TP7 Etud Ciment Prise Consistance 4-4-16 Laboratoire Materiaux (3)b9iti

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’ l’Enseignement Supérieur et de la recherche Scientifique Université Djillali BOUNAAMA de Khemis Miliana Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et des Sciences de la Terre Département des Sciences de la Terre

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du Diplôme de Master  En Sciences de la Terre et l’Univers

Filière : géotechnique Option : géotechnique Thème

Importance et Intérêts des études géotechniques dans la réalisation du barrage cas du barrage de Koudiet Rosfa wilaya de Tissemsilt Présenté par : -Abdelhamid Bouchair -Tellai Nadir

Soutenu le : 11/07/2018

D evant vant le Jur J ury y comp composé de : Président : GHARBI Ben youcef

Grade : MCB

Etablissement : UDBKM

Encadreur : HENNIA Kaddour

Grade : MAA

Etablissement : UDBKM

Examinateurs : SAHRAOUI Abdelbassit

Etablissement : UDBKM

Grade : MAA

Etablissement : UDBKM

Invité : BOUDERBALA Ahmed

Grade : MCB

Année universitaire : 2017/ 2018

Etablissement : UDBKM

REMERCIEMENTS

Remerciements

Travailler seul est un plaisir, mais travailler avec des sages c’est un honneur et pour cela nous remercie à Mr. HENNIA Kaddour notre encadreur, pour tous ses efforts et ses conseils Et sa disponibilité et son efficacité pour Fournir les conseils nécessaires  pour faciliter le travail. Membres de jury qui accepté d'évaluer notre travail : Mr. GHARBI Benyoucef Mr. SAHRAOUI Abdelbassit Mr. YAMANI Mohamed Abdel Hadi pour ses conseils est ses orientations Mr. OUIMER Amine Amine le 1er mentor dans notre chemin d’étude Mr. SEDOUD Bachir et Mr. BERBERA Kaddour pour leur générosité d’offrir d’offrir les donnes pour le succès de ce travail BOUCHAIR Abdelhamid Tellai nadir 

DEDICACE

Dédicace Je dédie ce travail à ma chère grand-mère, la seule personne qui n'a jamais perdu espoir en moi, et bien sûr mes chers parents que je ne serais pas ici aujourd'hui sans leur soutien et leur attention, qu'Allah vous bénisse et vous garde de moi.

BOUCHAIR Abdelhamid

DEDICACE

Dédicace Je dédie ce travail : -A mon cher Père et à ma chère Mère qui sont de ma vie, la source et l’essence -à mes chères petites sœurs la joie de ma vie. -à mon oncle BERBAR Ibrahim -à mes frères Toufik, Salah et Omar -a tous mes amis TELLAI Nadir

RESUME

:

.

10

0,46

22,5

5

: .

0,15

18,50

 ,

599

.

100

.

:

Résumé

Les grands ouvrages comme les barrages nécessitent des études avant leur réalisation pour assurer la stabilité de l’ouvrage et son bon emplacement avec emplacement avec des minimum problèmes qui peuvent créer énorme dégâts à l'environnement en général et la vie humaine on particulier, sans oubliée les  bénéfices des barrage économique et sociale. L’études géotechniques fait partie de ces études, ce dernier Passes à travers deux étapes principale, des essai in situ et au laboratoire qui traite les matériaux de la construction et la zone de réalisation, pour but de la stabilité du barrage à long terme. En effet, l’état des roches concernant l’axe de la digue à l’aide des essais hydraulique est imperméable à de faible perméabilité, elle el le été varié en générale de 5 à 10 UL, d'autre part, les résultats des essais au laboratoire étaient suffisants, où il a été observé que les matériaux de construction donnent des bonnes caractéristiques mécanique et physique : l’angle de frottement et la cohésion varie respectivement de 22.5° et 0.46 bars au maximum e t de 18.50° et 0.15 bars au minimum. Pour les matériaux d’enrochements les résultats sont significativement significativement bon, les essais de compression montrent que la résistance des roches est très élevée varies entre 100 bars et 599 bars.

RESUME A la lumière de ces résultats brefs, l'étude géotechnique a confirmé l'efficacité du projet, toujours opérationnel jusqu'à présent.

Mots clé : Essai géotechnique, Barrage, Bassin versant, Koudiet Rosfa, Stabilité, Sécurité.

Abstract

Large constructions as dams require different phases of study before their realization to ensure that it will last a longer with minimal problems, that can create huge damage to t he environment in general and human life around it in particular, without ignoring its benefits e conomically and socially, geotechnical investigation is one of these s tudies, it passes through two stages investigation in-situ and in laboratory to treat the materials of the construction and the area of realization, in purpose of stability of the dam in the long term. Indeed, the state of the rocks concerning the axis of the dam using hydraulic tests is impermeable to low permeability, it was generally varied from 5 to 10 UL, on the other hand the results of the tests in the laboratory were sufficient, where it was observed that the building materials gives a good mechanical and physical characteristics: the angle of friction and cohesion varies respectively from 22.5 ° and 0.46 bar at maximum and from 18.50 ° and 0.15 bar at minimum For the rockfill materials the results are significantly significantl y good, the compression tests show that the resistance of the rocks is very high, varying between 100 bars and 599 bars. In the light of these short results, the geotechnical study confirmed the efficiency efficienc y of the project, which is still operational until the present time

Key Words: Geotechnical test, Dam, Watershed, Koudiet Rosfa, Stability, Security.

SOMMAIRE Remerciements Dédicace Résumé Liste des tableaux Liste des figures Liste des abréviations

Introduction générale……………………………………………………………………………….1 générale ……………………………………………………………………………….1 Chapitre I : Bibliographie Bibli ographie I.1.Introduction………………………………………………………………………………..……. I.1.Introduction………………………………………………………………………………..…….3 I.2. Définition……………………………………………………………………………………….. Définition………………………………………………………………………………………...3 .3 I.3. Fonction……………………………………………………………………………………... Fonction…………………………………………………………………………………….........3 ......3 I.4. Classification…………………………………………………..………………………………... Classification…………………………………………………..………………………………...3 I.4.1. Selon la fonction du lieu l ieu de réalisation…………………………………………………… réalisation ……………………………………………………33 I.4.2. Selon le matériau de construction ………………………………………………………… …………………………………………………………33 I.4.3. Selon la résistance aux effets de l’eau……………………………………………………..4 1.5. Études faisabilité………………………… faisabilité…………………………... ...…………………………………………………...4 …………………………………………………...4 I.5.1. Choix du site……………………………………………………………………………… site ………………………………………………………………………………..5 ..5 I.5.2. Choix de la cuvette………………………………………………………………………… cuvette…………………………………………………………………………55 I.6. Étude avant-projet détail (APD)……………………………………………………………….. (APD) ………………………………………………………………..55 I.6.1. Étude topographique……………………………………………………………………… topographique ……………………………………………………………………….5 .5 I.6.1.1. Topographie du bassin versent …………………………………………………………5 I.6.1.2. Topographie de site

………………………………………………………………...5

I.6.2. Étude géologique……………………………………… géologique………………………………………………………………….… ………………………….…....…… ……55 I.6.3. Étude hydrologie…………………………………………………………………………… hydrologie ……………………………………………………………………………66 I.6.4. Étude hydraulique…………………………………………………………………………. hydraulique ………………………………………………………………………….66 I.6.5. Étude génie civil……………………………………………………………………………. civil …………………………………………………………………………….6 I.6.6. Étude Géotechnique……………………………………..………………………………… Géotechnique ……………………………………..…………………………………66 I.6.6.1. Prospection …………………………………………………………………………….7 I.6.6.2. Essai in situ …………………………………………………………………………….7

I.6.6.2.1. Essais hydraulique…………………………………………….…………..... hydraulique…………………………………………….…………........ ...7 I.6.6.2.2. Essai Pressiometrique

……………………………………….……...………...9

I.6.6.2.3. Pénétromètre statique …………………………………….…………………..10 I.6.6.3. Essai au labo …………………………………………………….………….……...…10

SOMMAIRE

I.6.6.3.1. Échantillonnage……………………………………………………..……… Échantillonnage……………………………………………………..……….10 I.6.6.3.2. Essais d’identification…………………………………………………..…....11 I.6.6.3.3. Essais mécanique…………………………………………………….. mécanique……………………………………………………..... ...........13 I.6.6.3.4. Essais de dureté…………………………………………………….…….…..17

I.7.Conclusion……………………………………………………………………………………..177 I.7.Conclusion……………………………………………………………………………………..1 Chapitre II : Présentation de la zone d’étude d’étud e II.1. Bassin versant (Cadre générale) …………………………………………………………….18 …………………………………………………………….18 II.1.1. Situation du bassin versant…………………………………….……………………….18 versant…………………………………….……………………….18 II.1.2. Cadre Morphologique et Climatique………………….................................………….1 Climatique………………….................................………….188 II.1.2.1. Description du bassin versant……………………………………………………...18

II.1.2.2. Relief…………………………………………………………….………………...19 II.1.2.3. Hydrographie ………………………………………………..….....………………20

II.1.2.4. Climat……………………………………………………..…………….…………21 II.1.2.5. Pluviométrie……………………………………………………………….............21 II.1.2.6. Température……………………………………………………………………….22 II.1.2.7. Vent………………………………………………………………………..............22

II.1.3. Cadre Géologique hydrogéologique hydrogéologique et p édologique……………………………..………. édologique……………………………..………..23 .23 II.1.3.1. Géologie régionale…………………………………………...…………….….. régionale…………………………………………...…………….…...… .….…23 II.1.3.2. Hydrogéologie …………………………………...………………………….…….…..26

II.1.3.3. Pédologie……………………………………………………………………. Pédologie……………………………………………………………………..………. .……….27 II.1.3.3.1. Classification des sols…………………………………………………….…27 II.1.3.4. Végétation……………………………………………………………………….……29

II.1.4. Cadre socioculturel…………………………………………………………………….. socioculturel…………………………………………………………………….....…30 II.1.4.1. Population……………………………………………………………..………….…..30

II.1.4.2. Agriculture………………………………………………………………………....…30

II.2. Présentation du Barrage (Cadre Local)……………………………………………….…….31 Local)……………………………………………….……. 31 II.2.1. Situation géographique du barrage………………………...………..…………..…… barrage ………………………...………..…………..……..31 ..31 II.2.2.1. Digue……………………………………………………...………………….…....32 II.2.2.2. Les ouvrages annexes…………………………………………………….………..32 II.2.2. 2.1. Prise d’Eau……………………………………….......................................32

II.2.2.2.2. Évacuateur de Crue…………………………………………………...……33 II.2.2.2.3. Vidange de Fond…………………………………………….………..……34 II.2.2.2.4. Galerie Visite (d’injection)………………………................. (d’injection)………………………........................................34

SOMMAIRE

II.3. Conclusion………………………………………………………………….....……………....3 Conclusion ………………………………………………………………….....……………....355 Chapitre III : Étude géotechnique du barrage III.1. Introduction………………………………………………………………………………… Introduction ………………………………………………………………………………….36 .36 III.2. Collecte des données ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………36 36 III.3. Essai in situ………………………………………………………………………………… situ …………………………………………………………………………………...36 ...36 III.3.1. Essai hydraulique…………………….……………………………………………… hydraulique …………………….……………………………………………….36 .36 III.3.2. Essai pressiometrique pressiometrique……….………………………………………………………... ……….………………………………………………………...40 40 III.3. 3. Essai de pénétromètre statique (SPT) ………………………………………………. ……………………………………………….41 41 III.4. Essai labo………………………………………………………………………………... labo ………………………………………………………………………………...41 41 III.4.1. Essais d’identification …………………………………………………………... …………………………………………………………...41 41 III.5. Essai mécanique……………………………………………………………………………... mécanique ……………………………………………………………………………...50 50 III.6.Essais de dureté……………………………………………………………………………… dureté ………………………………………………………………………………57 57 III.6.1. Essai los Angeles et Micro-deval……………………………………………………... Micro-deval ……………………………………………………...57 57 III.7. Masse volumique est absorption……………………………………………………………. absorption …………………………………………………………….57 57 III.8. Conclusion………………………...………………………………….………………………5 Conclusion………………………...………………………………….………………………588 III.9. Remarque……….……………………………………………………………………………5 Remarque……….……………………………………………………………………………588 Conclusion générale………………………… générale………………………………………………………………………………..59 ……………………………………………………..59 Référence Bibliographie Annexe

LISTE DES TABLEAUX

Liste des tableaux Tableau 1 : l’études géotechnique…………………………………...…………………………6 géotechnique…………………………………...…………………………6 Tableau 2 : les caractéristiques caracté ristiques du bassin versant……………………..……………………… versant……………………..………………………21 21 Tableau 3 : les stations pluviométriques………… pluviométriques …………... ...………………………….……………… ………………………….………………22 22 Tableau 4 : la répartition des unités de sols dans le bassin versent de Koudiet Rosfa…….…..2 Rosfa …….…..28 8 Tableau 5 : Cheptel……………………………………………………...…………………….31 Cheptel……………………………………………………...…………………….31 Tableau 6 : les caractéristiques de la digue…………………………………………………… digue……………………………………………………32 32 Tableau 7 : les caractéristiques de la prise d’eau………………………………………………32 d’eau………………………………………………32 Tableau 8 : les caractéristiques de conduit d’eau……………………………………...………33 d’eau……………………………………...………33 Tableau 9 : les caractéristiques d’évacuateur du crue…………………………………………33 crue…………………………………………33 Tableau 10 : les caractéristiques de vidange de fond…………………………………………3 fond …………………………………………34 4 Tableau 11 : caractéristique de galerie de visite……………………………………………….3 visite……………………………………………….34 4 Tableau 12 : les résultats d’essais Lugeon………………………………………………...…..36 Lugeon………………………………………………...…..36 Tableau 13 : les résultats des essais Lefranc…………………………………………………..3 Lefranc…………………………………………………..39 9 Tableau 14 : les résultats des essais pressiometriques………………..……………………….. pressiometriques………………..………………………..40 40 Tableau 15 : les résultats d’essai granulométrique par granulométrique par tamisage tamisa ge (zone 1)…………………….. 1)……………………..41 41 Tableau 16 : les résultats d’essai granulométrie par sedimentometrie (zone 1)……………….41 1)……………….41 Tableau 17 : les résultats des essais essai s granulométriques (zone 2)……………………………….4 2)……………………………….43 3 Tableau 18 : les résultats des granulats par sedimentometrie (zone 2)………………………..44 2)………………………..44 Tableau 19 : analyses granulométriques (zone3 ( zone3 et4)………………………………………….45 et4)………………………………………….45 Tableau 20 : analyses granulométriques (zone de recharge)…………………………………..46 recharge)…………………………………..46 Tableau 21 : les résultats des limites d’atterbergue……………………………………………48 Tableau 22 : les valeurs extrême et moyennes des résultats de cisaillement direct (zone 1)… 1)…51 Tableau 23 : les valeurs extrême et moyennes des résultats de cisaillement direct (zone 2)…52 2)…52 Tableau 24 : les valeurs extrême et moyennes des résultats de triaxial (zone 1)……….………52 1)……….………52 Tableau 25 : les valeurs extrême et moyennes des résultats de triaxial (zone 2)…………...…..52 2)…………...…..52 Tableau 26 : les résultats d’essais œdométriques(zone1)………………………………..……53 Tableau 27 : les résultats d’essais œdométriques (zone2)…………………………..…………53 Tableau 28 : les résultats d’essai compression d’essai compression simple Carotte N°7……..…………………… N°7……..……………………55 55 Tableau 29 : les résultats d’essai compression d’essai compression simple Carotte N°6…………………..……… N°6…………………..………55 55 Tableau 30 : les résultats d’essais compression simple Carotte N°8 N°8………………. ……………….…………56 …………56 Tableau 31 : les résultats des essai Los Angeles et Micro-deval………………………..……..57 Micro-deval………………………..……..57 Tableau 32 : les résultats des essais masse volumique et absorption…………………………57

LISTE DES FIGURES

Liste des figures Fig 1 : Barrage en terre zoné ……………………………………………………………………4 Fig 2 : essai Lugeon ……………………………………………………………….……………8 Fig 3 : Essai Lefranc ……………………………………………...…………………………….9 Fig 4 : Sondage pressiometrique pressiometrique …………….……………………….……………………..…10 Fig 5 : méthode de quartage………………………………………………………………...…11 ………………………………………………………………………..11 Fig 6 : Échantillonneur ………………………………………………………………………

Fig 7 : différent tamis de la granulométrie……………………………………………………12 Fig 8 : représentation des limites d’Atterberg…………………………………………………13 Fig 9 : appareil triaxial …………………………...……………………………………………14 Fig 10 : essai de cisaillement a la boite ………..………………………………………………15 Fig 11 : essai œdométrique……………………………………………………………………16 Fig 12 : Situation de bassin versant de Koudiet Rosfa ……………………..…………………18 Fig 13 : Carte de sous bassin versant de Koudiet-Rosfa ………………………………………19 Fig 14 : La carte des reliefs ……………………………………………………………………20 Fig 15 : la carte réseau hydrographie…………………………….……………………………20 Fig 16 : Carte de la pluviométrie ………………………………………………………………22 Fig 17 : La carte géologique. ……………………………………….…………………………26 Fig 18 : typologie des sols dans le bassin versant versant de Koudiet Rosfa ……………………..…….29 Fig 19 : La carte de végétation ………………………………………...………………………30 Fig 20 : Coupe transversale du barrage Koudiet Rosfa ………………………………………..31 Fig 21 : courbe granulométrique, sedimentometrie (zone d’emprunt 1)………………………42 Fig 22 : courbe granulométrique, sedimentometrie (zone d’emprunt 2)………………..……..44 Fig 23 : courbe de limite d’Atterberg+abaque de Casagrande (zone d’emprunt 1)…………..47 Fig 24 : courbe limites d’Atterberg+abaque de Casagrande (zone d’emprunt 2)……………..48 Fig 25 : Abaque de Casagrande de puits 11 …………………………………………………..49 Fig 26 : Abaque de Casagrande Casagrande de puits 12 ……………………………………………………49 Fig 27 : courbe Proctor (zone d’emprunt 1)…………...………………………………………50 Fig 28 : courbe Proctor (zone d’emprunt 2)…………………………………………………..51 Fig 29 : situation des points de sondage sur le CW5 …………………………………………..54 compressi on simple (carotte N6 et7)…………...…..……………55 Fig 30 : les résultats d’essai compression

Fig 31 :la résultats d’essai compression simple (carotte N°8)…………………….....………..56

LISTE DES ABRIVIATIONS

LISTE DES ABREVIATIONS APD : Avant-Projet Détaillée AEP : Alimentation en Eau Potable CW : Chemin Wilaya RN : Retenue Normale PHE : Plus Hautes Eaux UTM : Transverse Universelle de Mercator  UL : Unité Lugeon CVM : Côte du Volume Mort CRN : Côte de Retenue Normale CRE : Côte de la Retenue Exceptionnelle LNA : Lombard Nord Algérie MDS : coefficient Micro-Deval Sec MDE : coefficient Micro-Deval Micro-Deval en présence d’Eau d’Eau SAU : Surface Agricole Utilisée  NGA :Nivellement Générale Générale d’Algérie

INTRODUCTION GENERALE

Introduction générale Les barrages sont parmi les construction humaines les plus important, à la fois par leur dimension parfois exceptionnelle et par leur utilité sociale. Ils sont notamment indispensables à l’alimentation en eau et a l’irrigation et ils concourent, de façon importante, i mportante, à la production d’énergie. Leur maintenance, leur surveillance constituent en outre des enjeux majors pour la sécurité des populations. [5] Les premiers ouvrages remontent au 19° siècle où quelques barrages de petite taille ont été réalisés dans la partie occidentale du pays. Ces réalisations n’ont pas du tout concerné l’Est algérien. Les premiers barrages construits dans cette région le furent au milieu du 20° siècle : Foum El Gueiss (Khenchela) en 1939 les techniques de construction de l’époque n’étant pas au point, certains d’entre eux ont été vite emportés par les oueds et d’autres ont été reconstruits plusieurs fois (Cheurfas, Tlelat, Fergoug). Au moins quatre raisons peuvent expliquer cela : - absence des études géotechnique de réalisation de barrage (le plus important l’étude géotechnique) - la technologie des barrages n’était pas encore maîtrisée ; - le régime des cours d’eau était é tait mal connu ; - les moyens techniques mis en œuvre pour la construction de ces barrages ont souvent été insuffisants, Ainsi, si le principe du barrage est simple, les conséquences de sa mise en place sont multiformes et difficiles à gérer ; cela demande demande une réflexion préalable, ce qui n’a, malheureusement, pas été toujours le cas. Les barrages ont donc commencé à être érigés en Algérie à partir du 19ème siècle, c’est le cas du 1° barrage construit à Meurad en 1859 (Tipaza). De très faible capacité (0,8 Hm3), il ne sert plus à l’irrigation mais uniquement à l’AEP des agglomérations de Meurad et de Hadjout. Le deuxième barrage (1860) réalisé en terre à Tlelat (Oran) possède une capacité de 0,7 Hm 3 et une hauteur de 27 mètres, il s’est rompu en 1862 après sa sa mise en exploitation pour des raisons d’étanchéité. Il a été reconstruit en 1870 et conforté en 1904. Il est toujours en exploitation et utilisé par la cimenterie de Zahana (Sidi Bel Abbès) [9]. la stabilité de barrage Koudiet Rosfa basée sur les études avant la réalisation, pour cela on a prévu le plan du travail suivant : Le premier chapitre : présente une revue bibliographique des différents types de barrages et

des études à réaliser avant la construction.

1

INTRODUCTION GENERALE Le deuxième chapitre : présente la zone d'étude et ces caractéristiques (le bassin versant et la

digue de barrage) Le troisième chapitre : les résultats et l’interprétation de l’étude géotechnique.

D’abord, on premier chapitre on a essayé de comprendre les types des barra ges et les déférent déférent études avant de la réalisation. Généralités sur les barrages, définition, fonction, ses déférents caractéristi ques, les déférent  phases à faire avant la réalisation réali sation (étude de faisabilité, faisabili té, étude APD, étude d’exécution) et on a détaillée dans l’étude l’étude APD dans les essais géotechniques du barrage. Ensuite, on deuxième chapitre qui a deux partie : présentation de la zone d’étude et ces caractéristiques hydrologique, géologique, pédologique et sociaux culturel, et présentation du  barrage Koudiet Rosfa et ces caractéristiques (fiche technique). En fin, le dernier chapitre on a interprète les essais géotechniques in situ et au laboratoire avant de réalisation de barrage avec des commentaires qui assure l’importance des études géotechnique dans la réalisation de ce barrage.

2

Chapitre I : Bibliographie

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

I.1.Introduction Sans eau, il n'y a pas de vie sur notre planète. Elle est notre ressource la plus précieuse, sans  parler de l'air et de la terre. Pendant les trois derniers siècles, la quantité d'eau douce utilisée a été multipliée par 35, alors il est obligé de penser à des solutions pour satisfait ce besoin, parmi ces solutions est de construire les barrages.

I.2.Définition du barrage Un barrage est un Ouvrage au travers t ravers des cours d'eau de bassin versant, pour accumuler les eaux de ruissellements dans un réservoir naturel. En vue d'y prélever une part plus ou moins importante du débit.

I.3.Fonction des barrages Les barrages ont plusieurs fonctions, leur construction est dictée par la nécessite, soit d’irriguer des périmètres à l’aide de l’eau emmagasinée, soit d’alimenter en eau potable ou usage industrielle, la production d’électricité, et à la protection contre les crues. Un barrage réservoir peut remplir

 plusieurs de ces ces fonctions à la fois.

I.4.Classification des barrages On peut classer les barrages selon plusieurs critères :

I.4.1. Selon la fonction du lieu de réalisation a) Barrage d’accumulation : il établit retenue que contient grand volume d’eau appelé réservoir  b) Barrage d’élévation  : ce type de barrage crie une dénivellation utilisée dans une usine au pied du

 barrage ou une une usine placée dans un canal canal de dérivation. c)Barrage de décantation : qui protège un autre barrage principal situ en aval des dépôts solide. d) Barrage de dérivation : un barrage de dérivation dérive une fonction du débit dans un canal ou une galerie pour le conduire vers leur lieu d’utilisation d’utilisat ion.

e) Barrage contre inondation : un barrage implanté au bord de la mer pour faire face aux flux et au reflex de la mer ou bien deux digues lors de la canalisation d’un cours d’eau

I.4.2. Selon le matériau de construction a) Barrage en béton  b) Barrage en maçonnerie c) Barrage en enrochement d) Barrage hétérogène e) Barrage en bois

3

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

f) Barrage en terre : les principales composantes c’est les sables, argile, argile s ableuse. Actuellement de nos jours ce type de barrage est très fréquemment construit grâce à son économie par rapport à d’autres

Parmi des types de barrage en terre il y a : 1-Barrage en terre homogène 2-Barrage en enrochement à masque amont 3-Barrage à profil zoné ou à noyau (notre cas) : le barrage de Koudiet Rosfa fait partie de ce type des  barrages en terre, il est constitué d’un d’un noyau étanche au centre (ou en amont) et de deux recharges en matériau plus grossier dont le rôle est d’assurer la stabilité de l’ensemble du massif. La fonction d’étanchéité est assurée par le noyau réalisé en matériau argileux. En outre, l’étanchéité du barrage

doit être prolongée dans ses fondations soit par ancrage du noyau, soit en réalisant au - dessous du noyau une coupure étanche telle que rideau d’injection etc.

Fig 1 : Barrage en terre zoné [3] [ 3] I.4.3. Selon la résistance aux effets de l’eau

En fonction de leurs constructions, de leurs réactions à leurs forces qui sont appliqué et de leurs résistances aux forces de glissement on rencontre trois types t ypes de murs a) Barrage en poids  b) Barrage en voute c) Barrage a contre forts L’étude d’un barrage en Algé rie elle se déroule comme suite :

1.5. Études faisabilité Pour mener bien l’étude et plus -tard la réalisation d’un barrage, il faut faire les études

 préliminaires, ces sont indispensables indispensables pour une bonne construction construction du mur du barrage. Elles sont au nombre de quatre et concernent la topographie du lieu, la l a géologie, la géotechnique du site ainsi que l’hydrologie du site et de bassin versant sans oublier la recherche du choix du site .

4

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

I.5.1. Choix du site Le choix du site commence par un travail du bureau, collection des documentations existants telle que les cartes géologiques de la région, photographie aérienne...etc. aérienne...etc. ce stade on peut considère les investigations grâce aux caractéristiques caracté ristiques géologique du site hydrologique à l’utilisation de va leurs

spécifique régionales ou autres.

I.5.2. Choix de la cuvette La cuvette du barrage représente tout le réservoir d’eau devant le mur, son emplacement se détermine par rapport à sa fonction, le choix de l’emplacement de la cuvette est guidé auss i

par

l’existence ou non d’une fuite d’eau par infiltration sous le mur de barrage et latéralement par les  berges. Enfin des conditions topographiques et celles d’existence des matériaux influent aussi son

choix.

I.6.Étude avant-projet détail (APD) I.6.1. Étude topographique Elle concerne le bassin versant de la retenue, la vallée de la rivière, le l e site du barrage de la retenue et des zones d’emprunt.

I.6.1.1. Topographie du bassin versent Dans cette étude généralement on utilise des cartes à grand échelles avec des réseaux hydrographie bien défini ainsi des courbes de niveau sur le bassin et des photos aérienne.

I.6.1.2. Topographie de site Le but de cette étude est : Distinguer la capacité de la retenue et sa surface, d’évaluer  les  les volumes des différents ouvrages ainsi que leur implantation De repérer les zones d’ emprunt, de fournir les plans de fond f ond au géologue et aux

ingénieurs.

I.6.2. Étude géologique Cette étude est très importante dans le choix de site du barrage, à cause des mauvais interprétation ou l’absence de cette étude, beaucoup des murs de barrage sont détériorés et effondrés, l’étude

géologique nous  permet d’avoir une idée précise sur le substratum, sur la roche altérée, sur la tectonique (failles, fissures…), sur l’inclinaison et le pendage des couches et sur leurs

caractéristiques.

5

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

I.6.3. Étude hydrologie Cette étude est pour détermination des apports solides et liquides par des méthodes connues (estimation de la crue de projet, apport annuel, etc…).et nous permette de déterminer les cotes caractéristiques de la cuvette.

I.6.4. Étude I.6.4.  Étude hydraulique L’étude hydraulique permettre d’avoir les dimensions de la digue (Hauteur, Largeur, pente des

talus, largeur de crête ...etc.) et aussi elle pe rmettre d’étudié la stabilité de cette digue.

I.6.5. Étude I.6.5.  Étude génie civil Elle permettre d’étudie les ouvrage annexe comme : l’évacuateur des crues, pris d’eau, vidange

du fond, et déterminer les différentes caractéristiques.

I.6.6. Étude Géotechnique L’étude géologique bien quel soit nécessaire demeure insuffisante elle ne permet pas à l’ingénieure en générale d’avoir une bonne définition des caractéristiques géomécanique et

hydrodynamique. Cette étude porte sur les matériaux terreaux, enrochement et fondation, selon la nature des matériaux à étudier, ces études se divisent en : a) étude géotechnique des matériaux du construction d’un barrage

 b) étude géotechnique géotechnique des fondations fondations Tableau 1 : Études géotechniques d'un barrage [4] Reconnaissance du site Etude complémentaire de la Etude initiale fondation -Tranchées (où -Sondages Autres essais carottés in situ :  puits) à l’aide -essais  pénétromètre, d’une pelle hydraulique  pressimètre..et d’eau (profondeur de type c). d’investigation LEFRANC minimale (terrain de 4 m) pour meuble) étude de la et fondation LUGEON superficielle (roche) et recherche -Tranchées des emprunts. continues dans -Tarière si certaines zones zones. inaccessibles.

Essai de laboratoire Compactage identification Comportement des emprunts -Limites -Essai -Essai Proctor Proctor  (zone d’Atterberg des matériaux emprunts). suffisamment -Triaxiaux non fins drainés -granulométrie consolidés (éventuellement CU et non teneur consolidés en matières UU organiques). -Compressibi lité pour matériaux fins. -Boîte de cisaillement  pour matériaux grossiers.

6

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

I.6.6.1. Prospection La reconnaissance des sols doit d’abord permettre de localiser les différentes couches de terrain

et préciser la configuration générale de la zone à étudier. Pour cela, deux techniques peuvent être utilisé : le prélèvem ent d’échantillon en vue de les   analyser au laboratoire et les essais in situ  proprement dits, Le programme des travaux de prospection (sondages, puits, forages carottes, tranches à la pelle, fouilles) cette procédure doit être complété  par d’autres procède comme le  pénétromètre (dynamique et statique) qui offre une information rapide et sure en ce qui concerne le  bon sol et sa portance, portance, Les travaux travaux de prospection prospection sont : a) Tranchées et puits, Leurs objectifs sont généralement généralement multiples : -Prélèvement d’échantillon pour indentification et essai mécanique - recherche d’un substratum sous une couverture peu épaisse - levé d’une coupe géologique détaillée - Réalisation des essais in situ  b) Le sondage sondage carottier -Principe : L’essai consiste à réaliser un forage par

battage ou fonçage (poinçonneur ou rotatif).

-But : Déterminer la nature de la roche ou du sol, pour analyser le degré de fissuration et la pente des strat ification dans le cas d’une roche et pour y pratiquer des essais de laboratoire fissures diaclases et stratification

(mécanique des roches ou des sols, analyses minéralogiques ou chimiques).

I.6.6.2. Essai in situ I.6.6.2.1. Essais hydraulique a) Essai Lugeon L’essai d’eau Lugeon est un essai en place réalisé en sondage. Il s’applique au rocher et aux sols cohérents de résistance mécanique compatible avec la pression d’eau imposée pendant l’essai.

-Principe et but L’essai consiste à envoyer de l’eau sous pression dans une tranche de sondage isolé par un obturateur, l’évolution du débit injecté en fonction de la pression appliquée permet d’obtenir la

 perméabilité, des des indications précieuses précieuses sur la fissuration. fissuration. Pression effective : Pe= P0-ϒ.e. H-Pc P0 : pression lue au manomètre H : profondeur de la nappe phréatique 7

CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

Pc : pertes de charges Débit (Q) : est calculé en ramenant les volumes injectés par unité du temps (mn) et unité de la longueur (m). Une fois les valeurs portées sur un graphique Q=f(P0), on évalue l’absorption du

terrain on cherche sur la courbe du débit correspondant à la pression normalisée du 10bars (01MPa). 01UL=10 -7 m/s

Fig 2 : essai Lugeon  b) Essai Lefranc -Principe : Il consiste à créer une charge différentielle, par rapport à la charge correspondant correspondant au niveau initial de la nappe, dans une cavité de dimension connue préalablement réalisée dans le terrain à la  base d'un forage forage et aménagée aménagée de telle sorte que que la filtration de l'eau engendrée engendrée par cette charge charge différentielle ne se fasse que par les parois de cette cavité et à mesurer l'évolution dans le temps de cette charge différentielle qui peut être produite soit par le prélèvement soit par l'apport dans la cavité d'un débit d'eau constant.[6] Q = K.C.H K : perméabilité du terrain C : coefficient dit de poche qui dépend de la forme géométrique de la cavité C=

2. 

2,3log( 2,3log(  )

2- soit par prélèvement d’eau unique avant toute mesure  : -mesurer la charge d'eau h(t) dans le forage en fonction du temps t

h=h0

. (−0) 

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CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

Avec : h et h0 : les rabattements aux temps t et t0 K : la perméabilité du terrain C : coefficient de poche S : section du forage c -But : Permet d'évaluer ponctuellement la perméabilité horizontale d'un terrain aquifère situé audessous de la nappe (sol saturé).

Fig 3 : essai Lefranc[site]

I.6.6.2.2. Essai Pressiometrique Pressiometrique -Principe et but : L’essai pressiometrique consiste à effectuer une mise en charge du terrain grâce à une sonde descendue dans un forage sensiblement de même diamètre par l’application d’une pression interne

sur la sonde, en détermine les l es déformations correspondante correspondante en mesurant la variation de volume d’une cellule centrale. Des résultats des déformations du terrain en déduit :

-le module de déformation pressiometrique Ep -pression du fluage Pf qui correspondant correspondant à la fin du domaine pseudo-élastique -pression limite Pl qui caractérise la rupture

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CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

Fig 4 : Sondage pressiometrique

I.6.6.2.3. Pénétromètre statique -Principe : Pour le pénétromètre statique, l’enfoncement résulte d’une pression continue exercée en tête de l’outil, la réaction du sol a l’effort du pénétration Qs est lue directement à la surface sur un

nanomètre ou un dynamomètre .et si B le diamètre de la base du cône, en obtenue la résistance à la  pénétration statique statique Rs par : 4

Rs= ² -But :

Le pénétromètre statique est utilisé pour évaluer la consistance des sols, leur niveau de compactage et la capacité portante des fondations peu profondes et des sous-couches sous-couches de la chaussée.

I.6.6.3. Essai au labo I.6.6.3.1. Échantillonnage -But et principe de l’échantillonnage : Les essais effectués nécessairement sur des quantités réduites de matériaux, donc il faut que l’échantillon utilisé soit représentatif de l’ensemble des éléments des matériaux. Le prélèvement d’échantillons se fait en deux temps  :

-Prélèvent sur le chantier ou la carrière d’une quantité de matériaux plus grands que celle qui sera utilisé pour l’essai. -Au laboratoire prélèvement de la quantité nécessaire à l’essai et qui soit également représentatifs de l’échantillon. Pour le passage de l’échantillon total prélevée à l’échantillon réduit nécessaire à l’essai peut tage au à l’aide d’un échantillonneur . se fait par quar tage

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CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

a) Quartage L’échantillon est divisé en quatre parties égale on retient la moitié en réunissant deux qu’arts

opposé la sélection est homogénéisée et un nouveau quartage est effectué, on obtient ainsi un échantillon représentatif du matériau initial

Fig 5 : méthode de quartage  b) Échantillonneur Permet de diviser facilement en deux parties représentatifs la totalité d’un échantillon initial

chaque moitié étant recueillie dans un bac de manière séparé. En retenant à chaque opération le contenu de l’un des bacs  on obtenir après deux ou trois opération la quantité de matériaux représentatifs nécessaires à l’essai

Fig 6 : Échantillonneur

I.6.6.3.2.. Essais d’identification I.6.6.3.2 a) Analyse granulométrique par tamisage, sedimentometrie Une opération qui détermine les répartitions massiques de la dimension des particules solides exprimée en pourcentage de la masse totale du matériau

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CHAPITRE I :

BIBLIOGRAPHIE BIBLIOGRAPHI E

-Principe : L’essai consiste à classer les différents grains constituant l’échantillon en utilisant une série de

tamis, emboités les uns sur les autres les dimensions des ouvertures sont décroisant du haut vers le  bas, le matériau étudiées placé en partie supérieure des tamis et le classement des grains s’obtient

 par vibration de la colonne de tamis. tamis. -But : L’analyse granulométrique permet de déterminer la grosseur et les pourcentages des différentes familles de grains constituant l’échantillon, elle s’applique à tous les granulats de

dimensions nominales inférieur ou égal 63 mm

Fig 7 : différent tamis de la granulométrie On a : 60

Cc= 10 (30)²

Cu=(60∗10) -Principe de sedimentometrie : L’essai utilise le fait dans un milieu liquide au repos, la vitesse de décantat ions des grains fins

a très fins est fonction de leur démontions. La loi de stokes donne, dans le cas des grains sphérique de même masse volumique, la relation entre le diamètre et leur vitesse de sédimentation. Par convention, cette loi et appliquer aux éléments d’un sol pour déterminer des diamètres équivalents

des particules -But : Détermination des distributions des particules fines