 .9 mNGA

88 m

0X

La

Lb

br

Lc

C OTE EN C R ETE

697.00mN.G.A

685.00

682.00

NPHE =695.43 mNGA


682.00

Figure V.5 : Dimensionnement Lc,Lb,La.


140

Yo = ( (H 2 + d 2 )0.5- d )……………………………………….(V.29)

Yo =( (12,20 2 + 32,88 2 )0.5- 32,88)= 2,19.

Yo = 2,19 m .

Y2=2,192 +2*X*2,19.

Y 2 = 4,79+ 4,38* X Equation générale de la ligne phréatique.

Tableau V.7 : Les coordonnées de la courbe de saturation .

X Y X Y 0 2.19 18 9.14 2 3.68 20 9.61 4 4.72 22 10.06 6 5.57 24 10.48 8 6.31 26 10.89 10 6.97 28 11.29 12 7.57 30 11.67 14 8.13 32 12.04 16 8.65 32.88 12.20

V.6.2.1 Calcul du debit de fuite :

Le débit de fuite a travers le barrage est déterminé par la formule suivante : [32]

q=K. Zo=K(H2+d2)1/2-d……………………………………................(V.30)

sachant que :

k : coefficient de perméabilité ;

H=He ;

Zo=yo,

K=2,02.10-9m/s ;

q= 4,4238.10-9 m2/s ;

Le débit total a travers le barrage sera :

L=88m

Q=q.L =4,4238.10-9 *88= 3,893 *10-7m3/s.

Le débit de perte en une année sera :

Qan= 3,893 *10-7*31536000=1227,69 m3/an.

Qan=12,28 m3/an.

Cette valeur de débit de fuite est sensiblement négligeable par rapport au débit de fuite

admissible.


141

équation génèrale de la ligne ph réatique+

6,31Y

X

3,68

20

2,19 4,72 5,57

4 86

Y2

= 4,79

11,679,618,13

14

6,97 7,57

10 12

9,148,65

1816

X*4,38

10,48

2420 22

10,06 10,89 11,29

26 28 30

12,04 12,20

32 32,88

88d=32.88 m

X682.00 681.80

Niveau mort =688.9 mNGA

NNR =694.2 mNGANPHE =695.43 mNGA

m=3

Ltf=17.7

m=1 678.80

682.00

0

11,8

685.00

682.00

cote en crete697.00mN.G.A

m=2.5

Y

tracé de la ligne phréatique

m=1

Figure V.6 : Tracé de l ligne phréatique.


142

V.6.2.2 Vérification de la résistance d’infiltration :

La vérification de la résistance d'infiltration générale est effectuée d'après la condition:

Ic < l adm . [32]

IC: gradient calculé de l'écoulement d'infiltration .

Iadm: gradient admissible de l'écoulement d'infiltration déterminer d'après le tableau. :

Tableau V.8 : gradient admissible de l'écoulement d'infiltration en fonction de la classe des

barrages.[32]

Terre du corps

CALASSE DU

BARRAGE

I II III IV

Argile compactée 1.5 1.6 1.8 1.95

lcadm = 1.5 pour 'argile compactée,

H.LHtgIc

40+=α=

.…………………………………………………………...…(V.31) H barrage =15.00 m , L=281m

Ic = 0,052

0.052<1.5

la condition étant largement vérifié, donc il n'ya pas risque de déformation par infiltration.


143

V.7 Caractéristiques géotechniques proposées pour le calcul de stabilité de la

digue :

V.7.1 Axe de la digue :

Argiles graveleuses:

Teneur en eau naturelle (Wn)...................................18,75 %

Densité sèche (γd) ...................................................1,63 t/m3

Densité humide (γh) ................................................1,94 t/m3

Densité de saturation (γsat)......................................2,02 t/m3

Degré de saturation (Sr)............................................79,15 %

Limite de liquidité (Wl) ...........................................59,7 %

Indice de plasticité (Ip).............................................26,52 %

Compressibilité (Pc)..................................................1 ,50 bars

Coefficient de gonflement (Cg).................................0,067

Perméabilité (K).........................................................1,19.10-9 cm/s

Cohésion (C1).............................................................0,68 bars

Angle de frottement( ϕ)...............................................25.34 °

V.7. 1 Matériaux de construction de la digue (étanchéité et recharge de la digue)

argiles sableux graveleuses:

Teneur en eau naturelle (Wn).......................................20,63 %

Densité sèche (γd ).......................................................1,603 t/m3

Densité humide (γh) ....................................................1,93 t/m3

Densité de saturation (γsat)..........................................2,0 t/m3

Degré de saturation (Sr)................................................82,8 %

Limite de liquidité (Wl)...............................................54,12 %

Indice de plasticité (Ip).................................................29 %

Coefficient de gonflement (Cg).....................................0,071

Perméabilité (K)............................................................2,02.10-9 cm/s

Cohésion (C2)...............................................................0,74 bars

Angle de frottement( ϕ).................................................25,08 °

Teneur en eau maximale(Wmax)................................... 16,59 %

Densité sèche optimale (γdopt.)............................... …..1,68 t/m3


144

V.8 Étude de la stabilité de la digue :

L’étude de la stabilité des talus l de la digue en terre homogène a été faite pour le cas le

plus défavorable à savoir :

-Fin de construction pour le talus aval avec rayons de rupture R=27.

-Fin de construction pour le talus amont avec rayons de rupture R=31 m.

-Cas d’exploitation pour le talus aval avec rayons de rupture R=32 m.

-Cas de Vidange rapide pour le talus amont avec rayons de rupture R1=25 m.

)32..(......................................................................sin Vmn

=

)33.......(..................................................)(1cos 2 Vmn

−=α

Cl=cn*Ln…………….………………………......…….………...………… (V.34)

)35........(............................................................cos

VbLn α=

Gn=γ1*γ1+γ2*h2+γ3*h3………………………….…….(V.36) Tn=Gn*sinα …..…………………………………….(V.37)

Nn= Gn*cos.……………..…………..........................(V.38)

W=0.3*hp…………………………………………....(V.39)

hp =h saturé +h humid …………………………………..(V.40)

Les coefficients de stabilité sont : [29]

Ks =( )

n

nT

clWNtg ∑ ∑+−ϕ ≥1,5…………………………..……..(V.41)

Les coefficients de séisme pour le talus aval est calculé de la façon suivante. [29]

Kss=( )

∑+

∑ ∑+−

nnnn

n

dTaR

T

clWNtg

..1.ϕ

≥1…………………………………….(V.42)


145

Légende.

Gn : Poids de la tranche.

Cl : Cohésion.

an : Coefficient sismique=0,05.

dn : Bras de levier de la tranche.

ϕ : Angle de frottement interne.

W :sous pression .

Hp: hauteur piezométrique de la tranch .

R : rayon de rupture.

Kss : Coefficient de stabilité en prenant en considération l’effet sismique.

Ks : coefficient de stabilité sans effet sismique.

Tn :la force tangentiel.

Ln :longueur de l’arc de la tranche.

Cn1 et Cn2 :cohésion du sol .

V.8.1 Cas Fin de construction pour le talus amont avec rayons de rupture R=31 m :

avec W=0

C1=0.68 C2=0.74

Tg (ϕ1)=0.47 et Tg (ϕ2)=0.46

a=0.05

cl=33.78

le résultat dans le Tableau V.9 .

V.8.2 Cas Fin de construction pour le talus aval avec R=27m :

Cn1=0.68 c2=0.74

Tg (ϕ1)=0.47 Tg (ϕ2)=0.46.

a=0.05 .

cl=29.57 .

le résultat dans le Tableau V.10.


146

stabilité de la digue cas de fin de construction talus amont R1= 31 m

678.80

682.00

697.00mN.G.A

681.80

COTE EN CRETE

C

685.00

b1

d1

O1

e1

D1

C1

A1

a1O'1

0-1-2-3

-4

1 23

45

6

7

8

9

-5682.00

E1

B1

Figure V.7 : Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus amont.


147


148

Tableau V.9 : Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus amont R=31 m.

N° Largeur Hauteur Hauteur poids 1 poids 2 poids Tn Nn Longueur Cl (Gncos a*Gnsin Bras

de levier dn ( m)

tranche tranche tranche tranche spécifique spécifique

tranche SIN COS Gn *sin Gn cos Tg (ϕ) de l'arc *Tg * dn

B(m)

H Hsec fondation

(m)

Hsec remblai

(m) 1(t/m3) 1(t/m3)

1(t/m3) ( t ) ( t ) Ln=B / cos

(m) (t) ( t ) -5 0,76 0 0,56 0 1,68 0,358 -0,5 0,917 -0,14 0,328 0,460 0,83 0,61 0,15 -0,22 30,76 -4 3,1 0,96 2,19 1,63 1,68 16,256 -0,4 0,954 -4,88 15,508 0,470 3,25 2,21 7,29 -7,34 30,09 -3 3,1 2,17 3,37 1,63 1,68 28,516 -0,3 0,954 -8,55 27,203 0,470 3,25 2,21 12,79 -12,16 28,43 -2 3,1 2,95 4,39 1,63 1,68 37,769 -0,2 0,980 -7,55 37,006 0,470 3,16 2,15 17,39 -10,35 27,4 -1 3,1 3,44 5,43 1,63 1,68 45,662 -0,1 0,995 -4,57 45,433 0,470 3,12 2,12 21,35 -6,07 26,58 0 3,1 3,59 6,43 1,63 1,68 51,628 0 1,000 0,00 51,628 0,470 3,10 2,11 24,27 0,00 25,95 1 3,1 3,54 7,47 1,63 1,68 56,791 0,1 0,995 5,68 56,507 0,470 3,12 2,12 26,56 7,25 25,54 2 3,1 2,99 8,55 1,63 1,68 59,637 0,2 0,980 11,93 58,432 0,470 3,16 2,15 27,46 15,12 25,36 3 3,1 2,19 9,53 1,63 1,68 60,698 0,3 0,954 18,21 57,902 0,470 3,25 2,21 27,21 23,17 25,45 4 3,1 0,99 10,63 1,63 1,68 60,364 0,4 0,917 24,15 55,324 0,470 3,38 2,30 26,00 31,15 25,8 5 3,1 0 11,1 0 1,68 57,809 0,5 0,866 28,90 50,064 0,460 3,58 2,65 23,03 38,10 26,36 6 3,1 0 10,08 0 1,68 52,497 0,6 0,800 31,50 41,997 0,460 3,88 2,87 19,32 42,74 27,14 7 3,1 0 8,45 0 1,68 44,008 0,7 0,714 30,81 31,428 0,460 4,34 3,21 14,46 43,39 28,17 8 3,1 0 5,95 0 1,68 30,988 0,8 0,600 24,79 18,593 0,460 5,17 3,82 8,55 37,04 29,88 9 0,61 0 0,86 0 1,68 0,441 0,9 0,436 0,40 0,192 0,460 1,40 1,04 0,09 0,61 30,71

150,661 547,54 47,981 33,779 255,92 202,43 / Ks=1.92 >1.5 donc la digue est stable.

KSS=1.84 >1 donc la digue est stable


149

COTE EN CRETE697.00mN.G.A

685.00

682.00681.80

682.00

678.80

stabilité de la digue cas de fin de construction talus aval R1=27. m

C

D

E

A

B

O

d

b

e

a

O'1

-2 -3-4

234

56

7

8

9

0 -11

Figure V.8 : Stabilité de la digue Cas Fin de construction pour le talus aval.

Tableau V.10 Stabilité de la digue cas Fin de construction pour le talus aval R=27 m.


150

N° Largeur Hauteur Hauteur poids poids Poids Tn Nn Gn cos

Tg (ϕ) Longueur (Gn*cos-

W) a*Gnsin

Bras de levier dn ( m)

tranche tranche tranche tranche specif specif Tranche SIN COS Gn sin

de l'arc Cl *Tg * dn

B(m) H Hsec

fondation(m)

Hsec remblai

(m) 1(t/m3) 2(t/m3) Gn(t ) ( t ) ( t )

Ln=B / cos (m) ( t ) ( t )

-4 2,44 0 2,4 1,63 0 0,00 -0,4 0,917 0 0 0,46 2,66 1,81 0,00 0,00 26,28 -3 2,7 1,08 4,19 1,63 1,68 23,76 -0,3 0,954 -7,13 22,664565 0,47 2,83 1,92 10,65 -17,83 25,02 -2 2,7 1,7 5,45 1,63 1,68 32,20 -0,2 0,980 -6,44 31,552269 0,47 2,76 1,87 14,83 -15,57 24,17 -1 2,7 2,1 5,55 1,63 1,68 34,42 -0,1 0,995 -3,44 34,244383 0,47 2,71 1,85 16,09 -8,03 23,34 0 2,7 2,24 6,61 1,63 1,68 39,84 0 1,000 0,00 39,8412 0,47 2,70 1,84 18,73 0,00 22,7 1 2,7 2,09 7,71 1,63 1,68 44,17 0,1 0,995 4,42 43,949242 0,47 2,71 1,85 20,66 9,82 22,24 2 2,7 1,7 8,65 1,63 1,68 46,72 0,2 0,980 9,34 45,774203 0,47 2,76 1,87 21,51 20,56 22 3 2,7 0 9,8 0 1,68 44,45 0,3 0,954 13,34 42,405269 0,47 2,83 1,92 19,93 29,34 22 4 2,7 0 10,8 0 1,68 48,99 0,4 0,917 19,60 44,898977 0,47 2,95 2,00 21,10 43,50 22,2 5 2,7 0 10,2 0 1,68 46,27 0,5 0,866 23,13 40,068571 0,46 3,12 2,31 18,43 52,56 22,72 6 2,7 0 9,74 0 1,68 44,18 0,6 0,800 26,51 35,344512 0,46 3,38 2,50 16,26 61,82 23,32 7 2,7 0 7,65 0 1,68 34,70 0,7 0,714 24,29 24,781042 0,46 3,78 2,80 11,40 58,78 24,2 8 2,7 0 6,65 0 1,68 30,16 0,8 0,600 24,13 18,09864 0,46 4,50 3,33 8,33 61,27 25,39 9 1 0 2,3 0 1,68 1,93 0,9 0,436 1,74 0,8421393 0,46 2,29 1,70 0,39 4,64 26,67

129,48 424,46501 41,98 29,57 198,31 300,85 11,143

Ks=1.76 ≥1.5 donc la digue est stable.

Kss=1.62≥1 donc la digue est stable.


151

stabilité de la digue cas d'expl oitation talus aval R1= 32 m


682.00

NNR =694.2 mNGA

678.80

682.00

697.00mN.G.A

X

NPHE =695.43 mNGA

681.80 0

A

COTE EN CRETE

Y

C

685.00

b

d

682.00B

a

D

e

O

E

O'

8

7

6

54

32 1 0 -1 -2

Figure V.9 : Stabilité de la digue cas d’exploitation pour le talus aval.

V.8.3 Cas d’exploitation pour le talus aval avec R=32 m :


152

c2=0.74

Tg (ϕ2)=0.46

a=0.05

cl=29.57

Tableau V.11 :Stabilité de la digue cas d’exploitation pour le talus aval R=32 m.

Ks=1.68 ≥1.5 donc la digue est stable. Kss=1.64 ≥ 1 donc la digue est stable.

N° Largeur Hauteur Hauteur Hauteur poids 1 poids 2 poids 3 poids Tng (ϕ2) Longueur cl W (Gncos-

W) a*Gnsin Bras

tranche tranche tranche tranche Tranche Spécifique Spécifique spécifique tranche SIN COS Gn sin Gn cos de l'arc *Tg * dn

de levier

B(m) Hsat(m) Hhumid(m) Hsec(m) 1(t/m3) 1(t/m3) 1(t/m3)

1(t/m3) ( t ) ( t ) Ln=B / cos

(m) ( t ) ( t ) ( t ) dn ( m)

-2 3,68 1,28 0 1,16 2 0 1,68 8,296 -0,2 0,980 -1,66 8,1 0,460 3,76 2,78 0,384 3,56 -2,57 30,95

-1 3,2 1,54 1,24 1,49 2 1,93 1,68 25,524 -0,1 0,995 -2,55 25,4 0,460 3,22 2,38 0,834 11,30 -3,82 29,92 0 3,2 1,74 1,78 2,3 2 1,93 1,68 34,494 0 1,000 0 34,5 0,460 3,20 2,37 1,056 15,38 0,00 29,13

1 3,2 1,41 2,3 3,07 2 1,93 1,68 39,733 0,1 0,995 3,973 39,5 0,460 3,22 2,38 1,113 17,67 5,68 28,57 2 3,2 0,98 2,73 3,97 2 1,93 1,68 44,475 0,2 0,980 8,895 43,6 0,460 3,27 2,42 1,113 19,53 12,56 28,23 3 3,2 0,19 3,5 4,48 2 1,93 1,68 46,916 0,3 0,954 14,07 44,8 0,460 3,35 2,48 1,107 20,08 19,83 28,18

4 3,2 0 2,68 5,47 0 1,93 1,68 45,958 0,4 0,917 18,38 42,1 0,460 3,49 2,58 0,804 19,01 25,98 28,26 5 3,2 0 2,49 4,35 0 1,93 1,68 38,764 0,5 0,866 19,38 33,6 0,460 3,70 2,73 0,747 15,10 27,73 28,61

6 3,2 0 2,19 3,87 0 1,93 1,68 34,331 0,6 0,800 20,6 27,5 0,460 4,00 2,96 0,657 12,33 30,09 29,22 7 3,2 0 1,57 3,14 0 1,93 1,68 26,577 0,7 0,714 18,6 19,0 0,460 4,48 3,32 0,471 8,51 27,97 30,07

8 1,8 0 1 1,87 0 0 1,68 2,827 0,8 0,600 2,262 1,7 0,460 3,00 2,22 0,3 0,64 3,56 31,45

102 319,7 38,676 28,620 8,586 143,12 147,00

4,59


153


682.00B1

NNR =694.2 mNGA

697.00mN.G.A

682.00

C1

X

NPHE =695.43 mNGA

d1

b1

A1

681.80 0

COTE EN CRETE

Y

C

685.00

E1

stabilité de la digue cas de vidange rapide talus amont R1= 25 m

O1

e1

a1

D1

682.00

O'

0 1 23

45

6

7

8

-1-2-3-4

678.80

Figure V.10 : Stabilité de la digue cas Vidange rapide pour le talus amont


154

V.8.4 Cas de Vidange rapide pour le talus amont avec R=25 m :

C2=0.74

Tg=0.46

Cl=27.53

Tableau V12 : Stabilité de la digue cas Vidange rapide pour le talus amont R=25 m.

N° Largeur Hauteur poids 1 poids 3 Tn Nn Tg (ϕ1) Longueur (Gn*cos) tranche tranche tranche specifique tranche SIN COS Gn* sin Gn *cos de l'arc *Tg

B(m) Hsec(m) 1(t/m3) 1(t/m3) ( t ) ( t ) Ln=B / cos (m) cl ( t )

-4 2,18 1,8 1 1,962 -0,4 0,916 -0,7848 1,798 0,460 2,38 1,76 0,83 -3 2,5 3,57 1 8,925 -0,3 0,9539 -2,6775 8,513 0,460 2,62 1,94 3,92 -2 2,5 5,05 1 12,625 -0,2 0,979 -2,525 12,369 0,460 2,55 1,89 5,69 -1 2,5 6,27 1 15,675 -0,1 0,994 -1,5675 15,59 0,460 2,51 1,86 7,17 0 2,5 7,22 1 18,05 0 1 0 18,05 0,460 2,50 1,85 8,30 1 2,5 7,92 1 19,8 0,1 0,994 1,98 19,701 0,460 2,51 1,86 9,06 2 2,5 8,39 1 20,975 0,2 0,979 4,195 20,55 0,460 2,55 1,89 9,45 3 2,5 8,58 1 21,45 0,3 0,953 6,435 20,461 0,460 2,62 1,94 9,41 4 2,5 8,47 1 21,175 0,4 0,916 8,47 19,407 0,460 2,73 2,02 8,93 5 2,5 8,04 1 20,1 0,5 0,866 10,05 17,407 0,460 2,89 2,14 8,01 6 2,5 7,23 1 18,075 0,6 0,8 10,845 14,46 0,460 3,13 2,31 6,65 7 2,5 5,91 1 14,775 0,7 0,714 10,3425 10,55 0,460 3,50 2,59 4,85

8 2,83 3,89 1 5,50435 0,8 0,6 4,40348 3,30261 0,460 4,72 3,49 1,52

49,16618 182,17 37,205

27,532 83,80

Ks=2.26 ≥1.5 donc la digue est stable.

Ce cas est préconisé uniquement :

Si on observe des fuites d’eau dans le corps de la digue qui va produire une catastrophe a l’aval ou un débordement en cas de crue exeptionnel


155

V.9 Etude du comportement de la retenue collinaire en utilisant le logiciel FLAC :

V.9 .1 Présentation de l’outil de simulation Flac2d :

Le logiciel Flac2d (Fast Lagrangian Analysis of Continua), développé par la société

américaine ITASCA Consulting group, est spécialement conçu pour les problèmes de

géomécanique en général, et pour les problèmes de mécanique des sols en particulier. Le

code de calcul Flac2d utilisé dans notre modélisation est basé sur la méthode des

différences finies. Les concepteurs de ce code ont utilisé un concept appelé « méthode des

éléments lagrangiens ». Il consiste en une application non traditionnelle de la méthode des

différences finies explicites .

V.9.2 Calcul de la stabilité de la digue :

Un talus est stable lorsque les moments des forces actives sont inférieurs aux moments des

forces passives qui sont essentiellement des forces de résistance au cisaillement. La valeur

du coefficient de sécurité est définie par le rapport des moments résistants sur les moments

moteurs.

En général, on considère qu'un coefficient égal à 1,5 assure une marge de sécurité

suffisante mais on admet des valeurs plus faibles lorsque les conditions de rupture les plus

sévères sont prises en compte dans le calcul : cas des tremblements de terre, de vidange

rapide, etc.

Par ailleurs, le coefficient de sécurité augmente de façon continue avec le temps sous

1'influence de la consolidation essentiellement de la fondation. Il en résulte ainsi que le

coefficient calculé représente un minimum pratiquement toujours dépassé par le coefficient

de sécurité réel.

Toutefois, il ne faut pas oublier que les essais de laboratoire qui permettent de déterminer

les caractéristiques du sol, servant de base aux calculs, ne peuvent reproduire les

conditions exactes du phénomène à 1'échelle naturelle. Par conséquent, ces calculs ne

doivent être considérés que comme une indication qu'un jugement sûr devra interpréter

[31]


156

V.11. 3 Résultats de l’étude :

Le coefficient de sécurité calculé pour le talus aval en fonctionnement normal (Fs =1.94)

est supérieur au coefficient de sécurité requis Fs>1.5,

Donc pour cette étape de calcul la digue est stable. En comparant ce résultat avec celui

trouvé par calcul (Fs =1,64 ) on remarque que les résultats sont proches.

La figure suivante visualise les pressions d’eau dans le corps du barrage, ces pressions

varient entre une valeur maximale de 1.20.105 Pa et une valeur minimale nulle.

Figure IV.11 : Visualisation des pressions interstitielles régnant dans le corps de la digue.

Le réseau d’écoulement est influencé par la hauteur d’eau à l’amont, la position du drain,

les variations du rapport de perméabilité remblai- fondation. Il subit, par ailleurs, des

variations dans le temps en relation avec le remplissage ou la vidange du réservoir (figure

IV.12).


157

Figure IV.12 : Visualisation du réseau d’écoulement dans la digue.

La figure suivante visualise la surface de glissement en écoulement permanent.

Figure IV.13 : Visualisation de la surface de glissement.


158

V.10 Calcul Hydraulique des Ouvrages Annexes:

V.10.1 Calcul hydraulique de l'évacuateur de crue:

Les conditions topographiques nous obligent a projeter un évacuateur de crues a surface

libre Sur la rive droite dans le sens de l'écoulement [32]

L'évacuateur de crues est constitue des éléments suivants:

*un canal d'approche.

*un déversoir.

*un convergent.

*Coursier en pierre maçonnée.

* Bassin dissipation en pierre maçonnée.

*un canal de restitution en enrochement.

V.10.1.1 canal d'approche :

La charge dans le canal d'approche est données:

hauteur d'eau sur le NNR c'est-à-dire de la cote du déversoir jusqu’ au NPHE =1,23 m

la pelle P= 1.0 m

h+p= 2,23m……………………………………….…………..…….(V.43)

Le canal d’approche a partir du lac aura une forme rectangulaire, avec une largeur du seuil

qui est de 4,0 m .

h=1.23

p+h=2.23

Canal d'appr oche

Pelle

Figure V.14 :Canal d’approche


159

V.10.1.2 le déversoir :

Le profil du seuil déversant est de profile polygonal.

la profondeur critique Yc qui se forme sur le seuil : [32]

Yc= (αq2/g) 0,33……………………………………………………...(V.44)

α=1.1

α : coefficient de corrélation.

Q0 1%=9.71m3/s-débit laminé pour une longueur de déversoir =4 m

B=4m

q= Q0 1%/B ………………………………………………………(V.45)

q : débit unitaire

q= 2.43 m3/s/ml

La hauteur critique Yc = 0,87 m

B=4 m

Seuil Déversant

h=1.23

p+h=2.23

Pelle

Yc=0.87

Seuil Déversant

Figure V.15 :Seul déversant.


160

V.10. 1.3 Le convergent :

A l’extrémité du chenal là où s’amorce le coursier on projette un convergent pour marquer le

passage en régime torrentiel. [32] V.10.1.3.1 Calcul de la largeur du convergent :

Calcul de la largeur du coursier :

bconv= (0,7 ÷ 0,8) *B déversoir…………………………………….(V.46)

b conv = 0,75 *4 = 3 m

Control

0.39<b conv/Bdév <0,87 [32] …………………………………………….…….(V.47)

b conv/Bdév = 0,75

0,39<0,75<0,87.

A l’extrémité du déversoir on projette un convergent pour marquer le passage en régime

torrentiel.

La longueur du convergent est déterminée par la formule suivante : [32]

( )2150,2 llL −= …………………………………………………………………….…(V. 48)

Où :

l1 : la largeur au plafond du bief amont : l1=b1=4m

l2 : la largeur au plafond de la section de contrôle l2=b2=3m

mL 5.2=

Constructivement on adopte une longueur du convergent de 3,0 m

V.10.1.3.2 Calcul de la hauteur d’eau au début : [32]

mxB

Qh

dév

64,0)29,88

( 334,020

1 == …………………………………………(V.49)

V .10.1.3.3 Calcul de la hauteur à la fin du convergent : [32]

mxb

Qh

cours71,0)

29,88( 334,0

20

2 == ………………………………………...….(V.50)

V.10.1.3.4 Calcul de la hauteur des parois du convergent : [32]

RYH c += .20,1 ………………………………………………...…(V.51).

Yc : hauteur critique =0.87m

R : la revanche

On prend R= 0.5

mH 54,1=

On adopte H= 1.60 m


161

bcon

v=3 m

B dé

ver=

4 m

cote en crete 697.00

cote en crete 697.00

693.04

693.04

Hparois=1.6 m

Hparois=1.6 m

693.20

693.20

694.64

694.64

Convergent

Figure V.16 : Le convergent.

V .10.1.4 Le coursier :

Le calcul du tirant d'eau dans le coursier se fait comme suit :

A la section de contrôle il est égale a la hauteur critiqueY1=0,87

Le long du coursier il devient inferieur a Yc et il atteint en fin de coursier une valeur que

nous déterminons a partir de l'équation de Bakhmetev

On détermine tout d'abord la profondeur normale, cette profondeur est celle qui apparaît

pour la pente du coursier si l'écoulement était uniforme. [32]

Elle se déduit de l'équation de CHEZY: Q=C.S.(R.I)1/2……………………………...(V.52)

Le calcul se fait par itérations successives.

La pente est égale a i= 0,0199

Le module de débit est: K=Q/(I)1/2.……………………………….………………….(V.53)

K =68,83

La rugosité du béton est: n=0,014

S0=h0*b2……………………………………………………………..(V.54)

b2 la largueur de coursier .

Périmétre moullé p0=b2+(2*h………………………………………………………..(V.55)

Rayon hydraulique R0=S0/P0 ………………………………………………………..(V.56)

Coeficint de Chizi C0=(1/n)*R01/6 )…………………………………………………(V.57)

Débit caractéristique K=S0*C0* Ro1/2 ………..……………………………….…….(V.58)


162

ous les résultats sont illustres dans le tableau suivant:

Tableau13 :Les caractéristiques hydrauliques du coursier.

ho,m So ,m Po ,m Ro ,m Ro1/2 Co K=S0.C.R1/2

m3/s 0,35 1,05 3,7 0,28 0,53 57,90 32,39

0,4 1,2 3,8 0,32 0,56 58,94 39,75

0,5 1,5 4 0,38 0,61 60,66 55,72 0,55 1,65 4,1 0,40 0,63 61,37 64,24 0,57 1,71 4,14 0,41 0,64 61,64 67,74 0,575 1,725 4,15 0,42 0,64 61,71 68,63

0,57615 1,72845 4,1523 0,42 0,65 61,72 68,83 Donc on adopte ho=0,57615m

Les caractéristiques de cette profondeur sont:

Tableau V.14 : Les caractéristiques hydrauliques du coursier pour h0.

ho,m So ,m Po ,m Ro ,m Ro1/2 Co K=S.C.R1/2 0,57615 1,73 4,15 0,42 0,65 61,72 68,83

Pour Y1=Yc=0.87 les caractéristiques sont:

S1=h1*b2..……………………………………………………………….….(V.59)

P1=b2+(2*h1)……………………………………………………………….(V.60)

R1=S1/P1 …………………………………………………………………...……(V.61)

C1=(1/n)*R11/6 …………………………………………………………...………(V.62)

K=S1*C0* Ro1/2 ……………………………………..……………….……….…(V.63)

Tableau V.15 : Les caractéristiques hydrauliques du coursier pour h1(h critic).

h1,m S1 ,m P1 ,m R1 ,m R11/2 C1 K=S.C.R1/2

0,87 2,61 4,74 0,55 0,74 64,67 125,24

L'exposant hydraulique est défini par l'expression suivante: [24]

X=2.log(K1/Ko)/log(h1/ho)……………………………………………………….(V.64)

X = 2,905

La seconde profondeur Y2 a l'extrémité aval du coursier est tirée de l'équation de

Bakhmetev : [24]

io*lo/ho=η2-η1-(1-Jm).(φ( η2)-φ(η1))……………………………………………(V.65)

η1 et η2 : hauteurs proportionnelles au début et a la fin du canal


163

(φ( η2) et φ(η1) -fonctions des hauteurs proportionnelles qui sont tirés de l’abaque[24]

lo- longueur du coursier ,m = 50,16

η1=y1/yo=1,510. [24]

η2=y2/yo [24]

Le gradient hydraulique moyen Jm est egal a: [24]

Jm=α.i.Cm2.b / g.Pm……………………………………………………….….(V.66)

b :largeur du coursier=3 m

ou α-coefficient de Coriolis égal a 1.1 [24]

Cm-coefficient de Chezy moyen [24] Cm=(C1+Co)/2 …………………….….(V.67)

Cm=63,194

Pm-périmètre mouille moyen Pm=(P1+P2)/2 ………………………………………(V.68)

Pm= 4,446 m

Jm=6,013

io.lo/ho……………………………….………………………………………....(V.69)

=1,733

η2-η1-(1-Jm).(φ2-φ1) =1,733

Donc

Tableau V.16 : Résultat de calcul d’équation Bakhmetev.

io.lo/ho 1,733

h1 1,510

Jm 6,013

1-Jm -5,013

φ1 0,247

η2 0,6873

φ2 0,75695

η2−η1 -0,823

φ2−φ1 0,510

J 5,013

η2-η1-(1-Jm).(φ2-φ1) 1,733

h2=η2.ho 0,40


164

Coursier

Plot

Plot

Plot

i=0.0199

Figure V.17 :Le coursier .

La vitesse du coursier: V=Q/b.h……………………………………….................(V.70)

V= 8,17 m/s

V.10.1.5 Bassin de dissipation :

La forme du ressaut et ses caractéristiques dépendent directement du nombre de

Froude.[32]

F=V/(g.y)0,5……………………………...………………………………………….…(V.71)

ou y :tirant d'eau= 0,40

V : vitesse = 8,17

FROUDE F=4,15

L’écoulement a la fin du coursier est torrentiel la vitesse est de 8.17 m/s et pour dissiper

l’énergie cinétique il faut projeter un bassin qui amortie l’énergie de type II élabore par

USBR.

V .10.1.5.1 Calcul de la profondeur du bassin : [32]

La fonction auxiliaire φ(τ) =q/ φ*Eo1.5 ……………………………………………....(V.72)

q : debit unitaire =q lamine / largeur du coursier ……………………………...……..(V.73)

q=9.71 / 3 =3.23m3/s/ml

Ou : Eo –différence de charge[32]

Eo = E+α V2/2g……………………………………………………………(V.74)

E : différence entre le niveau PHE et le niveau a la fin du radier du coursier.

E= cote PHE - Cote radier a la fin du coursier………………………….. (V.75)

E= 695.43-692.03=3.4 m


165

E0=3.4+1.1*(8.17)2/19.62 =7.14m

φ(τ)= 3.23/0.95*(7.14) 1.5 =0.17

a partir de la table d’AGROSKINE on tire les valeurs de : [32]

τ’ = 0,0418

τ’’= 0.357

calcul de la première hauteur contractée

h’c= τ’*Eo……………………………………………………….(V.76)

h’c =0.0418*7.14 m =0.298452 m =0.30

calcul de la deuxième hauteur contractée

h’’c= τ’’*Eo …………………………………………………….(V.77)

h’’c = 0.357*7.14= 2.5489 =2.55 m

Zec dhhd −−= ''.σ …………………………………………………………………….(V.78)

VZ hdd −= ……………………………………………………………………………(V.79)

2.2..2

2

0

e

Z hgqdϕ

= ………………………………………………………………………(V.80)

95,0=ϕ

( )( )3.6 5,02 bqbhe

−+= ……………………………………………………………….….(V.81)

( )( ) 78.03

3236.3*63 5,02

=−+

=eh

2.2..2 ''

2

cV hg

qhσ

= ………………………………………………………………………(V.82)

σ =1,075.

07.0)55.2(*)075.1(*81.9*2

236.322

2

==Vh

97.077.0*95.0..2

236.322

2

0 ==g

dZ

9.007.097.0 =−=Zd

07.19.077.055.2*075.1 =−−=d

Constructivement on prend la profondeur du bassin de dissipation d=1,1m.


166

puisque l’écoulement est fluvial torrentiel il y’a lieu de projeter un bassin d’amortissement

d’une profondeur d=1,1 m pour dissiper l’énergie cinétique ( V=8.17 m/s) et à la fin de

l’évacuateur on aura un écoulement plus ou moins tranquille.

V .10.1.5.2 Calcul des parois du bassin :

H = σh’’c + 0.5.………………………………………………………….…..(V.83)

H= 1.075 * 2.55 + 0.5 = 3,24 m

On prend H = 3,5m

Donc la profondeur du bassin =1,1 m et la hauteur du bassin est de 3, 5 m.

V .10.1.5.3 Calcul du saut hydraulique :

L saut = (4…5 )* ( h’’c –h’c ) …………………………………………...(V.84)

L saut = 4.5 ( 2.55 – 0.3 )

L saut =10,125 m.

L = 1.1 L saut……………………………………………………………..(V.85)

L = 1.1 * 10.125 = 11,14 m

Constructivement On prend la longueur du bassin d’amortissement égale à 11,3m.

Bassin de d'amorti ssement

Figure V.18 : Bassin de dissipation.

V .10.1.6 canal de restitution :

Le canal de restitution est de 57 m de longueur en enrochements et d’une profondeur de

h=1.0 m et la largeur au fond est de b = 3,0 m.

La section est de forme trapézoïdal dont les fruits du talus sont m = 1.et le reste du canal

est excavé naturellement jusqu'à l’oued sur une longueur de 64.5 m


167

m=1m=1

Figure V.19:Canal de restitution

La vitesse admissible pour les enrochements est =3.m/s.

La section mouillée est égale a S =8 m2.

La rugosité des enrochements n=0,0225.

Le périmètre mouille P=10.84 m.

1/n……………………………………………………….....(V.86)

1/n=44.4

R :Le rayon hydraulique =S/P………………………………………………………..(V.87)

R=0.74 m

C :coefficient de chesie

C= (1/n)*R1/6 ……………………………………………....(V.88)

C=42,31.

La pente du canal de restitution :

I=V2/(C2.R) …………………………………………….…(V.89)

I =0,00667

Donc: I=0.67%.

V.10.2 Calcul hydraulique de la vidange de fond:

V.10 .2.1 Calcul du temps de vidange de la retenue :

Le débit évacué par la conduite est calculé par la formule :

.(V.90).........................................................................................................2.g.Zμ.S.Q i =

S : surface de la section de la conduite.


168

( ) )91..(.......................................................................................... Vm4d 3,14.

4dπS 2

22

==

S=0.1256m2.

Σξ somme des pertes de charge.

Σξ = ξ e + 2ξv + ξs………………………………………………..…..(V.92)

Σξ =0,5+2*1.15 +1 = 3,8

µ: coefficient du débit.

µ= 1 / ( √ 1 + Σξ + (λ*L) / D ) ……………………………………….(V.93)

ou

λ = 8*g / C 2……………………………………………...……………(V.94)

C-coefficient de chezi

C= (1/n)*R1/6…………………………………………..…(V.95)

n-rugosité pour les conduites en acier =0.011

R-rayon hydraulique= S/P …………………………………………….(V.96)

R=D/4

D=0.4 m

R=0.1m

D-diamètre de la conduite ;m

L : longueur de la conduite de prise et vidange d’eau= 104 m (extraite du plan

d’aménagement)

D- diamètre de la conduite de prise et vidange d’eau = 400 mm

C = 62,90

λ = 0,01983 coefficient de résistance.

µ=0.316.

Q= 0,316*0,1256 √2*g Z .

Z- la tranche d’eau du réservoir ;m

Q= 0.171√ Zi

Variation du débit de vidange par la conduite.


169

Tableau N 17 : Variation du débit de vidange en fonction de hauteur d’eau. Zi Q= 0,171√ Zi 12.20 0,60

12 0.59

11 0,57

10 0,54

9 0,51

8 0,48

7 0,45

6 0,42

5 0,38

4 0,34

3 0,30

2 0,24

1 0,17

0 0,00

Le temps de vidange de la retenue :

)t .(V.97..............................).........

HiS

......H3S

H2S

HS(

2gH =

i

i

3

3

2

2

1

1 ++++

Pour le calcul du temps de vidange voir tableau ci-après. Longueur de la Conduite (m l) = 104.

Côte Aval =681.80 m NGA.


170

Tableau18 : Calcul du temps de vidange.

Niveau Volume Volume Hauteur Débit Débit Temps d’eau dans

Correspondant Evacué d’eau évacué Moyen de vidange

la Retenue

Vi Q moy

m m3 m3 M m3/s m3/s S

694.2 345946 12.2 0,60 694 330689 15257 12 0.59 0,59 25649,8 693 257464 73225 11 0,57 0,58 126304,0 692 196925 60539 10 0,54 0,55 109286,8 691 146834 50091 9 0,51 0,53 95071,9 690 105848 40986 8 0,48 0,50 82246,6 689 73187 32661 7 0,45 0,47 69782,2 688 47912 25275 6 0,42 0,44 58017,7 687 29366 18546 5 0,38 0,40 46293,8 686 16414 12952 4 0,34 0,36 35760,8 685 8158 8256 3 0,30 0,32 25873,6 684 3614 4544 2 0,24 0,27 16891,8 683 1358 2256 1 0,17 0,21 10929,4 682 0 1358 0 0,00 0,09 15883,0

Temps (s) 717991,5 s Temps(jours) 8.3 jours V.10 .2.2 Calcul de la grille principale du puisard d’entrée :

La surface nette de la grille principale

)98........(.................................................. V =

V

QS

adm

max

NGP

Qmax : Débit maximum de la vidange Qmax = 0,559 m3/s.

Vadm : Vitesse admissible de l’écoulement de l’eau ;

Vadm= (0,5 – 1,0) m/s ;

On prend pour notre cas Vadm = 0,8 m/s.

S= Q / Vad…………………………………………………..…….(V.99)

S= 0,559 / 0,8 = 0,7 m 2

La surface brute de la grille principale

)100...(.......................................................................................... VK

= SS

NGP

bGP


171

Où

)101........(.............................................................................................................. Vt+a

a =K

a : écartement des barreaux a = 4,5 cm.

T : épaisseur des barreaux t= 4,94 cm.

0,484,94+4,5

4,5 =K =

S = 0,7 / 0,48 = 0,1.45 m 2

Donc on opte pour une section de grille S= 1.50m2

V.10.2.2 Calcul du bassin d’amortissent d’énergie :

V.11 .2.2.1 Largeur du bassin :

B = 2,75* D ……………………………………………………......(V.102)

B= 1,1m

D : diamétre de la conduite de prise et vidange du fond =0,4m.

On adopte B =1,20m

V.11 .2.2.2 Déterminant la première hauteur contractée :

h’c = αq/φ(2g(D +Ho))1/2 ……………………………………………..(V.103)

h’c =1,1*0.6 / 0,95(19,62(0,4+Ho))1/2

Ho = D+αV2/2g………………………………………………………..(V.104)

Q= v*s……………………………………………………...................(V.105)

V=Q/S………………………………………………………………. (V.106)

V=0.6/0.1256 =4.78 m/s.

Ho =0.4 + 1.1 *(4.78)2/19.62

Ho=1,68 m.

h’c= 0,108 m.

on adopte h’c= 0.11m.

V.11 .2.2.3 Déterminant la deuxième hauteur contractée :

h’’c= αq/φ(2g(D+Ho- h’c))1/2…………………………….…… (V.107)

h’’c=0,112 m

adopte h’’c= 0.11m


172

V.11 .2.2.4 Déterminant la hauteur conjuguée du bassin :

h2=0.5*h’’c*( ( 1+8* q2/g*h’’c3)1/2 –1)…………………….……(V.108)

h2 = 0,62

h ‘’2 = σh2 ……………………………………………………….(V.109)

h ‘’2 = 1,075*0, 62 =0,66 m

V.11 .2.2.5 Déterminant la hauteur du bassin :

d= σh2 –hcanal - ∆z………...……………………………...….( V.110)

hcanal=( (b2+6q)1/2 –b)/3…………………………………...…..( V.111)

b=1.2m

hcanal = 0,35 m

∆z= αq2/φ22g hcanal2 – αq2/2g h’’22 …………………....……( V.112)

∆z=0,1362 m

d= 0,66-0,35-0.1362=0,17m

on opte pour d=0,50 m

longueur du saut =(4…..5)*(h’’2 – h’’c)………………………… ( V.113)

longueur du saut = 4,5( 0,66 – 0,11)=2,48m

longueur du bassin =α* l saut …………………………………..( V.114)

= 1.1*2,48=2.72 m

On adopte pour une longueur de bassin égale à 3,0 m.

V.10.3 Prise d’eau pour irrigation :

Concernant la prise d’eau pour l’irrigation deux vannes de diamètre 200 mm sont réservées

dans la chambre de manœuvre qui seront exploitées par les irrigants a tour de rôle pour

l’irrigation des parcelles agricoles.


173

678.80m=1 m =3

681.80

NNR =694.2 mNGA


682.00

m=3

NPHE =695.43 mNGA

m=2.5

682.00

prise et vidange de fond

697.00mN.G.A cote en crete

685.00

682.006 8 2 .3 6

6 8 0 .6 66 8 1 .1 3

ouverture d'acxé. 681.89 Chambre Vannes

679.38679.28 679.78

688.90

6 8 1 .3 76 8 0 .8 7 680.29

Figure V.20 :Prise et vidange de fond.


174

Chambre de vannes

T N

Bassin d'amortissement

Canal de restitution

Coupe A-A

m = 1

Figure V.21 :Coupe longitudinale du d’étals de la prise et vidange de fond.


175

A

m = 1

679.38

863.90

Tuyau d'évacuationdes eaux

679.28Bassin d'amortissement

o 60 mm

863.90

m = 1

679.62

A

Figure V.22 :Vie en plan du d’étals de la prise et vidange de fond.


176

PN 10

PN 10

PN 10

OBSERVATIONS

PN 10

N O M E N C L A T U R E

01

vanne d'exploitation à cage oval e

coude 1/4 en acier

Té à4 brides 400x200x400x200

vane de vidange en fonte

joint de démontage

Robinet vanne à cage oval

en fonte

08

à cage oval

04

03

02

07

06

05

/ 200 2

/

/

/

/

/

400

400 1

400/200 1

200 2

200 2

400 1

1

D E S I G N A T I O N

joint de démontage

REPE

RE

REFERENCE

/ 1400

NO

MBR

ED.N

/

/

/

/2200/soudée09 tube bridé en acier

joint de démontage

Figure V.23 :La légende de prise et vidange de fond.


177

V.11 Conclusion : A travers cette synthèse succincte de diverses investigations à réaliser pour la conception

des barrages, il ressort la diversité et la complexité des taches qui nécessitent des

compétences pluridisciplinaires. Chaque paramètre évalué sert au dimensionnement d’une

partie de l’aménagement ou d’un ouvrage annexe et la fiabilité du paramètre calculé ou

mesuré conditionne la sécurité globale du projet d’aménagement.


CONCLUSION

GENERALE

177

Conclusion générale

A l’instar du phénomène de sècheresse qui frappe plusieurs pays dans le monde et

notamment notre pays et cela est du probablement aux gaz à effet de serre , la demande en

eau s’accroit de jour en jour pour répondre aux besoins domestiques ,agricoles et industriels,

donc pour satisfaire la demande en eau, il y’a lieu de mobiliser les eaux pluviales pour cela

des ouvrages tels que les barrages construits en matières locaux dans des sites potentiels

peuvent retenir des quantités importantes d’eau qui entre dans l’exploitation dans différents

domaines.

Pour la moindre négligence et pour un minimum d’inattention, un barrage

risque de porter atteinte à l’homme et à l’environnement quand il sera

emporté par une crue ou quand les eaux débordent. Enfin, nous espérons que

cette étude pourra faire l’objet d’un avant projet détaillé pour l’élaboration

de la retenue collinaire sur Oued El Magroun commune de M’rahna Wilaya de

Souk Ahras.


REFERENCE

BIBLIOGRAPHIQUE

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

178

Références bibliographiques

[1] Antoine (P.), Barbier (R.), " Les problèmes géologiques posés par les barrages de

faible hauteur", Annales I.T.B.T.P., série sols et fondations, S.A. le Bâtiment éd., 1973.

[2] Alonso (E.), Poulain (D.), Influence des caractéristiques mécaniques et des pressions

interstitielles sur la stabilité des barrages en terre homogènes, journées nationales d’étude

AFEID-CFGB « petits barrages », Bordeaux, Cemagref édition, 1994 .

[3] BOUAICHA Aboubaker, "etude d'un petit barrage sur oueel hammam (w. Medea) "

.ecole nationale superieure de l’hydraulique abdellah arbaoui.2005.

[4] Bujan césar M,Véliz José et Mazarares Boris"Hydraulogie appliquée "ANB 2004 Alger

[5] Brousek N., «" la protection des parements des barrages en terre et en enrochement "»,

XIeme ICOLD, Madride, 1983.

[6] CARRERE A. "Conception des barrages voûtes. " In: Colloque Technique 2001 du

CFGB,Aix-en-Provence, 2001.

[7] Cerrere Alain, "Barrages, Technique de l’Ingénieur, 1978.

[8]CFG., " Recommandations générales pour la réalisation d'étanchéités par

géomembranes",Comité Français des Géosynthétiques, Rueil-Malmaison, 1991.

[9] Chatcenlikht D.V "Hydraulique.energautomizat, Mosco,1984.

[10] CIGB, Barrages en remblai : protection du talus amont, 1993.

[11] 2005,"petite hydroélectricite: Guide technique pour la realisation de projets"

ESHA,

[12] Djemili. L: Critères de choix de projet des barrages en terre « étanchéité par le

masque en béton bitumineux », thèse de Doctorat, 2006.

[13] Ducloux, A. "Le barrage de la Sorme, Etude et observations en cours de

construction". s.n

[14]Documents topographique,géologique et géotechnique "la subdivision des

ressources en eaux" , wilaya Souk Ahrase .

[15]Donnés climatologiques"la subdivision des ressources en eaux", wilaya Souk Ahrase .

[16] FATIMA, OURGHI. 1998,"Etude d'un petit barrage en remblais". Tlemcen :

université Aboubakr Belkaid.

[17] FAO – AGLW"ANNEXE 3 - Canevas pour le dimensionnement et etudes des

retenues collinaires". Beirut - Liban .2003

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

179

[18] J. M. Durand et al: Technique des petits barrages en Afrique sahélienne et équatoriale,

cemagref éditions –ISBN 2- 85362-511-7/1999.

[19] http://www.aude.pref.gouv.fr/ddrm/risque-barr/bar2.html (se site présente des

exemples de rupture de barrage).

[20] http://www.barrages-cfgb.org/Info/pr_barC4.html (se site présente les raisons de

la construction d’un barrage et les premier barrages construit par des civilisations).

[21] http : www.edf.fr (se site EDF présente les barrage et leurs fonctionnements).

[22] G. J, -M. Servais DOVONON.1990," comportement statique et dynamique d'une

section trapézoidale de barrage-poids en béton". s.l. : ecole polytechnioue de thies.

[23] Petit barrage . Gérard DEGOUTTE " ,petits barrages (recommandations pour la

conception ,la réalisation et le suivi),Paris,2002.

[24] Kisileva P.G "mémoire des calcules hydrauliques",energie .Mosco.1974.

[25] Manojlovic (J.), Herment (R.) " Perrés au mastic butimineux pour les digues

submersibles", Revue Générale des routes et des aérodromes ,1992.

[26] Ministère de l’agriculture française: "Technique des barrages en aménagement

rural", édition, 1977.

[27] Nedrugci V.P " construction hydrotechnique (mémoire du concepteur)" Ctroiizdat

,Moscou,1983

[28] Philipponate "Fondation et ouvrages en terre ".edition Eyrolles Paris .1979.

[29] Post G. &Londe P" Les barrages en terre compactés". Gauthier- Villars, Paris, 1953

[30] Rozanava N.P "construction hydrotechnique".Agropromizdat, Moscau,1985

[31] ROLLEY R. Dir. " Technique des barrages en aménagement rural", 1989.

[32] RSW Inc. Aménagement de la Toulnustouc, Barrage-Variante à masque amont.

Résultat de l’analyse contrainte-déformation, 2001.

http://www.aude.pref.gouv.fr/ddrm/risque-barr/bar2.html

http://www.barrages-cfgb.org/Info/pr_barC4.html

http://www.edf.fr

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