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P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 1 Ministère de l’Enseign

P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 1 Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Tunis École Nationale Supérieure des Ingénieurs de Tunis Rapport de projet de fin d’année Les ouvrages hydrauliques Ihsen Elmay ENCADRANT : Mme Hela Ben Ayed Année universitaire 2019/2020 P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 2 Remerciement Je tiens compte de cette occasion de remercier mon professeure et encadreur Hela Ben Ayed pour sa disponibilité, ses nombreux conseils, son aide et son encadrement rigoureux. J’aimerais aussi gratifier toutes personnes qui ont contribués, à leurs manières, à réaliser ce travail. P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 3 Table des matières LISTE DES FIGURES .................................................................................................................................................................................. 4 LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................................................................... 4 INTRODUCTION ...................................................................................................................................................................................... 5 CHAPITRE 1. CAPTAGE DES EAUX .......................................................................................................................................... 6 A. LES RESSOURCES EN EAU EN TUNISIE ET DANS LE MONDE ....................................................................................................................... 6 1. En Tunisie ............................................................................................................................................................................. 6 2. L’eau dans le monde ............................................................................................................................................................ 7 B. OUVRAGES DE RETENUES ET HYDROELECTRIQUES EN TUNISIE ET DANS LE MONDE ....................................................................................... 8 1. Les barrages en Tunisie ........................................................................................................................................................ 8 2. Les barrages dans le monde ................................................................................................................................................. 9 C. BARRAGES RIGIDES (EN MATERIAUX ASSEMBLES) ............................................................................................................................... 10 1. Barrages poids ou « gravité » (gravity dams) .................................................................................................................... 10 2. Barrage à contreforts (buttress dams) ............................................................................................................................... 10 3. Barrage voûtes (arch dams) ............................................................................................................................................... 11 D. BARRAGES EN MATERIAUX NON ASSEMBLES OU (EMBANKMENT DAMS) ....................................................................... 11 1. Barrages en terre (erath dams) .......................................................................................................................................... 11 2. Barrages en enrochements (rock-fill dams) ....................................................................................................................... 12 3. Barrages collinaires ............................................................................................................................................................ 12 E. CLASSIFICATION DES CENTRALES HYDROELECTRIQUES ET DES BARRAGES .................................................................................................. 13 F. OUVRAGES DE PRISE D’EAU ........................................................................................................................................................... 14 1. Prises d’Eau en Cours d’Eau ............................................................................................................................................... 15 2. Prises d’Eau en Réservoir ................................................................................................................................................... 16 G. LES OUVRAGES D’EPURATION ......................................................................................................................................................... 17 1. Principe de fonctionnement ............................................................................................................................................... 17 2. Dispositifs de Dévasement des Retenues ........................................................................................................................... 18 CHAPITRE 2. LES OUVRAGES DE STOCKAGE (LES RESERVOIRS) ....................................................................................... 19 A. ROLE DES RESERVOIRS .................................................................................................................................................................. 19 B. EMPLACEMENT GEOGRAPHIQUE DES RESERVOIRS ............................................................................................................................... 20 CHAPITRE 3. LES OUVRAGES D’ADDUCTION ................................................................................................................... 21 A. DEFINITION ................................................................................................................................................................................ 21 B. DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES ...................................................................................................................................................... 21 1. Régulation de pression : Le Brise-Charge ........................................................................................................................... 21 2. Pose des conduites ............................................................................................................................................................. 22 3. Chaînage des conduites ..................................................................................................................................................... 25 4. Ouvrages en galerie ........................................................................................................................................................... 25 C. CANAUX ET GALERIES A SURFACE LIBRE ............................................................................................................................................ 26 CHAPITRE 4. LES RESEAUX D’ALIMENTATION EN EAU POTABLE .......................................................................................... 28 A. TRANSPORT DE L’EAU................................................................................................................................................................... 28 B. STOCKAGE DE L’EAU : .................................................................................................................................................................. 28 C. RESEAU DE DISTRIBUTION ............................................................................................................................................................. 28 1. Définition ........................................................................................................................................................................... 29 2. Structure des réseaux ......................................................................................................................................................... 29 CONCLUSION....................................................................................................................................................................................... 30 BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................................................................................... 31 P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 4 Liste des figures FIGURE 1 REPARTITION DES PLUIES ANNUELLES MOYENNES SUR LA TUNISIE ........................................................................................................ 6 FIGURE 2 BILAN HYDROLOGIQUE ................................................................................................................................................................... 7 FIGURE 3 CONCEPTION DU BARRAGE DE RENAISSANCE. .................................................................................................................................. 10 FIGURE 4 PRISE D’EAU EN RIVIERE (GINOCCHIO 1959) .................................................................................................................................. 15 FIGURE 5 PRISE D’EAU DANS UNE COURBURE (D’APRES BOUVARD,1984 ET GINOCCHIO 1959) ............................................................................ 15 FIGURE 6 SEDIMENTATION D’UN RESERVOIR EN FONCTION DU TEMPS (D’APRES GINOCCHIO 1959) ...................................................................... 16 FIGURE 7 OUVRAGE DE PRISE ET DE VIDANGE (D’APRES PNUD/OPE ,1987) ................................................................................................... 17 FIGURE 8 SCHEMA D’UN DESSABLEUR DUFOUR (D’APRES GINOCCHIO,1959) .................................................................................................... 18 FIGURE 9 ESSAI DE BUTEE D’EXTREMITE DE LA CONDUITE (D’APRES DUPONT,1971) ............................................................................................ 23 FIGURE 10 POSE SUR PIEUX (D’APRES DUPONT , 1971) ................................................................................................................................. 24 FIGURE 11 POSE SUR TASSEAUX (D’APRES DUPONT,1971) ............................................................................................................................. 24 FIGURE 12 CHAINAGE EN VUE DE LA MISE DE LA CONDUITE EN CANIVEAU (D’APRES DUPONT, 1971) ..................................................................... 25 FIGURE 13 STRUCTURE D’UN REVETEMENT DE GALERIE EN BETON ARME (GINOCCHIO ,1959)............................................................................... 26 FIGURE 14. FORME DE SECTION TYPE DE GALERIE D’AMENEE (D’APRES GINOCCHIO, 1959) .................................................................................. 26 FIGURE 15. ELEMENTS GEOMETRIQUES DE LA SECTION (D’APRES GRAF ,1993) .................................................................................................. 27 FIGURE 16 MODELE SIMPLIFIE DE DISTRIBUTION ........................................................................................................................................... 28 Liste des tableaux TABLEAU 1 BILAN ANNUEL DES EAUX DU GLOBE .............................................................................................................................................. 7 TABLEAU 2 REPARTITION DE PLUIE ANNUELLE MOYENNE ET QUELQUES STATIONS TYPES EN TUNISIE ......................................................................... 8 P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 5 Introduction Les ouvrages qui servent à mettre en œuvre une ou plusieurs branches de l’économie de l’eau s’appellent ouvrages hydrauliques “Waters Works”. Suivant que ces ouvrages sont construits en rivières, en lacs ou à la mer, nous distinguons les ouvrages fluviaux, lagunaires ou maritimes. Les ouvrages hydrauliques présentent trois particularités : -L’action permanente de l’eau peut entraîner l’usure mécanique, la cavitation des parties des ouvrages en contact avec le courant (pile) et à la rupture de certaine structure. - La construction d’un ouvrage influe considérablement sur l’environnement (inondation, changement écologique) et entraînent une modification du régime naturel de l’écoulement. Suivant leur rôle, les ouvrages hydrauliques peuvent être classifiés comme suit : - ouvrage de retenue (barrage) : prise d’eau, évacuateur et bassin de dissipation - ouvrage de transport d’eau (canaux, conduites et galerie) - ouvrages spéciaux . L’ensemble de ces ouvrages hydrauliques permet de répondre à des objectifs économiques variables constituent alors un projet intégré de gestion des ressources en eau. Ce rapport comporte 4 chapitres. Le premier chapitre présente le Captage des eaux. Le deuxième chapitre expose les ouvrages de stockage. Les ouvrages d’adduction sont détaillés dans le troisième chapitre. Le dernier chapitre porte sur les réseaux d’alimentation en eau. P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 6 Chapitre 1. Captage des eaux A. Les ressources en eau en Tunisie et dans le monde 1. En Tunisie La pluie constitue la source d’alimentation des cours d’eau. Ces derniers restituent une quantité d’eau plus ou moins importante vers la mer. La construction de barrage le long du cours d’eau permet de stocker cette eau pour satisfaire les demandes en eau pour l’irrigation, l’Alimentation en Eau Potable, la Protection contre les Crues et la production d’électricité. Figure 1 Répartition des Pluies Annuelles Moyennes sur la Tunisie [1] P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 7 2. L’eau dans le monde ➢ Bilan hydrologique Suivant le Tableau1, les précipitations continentales représentent moins que le quart de l’évaporation des océans et que 39% de ces précipitations reviennent aux océans (38% comme ruissellement de surface et 1% comme écoulement souterrain), les 61% qui restent constituent l’évaporation continentale. Figure 7 bilan hydrologique [1] Tableau 2 Bilan annuel des eaux du GlobeFigure 8 bilan hydrologique Tableau 3 Bilan annuel des eaux du Globe Tableau 4 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en TunisieTableau 5 Bilan annuel des eaux du GlobeFigure 9 bilan hydrologique Tableau 6 Bilan annuel des eaux du GlobeFigure 10 bilan hydrologique Tableau 7 Bilan annuel des eaux du Globe [1] Tableau 8 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en TunisieTableau 9 Bilan annuel des eaux du Globe Tableau 10 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en Tunisie Figure 11 Conception du barrage de Renaissance.Tableau 11 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en TunisieTableau 12 Bilan annuel des eaux du Globe P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 8 B. Ouvrages de retenues et hydroélectriques en Tunisie et dans le monde ✓ définition Un barrage est ouvrage établi dans le lit d’un cours d’eau dans le but de créer une dénivellation entre les plans d’eau situés en amont et en aval . 1. Les barrages en Tunisie Les barrages en Terre et les Barrages Poids représentent plus que 80% des barrages existants en Tunisie . La majorité des nouveaux barrages à construire en Tunisie et dans le Monde sont des barrages en Terre. Ces types de barrage sont également les plus répandus dans le monde. En Tunisie la production d’énergie électrique n’est pas l’objectif principal des ouvrages de retenue . Cette production vient renforcer la production d’électricité durant les heures de pointes de demande d’énergie. • La vallée de Medjerda : La principale composante du projet est constitué par le barrage de Sidi Salem qui maîtrise la Medjerda sur un bassin versant de 18 250 km2. La partie amont du barrage Sidi Salem comporte quatre barrages : Kasseb, Ben Metir, Bou Heurtma et Mellègue. A l’aval de Sidi Salem, le principal effluent de la Medjerda est maîtrisé par deux barrages Seliana et Lakmess. Il reste a maîtrisé les eaux de Khalled, Chafrou, et Rmil (Figure I-2.2). La qualité des eaux des affluents du gauche de la Medjerda est excellente, celles des affluents de la rive droite est moins bonne. C’est pour cette raison qu’il a été envisagé d’améliorer la qualité des eaux du barrage de Sidi Salem par leur mélange avec les eaux excédentaires de l’Ichkeul. • Bassin d’Ichkeul : Tableau 15 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en Tunisie [1] Figure 12 Conception du barrage de Renaissance.Tableau 16 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en Tunisie Figure 13 Conception du barrage de Renaissance. Figure 14 prise d’Eau en Rivière (Ginocchio 1959)Figure 15 Conception du barrage de Renaissance.Tableau 17 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en Tunisie Figure 16 Conception du barrage de Renaissance.Tableau 18 Répartition de pluie annuelle moyenne et quelques stations types en Tunisie P.F.A. Ouvrages Hydrauliques E.N.S.I.T. 2019-2020 Page 9 Il comporte plusieurs barrages : Sedjenane, Ghazala, Mellah, Tine et Djoumine qui permettent l’irrigation. Djoumine et uploads/Ingenierie_Lourd/ pfa-ihsen.pdf