Mini Proget - Ouvrage Hydraulique
November 10, 2021 | Author: Anonymous | Category: N/A
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LA REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE POPULAIRE
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Centre universitaire Dr Moulay Tahar - Saida INSTITUT D’HYDRAULIQUE A.E.H
MINI PROJET DE COURS
MODULE : OUVRAGES HYDRAULIQUE 4emeAnnée hydraulique
projet présenté par : ABDELHAKEM Mohamed
corrigé par : Mr Yelles . F
ANNÉE UNIVERSITAIRE: 2005-2006
Sommaire Chapitre I : l’étude climatique INTRODUCTION GENERALE………………………………………………………. I-1- Introduction………………………………………..………..……………………… I-2 Etude des précipitations……………………..………..……………………..…….... I-3-Etude des températures…………………..………..……………………..……........ I-4-l’évaporation…………………..………..……………………..…….......................... I-5Classification climatique……..………..……………………..……........................... I-5-1-Méthode pluviothèrmiques……………………………………………………….... I-5-2- Les indices climatiques généraux………………………………………………..... I-5-2-1- L’indice de DEMARTONNE………………………………………………….... I-5-2-2-Indice D’EMBERGER…………………………………………………………… I-6- L’évapotranspiration réelle et le déficit découlement…………………………..... I-6-1 L’évapotranspiration réelle………………………………………………………. I-6-1-1 Méthode de TURC……………………………………………………………….. I-6-1-2 Méthode de COUTAGNE……..………..……………………..…….................... I-6-1-3 -Méthode de P. VERDEIL…………………..……................................................ I-6-2- L’évaporation potentiel…………………..……..................................................... I-6-2-1 Méthode de THORNTWAITE…………………..…….......................................... I-7-Ruissellement…………………..……......................................................................... I-8- Infiltration…………………..……............................................................................. I-9-Volume d’eau infiltre…………………..……............................................................ I-10- Conclusion…………………..……...........................................................................
1 2 2 6 7 8 8 10 10 10 12 13 13 13 14 15 17 17 17 17 18
Chapitre II :
Introduction…………………..…….................................................................................. 19 II-1-Définition…………………..……............................................................................... 19 II-2-Caractéristiques physiques et géomorphologiques du bassin versant……...…… 19 II-2-1 Surface....................................................................................................................... 19 II-2-2- Périmètre.................................................................................................................. 19 II-2-3- Longue du bassin versant......................................................................................... 19 II-2-4- Longueur du talweg principal.................................................................................. 19 II-2-5- Largeur moyenne du bassin versant........................................................................ 20 II-2-6- Coefficient d'allongement........................................................................................ 20 II-2-7 Coefficient de forme ou de compacité...................................................................... 20 II-3-Etude topographique du bassin versant................................................................... 21 II-3-1-Paramètres morphologiques et étude de relief.......................................................... 21 II-3-1-1 Etude des surfaces du bassin versant..................................................................... 21 II-3-1-1-1 Répartition des surfaces en fonction de l’altitude.............................................. 21 II-3-2 Détermination des altitudes...................................................................................... 24 II-3-2-1-l'altitude maximale.........................................................................................................24 II-3-2-2- l'altitude minimale............................................................................................... 24 II-3-2-3- l'altitude la plus fréquente.................................................................................... 24 II-3-2-4- l'altitude médiane ............................................................................................... 24 II-3-2-5- l'altitude moyenne................................................................................................ 24 II-3-3- Les indices de pente................................................................................................. 24 II-3-3-1-Indice de pente globale.......................................................................................... 24 II-3-3-2: Indice de pente moyenne...................................................................................... 25 II-3-3-3-Dénivéllée spécifique............................................................................................ 25
II-4-Topographie du site de la retenue............................................................................ II-4-1 Courbes caractéristiques........................................................................................... a)-Courbe de volume en fonction de la hauteur................................................................ . b)-Courbe de surface en fonction de la hauteur................................................................. II-5-conclusion ..................................................................................................................
27 27 27 .27 29
Chapitre III :
III-1- introduction............................................................................................................ III-2 -apport liquide......................................................................................................... III-2-1-Apport liquide moyen annuel................................................................................ III-2-2- Calcul de la lame d’eau écoulée........................................................................... III-2-2-1-Formule de COUTAGNE et SAMIE................................................................. III-2-2)Formule d’ERRIH................................................................................................. III-2-3) Formule de SAMIE.............................................................................................. III-2-3- Estimation fréquentielle de l’apport annuel......................................................... III-2-3-1- Calcul du débit unitaire..................................................................................... III-2-3-2- Calcul de coefficient de variation de l’apport.................................................. III-3- predetermination des crues.................................................................................. III-3-1-analyse de pluie fréquentielle............................................................................... III-3-1-1- calcul de pluie maximale journalière fréquentielles......................................... III-3-1-2-Calcul de la quantité de pluie maximale durant le temps de concentration...... III-3-2-Débit de crue......................................................................................................... III-4- l'hydrogramme de crue......................................................................................... III- 4-1- Détermination du volume de la crue................................................................... III -4-2 -Détermination du volume de la décrue............................................................... III-4-3- Détermination du volume totale.......................................................................... III 4-4- Débit moyen de crue (Qmoy ) ............................................................................ III-5- apport solide ......................................................................................................... III-5-1- Estimation du transport solide............................................................................. III-5-2- Détermination du volume mort........................................................................... III-5-3- détermination du volume utile............................................................................. III-5-4-Détermination de volume total.............................................................................. III-6- laminage de crue ................................................................................................... III-6-1-Introduction........................................................................................................... III -6-2-La charge déversante fictive (H0) ....................................................................... III-7-conclusion ..............................................................................................................
IV-1- Conception de la digue…………………………………………………………... IV -1-1- Principales caractéristiques de la digue ……………………………………….. IV -1-1-1- Côté caractéristiques………………………………………………………… IV -1-1-2- La hauteur du barrage……………………………………………………….. IV -1-1-2-1- La revanche………………………………………………………………. a)Hauteur des vagues………………………………………………………………….. a)-1- Formule de MAILLET et PACQUANT………………………………………... a)-2- Formule de STEVENSON………………………………………………….…… b) Vitesse des vagues ………………………………………………………………….. a)Formule de GAILLARD…………………………………………………………….. b) Formule de STEVENSON………………………………………………………….. c)Calcul de la revanche…………………………………………………………………
30 30 30 30 30 30 30 31 31 32 32 32 32 33 33 34 38 38 38 38 38 39 39 40 41 41 41 42 43
44 44 44 44 44 44 44 44 45 45 45 45
IV-2-Evaluation de tassement………………………………………………………….. IV-3 Conclusion ………………………………………………………………………....
45 46
V-1 introduction ………………………………………………………………………… V-2 Evacuateur de crue ………………………………………………………………… V-2-1-définition ………………………………………………………………………….. V-2-2-Choix du type d’un évacuateur de crue : ………………………………………… V-2-3-Les différentes type d’évacuateur de crue : …………………………………......... a)-leur type de fonctionnement hydraulique ……………………………………………... b) Leur emplacement par rapport à la digue ………………………………...…….......... V-2-4-Choix de l’emplacement de l’évacuateur …………………………………………. V-2-5-Les éléments constituants un évacuateur de crue……………………………......... V-2-5-1- Déversoir …………………………………………………………………......... V-2-5-2 Canal d’écoulement …………………………………………………………….. V-2-5-3- coursier …………………………….…………………………………………... V-2-5-4 le bassin de dissipation : ……………………………………………………….. VI-2-5-Le choix du tracé de l’évacuateur ……………………………………………….. V-03- Dimensionnement de la conduite de prise d’eau et de vidange …………......... C O N C L U S I O N G E N E R A L E ……………………………………………….........
47 47 47 47 47 47 47 48 48 48 48 48 48 49 50
Introduction générale
INTRODUCTION GENERALE Les barrages en terre sont des remblais en forme de trapèze Dans ce but nous avons proposé l’étude d’un barrage en terre, dans le premier chapitre nous avons fait la présentation climatique de la région d’étude. Dans le deuxième chapitre nous avons définit les caractéristiques topographiques, et morphologiques du bassin versant de la zone étudier. Les résultats de l’étude hydrologique du bassin versant seront présenté dans le troisième chapitre. Le quatrième chapitre consiste à la conception et le dimensionnement de la digue. Généralité sur les ouvrages annexes est présenté dans le dernier chapitre
1
corrigé par :Mr Yeless.F
• • • • • • • •
Etude des précipitations Etude des températures l’évaporation Classification climatique L’évapotranspiration réelle et le déficit découlement Ruissellement Infiltration Volume d’eau infiltre
I-1 Introduction : L’étude climatique a pour but d’étudier les paramètres climatiques qui déterminent l’écoulement de surface et la genèse de crues. Dans ce chapitre nous allons déterminer les différents facteurs climatiques à savoir : • • •
Evapotranspiration potentielle (ETP) Evapotranspiration réelle (ETR) Le déficit d’écoulement.
I-2 Etude des précipitations : Les conditions climatiques jouent un rôle déterminent dans le régime des cours d’eau, en effet les précipitations agissent dans l’alimentation de l’écoulement du bassin versant. Dans le tableau (I-01), nous avons représente les différentes précipitations moyennes mensuelles. Mois
jan
Fèv
Mars
Avr
Mai
juin
juil
Aoùt
Sep
Oct
Non
Dec
Année
Pmoy(mm)
90.60
96.636
79.961
52.745
29.350
9.572
2.71
1.016
17.105
25.985
34.382
83.116
523.178
Tableau (I-01) : précipitations moyennes mensuelles. Le tableau (I-02) représente la série pluviométrique durant 39ans de 1967 à 2005. Pour cette période en remarque que le maximum a été observé en 1977 avec 813,996mm, et le minimum en 1967 avec 284,1 mm. Nous traduisons le tableau (I-02) dans un graphique. (cf. figure I-01) où en retrouve en abscisse les années et en ordonne les précipitations annuelles.
2
corrigé par :Mr Yeless.F
Année
Sep
Oct
Nov
Dée
Jan
Fév
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Année
0
0,4
9,8
82,3
83,6
21
22,4
16,1
24,5
16,4
7,4
0,2
1968
2,3
13,4
33
29
14
93
98
31
30
4,2
4,8
3,1
1969 1970
15,4 41,5
38,4 36
36 12
55 66
45 56,8
58 15,4
51 120,1
52 48
88,1 12,4
27,4 11
10,1 2,2
2,2 1,4
355,8 478,6 422,8
1971
36,4
32
24
78
66,2
34
98,2
39
26
08
1,1
0,8
1972
24,6
18
26
88
67
31
81,5
42
31
09
08
0,9
1973
16,4
21,1
32
92
54
66
78
46
32
12
0,6
0,4
1974
17,4
28
41
108
120
132
92
88
46
18
04
0,1
1975
61,2
38
28
99
130
140
98
84
31
24
11
06
1976
51
42
31
104
145
155
83
78
26
19
07
05
1967
1977
40
51
63
112
158
167
91
87
32
08
04
01
1978
12,4
44
56
88
115
188
98
91
38
15
3,4
0,7
1979
14,5
38
51
95
120
166
114
91
32
12
3,2
0,6
1980
18,9
36
48
92
101
78
68
46
28
17
6,4
2,1
1981
18,4
32
46
58
95
120
130
44
39
12,4
3,5
2,2
1982
24
30
49
66
99
111
98,4
32
36
14,5
0,6
0,2
1993
16
28
51
99
120
115
88
77
41
17
0,8
0,1
1994 1985
18 12
32 31
66 57
100 N
115 99
83 81
75 68
67 55
51 36
12 09
2 1
0 0,2
1986
13
34
61
81
105
95
72
59
42
06
0
0,1
1987
15,1
38
51
120
N
N
104
N
24
05
3
0
1988
16
41
48
115
68
97
84
68
N
10
2
1,1
1989
14,5
31
32
69
58
81
77
72
36
11,5
1,8
2,1
1990
13
32,5
12
75
66
101
N
N
N
12
1,6
0,4
1991
11
21
24
81
54
120
65
N
22
0
0
0,8
1992
6,5
32
26
78
N
114
69
N
17
N
N
0
1993
5,2
36
17
68
56
N
72
68
24
0,7
1,1
0,5
1994
3,3
21
38
92
78
120
84
75
N
0,2
N
N
1995
4,8
22
21
68
89
115
91
78
11
0,5
0,4
0,1
1996
16
24
26
54
82
34
N
41
28
N
1,2
0
1997 1998
19,5 22
26 14
30,5 41
97 66
68 45
90 69
71 66
N N
34 N
1,3 N
1,4 0
2,2 1,8
1999
16
17
11,6
55
108
110
58
52
24
1,8
1,1
1,5
2000
13,5
12,5
24
66
N
84
75
46
26
07
N
0,4
2001
12,8
7,5
11
72
110
86
72
34
22
3,4
0,2
0,3
2002
11,5
10,4
55
78
125
115
64
19
18
5,8
0
0,2
2003
08
0,6
34
N
130
82
68
11
16
1,6
0,1
0
2004
07
2,1
12
68
101
90
70
2,1
3,2
2,2
0,2
0,1
2005
06
1,5
06
121
115
118
84
0,4
N
N
N
0
9,572
2,710
1,016
moy
17,105 25,985 34,382
83.116 90,600 96,636 79,961 52,745 29,350
443,7 427 450,5 694,5 750,2 746 749,5 737,3 541,4 600,5 560,7 652,9 621 440,2 568,1 355,1 550,1 485,9 311,9 398,8 342,5 348,5 427,5 500,8 306,2 440,9 324,8 378,2 354,4 431,2 459,1 351,3 350,4 451,9
Tableau (I-02) série pluviométrique
3
corrigé par :Mr Yeless.F
courbe de distribution des précipitations annuelles 900,00 800,00 700,00 P ré cip ita tio n
600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Aneé
P Annuelles
FigureI-1 : courbe de distribution des précipitations annuelles (1967-2005)
4
corrigé par :Mr Yeless.F
anneé 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Pjmax
Pjmaxi 23,675 26,317 39,883 35,23 36,975 35,583 37,542 57,875 62,517 62,167 67,833 62,452 61,525 45,05 50,04 46,725 54,408 51,75 37,43 47,342 30,008 45,842 40,492 26,125 33,233 28,542 29,042 42,625 41,733 25,517 36,742 27,067 38,000 29,533 35,933 41,825 29,275 29,825 37,580 40,376
Tableau (I-03) calcul des différents paramètres. 5
corrigé par :Mr Yeless.F
D’après la série pluviométrique tableau (I-02) et tableau (I-03) on calcul les différents paramètres qui sont représentées dans le tableau (I-04). Les différents paramètres La somme des pluies (la somme arithmétiques maximale journalière)
Les formules
Résultat(s)
Unité(s)
n =38
Pi =
¦P
1574,675
i
mm
i =1
Pluie journalière maximale
Pj max = ¦
Pi n
40.376
mm
Tableau(I-04) : calcul des différents paramètres de la série pendants 39ans. Dans le tableau n°03 nous représentons les différentes précipitations saisonnières. Saison
Hiver
mm Psaisonniere
%
Printemps
Eté
Automne
Année
162,056
13,298
77,472
523,178
30,975
2,542
14,808
100
270,352 51,671
Tableau (I-03) : variation des précipitations en fonction des saisons. Dans la figure n°2 nous avons représente en abscisse les différents mois, et en ordonne les précipitations moyennes mensuelles. Dans la figure n°3 nous avons représente en abscisse les différents saisons, et en ordonne les précipitations saisonnières. Courbe de distributiondes précipitations mensuelles
M o yenne(m m)
120 100 80 60 40 20
Ao ût
Ju i ll e t
Ju in
ai M
il Av r
ar s M
Fé v
Ja n
Dé e
No v
Oc t
Se p
0 Mois
Figure III-02 : Courbe de distribution des précipitations mensuelles
6
corrigé par :Mr Yeless.F
Courbe de distribution des précipitations saisonnières 300
P (mm)
250 200 150 Saison
100 50 0 Hiv er
Printemps
Eté
Automne
Saisons Figure I-02 : Courbe de distribution des précipitations saisonnières.
I-3-Etude des températures : Les températures moyennes mensuelles et annuelles agissent directement sur le climat en inter- action avec les autres facteurs météorologiques. Le tableau (I-04) représente les températures moyennes maximales et minimales ainsi que les températures moyennes mensuelles.
Tmax (°C )
Tmin (°C ) Tmoy (°C )
J F 13,5 15
M 18,3
A 20,1
M 24
J 31
J A 35,5 36
S O N 31 22 19
D 14
3,8 3,9 5,6 6,4 10,5 14 18,5 21 17 12 8 5,5 8,65 9,45 11,95 13,25 17,25 22,5 27 28,5 24 17 13,5 9,75
Tableau (I-04) : variation de la température mensuelle en fonction du mois.
L’exploration du tableau (I-04) montre que le mois le plus froid est le mois de janvier (avec 8,65°C) et le plus chaude est le mois d’Août (avec 28,5°C). La moyenne annuelle de la température est de (16,9°C) Dans la figure n°4 nous avons représente en abscisse les différents mois, et en ordonne les températures (°C) 7
corrigé par :Mr Yeless.F
variation de la température mensuelle en fonction du mois 40 35 Température (°C)
30 25
Tmax (°C)
20
Tmin (°C) Tmoy (°C)
15 10 5 0 J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D Mois
FigureI-04 :variation des températures mensuelles I-4 l’évaporation : L’évaporation est un phénomène physique qui se caractérise par la transformation de l’eau en vapeur. Dans le tableau (I-05) nous avons représenté l’évaporation moyenne mensuelle. mois
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
année
Evap (mm)
104
106
167
172
250
330
420
405
250
152
136
110
2648
Tableau (I-05) : variation de l’évaporation en fonction du mois. D’après ce tableau nous résultons que l’évaporation moyenne annuelle est 220,67 mm. Le maximum est le mois de juillet avec 420 mm, et le minimum est en décembre avec 104mm.
8
corrigé par :Mr Yeless.F
I-5-Classification climatique : Les différents méthodes utiliser dans cette étude, sont les suivants : I-5-1-Méthode pluviothèrmiques : Selon GAUSSEN et BAGNOULS, un mois est dit sec si le total moyen des précipitations est inférieure ou égale au double de la température moyenne (P2T) Cette relation permet d’établir des diagrammes pluviothèrmiques sur lesquels la température est portée sur une double échelle de celle des précipitations. • Si la courbe des températures passe au dessus de la courbe des précipitations nous avons un mois sec. • Si la courbe des températures passe au dessous de la courbe des précipitations nous avons un mois humide. Le tableau (I-6) représente les différentes températures moyennes mensuelles, et les précipitations moyennes mensuelles. mois
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
P(mm)
90,60
96,64
79,96
52,75
29,35
7,57
2,71
1,02
17,11
25,99
34,38
83,12
T(°C)
8,65
9,45
11,95
13,25
17,25
22,5
27
28,5
24
17
15,5
9,75
Tableau (I-6) : différents températures moyennes mensuelles et précipitations moyennes mensuelles. Le diagramme pluviométrique est représente dans la figure (cf-figureI-05)
Différents températures moyennes mensuelles et précipitations moyennes mensuelles 120
P(mm) , T(°C)
100
80
P(mm) T(°C)
60
40
Humide
20
Humide
Aride
0 J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Mois
Cf. Figure III-05 : Courbe pluviométrique.
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corrigé par :Mr Yeless.F
I-5-2- Les indices climatiques généraux : Pour le calcul des indices climatiques nous avons utilise différents méthodes à savoir. I-5-2-1- L’indice de DEMARTONNE : DEMARTONNE au 1933à introduit un indice d’aridité I=
p T + 10
I : indice d’aridité de DE MARTONNE. P : précipitation moyenne annuelle (mm). T : température moyenne annuelle (°C). D’après le tableau (I-6) nous avons : P=523,178mm
et
T=16,9°C
On obtient un indice d’aridité de DEMARTONNE . I = 19,449 Selon la répartition donnée par DEMARTONNE l’indice d’aridité (I) est comprise entre 10et 20 10
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