Projet Barrage-choix Du Site

Projet barrage

Conception d'un aménagement hydraulique I – Choix du site Réalisé par l'équipe G.C.4 Gpe N°7: Tougui Nabil

Zouizza Achraf

Jaouad Amine

El Amri Mahdi

Encadré par : Mr Med. Taleb

Année académique : 2010-2011

1- Etude topographique des sites projetés : Cette étude permettra le classement des sites projetés en comparant leurs rendements topographiques RT et économiques RE.

1-1- Rendements topographiques RT: Ce dernier est donné par la relation suivante : 𝑅𝑇 =

𝑉𝑅 𝑆𝐸

Où : VR est le volume de la retenue SE i est la surface écran du barrage Le calcul de cette dernière se fait sur les profils des sites projetés. Il s'agit d'un simple calcul de trapèzes (pour les sites présentant des cassures de pente dans la vallée nous avons subdivisé la surface à calculer en plusieurs trapèzes puis nous avons calculé la somme). La formule est la suivante : 𝑃𝑜𝑢𝑟 𝑢𝑛𝑒 ℎ𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟 𝐻𝑖 , 𝑜𝑛 𝑎 ∶ 𝑆𝐸 𝑖 =

𝐿𝑖 +𝐿𝑖−1 2

∗ 𝐻𝑖 − 𝐻𝑖−1 + 𝑆𝐸 𝑖−1 Li

Hi

Dans cette étude, nous allons tracer la fonction RT = f(H) pour les 3 sites, les classer puis conclure.

Site N°1 : H(m) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130

VR(Mm3) 15 35 40 50 75 95 110 135 170 200 240 280 330 375 425 490 560 630 710 800 890 990 1100 1250 1430 1650

L (m) 69,23 98,46 127,69 156,92 186,15 215,38 244,62 273,85 303,08 332,31 361,54 390,77 420,00 449,23 478,46 507,69 536,92 566,15 595,38 624,62 653,85 683,08 712,31 741,54 770,77 800,00

SE(m2) 273,08 692,31 1257,69 1969,23 2826,92 3830,77 4980,77 6276,92 7719,23 9307,69 11042,31 12923,08 14950,00 17123,08 19442,31 21907,69 24519,23 27276,92 30180,77 33230,77 36426,92 39769,23 43257,69 46892,31 50673,08 54600,00

RT (m) 54929,58 50555,56 31804,28 25390,63 26530,61 24799,20 22084,94 21507,35 22022,92 21487,60 21734,59 21666,67 22073,58 21900,27 21859,55 22366,57 22839,22 23096,45 23524,91 24074,07 24432,48 24893,62 25429,00 26656,82 28220,11 30219,78

SE (m2) 459,62 1038,46 1736,54 2553,85 3490,38 4546,15

RT (m) 10878,66 9629,63 8637,87 7831,33 7162,53 6598,98

Site N°2 H (m) 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

VR (Mm3) 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

L (m) 103,85 127,69 151,54 175,38 199,23 223,08

35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00 105,00 110,00 115,00 120,00 125,00 130,00

37,50 45,00 55,00 65,00 75,00 90,00 105,00 115,00 135,00 155,00 180,00 210,00 235,00 270,00 290,00 355,00 440,00 500,00 650,00 850,00

246,92 270,77 294,62 318,46 342,31 366,15 390,00 413,85 437,69 461,54 499,38 537,23 575,08 612,92 650,77 688,62 726,46 764,31 802,15 840,00

5721,15 7015,38 8428,85 9961,54 11613,46 13384,62 15275,00 17284,62 19413,46 21661,54 24063,85 26655,38 29436,15 32406,15 35565,38 38913,85 42451,54 46178,46 50094,62 54200,00

6554,62 6414,47 6525,21 6525,10 6458,02 6724,14 6873,98 6653,32 6953,94 7155,54 7480,10 7878,33 7983,38 8331,75 8154,00 9122,72 10364,76 10827,56 12975,45 15682,66

SE (m2) 434,72 938,89 1512,50 2155,56 2868,06 3650,00 4501,39 5422,22 6433,32 7555,53 8788,85 10133,29 11588,83 13155,49 14833,25 16622,13 18522,12 20533,22 21995,73 23649,90 25495,75

RT (m) 46006,39 37278,11 33057,85 27835,05 24406,78 27397,26 31101,51 29508,20 31088,15 31103,04 29582,93 29605,40 30201,49 30785,63 32696,81 33088,42 33743,44 34091,10 36370,70 38055,12 39222,23

Site N°3: H (m) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105

VR (Mm3) 20 35 50 60 70 100 140 160 200 235 260 300 350 405 485 550 625 700 800 900 1000

L (m) 133,89 147,78 161,67 175,56 189,44 203,33 217,22 231,11 213,33 235,55 257,77 280,00 302,22 324,44 346,66 368,89 391,11 413,33 451,66 490,00 528,33

110 115 120 125 130

1200 1350 1550 1825 2150

566,66 605,00 643,33 681,66 720,00

27533,25 29762,43 32183,27 34795,78 37599,95

43583,66 45359,20 48161,67 52448,89 57180,92

Tracé des rendements topographiques 70000

rendement topographique

60000 50000 40000 Site n°3 30000

Site n°2 Site n°1

20000 10000 0 0

20

40

60

80

100

120

140

hauteur en m

Le tracé montre que le site n°1 est le plus faible en matière de rendement topographique, suivit du site n°1 puis du site n°3 qui a le meilleur RT.

1-2- Rendement économique : Ce dernier est donné par la relation suivante : 𝑉𝑅 𝑅𝐸 = 𝑉𝐷 Où : VR est le volume de la retenue VD est la surface écran du barrage

Le calcul de cette dernière s'effectue via les relation suivantes:

Vallée en V :

𝑉𝑑 =

Vallée en U :

𝑉𝑑 =

𝐿∗𝐻 2 𝐿∗𝐻 2

∗ (𝑐 +

1 𝑃1

∗ (2 ∗ 𝑐 +

+ 1 𝑃1

1 𝑃2

+

𝐻

∗ ) 3

1 𝑃2

∗ 𝐻)

 Cas où la vallée présente une cassure de pente :

Dans ce cas on va subdiviser le volume de la digue comme montré sur la figure ci-dessus. On tombera alors dans des cas simple de volumes qu'on peut calculer avec les formules déjà mentionnées. Notons que pour calculer les volumes V' (voir la figure), il faut remplacer la largeur en crête c par c' donné par la formule suivante :

𝑐′ = 𝑐 +

1 1 + ∗ (𝐻 − 𝐻𝑐𝑎𝑠𝑠𝑢𝑟𝑒 ) 𝑃1 𝑃2

Ci-après sont donnés les tableaux des calculs pour les 3 sites projetés :

Site N°1 : H(m) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130

VR(Mm3) 15 35 40 50 75 95 110 135 170 200 240 280 330 375 425 490 560 630 710 800 890 990 1100 1250 1430 1650

V(U) 2005,84 4823,38 8452,60 12893,51 18146,10 24210,39 31086,36 38774,03 47273,38 56584,42 66707,14 77641,56 89387,66 101945,45 115314,94 129496,10 144488,96 160293,51 176909,74 194337,66 212577,27 231628,57 251491,56 272166,23 293652,60 315950,65

V(V) 683,47 3129,34 7930,74 15680,85 26972,82 42399,80 62554,95 88031,44 119422,40 157321,01 202320,42 255013,79 315994,26 385855,01 465189,19 554589,94 654650,44 765963,84 889123,29 1024721,94 1173352,97 1335609,52 1512084,76 1703371,83 1910063,89 2132754,11

VD 2689,32 7952,71 16383,34 28574,36 45118,92 66610,19 93641,32 126805,46 166695,78 213905,43 269027,56 332655,34 405381,93 487800,47 580504,12 684086,05 799139,40 926257,34 1066033,03 1219059,61 1385930,24 1567238,10 1763576,32 1975538,06 2203716,49 2448704,76

RE 5577,62 4401,01 2441,50 1749,82 1662,27 1426,21 1174,70 1064,62 1019,82 934,99 892,10 841,71 814,05 768,76 732,12 716,28 700,75 680,16 666,02 656,24 642,17 631,68 623,73 632,74 648,90 673,83

V'(U) 0 0 0 0 0 0

V'(V) 0 0 0 0 0 0

Vtot 4569,26 12199,63 23375,01 38579,29 58296,35 83010,09

Site N°2 : H 5 10 15 20 25 30

Vr 5 10 15 20 25 30

C' 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

V(U) 4011,69 9646,75 16905,19 25787,01 36292,21 48420,78

V(V) 557,57 2552,88 6469,82 12792,27 22004,14 34589,31

Re 1094,27 819,70 641,71 518,41 428,84 361,40

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130

37,5 45 55 65 75 90 105 115 135 155 180 210 235 270 290 355 440 500 650 850

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12,06 16,12 20,18 24,23 28,29 32,35 36,41 40,47 44,53 48,58

Site N°3 :

62172,73 77548,05 94546,75 113168,83 133414,29 155283,12 178775,32 203890,91 230629,87 258992,21 23144,36 55654,35 97529,97 148771,23 209378,12 279350,65 358688,81 447392,61 545462,04 652897,10

51031,67 71815,12 97423,54 128340,83 165050,87 208037,56 257784,79 314776,46 379496,44 452428,64 884,92 4051,67 10268,23 20302,58 34922,70 54896,58 80992,20 113977,54 154620,58 203689,31

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 284966,23 310940,26 336914,29 362888,31 388862,34 414836,36 440810,39 466784,42 492758,44 518732,47

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 514366,70 576304,76 638242,82 700180,89 762118,95 824057,01 885995,07 947933,13 1009871,20 1071809,26

113204,40 149363,17 191970,29 241509,66 298465,16 363320,68 436560,12 518667,37 610126,31 711420,85 823362,21 946951,04 1082955,31 1232143,00 1395282,11 1573140,61 1766486,48 1976087,70 2202712,26 2447128,14

331,26 301,28 286,50 269,14 251,29 247,72 240,52 221,72 221,27 217,87 218,62 221,76 217,00 219,13 207,84 225,66 249,08 253,03 295,09 347,35

Tracé des rendements économiques rendement économique

6000 5000 4000 3000

Site n°3 Site n°2

2000

Site n°1 1000 0 0

20

40

60

80

100

120

140

hauteur en m

Là encore on trouve un classement identique à celui qui concerne le rendement topographique. Le site n°2 est le plus faible quant au rendement économique, suivi du site n°1 puis du site n°3.

2- Etude géologique 2-1- Géologie du site Site n°1 : Pour ce site, on a une stratification de 3 couches :  Le calcaire jurassique : ce sont des roches carbonatées susceptibles de se dissoudre au contact de l’eau.  La dolomite : qui représente une couche mince dans ce site, les calcaires dolomitiques et dolomies sont généralement plus poreux et perméables que les calcaires.  Le trias : situé au fond de la vallée, c’est une roche sédimentaire carbonatée. Site n°2 : La coupe transversale de la vallée montre l’existence d’une formation géologique de schistes et grés. Le schiste a pour particularité d'avoir un aspect feuilleté. Le grès, quant à lui, peut avoir des propriétés variables selon la nature du ciment. Comme le montre la coupe, ces roches sont très fissurées et nécessiteront, dans les meilleurs des cas possibles, un traitement par injection…

Site n°3 : Ce site est formé d’un bloc de granite. C’est une roche magmatique plutonique à texture grenue contenant principalement du quartz, des micas, des feldspaths potassiques. Il est généralement peu poreux.

2-2- Etanchéité Site n°1 : Le calcaire jurassique présent dans ce site est connu pour sa particularité à pouvoir contenir des karsts. Or, les cavités karstiques représentent un danger considérable en tant que fondation du barrage. En

effet, ces cavités peuvent s'écrouler sous le poids du barrage et causer par la suite tant de dommages .

Site n°2 : Les infiltrations sont susceptibles d’avoir lieu au niveau des fissurations présentes dans ce site (favorables selon les plans de schistosité). Cela provoque une pression hydrostatique aggravant ainsi ces fissurations.

Site n°3 : Le granite peu poreux et très imperméable, est très adéquat pour l’étanchéité du barrage.

2-3- Stabilité des versants : Site n°1 : Les versants du site 1 sont menacés par la susceptibilité à l’érosion ce qui peut causer des écroulements.

Site n°2 : Les versants schisteux contiennent des fissures soumises à l’effort de cisaillement causé par les infiltrations de l’eau ce qui favorise les écroulements. En plus le cycle gel dégel de l’eau aggrave les fissurations, ce qui engendre un risque énorme pour le barrage. Site n°3 : Le granite assure une bonne stabilité des versants du fait de sa bonne résistance à la poussée hydraulique.

2-4- Matériaux de construction Site n°1 : Vu que les matériaux de ce site ne sont pas cohérents pour la construction d'un barrage en terre (calcaires et dérivés), le coût de projet va augmenter. En effet, on sera obligé de transporter les matériaux nécessaires (sables, argiles, limons…) d’un autre site.

Site n°2 : Les schistes sont défavorables à la construction car ils sont instables. Le grès, quant a lui, convient à la confection du béton.

Site n°3 : Concernant le granite, il ne sera pas exploité vu la difficulté de son concassage.

=> D’après l’étude géologique, on choisira le site n°3