ا ــــ ر ـ ا ـــــ ا ـ ا  ــــ  اـ ا ـــــ  ـ République

ا ــــ ر ـ ا ـــــ ا ـ ا  ــــ  اـ ا ـــــ  ـ République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE HADJ LAKHDAR BATNA Institut de Génie Civil, d’Hydraulique et d’Architecture Département d’Hydraulique Mémoire de Magister en Hydraulique Option : Simulation Numérique Des Ecoulements Polyphasiques Et Approches Locales Evènementielles Présenté par : BENAICHA amar cherif Ingénieur d’état en hydraulique T Th hè èm me e Etude des processus des transports solide et leur impact sur l’alluvionnement des barrages Mémoire soutenu le :………………. Devant le jury composé de : Jury GRADE Affiliation Qualité LAHBARI Nourddine M.C.A Université Hadj Lakhdar BATNA Président FOURAR Ali M.C.A Université Hadj Lkhdar BATNA Rapporteur BENKHALED abdelkader M.C.A Université Mohamed Khidar BISKRA Examinateur BOUZIANE mohamed toufik M.C.A Université Mohamed Khidar BISKRA Examinateur ANNÉE UNIVERSITAIRE 2010/2011 SOMMAIRE Introduction general Chapitre I : Problématiques et objectifs 1 1- Ampleur de l’envasement des retenues de barrages 1 1-1- Introduction 3 1-2- Facteurs induisant l’envasement des barrages 3 1 -2-1- Processus naturels 3 1 -2-1-1- Erosion des sols 3 1 -2-1-2- Transports solides 4 1 -2-1-3- Sedimentation et envasement 7 1-3- Objectifs Chapitre II : Le phénomène d’érosion dans les Bassins versants 8 1 - Introduction 9 2- Processus de l'érosion dans les bassins versants 9 2-1 -Généralités 9 2-2-Érosion hydrique 10 2-3-Erosion en nappe 10 2-4- les conséquences de l'érosion en nappe 11 2-5 -Erosion linéaire 11 2-6-L'érosion pluviale 11 2-7- Causes de l'érosion 12 2-7-1- Influence du climat 12 2-7-2- Les facteurs topographiques 12 2-7-3-Les facteurs géologiques et pédologiques 12 2-7-4-Le couvert végétal 13 2-8- L'impact de l’érosion dans différentes régions 14 2-9-Causes d’érosion et facteurs de résistance du milieu 15 2-10-Les conséquences de l’érosion 15 3-Quantification de l'érosion 15 a-Formule de Henin "1950" 16 b- Formule universelle de Wischmeier "1959" 17 c- Formule de Gavrilovic (1960) 18 d- Formule de L’A.N.R.H (1970) 19 e- Formule de Tixeront (1960) 19 f- Formule de Fournier (1960) 20 g- Formule de poliakov Chapitre III : Transports solides 21 1-Le transport solide 21 1-1- Généralités 22 2-Transport en matériaux du lit « charriage » 22 2-1 -Définition 23 2-2-Description du phénomène 24 2-3- Méthode empirique 24 2-4-Méthodes d'application des équations du transport solide 25 2-5- Modélisation mathématique 25 2-5-1-Le modèle mathématique 25 2-5-2-Modélisation du transport solide 25 2-5-3- Phase liquide : équations de Saint-Venant 26 2-5-4- Conservation de la masse des sédiments et déformation du lit 27 2-5-5- Equation dynamique : débit solide et capacité de transport 28 2-5-6- Lois de chargement 29 2-5-7- Formulation des lois de chargement 30 2-5-8- Inertie des particules en mouvement 31 2-5-9- Inertie de la structure du fond 33 2-6- Comparaison des différentes approches 34 2-7- Transport solide en crue 36 2-8- Le modèle physique 36 2-9-Méthodes de calcul 36 a) Formule de Shields (1936) 36 b) Formule de Meyer-Peter et Muller (1948) 37 c) Formule d’Einstein-Brown (1950) 38 d) Formule de Schoklitsh 38 3- Les fines « Transport par suspension » 38 3-1-Définition 38 3-2-Description du phénomène 40 3-3-Méthodes de calcul : 40 3-3-1-Méthode approchée 40 3-3-2-Méthode par exploration des champs de vitesse 42 3-3-3-Détermination de la concentration des matériaux en suspension 42 a) Formule d’Abalianz (1958) 42 b) Formule d’obrien (1933) 43 3-4-le débit solide total Chapitre IV : L’engravement des barrages 44 1-L’alluvionnement dans les réservoirs et les moyens de lutte contre ce phénomène 44 1-1-Les facteurs conditionnels de l’engravement des réservoirs 44 1-2-Mécanisme de formation des dépôts dans le réservoir 46 1-3-Dépôts formés par les matériaux charries 46 1-4- Dépôts formés par les matériaux transportent en suspension 47 2-Méthodes de calcul 47 2-1-Sédimentation dans la retenue 53 2-2-Vitesse de chute d’une particule élémentaire 53 a) Ecoulement laminaire (loi de Stockes d<0,12mm) Re<1 53 b) Ecoulement semi turbulent (sables 0,12<d<2mm) 1< Re<50 54 c) Ecoulement turbulent (galets d>2mm) Re>500 54 2-3- Influence de la concentration des particules 54 a) Formule de Famularo (1962) 54 b) Formule de Burgers (1941) 55 2-4-Bilan des échanges érosion –sédimentation 56 2-5-Tassement des vases 56 2-5-1- Sédiments grossiers (sable, graviers, cailloux) 56 2-5-2- Sédiments fins (limons-vases-argiles) 58 2-6: Calcul du volume de la vase 58 a- Formule de F.Orth 59 b- Formule de Taylor Chapitre V: Calcul de l’envasement du barrage de Foum El Gherza 60 1- Présentation du bassin versant l'Oued El Abiod 60 1-1- Situation géographique 62 1-2-Morphométrie du bassin versant 62 1-2-1-La forme 62 1-2-2-Rectangle équivalent 63 1-2-3-Caractéristiques des altitudes (le relief) 63 1-2-4-Courbe hypsométrique 66 1-2-5-Indice de pente globale 67 1-2-6-Dénivelée spécifique DS 68 1-2-7-Densité de drainage Dd 70 1-2-8-Coefficient de torrentialité 70 1-2-9-Temps de concentration 70 1-2-10-Calcul du temps de concentration par l’hydrogramme de crue 73 1-2-11-Calcul du temps de concentration par la formule de GIANDOTTI 74 1-3-Etude Climatologique 75 1-3-1- Les éléments du climat 75 1-3-1-1- Les Températures 77 1-3-1-2- Les vents 78 1-3-1-3- L’humidité 80 1-3-1-4- L’Evaporation 81 1-3-1-5- La Neige 81 1-3-1-6- La grêle 82 1-4-Etude des précipitations 82 1-4-1-Les précipitations et leur variabilité 83 1-4-2-Equipement du Bassin Versant 83 1-4-3-Précipitation moyenne annuelle sur le bassin versant 84 1-4-4-Moyenne arithmétique 85 1-4-5-Méthode des isohyètes 87 1-4-6-Etude statistique des précipitations moyennes annuelles par La loi de Gumbel 92 1-4-7-Les précipitations moyennes mensuelles 93 1-5-Etude des crues 93 1-5-1-Etude des pluies journalières maximales 94 1-5-2-Pluie de courte durée 94 1-5-3-Calcul du débit maximal 94 1-5-3-1-Détermination des débits moyens journaliers maximums fréquentiels 94 a. Formule de GIONDOTTI 95 b. Formule de TURAZZA 95 c. Formule de SOKOLOVSKY 96 1-5-4-Hydrogramme de crue 98 1-5-5-Calcul de la lame d’eau écoulée sur l’ensemble du Bassin Versant 98 a) Formule de Derie-Sarvary (1985) 99 b) Formule de l’A.N.R.H 99 c ) Formule de SAMIE 100 1-5-6-L’Observation de l’apport annuel 100 1-5-7-La variabilité annuelle des écoulements 102 1-5-8-Variabilité mensuelle et saisonnière des écoulements 105 1-6- Etude des apports solides 105 1-6-1- Les modes des transports 105 1-6-1-1- Transport par charriage 105 1-6-1-2-Transport par suspension 105 1-6-2- Détermination des débits solides 111 1-6-3-Résultats de calcul 113 1-6-4-Analyse des résultats Conclusion Introduction Générale INTRODUCTION GENERALE : Les barrages de stockage sont exposés à une perte de capacité due au phénomène d'envasement. Un phénomène qui peut s'exprimer par d'autres termes tels que, l'alluvionnement des retenues et la sédimentation des particules transportées par les cours d'eau que ce soit le transport par charriage ou en suspension. il est la conséquence naturelle de la dégradation des bassins versants. Ce phénomène constitue actuellement une préoccupation aux exploitants et aux responsables de la mobilisation des ressources hydrauliques, devant les difficultés trouvées pour la maîtrise de l'alluvionnement des barrages en Algérie du nord, l'analyse d'état d'envasement est obligatoirement demandée pour définir le degré de gravité au niveau des barrages. Les présentes approches de quantification visent à fournir aux exploitants et aux projeteurs la situation présente et future de nos retenues. Eventuellement toute analyse d'état s'appuie sur l'analyse des levés bathymétriques, ou sur les prélèvements d'échantillons d'apports solides. Tout en développant les facteurs dont dépendent ces derniers, ainsi que leurs dépôts. L'analyse statistique des données du barrage de FOUM EL-GHREZA faisant l'objet de cette étude, est considérée comme une des méthodes les plus efficaces permettant d'aboutir à des résultats fiables et pratiques. Cette étude conduit à penser aux remèdes par la projection des mesures préventives, car nul barrage ne peut être à l'abri de l'envasement. Les objectifs assignes au présent mémoire et de traiter et d’analyser les données hydrométriques (débits liquide et solide), nous permettant, après leurs corrections, d’établir les relations existantes entre les débits liquides et solides à différentes échelles du temps (mensuelle et annuelle). Introduction Générale En premier chapitre nous avons parlé sur l’ampleur de l’envasement des retenues de barrages, les facteurs induisant l’envasement et les processus du transport solide. La deuxième partie consacrée au phénomène d’érosion dans les bassins versant, leurs conséquences et l’importance de la quantification d’érosion. Troisième étape les transports solide dans un cours d’eau et le mécanisme du transport par charriage et suspension, leurs méthodes de calcul et la comparaison des différentes approches. Quatrième partie c’est l’alluvionnement dans les réservoirs et les moyens lutte contre ce phénomène, description du mécanisme de formation des dépôts dans les réservoirs. Le dernier chapitre une présentation du barrage de FOUM EL GHERZA sur oued LABIOD, étude hydrologique du bassin versant et quantification des apports liquides et solides, quantification de l’envasement du barrage a l’aide d’un programme dénomme CEB. CHAPITRE I : Problématiques et objectifs 0 Chapitre I : Problématiques et objectifs CHAPITRE I : Problématiques et objectifs 1 I- Ampleur de l’envasement des retenues de barrages I-1- Introduction L’infrastructure hydraulique des pays du Maghreb arabe est amputée annuellement de 2% à 5% de la capacité utile globale, où l’envasement des retenues est classé parmi l’un des facteurs les plus importants de la perte en capacité. La réduction de la réserve de stockage des ouvrages hydrauliques se voit croître sans cesse au fil de ces derniers temps et ce pour les deux raisons essentielles suivantes: la première, d’origine naturelle, est favorisée par l’agressivité du climat, l’alternance des périodes sèches et humides, la fragilité des formations uploads/Litterature/ gha-benaicha-amar-cherif.pdf

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• Publié le Jul 26, 2021
• Catégorie Literature / Litté...
• Langue French
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