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1 SOMMAIRE SOMMAIRE ...........................................................

1 SOMMAIRE SOMMAIRE ......................................................................................................................................... 1 INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 4 CHAPITRE I : LES BARRAGES EN TERRE ....................................................................... 6 1.1. Caractéristiques générales des barrages en terre : ......................................................... 6 1.2. Les barrages en Tunisie :..................................................................................................... 8 1.2.2. Barrage El Melah : ........................................................................................................... 11 1.2.2.1. Caractéristiques du site : ....................................................................................... 12 1.2.2.2. Caractéristiques et capacité de la retenue : ...................................................... 12 Chapitre II : Description du site du barrage El Melah et matériaux à disposition ....................................................................................................................................... 15 2.1.1. Noyau : ......................................................................................................................... 15 2.1.4. Filtre :............................................................................................................................ 17 2.1.5. Drain : ........................................................................................................................... 17 2.1.7. Voile d’injection : ......................................................................................................... 17 2.1.8. Instruments d’auscultation : ...................................................................................... 18 2.2. Géologie du site : ................................................................................................................ 18 2.2.1. Aspect général : .......................................................................................................... 18 2.2.2. Matériaux à disposition : ................................................................................................ 22 2.2.3. Zones D’emprunt : ...................................................................................................... 23 Chapitre III : Etude Hydraulique : évacuateur de crue, galerie et protection contre les vagues ........................................................................................................................ 29 3.1. Climatologie et hydrologie : ............................................................................................... 29 3.1.1. Climatologie : ............................................................................................................... 29 3.1.2. Hydrologie : .................................................................................................................. 31 3.1.2.1. Evacuateur de Crue : .......................................................................................... 31 3.1.2.2. Protection contre les vagues : ........................................................................... 33 3.1.2.3. Vidange de fond : ................................................................................................ 38 Chapitre IV : Etude géotechnique : détermination des paramètres géotechniques et présentation du voile d’injection ................................................ 41 4.1. Détermination des paramètres géotechniques des matériaux de construction : ...... 41 4.1.1. Batardeau amont T2 : ................................................................................................ 41 4.1.2. Recharge A1 (Alluvions) : .......................................................................................... 43 2 4.1.3. Filtre fin F1 : ................................................................................................................ 44 4.1.4. Drain D : ....................................................................................................................... 46 4.1.5. Rip rap : ........................................................................................................................ 48 4.1.6. Noyau T1 : .................................................................................................................. 49 4.2. Justification du choix de la profondeur du voile d’injection : ....................................... 56 4.3. Voile d’injection : ................................................................................................................. 59 4.3.2. Type de coulis d’injection : ........................................................................................ 61 4.3.3. Réalisation des injections : ........................................................................................ 62 4.3.4. Voile d’injection et essais de vérification du fonctionnement : ............................ 65 4.3.4.1. Fond de vallée rive gauche : ............................................................................. 65 4.3.4.1.1. Injection de consolidation et de renforcement:......................................... 65 4.3.4.1.2. Voile fond de vallée : ..................................................................................... 66 Chapitre 5 : Vérification de la stabilité de la Digue : ............................................ 68 5.1. Introduction : ....................................................................................................................... 68 5.2. Etude de la stabilité de la digue : ..................................................................................... 69 La stabilité de la digue du barrage doit être vérifiée pour les cinq cas suivant : .................. 69  Vérification en fin de construction. ....................................................................................... 69  Cas de la retenu normale. ..................................................................................................... 69  Cas de la plus haute eau. ...................................................................................................... 69  Cas d’une vidange rapide. ..................................................................................................... 69  Cas d’un séisme. ..................................................................................................................... 69 5.2.1. Etude du cas de l’ouvrage fini (fin de construction) : ........................................... 70 5.2.2. Etude du cas de fonctionnement normal : (NRN) .................................................. 73 5.2.3. Etude du cas de fonctionnement exceptionnel : (PHE) ......................................... 74 5.2.4. Etude du cas de vidange rapide : ............................................................................. 76 5.2.5. Etude du cas d’un séisme : ........................................................................................ 79 5.2.5.1. Vérification du facteur de sécurité : ..................................................................... 79 Conclusion : ..................................................................................................................................... 87 Chapitre 6: Suivi des travaux ............................................................................................... 88 6.1. Rupture du talus rive droite de l’évacuateur de crue : .................................................. 89 6.2. Ferraillage, coffrage et bétonnage des plots de l’évacuateur : .................................... 94 6.3. Mise en place du noyau et du remblai de la digue en fond de vallée : ...................... 96 6.4. Travaux d’injection en rive gauche de la digue : ........................................................... 98 3 Conclusion générale : ........................................................................................................... 101 ANNEXES ........................................................................................................................................ 102 ANNEXE 1 : Résultats d’estimation du volume des zones d’emprunt par SURFER. ............ 102 ANNEXE 2 : Notes de calcul hydraulique. ................................................................................. 113 ANNEXE 3 : Méthode GIN et Essai Lugeon ............................................................................... 121 ANNEXE 4 : Plans .......................................................................................................................... 126 Bibliographie ................................................................................................................................ 128 4 INTRODUCTION fin de répondre aux besoins croissants en eau, une stratégie de développement de cette ressource a été lancée en Tunisie depuis 1990. Le projet d’aménagement du barrage Melah cadre avec cet objectif. Il s’agit d’une retenue de surface destinée à stocker une grande partie des eaux de ruissellement d’oued Melah qui se perdaient, au par avant, en mer. Ces eaux ainsi mobilisées seront utilisées pour développer l’agriculture dans la région. Une grande partie de ces eaux stockées seront transférées vers l’aménagement existant à Sejnene. La construction d’un tel ouvrage important nécessite, au préalable, un garantissement de sa bonne tenue par une estimation de sa sécurité vis-à-vis du risque de rupture. L’étude de la digue comporte, outre la reconnaissance du site et le choix des caractéristiques mécaniques des sols, un calcul de stabilité pour déterminer, d’une part, la courbe de rupture le long de laquelle le risque de glissement est le plus élevé; d’autre part, la valeur correspondante du coefficient de sécurité. Ainsi, le travail comportera en gros les parties suivantes :  Une Première partie introduisant aux barrages en terre.  Une deuxième partie consacrée à la présentation de la zone d’étude et des données de base nécessaires pour mener l’étude proprement dite, à savoir les données climatologiques et hydrologiques, et les données géologiques et géotechniques.  Une troisième partie s’intéressant à la description de la digue et des ouvrages annexes. A 5  Une quatrième partie qui comportera une vérification des ouvrages hydrauliques principalement l’évacuateur de crue.  Une cinquième partie consacrée à l’analyse de la stabilité de la digue et de sa fondation. Cette partie constitue une phase finale qui exploite les notions présentées par les trois parties précédentes.  Une dernière partie décrivant ce qui a été vu sur chantier durant la période du projet de fin d’étude. La conclusion générale présente une synthèse de tous les chapitres et met un point final à ce travail. Nous avons pu vérifier grâce à ce travail :  Un bon dimensionnement de l’évacuateur de crue.  Une protection suffisante contre les vagues qui peuvent se former dans la retenue.  Une vidange de fond capable de remplir son rôle en cas de danger.  La stabilité de la digue de notre barrage pour différents cas de charges. 6 CHAPITRE I : LES BARRAGES EN TERRE Introduction : Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à réguler le débit du cours d'eau et/ou à en stocker l'eau pour différents usages. Le premier barrage a été construit par l’homme il y a plus de 4000 ans ; il s’agit du barrage de Saad El Kafara construit en Egypte en 2600 av JC, son rôle consistait principalement à protéger une vallée des crues, et il fut détruit au cours de sa construction par submersion à cause de l’absence d’un évacuateur de crue. A partir du 17ème siècle la construction des barrages est devenue presque indispensable pour combler des besoins énergétiques et pour la fourniture d’eau potable pour répondre à une urbanisation croissante et au développement de l’hygiène. Il existe plusieurs types de barrages tel que les barrages poids, les barrages voûtes, barrages contreforts ou multi voûtes, les barrages en remblais... Mais les barrages en remblais restent toujours les plus favorisés si on raisonne de point de vue coût. 1.1. Caractéristiques générales des barrages en terre : Les barrages en terre sont des barrages en remblais et ont les deux fonctions principales:  Etanchéité  Résistance à la poussée de l’eau Ces dernières fonctions sont assurées par des matériaux naturels de type « sol » judicieusement organisés. Les barrages en remblai de terre ont la grande qualité de s’accommoder de fondations meubles qui seraient incapables de supporter un ouvrage en béton ; cela permet d’équiper les sites dont le fond de vallée est garni, éventuellement sur de fortes épaisseurs (100 m ou plus), d’alluvions ou de roches décomposées, déformables et plus ou moins perméables. En 7 première approche, une bonne règle générale est que la fondation d’un barrage doit disposer des propriétés, naturelles ou obtenues par traitement, au moins équivalentes à celles du corps du barrage qu’elles doivent recevoir. Ils constituent donc une bonne solution lorsque des matériaux de qualité convenable sont disponibles à proximité immédiate. Leur défaut essentiel est une très grande vulnérabilité au déversement par-dessus leur crête, la ruine survenant très rapidement par érosion superficielle et interne de leur partie aval. Il convient donc de dimensionner très largement les organes de protection contre les crues qui leur sont associés, et d’être très prudents lorsqu’on n’est pas sûr des données hydrologiques en matière de crues. Toute la conception d’un barrage en terre vise à satisfaire, en ayant recours aux matériaux naturels disponibles à proximité (les seuls économiquement disponibles en très grande quantité), les conditions de stabilité qui dépendent fortement de deux aspects essentiels : — le contrôle des pressions interstitielles à l’intérieur du remblai, dont on sait qu’elles influent fortement sur la stabilité statique du remblai lui-même, dès la période de construction. — le contrôle des circulations d’eau à l’intérieur du remblai, où elles risquent de provoquer des érosions internes, peut-être encore plus dangereuses que les pressions, car les effets en sont souvent peu visibles jusqu’à la ruine. Il est possible de concevoir et de construire des barrages en terre homogènes, c’est-à-dire constitués d’un seul matériau qui assure à la fois toutes les fonctions : étanchéité et stabilité. Dès que la hauteur dépasse la cinquantaine uploads/Geographie/ barrages.pdf