Calcul de la stabilité de la digue en terre du barrage Tine et interprétations données d'aucultation

Rapport de Projet de Fin d'Etudes

du Cycle d'ingénieur en génie civil

CALCUL DE LA STABILITE DE LA DIGUE EN TERRE DU BARRAGE

TINE ET INTERPRETATION DES DONNEES D'AUSCULTATION

Réalisé par :

Alexandre Désiré Mvondo Mvogo
&

Patrick hyveteau Ngandjui
Encadrant:

Ecole : Med R. EL OUNI Professionnel: M. BELAID

Z. BEN OTHMAN S. SAIDANE

Travail proposé et réalisé en collaboration avec la:

Direction Générale des Barrages et des Grands Travaux
Hydrauliques (Tunis)

Année Universitaire : 2011/2012

e projet du barrage Tine rentre dans le cadre du système de mobilisation des eaux
du nord Tunisien (SMEN), il a pour objet de régulariser les apports de l?oued Tine,
de répondre aux besoins croissants de l?eau dans tous les domaines de l?économie

en Tunisie et ce depuis le début des années 90.

C?est une retenue destinée à stocker les eaux de l?oued Tine. Ces eaux ainsi mobilisées seront convoyées vers le nord et injectées dans les secteurs de l?économie comme l?irrigation, l?agriculture ou la consommation urbaine dans le système SMEN.

L?édification de cet ouvrage complexe et délicat nécessite, à priori, une analyse minutieuse de plusieurs paramètres intérieurs et extérieurs à l?ouvrage afin de garantir sa sécurité vis-à-vis à la rupture. Son étude a nécessité les phases de : la reconnaissance générale du site, l?analyse des données hydrologiques et hydrauliques, les études géotechniques et les choix des différents matériaux. Le calcul de la stabilité (talus et fondation) et surtout sa surveillance tout le long de sa vie sont des taches d?une extreme délicatesse et demandent des moyens colossaux pour prévoir des catastrophes.

Ainsi, d?une manière générale, ce travail proposé comportera :

+ Une phase de présentation de la zone de l?étude et des principales données de base du projet à savoir : l?environnement du projet, l?hydrologie, la géologie ou la géotechnique ;

+ Une analyse de la stabilité des talus par Talren (méthode de Bishop) ;

+ Une phase de la simulation du comportement du barrage par la méthode des éléments finis (Solvia) ;

+ Et une étude de l?interprétation des données d?auscultation du barrage en construction.

Au final, la conclusion générale portera sur une vision exhaustive du travail proposé.

e travail qui va suivre est dit de culture générale, le pratiquant appréciera à juste

titre la tâche ardue qui se présente au concepteur des ouvrages hydrauliques de

retenue en fonction de plusieurs paramètres, complexes et variables en majorité liés les uns des autres. De méme il en jugera de par sa culture, après réalisation de l?ouvrage, de la nécessité de pouvoir les entretenir. Car la vie des milliers de personnes, des infrastructures, l?économie des régions et méme des pays tout entier en sont tributaires. En somme, dans cette partie, qui comporte les chapitre I et II, nous développerons le thème des types de barrages et en fin, nous allons ouvrir un pan de la pathologie des barrages.

I.1 Introduction.

Depuis le début de l?existence de l?homme, l?eau a toujours été au centre et méme vecteur du développement des pays, notamment dans les domaines de l?agriculture, l?urbanisation, l?hygiène, la protection contre les inondations. Le développement d'un réseau de canaux exige la réalisation de réservoirs (barrages) très importants à l'échelle de l'époque. Jusqu'à l'arrivée des chemins de fer, les canaux fournirent en effet le seul moyen de transport de masse nécessaire à l'industrie naissante.

Photo I.1 : Barrage romain de Cornalvo en Espagne.

I.2 Terminologie des barrages en terre:

Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à réguler le débit de celui-ci et/ou à en stocker l'eau pour différents usages tels que : contrôle des crues, irrigation, industrie, hydroélectricité, pisciculture, réserve d'eau potable ou le trafic fluvial.

En somme c?est un étendue d?eau créée artificiellement par l?homme et pour l?homme, à usage surtout économique.

Figure I.1 : Vue générale d'un Barrage en terre

II.1 Introduction.

La capacité d?un ouvrage de génie civil à remplir les rôles et fonctions pour lesquels il a été conçu est appelée la performance. Les performances d?un système de génie civil sont amenées à évoluer durant son exploitation le long de sa vie : les fonctions initialement prévues lors de la construction peuvent être modifiées volontairement par l?exploitant ou encore accidentellement par des événements extérieurs naturels et des dégradations pouvant perturber ses fonctions initiales.

Trois principales causes peuvent provoquer les chutes de performances :

· Le vieillissement de l?infrastructure ;

· Les causes humaines s?exerçant par erreur ;

· Les causes extérieures prévues ou imprévues ;

Dans ce chapitre, nous allons étudier les concepts généraux permettant au pratiquant de bien cerner le sujet qui est la détection des chutes des performances et la pathologie des barrages en remblai

II.2 Pathologie des barrages.

Les pathologies des barrages sont des problèmes graves qui menacent la stabilité de ces derniers.

II.2.1 Les causes de ruptures.

Elles peuvent être des conséquences diverses, conjuguées et complexes.

II.2.1.1 Problèmes techniques.

Ce sont des défauts de fonctionnement des vannes permettant l?évacuation des crues ou bien d?un vice de conception, de construction ou de matériaux.

II.2.1.2 Causes naturelles.

Ce sont des crues exceptionnelles, d?intensité supérieure à celle retenue pour le

dimensionnement des ouvrages évacuateurs, appelée crue de projet. Le niveau de sécurité retenue est généralement compris entre la crue millénaire et la crue déca millénaire ; les barrages en remblai ne supportent pas la submersion et sont donc plus vulnérables aux débordements. La phase de chantier pour les barrages en construction est une période sensible aux risques de crue, car les ouvrages d'évacuation ne sont pas encore opérationnels.

II.2.1.3 Causes humaines

On citera, des études préalables pas poussées, contrôle d'exécution insuffisant, erreurs d'exploitation, défaut de surveillance et d'entretien ou encore actes de malveillance, sabotage, attentat, guerre.

II.2.2 Types de ruptures.

Le risque de rupture brusque et inopinée est considéré comme très faible, voire nul. La situation de rupture paraît plutôt liée à une évolution plus ou moins rapide d'une dégradation de l'ouvrage susceptible d'être détectée par la surveillance et l'auscultation.

II.2.2.1 Etat critique de la submersion (cas du barrage de fergoug Algérie).

La rupture du barrage Fergoug, montre que les premiers barrages ont connu des problèmes de conception du fait que les techniques de réalisations des barrages n?étaient pas alors maîtrisées.

Photo II.1 : Le barrage de Fergoug en 1907 avant la rupture et en déversement.

Photo II.2 : Le barrage de Fergoug après la catastrophe de 1928 ; et après la reconstruction en 1986.

II.2.2.2 Etat critique de l'érosion régressive (cas du barrage Teton aux états unis).

Plusieurs accidents provoqués par l?érosion, parmi les exemples les plus connus Sont à la rupture du barrage Téton. Le barrage de Teton est été situé sur la rivière de Teton, trois milles de nord-est de Newdale, Idaho (U.S.A). Il a été conçu pour fournir la commande d'inondation, la production d'électricité, et l'irrigation pour plus de 40.000 hectares de champs.

Photo II.3: Vue sur le barrage de Teton (USA) avant et après rupture.

> Cause de rupture.

- Les informations sur le site et les études géologiques étaient inappropriées et étendues ; - Les roches volcaniques de site sont «fortement perméables ;

- La présence des sols argileux légèrement plastiques, est fortement érodables ;

- Le remplissage rapide du barrage n?a pas contribué à la rupture. Si le barrage avait été rempli plus lentement, "une rupture semblable se serait produit à une certaine date ultérieure.

- La séismicité n'était pas un facteur ;

-Il n'y avait pas assez d'instruments dans le barrage pour fournir des Informations proportionnées au sujet des états de changement du remblai et des butées ;

- L'infiltration par le matériel pourrait avoir causée l'érosion en arrière ;

- L'érosion par le contact direct pourrait être produite, où l'eau était en contact avec les joints ouverts ;

- La cause fondamentale de la rupture peut être considérée comme une combinaison des facteurs géologiques et des décisions de conception.

II.2.2.3 Etat critiques de l'absence de l'information hydrologique

L?insuffisance des données hydrologiques et la surestimation des informations entraînent l?échec de réalisation d?un ouvrage pour le besoin de l?être humain.

II.3 Concepts généraux

> Courbe baignoire (figure II.1)

Cette courbe représente l'évolution du taux de défaillance instantané en fonction du temps. Elle se divise en 3 parties: jeunesse, maturité et vieillesse de l?ouvrage.

Figure II.1: courbe baignoire représente le taux de défailance instantané de l'ouvrage.

> La jeunesse :

C?est un état qui correspond à la période proche de la mise en fonctionnement et possède une probabilité importante de défaillances: les causes possibles sont un défaut de réalisation, la mise en place des réglages et des corrections permet de remédier à certains désagréments nuisibles.

> La maturité :

Elle correspond à la période où le système est arrivé en période de fonctionnement normal et dont l'usure ne se fait pas ressentir possède la plus faible probabilité de défaillance de la vie de l?ouvrage.

> La vieillesse :

C?est une période qui correspond à la période où l'usure commence à être importante et qui voit la probabilité de défaillance augmentée.

III.1 Présentation du barrage Tine.

C?est ouvrage souple, entièrement en terre, à cause de plusieurs paramètres donc le plus fondamental est son sol d?appui qui est médiocre et composé d?argiles.

III.2 Localisation du barrage TINE (Figure III.1)

Le site du Projet du barrage sur l?oued Tine est localisé en République de Tunisie ; Gouvernorat de Bizerte, délégation de Mateur ; environ 23 km de la ville de Mateur par la route d?Oued Zerga (R.R. 56).

Figure III.1: Localisation du barrage TINE dans le gouvernorat de Bizerte.

III.3 Problématique.

Une mesure de la vulnérabilité des barrages peut dépendre de ses facteurs intrinsèques, en particulier pour le Barrage Tine on aura :

a) Caractéristiques propres/intrinsèques du barrage à savoir :

- La hauteur : 21.7 m ;

- Le type de barrage : barrage en remblai homogène ;

- Le type de fondation : fondation souple ;

- Et la capacité de stockage : 34 millions de m³

b) Facteurs externes liés au barrage:

- - l?âge : en cours de construction ;

- - la séismicité 7 degrés à l?échelle MKS-64.

c) Facteurs de conception :

- - adéquation de l?évacuateur de crue ;

- - facteur de sécurité de mouvement de masse.

* NB : l'érosion interne et l'infiltration ne sont pas incluses dans cette mesure de paramqtres de conception à cause de l'absence de l'information.

III.4 Les objectifs à atteindre par ce barrage

-Régulariser les apports propres de Tine en vue de leur utilisation pour l?irrigation des périmètres agricoles,

-Utilisation des eaux du barrage dans le cadre du système de mobilisation des eaux du nord par leur transfert pour l?alimentation en eau potable.

Les eaux ainsi captées dans la retenue sont conduits à travers une partie de la galerie de vidange de fond du barrage et collectées dans une conduite métallique de 0 1000mm posée sur des berceaux en béton jusqu?à la chambre de manoeuvre. Elles seront acheminées vers la conduite Sejnane - Joumine- Medjerda qui fait partie du système de mobilisation des eaux du nord.

III.5 Description de l'ouvrage. (annexe 1)

Les caractéristiques de l?ouvrage sont données en annexe 1 de la troisième partie de ce document. Ces données concernent sa géométrie et ses capacités hydrauliques.

III.6 Climatologie.

C?est la science qui étudie le climat de l?environnement immédiat du projet.

III.6.1 Généralités

L?objectif principal de cette partie est l?évaluation des différents paramètres de la climatologie permettant la caractérisation du bassin versant de l?oued TINE ; Les données météorologiques ont été relevées grace à plusieurs postes d?observation dans le gouvernorat de Bizerte.

III.6.2 Etudes de l'environnement du barrage

a) Température de l'air (Figure III.2)

La température moyenne annuelle de l?air dans la région envisagée est de 17,5°C. Les maxima et les minima absolus de la température sont respectivement de 50,2°C et de - 3,5°C.

60

Moy Max Min

Mois

9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

50

Temperatures °C

40

30

20

10

0

-10

Figure III.2 : Températures en fonction des mois dans le site du projet.

a) Pluviométrie (Figures III.3 ; III.4)

Les précipitations ont tendance à augmenter avec l?altitude et diminuer avec l?éloignement de la mer et sont fonctions du relief et la circulation de l?air dans la région du projet. Les paramètres statistiques des précipitations annuelles au droit des postes d?observation sont répertoriés à la figure III.3.

Hauteur des
precipitations en mm

800

400

600

200

0

50 9 20 94 234 330 115 165 70 70 39 109

Altitudes des postes d'observation en m

Figure III.3 : Variation des Précipitations en fonction de l'altitude.

Dans le bassin de l?oued Tine, la pluviométrie moyenne annuelle recueillie au poste hydrométrique fait 518 mm, celle au site du futur barrage étant de 534 mm Ces valeurs sont définies sur la base des observations pluriannuelles et de la carte des précipitations de la Direction des Ressources Hydrauliques. La pluviométrie moyenne annuelle au droit du site du barrage en projet fait 480mm. Les précipitations annuelles de différentes probabilités sont illustrées dans la figure III.4.

5 10 20 50 80 90 100

Probabilité en %

Probabilité de précipitaion dans le bassin

Probabilité de pécipitation au site du
projet

800

700

600

500

400

300

200

100

0

Hauteurs des precipitations

Figure III.4 : Probabilités des précipitations annuelles.

Paramètres Statistiques :

Ho=518mm précipitation dans le bassin de l?oued Tine et 480, Précipitations au site du barrage.

Cv = 0,22 bassin de l?oued et site du projet.

Cs= 0,44 bassin de l?oued et site du projet

Eté

Hauteur des precipitations,
mm

40

90

80

70

60

50

30

20

10

0

9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

Automne

Hiver

Printemps

Précipitation en mm Précipitation en %

Eté

mois

Figure III.5 : La répartition des précipitations par saison.

a) Evaporation

Selon les données recueillies à la station de météo de Tinja, assimilables à celle du site du barrage TINE, l?évaporation est donnée par la figure III.6

Evaporations en mm

250

200

150

100

50

0

9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

Mois

Figure III.6 : Variation de l'évaporation du site aquatique du projet

III.7 GEOLOGIE.

III.7.1 Renseignements sur la connaissance géologique de la région

(figure III.7 : carte géologie du site du barrage Tine).

Le territoire de l?aménagement est couvert d?un levé géologique au 1/50.000. La description stratigraphique et tectonique de la zone du projet est basée sur la carte géologique régionale du barrage établie par la Direction des Mines. L?étude de la formation des roches (lithologie) et celle de la structure et des soulèvements de l'écorce terrestre (tectonique) influent sur les fondations des ouvrages en projet et un large développement des processus exogènes ont défini la nature des prospections et leurs volumes.

III.7.2 Structure géologique et Sismicité du site du projet.

Les études faites par le professeur Rothe et une équipe de scientifiques tunisiens ont permis, sur la base de l?analyse des séismes destructeurs enregistrés en Afrique du Nord durant la période de 410 à 1990, de dresser la carte de zonation sismique du territoire tunisien. Conformément à ces études, la valeur d?accélération horizontale retenue en Tunisie pour les calculs statiques de la stabilité des barrages est égale à 0,1g.

III.7.3 Caractéristique géologique de l'emprise.

Les reconnaissances complexes in situ et les essais de laboratoire ont été entrepris durant 2002-2003,permettant ainsi de pouvoir évaluer les propriétés du site du projet. Elles étaient composées de :

· les levés géologiques au 1:1000 ;

· sondages avec carottage ;

· creusement des puits ;

· essais d?eau ;

· sondage (SPT) ;

· installation des pièzomètres.

Les essais ayant été effectués au Laboratoire de la Mécanique des Sols de la Direction Générale des Barrages.

III.7.4 Conditions hydrogéologiques du site du barrage

La zone du barrage occupe la partie large de la vallée de l?oued Tine dans son cour médian. L?élargissement y atteint 350m. Le site traverse la vallée en biais. La largeur du lit majeur en bras multiples, étant de 270 m environ dans l?axe du barrage le matériau argileux se trouvant dans tout le site du barrage a une capacité d?infiltration qui varie avec le temps donc les saisons. Get aspect des choses est visualisé dans la figure ci-dessous (Figure III.8).

0,1

infiltrations,mm

0,08

0,06

0,04

0,02

0

MIN MOY MAX

9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

mois de l'année

Figure III.8:pertes par infiltration au site du projet en fonction de temps (mois).

A la suite de ces courbes, on constate aisément que le phénomène d?infiltration est beaucoup plus accentué pendant la période de Novembre à Mai en moyenne, qui est fonction du climat et de la saison.

IV.1 Généralités

Dans cette partie, nous nous intéresserons à l?étude et aux calculs des talus des remblais de la digue et pour cela, une campagne géotechnique doit être menée sur l?emprise ainsi qu?au lieu d?emprunt et sur les matériaux devant servir à sa mise en oeuvre (fondation, talus, digue).

IV.2 Différents types d'essais de mis en oeuvre.

Le contrôle des sols de fondation de l?ouvrage, des différents matériaux mis à contribution pour la réalisation du barrage Tine se fera essentiellement par :

· Les essais préliminaires ;

· Les essais de contrôle.

IV.2.1 Les Essais préliminaires (qualité des matériaux)

C?est l?ensemble des essais :

· De reconnaissance (échantillons remaniés et intacts)

On peut citer dans cette classe : la granulométrie ; la teneur en eau ; l?essai Proctor ;

Les Limites d?Atterberg ; l?essai au bleu.

· Du contrôle par sondages du sol des fondations

C?est généralement les pressiomètre et le pénétromètre statique

· De la résistance usure/écrasement pour les enrochements

On citera : l?essai Deval, un essai Los Angeles et un essai de compression simple. Ces essais ont pour but de vérifier l?employabilité du matériau dans le corps de l?ouvrage qui doit être conforme aux spécifications.

IV.2.2 Essais de convenance

Des puits de reconnaissance sont réalisés à raison d'un (1) mètre de puits par 5000m³ de matériaux des zones d'emprunts (ce volume correspond au volume avant extraction).

Dans ces puits, un échantillon de 10kg pour 5 000m³ de matériau, et un échantillon de 50kg pour 20 000m³ de matériau seront prélevés sur chaque échantillon, il sera procédé à la mesure de la teneur en eau naturelle, à la détermination de la granulométrie et des limites d'Atterberg. Sur l'échantillon de 50kg, il sera procédé à un essai Proctor.

IV.2.3 Enrochements

On utilise la roche et la pierre dans de nombreux ouvrages comme les barrages en terre pour lutter contre l'érosion des talus de l?ouvrage. Ces matériaux absorbent les forces érosives de l'eau et transmettent l'énergie à la fondation sous-jacente. Les enrochements composent : les filtres, drains, transitions, rip-rap et protection des talus. La majeure partie de ces matériaux proviennent de carrière C-1 situées de 0,9 à 1,5km en amont du site.

IV.2.4 Matériaux F1, F2 pour filtres :

a) Provenance

Ces matériaux sont obtenus avec ou sans addition à partir :

> du concassage, criblage et lavage des alluvions du Tine;

> du concassage, criblage et lavage des matériaux extraits de carrière C-1.

b) Qualité

Ils doivent être propres, sains et durables. La résistance mécanique des matériaux de carrière de roche doit être telle que l'essai Los Angeles donne un coefficient de pourcentage d'usure inférieur à 40%.

Figure IV.1 localisation matériaux de remblai dans le corps du barrage

Matériaux pour filtre de type F1 (Figure IV.2):

Cette granulométrie doit être respectée pour n?importe quel échantillon d?un volume normalisé de 15 litres. La granulométrie de ces matériaux est comprise à l?intérieur des limites suivantes:

Figure IV.2 : Courbes granulométriques des matériaux pour filtre F1.

Matériaux pour filtre de type F2 (Figure IV.3)

Cette granulométrie doit être respectée pour n?importe quel échantillon d?un volume normalisé de 15 litres. La granulométrie de ces matériaux est comprise à l?intérieur des limites suivantes:

Figure IV.3 : granulométrie des matériaux F2 pour filtre.

Matériaux pour drain D (Figure IV.4):

Cette granulométrie doit être respectée pour n?importe quel échantillon d?un volume normalisé de 100 litres. La granulométrie de ces matériaux est comprise à l?intérieur des limites suivantes :

Figure IV.4 : granulométrie des matériaux D pour drain.

Matériaux pour transition F3 (Figure IV.5) :

Cette granulométrie doit être respectée pour n?importe quel échantillon d?un volume normalisé de 100 litres. La granulométrie de ces matériaux est comprise à l?intérieur des limites suivantes:

Figure IV.5 : granulométrie des matériaux F3 de transition.

Essais de convenance

Une analyse granulométrique est réalisée sur un échantillon prélevé tous les 2000m³environ pour chacun des matériaux F1, F2. Chaque analyse granulométrique sera accompagnée d'une analyse minéralogique.

IV.2.5 Enrochements et matériaux pour rip-rap, protection du talus aval et blocs de Protection.

a) Provenance

Ces matériaux peuvent être obtenus (en combinaison ou non) à partir:

- du concassage, criblage et lavage de roche provenant de carrière C-1 en amont du site;

- du concassage, criblage et lavage de roche provenant d?une autre carrière agrée.

b) Qualité

Les enrochements doivent avoir la particularité d?être homogènes, sans fissures et résistants
permettant un déversement en vrac et une manipulation avec des engins mécaniques sans
qu'ils ne se cassent ni se désagrègent. Leur granulométrie devra être aussi régulière que

possible et ils ne doivent pas contenir d'éléments en forme de dalles ou d'aiguilles en quantitéappréciable.

IV.2.6 Rip-rap R1 (Figure IV.6)

La granulométrie doit être respectée à l?intérieur d?un volume quelconque de 5m3 et doit être comprise entre les limites selon la courbe de la figure I.6

25

625

100

80

60

40

20

% des passants cumules

0

Dimensions des passoires,mm

Figure IV.6 : granulométrie des matériaux R1 pour Rip-rap.

IV.2.7 Protection aval de type R2 (Figure IV.7)

La granulométrie doit être comprise dans les limites selon la courbe de la figure ci-dessous:

Figure IV.7 : granulométrie des matériaux de protection aval.

IV.2.8 Enrochement de protection.

Des blocs d?enrochement de diverses grosseurs peuvent être employés pour protéger divers ouvrages:

- Les blocs P0 ont un poids minimum de 0,5 tonne.

- Les blocs P1 ont un poids minimum de 1 tonne.

- Les blocs P2 ont un poids minimum de 2 tonnes.

Au moins 10 analyses granulométriques doivent être pratiquées sur chaque catégorie d'enrochement.

IV.3 Caractéristiques géotechniques du matériau de remblai.

C?est un remblai composé de matériaux argileux et issu en général pas loin du site du projet et à une distance maximum de 2km.

IV.3.1 Terrains argileux T1 et T2 (Tableau IV.1).

Ce sont des matériaux composants le corps du barrage ayant des caractéristiques mécaniques récapitulés dans le Tableau VI.1:

Tableau VI.1 : caractéristiques géotechniques des matériaux du corps de remblai.

IV.3.2 Filtres et enrochements (Tableau IV.2).

Ce sont des calcaires éocènes dont les carrières sont à proximité du projet. Ils constituent l?agrégat du filtre et de l?enrochement des parements de l?ouvrage.

Tableau IV.2 : Caractéristiques géotechniques des filtres et enrochements.

IV.3.3 Caractéristiques des sables alluviaux (tableau IV.3).

Ce sont des sables qui ont été déposés lors des crues par l?oued Tine au fil du temps. Ils sont principalement destinés dans la partie de transition le long du filtre et la constitution des bétons de différents ouvrages annexes.

Tableau IV.3 : Caractéristiques géotechniques des filtres et enrochements.

V.1 Généralités.

Comme dans tout projet de cette envergure, les reconnaissances géologiques et géotechniques ont permis la caractérisation du sol en place devant supporté la digue et ses ouvrages annexes. Pour cela, plusieurs moyens d?investigation ont été employés notamment les sondages carottés, des tranchées et des puits de reconnaissance ainsi que les essais in situ du site du barrage Tine. Le résultat de tous ces investigations a donné lieu aux prélèvements d?échantillons remaniés ou intacts qui ont permis les analyses au laboratoire.

V.2 Essais de convenance / préliminaires sur les sols de fondations (Figure V.1).

Dans le cadre de l?étude d?avant-projet effectué entre 2001 et 2003. Les essais reconnaissances du site ont été réalisés selon la carte de campagne géotechnique ci-dessous, soit :

- 31 sondages carottés le long de l?axe et sur l?emprise totale de la digue.

- 5 puits en rives et au fond du lit de l?oued de 2 à 5 m de profondeur d?échantillons remaniés et intacts.

- 10 forages SPT à travers la couverture alluviale en rive gauche et en fond de vallée - 7 piézomètres à tube ouvert sur l?axe de la digue.

- 4 essais de pompage en rives gauche et droite effectués dans un forage de 250 mm de diamètre.

- 2 essais d?injection de coulis de ciments en rives gauche et droite

Donnant ainsi des propriétés mécaniques et physiques sous l?emprise de la fondation, issues de la campagne géotechnique, classé dans le tableau ci-dessous:

Figure V.1:emplacement des sondages et des puits dans le site du projet. V.3 Les Essais de contrôle statistique et systématique.

Elles sont effectuées sur les matériaux pendant et après la mise en oeuvre de l?ouvrage, afin de s?assurer de la conformité des caractéristiques exigées.

V.4 Coupes géologiques des sols de fondations (figure V.2).

La fondation du barrage Tine repose totalement sur un sol dit ? mauvais?? constitué essentiellement du matériau argileux et vaseux. Le sol d?assise du barrage étant la principale raison majeure du choix du type de l?ouvrage.

V.4.1 Différents logs types selon les sondages

V.4.1.1 Sondage S-101

Figure V.3 .
· Coupe géologique du sondage S-101.

Coupe sur le sondage S-101, rive gauche (RG), cette partie de la fondation est essentiellement composée du calcaire. Avec une forte présence de fissurations et de cavernes, ceci les rendant ainsi très perméables.

V.4.1.2 Sondage S-102

Figure V.4 .
· Coupe géologique du sondage S-102.

Dans cette partie de l?ouvrage, on constate qu?il est posé sur du sol de très mauvaise qualité, une suite de sols argileux sur une profondeur relativement importante de plus de 50 mètres au moins (profondeur du sondage S-102).

En amont, elle repose sur des roches mères-calcaires composées de dépôts de couverture d?argiles et de cailloutis. En aval, elle se pose sur des roches-mères peu profondes et aussi les dépôts sont des argiles et des cailloutis.

V.4.1.3 Sondage S-103

Figure V.5 .
· Coupe géologique du sondage S-103.

C?est une coupe faite au droit du sondage S-103, d?une profondeur de 50 mètres, elle nous montre une inclusion de sable relativement de faible épaisseur et prise en sandwich entre deux sols de faible portance. En amont et aval, elle se repose sur des couches de sols constituées de sables, de limons sableux, lentilles de gravier et des limons argileux.

V.4.1.4 Sondage S-104

Figure V.6 .
· Coupe géologique du sondage S-104.

C?est l?un des sondages les plus précis car il est complété par S-5 transversalement selon l?axe de la digue. Les différentes couches de sol qui constituent cette tranche au droit du sondage S-104 apparaissent avec une netteté poussée. Cette coupe est dans la même continuité géologique que le sondage S-103. En amont et aval, elle prend appui sur des couches de sols constituées de sables, de limons sableux, lentilles de gravier et des limons argileux.

V.4.1.5 Sondage S-107

Figure V.7 : Coupe géologique du sondage S-107.

Les caractéristiques des sols composants cette coupe ont été déjà explicitées plus haut. C?est une partie de l?ouvrage située à cheval de l?axe de la digue :

· En amont, formée de terrains argileux, avec des surfaces qui ont une inclinaison maximum de 20 degrés vers l?oued Tine ;

· Et en fin en aval, par une région soumise à l?érosion. La présence de marais est récurrente lors des crues. Elle est composée d?alluvions très épaisses.

V.4.1.6 Sondage S-108

Figure V.8 : Coupe géologique du sondage S-108.

Cette coupe transversale au droit du sondage S-108 confirme la non hétérogénéité et du caractère anisotrope du sol d?assise de la fondation du barrage Tine. Du coté amont : ce sont des dépôts de couverture argileux et épaisse d?une dizaine de mètres, et du coté aval,

le relief est composé de couverture d?argile et cailloutis saturés entre 10 m et 30 mètres. Les caractéristiques géotechniques des couches mises en évidence sont répertoriées dans le tableau V.1.

V.4.1.7 Sondage S-111

Figure V.9 : Coupe géologique du sondage S-111.

Coupe transversale au droit du sondage S-111, elle se situe en pleine rive droite de l?ouvrage et est essentiellement composé de dépôts de couverture de sols argileux. Leurs surfaces sont inclinées vers le lit de l?oued avec des pentes maximum à 20 degrés. Ceci accentue les glissements, l?érosion, le ruissellement pluvial donc l?instabilité des versants.

V.5 Caractéristiques mécaniques des sols de fondation (figure V.2, V.10 et tableau V.1)

Il est constaté que tout l?ouvrage repose sur des sols très fins, avec des caractéristiques mécaniques médiocres, cependant très recommandées pour l?édification des digues en terre donc le corps du remblai est en argile à cause de leur flexibilité.

Le tableau(V.1) suivant énumère d?une façon succincte les différentes caractéristiques mécaniques des sols rencontrés.

Tableau V.1 : Tableau de caractéristiques mécaniques et physiques des sols de fondation du
barrage

Paramètres	Unité		Variété de terrain et numéro de l?unité géologique (UG)
			aQIV	edQIV	N	C2-P, N
			sols d?argiles 62	argiles 61	grès 14 15	argilites, marnes 7 9 10 11	Teneur en eau naturelle
	0,145		0,275	0,201		0,190	Indice de plasticité
			0,203	0,206			Densité
t/m^3	2,03		1,90	1,92	2,70	2,07	Densité sèche :
t/m^3	1,71		1,50	1,50	2,66	1,74	Poids spécifique
t/m^3	2,72		2,71	2,71		2,75	Coefficient de porosité
	0,600		0,840	0,734	0,266	0,581	Degré d?humidité
	0,872		0,907	0,841		0,899	Angle de frottement interne :
degré	28		12,2	16,4	25	19	Cohésion :
MPa	0,006		0,051	0,058	0,01	0,080	Résistance à la compression: en état naturel en état saturé
MPa MPa			0,24 0,025	0,24 0,025	6,5 1,2	5,0 0,8	Résistance théorique
MPa	0,20		0,30	0,30	0,65	0,50	Coefficient d?infiltration
m/jour	18,0		0,8	0,8	2,0	0.043

VI.1 Introduction générale

On justifie la stabilité des barrages en remblai pour différents états-limites :

Contre les différents phénomènes préjudiciables pour lesquels on cherche à se prémunir. C?est à dire :

· des états-limites de glissement et de stabilité d?ensemble ;

· des états-limites de déformation (tassement et défaut de portance) ;

· et de l?état-limite de soulèvement hydraulique du pied aval ;

VI.2 Eléments de calcul

Elles correspondent à des chargements dans lesquels l?ouvrage est susceptible d?être soumis durant sa vie. Les conditions d?exploitation de l?ouvrage et les sollicitations hydrauliques associées permettent au concepteur de définir les situations de projet hydrauliques, qui revêtent une importance particulière pour les barrages et les digues en remblai. Les situations de projet précisent les spécifications détaillées à prendre en compte dans les justifications et dans la conception :

· l?environnement réglementaire, social, économique, hydrogéologique, hydrologique

· la description du terrain sur lequel l?ouvrage est construit ;

· les actions ;

· les défaillances technologiques particulières envisagées pour l?ouvrage.

VI.3 Méthodes de résolution

Plusieurs moyens de résolution existent, on peut citer :

- Les méthodes analytiques ;

- Les méthodes numériques ;

Elles font appel à l?utilisation des logiciels tels que TALEREN4 ou d?autres encore qui sont basés sur les Fellenius ou Bishop qui sont les méthodes les utilisées.

VI.3.1 Principales méthodes de calcul à la rupture ou méthodes analytiques

Hypothèses communes des méthodes à la rupture :

- La rupture se fait dans un plan (analyse bidimensionnelle).

- Les forces extérieures d'entraînement sont le poids et les surcharges.

- Le problème est statique.

- Les lois de la mécanique des milieux continus s'appliquent au sol.

- Le déplacement du sol est rigide et c?est pourquoi la courbe de rupture est de "bonne

allure".

- La relation de Terzaghi est vraie : ó? = ó - u

- La loi de Coulomb s'applique à la rupture : ó = c? + (ó - u) tanö '

- Un coefficient de sécurité est défini comme le rapport de la contrainte de cisaillement

maximale mobilisable à celle nécessaire à l?équilibre du sol ;

- Le coefficient de sécurité « FS » est constant le long de la courbe de rupture.

Notation :

Découpage en tranches verticales

- Elément d?une tranche ou notation des paramètres définissant l?équilibre d?une tranche.

VI.3.1.1 Méthode de Fellinuis

Hypothèse de calcul : Les efforts intertranches sont tous nuls. L?équilibre d?une tranche verticale de sol est écrit en supposant les efforts intertranches nuls. On peut alors obtenir facilement l?expression de la contrainte à la base de la tranche qui est :

ó f = ?h cos²á.

Le cisaillement maximal est donné par la loi de Coulomb : ômax = c' + (ó f - u) tan õ'. Il reste à multiplier cette valeur par sa longueur d?application :

(bi / cos á i)

Pour avoir une force et par le bras de levier(R = rayon du cercle de rupture) pour obtenir le moment résistant. Le moment moteur est dû au poids du sol en mouvement et est obtenu par sommation des moments induits par chacune des tranches soit :

Mmoteur = RE ã hibi sin á i.

La valeur du coefficient de sécurité de Fellenius ou encore coefficient de sécurité « FS » est le rapport de ces deux moments et l?on obtient l?expression :

Ffellenius = E ((c'bi + (1hi cos²ai -uibi) tan (') / cos ?i) / I yhibi sin ai

Cette expression peut servir de valeur initiale dans le processus itératif de Bishop.

VI.3.1.2 Méthode de Bishop

Hypothèses spécifiques: la résultante verticale des forces intertranches est nulle.

La méthode de Bishop simplifiée est la plus utilisée des méthodes de calcul en rupture circulaire. Bien qu?elle possède un certain nombre d?imperfections son grand usage lui confère un statut de méthode de référence.

VI.3.2 Paramètres mécaniques des remblais du corps du barrage

Ces paramètres sont importants pour le calcul de l?ouvrage et de ses annexes, ce sont : - Les poids volumiques ;

- L?angle de frottement interne du matériau remblai ;

- La cohésion du sol ;

- Le coefficient de frottement entre le corps du barrage et le sol de fondation ; - La portance du sol de fondation ;

- Et le coefficient de butée des terres.

VI.3.2.1 Les poids volumiques, indice des vides et teneur en eau

Ici il suffit de connaître trois paramètres(e, w, ?s) pour calculer tous les autres. Si le sol est saturé, seuls deux suffisent. Les paramètres suivants sont obtenus en laboratoire à partir d'essais simples tels que pesée et passage à l'étuve.

Tableau VI3: param~tres d'état des matériaux du corps de remblai.

La zone d?emprunt E1 étant saturée --- Sr (degré de saturation) = 1

Tableau VI.4 : paramètres mécaniques des matériaux du corps de remblai.

VI.3.2.2 L'angle de frottement interne õ et la cohésion (C) du sol

Ces paramètres sont obtenus par l?essai de cisaillement. Le but étant de déterminer la résistance d?un échantillon de sol soumis au cisaillement. Cela signifie que la capacité du sol doit résister aux contraintes tangentielles auxquelles le squelette granulaire du sol est soumis.

Tableau VI.5 : caractéristiques géotechniques des matériaux du corps de remblai.

VI.3.2.3 Les essais de portance

L'essai Proctor normal (NF P 94-093)

Cet essai a pour but d?établir la relation expérimentale entre la densité sèche d?un sol sensible et sa teneur en eau pour différentes énergies de compactage.

Il se pratique pour les sols entrant dans la constitution d?un remblai. Les caractéristiques du Proctor constituent avant tout des critères d?identification d?un sol permettant de situer son état optimal de mise en oeuvre.

Tableau VI.6 : donnés géotechniques de T1 et T2 issues du PROCTOR.

VI.4 Stabilité des talus par la méthode de Fellinuis

Un talus est stable lorsque les moments des forces motrices sont inférieurs aux moments des forces résistant qui sont essentiellement des forces de résistance au cisaillement. La valeur du coefficient de sécurité « FS » est définie par le rapport des moments résistants sur les moments moteurs. La stabilité des talus est aussi fonction des propriétés intrinsèques et l?état de saturation du remblai composant le corps du barrage.

VI.4.1 Paramètres de stabilité des talus du barrage TINE

VI.4.1.1 Moments résistants.

Ce sont généralement des moments induits par rapport à un point de l?ouvrage par :

· Des forces horizontales en amont de l?ouvrage ;

· Des forces verticales ;

- Détermination de la ligne de saturation ou Courbe de KOZENEY : Paramètres géométriques :

Figure VI.3 : Coupe type de la digue simplifiée, Paramètres géométriques

D?après KOZENEY:

Point A_o :

A_o(-1.5 ; 0).

Point A1 :

Par analogie A1(0 ; 3).

Point A2 : ce point n?existe pas. Point A3 :

On doit déterminer b qui est fonction de l?inclinaison du filtre (ici á=90°), d?après la lecture des abaques :

A3 (25.5; 12.73)

Point A4:

A4 (d, h)

A4(41.1; 16)

- Poids Propre de l?ouvrage (G0) :

Il est évalué en tranche de un mètre de l?ouvrage ;

Go= (?h*S1+ ?sat^*S2) g

Où S1 ; S2 : humide et saturée du barrage

yh ; ysat : poids volumique (état saturé et humide) du remblai humide. g : pesanteur

Figure VI.4 : Coupe type de la digue, disposition des remblais et zone de saturation

·

Surface du profil saturé en T1: _Ssat= 874,5 m².

· Surface du profil humide en T2 : Shum1= 253 m² ;

· Surface humide en T2 : Shum2= 663 m²

Le poids par unité de longueur peut être déduit de la manière suivante :

Pt= Psat+Phum = Ssat^* ?sat +Shum^* ?h.

= 33464.15 kN/ml

- Poids de l?eau (P_w) en dessous de NRN influençant la fondation de l?ouvrage:

· Surface de l?eau du profil : S_w= 474.17m^2 ; si ?w= 10kN/m³

Le poids de l?eau au-dessus de la fondation sera :

P_w=S_w* ?_w= 4741.7 kN/ml.

VI.4.1.2 Moments moteurs

- Les Forces verticales sous pressions.

Quel que soit la qualité du rocher de fondation, l?eau y pénètre toujours. Ce phénomène est düà la porosité et à la fissuration sur la base de l?ouvrage. Cette force à tendance à soulever la digue :

Figure VI.5 : Répartition des forces verticales sous pression de la digue.

Son intensité est : Fvsp=1/2.h.L.?w

L : largeur de la digue simplifiée : L=149.5m

h : hauteur de l?eau en amont(NRN) ; h =16m

?_w : section poids volumique de l?eau. ?_w=10kN/m³

Fvsp= 11960kN/ml.

a) Forces horizontales

- Pressions hydrostatiques :

L?action de l?eau se manifeste par la pression qu?elle exerce sur le parement amont de l?ouvrage. En tenant compte de la répartition trapézoïdale de cette pression, l?expression résultante de cette poussée est :

?_w : poids volumique de l?eau ;

Phl= 1/2 (?_w.H²) H : hauteur mouillée ;

An Phl = 1280 kN/ml

- Atterrissements :

Des sédiments s?accumulent souvent au pied du barrage et en résulte une poussée horizontale qu?il faudra ajouter à la poussée hydrostatique.

En tenant compte de la répartition triangulaire, son expression analytique est :

Pa = 1/2 tan²(ð/4-õ/2).d.H²as

Has : hauteur des sédiments, dans ce cas les regards ont été prévu et Has=0 ;

d. : densité des sédiments (terrain argileux avec arène de cailloux, d=14.2);

ö : angle de frottement interne des sédiments ;ö=18.5

P_a s?applique à Has/3

P_a=0.

- Butée des sols :

Les sédiments au pied aval du barrage réagissent à la poussée du corps du barrage. Il en résulte ainsi une butée des terres qui présente l?expression ci-dessous

Pbs = 1/2 tan² LIII LU-LI LThL[d[- ^²bs

Hbs : hauteur de butée du sol

Cette résultante s?applique à Yb = Hbs/3

On va considérer dans ce cas que la partie du noyau ancrée dans la fondation est une butée, car elle remplit exactement les fonctions de celle-ci.

Elle a pour caractéristiques : d=1.7 ; Hbs= 14.5m ; ö=17°.

Pbs = 98.30 .kN/ml

et elle s?applique à Hbs/3= 14.5/3= 4.83m de sa base.

b)

Actions accidentelles

Ou action sismique qui est définie en fonction du risque sismique de la zone du projet et peut s?accompagner d?une évaluation spécifique.

Méthode Pseudo Statique : Elle présente le chargement dynamique par l?application des forces statiques équivalentes aux efforts maximum que peut supporter la digue.

La force d?inertie étant celles d?un solide rigide soumis à l?accélération maximale, elle a pour composantes :

Fh = 0,67.á.?b_.S : composante horizontale

F_v = 0,20.á.?b.S : composante verticale

.où á=0.1g : coefficient sismique horizontal

?b =17.1kN/m : poids volumique de l?ouvrage

S : section de l?ouvrage= 1790.5m².

Fh= 20513.80 .kN/ml.

F_v=6123.5 .kN/ml

La force hydrodynamique sur la face amont de la digue

P(y)= (7/8) á.?_w (yh) ^0,5

.où y =16m ; profondeur considérée ;

H=16m: profondeur de la retenue ;

?_w=10kN/m³ : poids volumique de l?eau

P(y) = 140 .kN/m³

c) Coefficient de sécurité FS.

On assimilera le barrage en remblai comme celui en poids, et FS pourra s?écrire : FS = [(ÓV*tan?) + (c * A)] / Ó H

A = Aire de la fondation

ÓV= Somme des forces verticales ? = Angle de frottement interne

Ó H=Somme des forces horizontales C = Cohésion

En moyenne, C=0.025 MPa et C= 17°

A=106 738 m²;

ÓV= Pt+Pw-(Fsvp+Fv) = 20121.kN/ml

ÓH=Fh+P(y)-Pb_s = 20556.kN/ml

FS= 2,83 > 1.5 - talus très stable.

VI.5 Vérification de la stabilité des talus : Méthode de Fellenius Digue en service : Talus aval

â=21.80° angle talus aval, ö=17°- áo=26 ; âo=19°

a)
b)

Figure VI.6 a et b: Distribution des tranches en Aval.

Données nécessaires au calcul du coefficient de sécurité FS bi : largeur de la tranche i

Ci : cohésion de la couche i, ici elle est constante (=0.025 MPa) Wi : poids de la tranche i

èi : angle du centre de la tranche i avec la droite perpendiculaire à AB öi : angle de frottement interne de la couche i.

Ui : pression interstitielle dans la couche i.

Tableau VI.7 : Récapitulatif des calculs de la méthode de Fellenius.

FS= Ó| [(Cibi+ (Wi.cos èi-Uibi).tan õi)1/cos èi|]/ Ó |Wi.sinèi|

An : FS=2.53>1.5- Le talus est très stable.

Il suffit tout simplement de vérifier l?état de mise en service d?une digue pour avoir une idée fixe sur la stabilité globale des talus de l?ouvrage. En rappel, il suffit que :

- FS>= 1.3 : Vidange rapide ;

- FS>= 1.30 : Fin de construction ;

- et FS>= 1.50 : Mise en service

VI.6 Vérification de la hauteur de la revanche

Pour éviter le risque de submersion fatale à la sécurité du barrage, il faut nécessairement une revanche de hauteur suffisante à cause des phénomènes naturels suivants :

· tremblements de terre, avalanches ;

· la surélévation du plan d?eau provoquée par le vent extreme considéré ;

· le déferlement des vagues à la surface du parement amont ;

· la hauteur des vagues provoquée par le vent extrême considéré ;

· et la surélévation du plan d?eau lors du passage de la crue maximale considérée dans le projet.

VI.6.1 Hauteur de la vague (hv)

C?est un paramètre très important dans pour la sécurité de l?ouvrage et d?après la formule empirique de MOLITOR, hv a pour expression :

Si F=4km< 30km - h_v =0.76+0.032(V*F)^0.5 - 0.26*F^0.25

où F : fetch (km) ; pour le projet, F=4 km

V : vitesse du vent (km/h) ; ici V=24m/s ou 86.4km/h

Application numérique : hv= 0.99m, la hauteur de la vague est h_v= 1m.

Le fetch C?est la distance en mer ou sur un plan d'eau au-dessus de laquelle souffle un vent donné sans rencontrer d'obstacle (une côte) depuis l'endroit où il est créé ou depuis une côte s'il vient de la terre.

Figure VI.7 : Illustration de la direction du vent et valeur du fetch.

VI.6.2 Revanche(R) ou effets du vent (Figure III.8)

La revanche est la différence d?altitude entre la crete de l?ouvrage et le plan d?eau pour la situation de projet considérée (PHE). Elle est destinée à éviter que l?impact des vagues sur la crete puisse l?endommager.

D?après la formule de Kalàl :

R=3.2.k.hv.taná où á : angle pente amont

k : coefficient fonction du parement (k=0.72 pour rip-rap)

Application : R= 0.71m

Figure VI.8 : Paramètres de sécurité vis-à-vis des phénomènes naturels.

La valeur de R=0.71m< 2.7m valeur adopté pour le projet. Ce qui permet de dire que la sécurité par rapport à ces phénomènes naturels est à priori assurée.

VII.1 :Vérifications numériques

VII.1.1 Modélisation (Figure VII.1)

C?est un travail à la base de toute vérification numérique des talus,quelque soit la méthode à employer. Elle consiste au maillage munitieux des frontière de chaque couche de sol,tout en évitant la juxtaposition des differéntes couches de sol.Puis entrer les caractéristiques mécaniques (öi,Ci,ãi) de la couche i concernée.

Figure VII.1 : Modélisation de la digue avec les différentes couches.

VII.1.2 Caractéristiques mécaniques des couches des sols de la digue

La figure V.4 nous montre la coupe type du fond de vallée du barrage Tine reposant sur une fondation médiocre composée du grès et prédominée par une couche importante de marne ; l?ouvrage dans sa partie amont est constitué de deux pentes : celle de 1 :3 noyers par l?eau et celle de 1/3.25 faisant écran avec la cote des plus hautes eaux (PHE), et de 1/2.5 dans sa partie aval. Le niveau de la retenue normale(NRN) à une hauteur de 16m et le barrage à lui-même à une hauteur de 22m. Il est à noter ici que le barrage est constitué d?un drainage longitudinal évitant ainsi une éventuelle érosion dans sa partie aval et des puits de puits de décompression de 300mm de diamètre avec une hauteur de 17m. Les différentes caractéristiques mécaniques des matériaux constituants le barrage nécessaires pour le calcul sur Talren (remblai, filtre) et sa fondation (argile, grès, marne) sont récapitulées dans le tableau VII.1.

Tableau VII.1 : Caractéristiques mécaniques des couches constituantes la digue.

VII.1.3 Vérification du talus aval juste après la fin de la construction (Figure VII.2)

Dans ce cas, le barrage ne retient pas de l?eau et n?est soumis qu?à son poids propre (poids des remblais, rip rap, filtre ....) ce qui risquera de perturber sa stabilité vue sa hauteur et sa longueur qui sont assez importante. Les résultats obtenus par le logiciel Talren4 sont alors résumés par la Figure VII.2.

Figure VII.2 : Vérification de la digue juste après la construction.

Dans ce cas, le coefficient de sécurité (FS) est FS=2.86 >1.5 d?où notre barrage avant la mise en eau est stable.

VII.1.4 Vérification de la stabilité de la digue en service (Figure VII.3)

Dans ce cas, le barrage hors mis son poids propre est soumis à des différents efforts tels que les pressions hydrostatiques ou les forces de sous pression. Il est à noter ici que dans la partie amont du barrage, la ligne de saturation traverse deux matériaux T1 et T2 modifiant ainsi leur caractéristiques intrinsèques.

A l?état saturé, nous avons :

Les résultats se résument dans la figure VII.3 :

Figure VII.3 : Vérification de la digue en service.

D?après cette figure, on remarque que le coefficient de sécurité(FS) du barrage est égale à FS=1.89>1.5 d?où le barrage est stable ; aucun risque n?est à observer lors de sa mise en eau.

VII.1.5 Vérification de la stabilité de la digue à la vidange rapide

Dans ce cas, le barrage est remplir à une hauteur de 1m partant du niveau du terrain naturel. Il est fort de constater ici que la ligne de saturation reste invariable à cause de la grande capacité de rétention d?eau d?argile constituant le corps du barrage. Les propriétés mécaniques des matériaux constituants la partie humide et la partie saturée du cops du barrage ne change pas (tableau ci-dessus).

Le résultat issu du logiciel Talren4 est illustré sur la Figure VII.4.

Figure VII.4 : vérification de la digue à la vidange rapide.

D?après cette figure, nous remarquons que le coefficient de sécurité Fs=1.21>1.2 nous amène à dire que notre barrage est stade à la vidange rapide, ce coefficient Fs va s?améliorer dans le temps grace à la consolidation des sols de l?ouvrage.

VIII.1 Généralités

La méthode des éléments finis consiste à calculer les contraintes et les déformations à l'aide d'une modélisation en éléments finis. Cette modélisation est une opération beaucoup plus complexe que le calcul à l?équilibre limite il est plus difficile d'assurer le contrôle des données d'entrée et de s'assurer de la pertinence des résultats. Les calculs convergent généralement vers une solution mais donnant l'illusion de la validité. Aussi, un calcul aux éléments finis ne devrait jamais être réalisé sans une validation, par exemple par des calculs simplifiés d'ordre de grandeur. Les calculs doivent être menés avec des logiciels adaptés à la géotechnique, et notamment qui permettent au moins de :

? Modéliser les lois de comportement élastique parfaitement plastique avec le critère de Mohr-Coulomb ;

· Modéliser le phasage de construction, qui détermine les états de contraintes dans les matériaux ;

· Prendre en compte les effets de l'eau interstitielle (pressions, gradients) ;

· Si nécessaire (interface avec les ouvrages rigides), modéliser les non linéarités de contact à ces interfaces ;

· Si nécessaire (présence de matériaux fins), modéliser la consolidation.

VIII.2. Mise en oeuvre de la Méthodes des Eléments finis

Le modèle doit représenter le barrage, sa fondation et la retenue.

· La modélisation impose de reproduire, dans le calcul, le phasage de construction et de mise en eau.

· Les résultats sont obtenus en termes de contraintes et de déformations. Cela ne donne pas directement accès au facteur de sécurité.

· Pour obtenir le facteur de sécurité de l?ouvrage, la méthode habituelle consiste à réduire c' et tanö' (ou les paramètres de la loi de comportement) jusqu'à ce que le calcul ne converge plus. Ce facteur de sécurité peut être comparé au produit (coefficient partiel x coefficient de modèle) pour se rapprocher du calcul standard.

· Dans le cas de la modélisation de barrages en service, on s'attache à qualifier le modèle par comparaison avec les mesures d'auscultation.

VIII .3 Présentation du logiciel Solvia

VIII.3.1 Introduction

Le logiciel choisie pour la modélisation du comportement de la fondation est le logiciel SOLVIA disponible actuellement en quelques licences au laboratoire de Génie Civil de l?Institut National Agronomique de Tunisie.

SOLVIA est un moteur de calcul en éléments finis capable de faire une simulation du comportement des matériaux sollicités aux différents types de sollicitations. Cette simulation est basée sur l'analyse linéaire et non-linéaire des déplacements, des efforts et des températures dans des conditions statiques ou dynamiques.

L?avantage de Solvia par rapport à de nombreux autres moteurs de calcul en éléments finis c?est qu?il nous permet d?imposer la forme de maillage et dispose d?une obéissance remarquable pour le choix du type d?affichage des graphiques et des résultats de la simulation. En outre il ne dispose pas d?interface graphique pour la saisie des données. Cette dernière se fait dans un fichier texte qui sera importé au module de calcul Solvia lors de l?exécution de la simulation.

Il intègre les modules suivants :

· SOLVIA-PRE : pour la génération des entrées (input).

· SOLVIA : pour l'analyse des efforts et des déplacements.

· SOLVIA-TEMP : pour la température et l'analyse d'infiltration.

· LE SOLVIA-POST : pour l'affichage des résultats (Output).

VIII.3.2 SOLVIA pour l'analyse du comportement d'un ouvrage

Le programme SOLVIA peut être utilisé efficacement pour l'analyse bidimensionnelle et tridimensionnelle, linéaire et non-linéaire, statique et dynamique, pour les déplacements et les efforts.

Quatre différentes options d'analyse peuvent être considérées, à savoir :

- Analyse élastique linéaire

- Analyse Non-linéaire

- Grand déplacement mais petite analyse de contrainte

- Grand déplacement et grande analyse de contrainte

En outre, ces options peuvent être employées dans l'analyse couplée de déplacements/Efforts/températures.

VIII.3.3 Application pour les sols

Ce logiciel est adapté aux différents types de matériau en particulier pour les sols. Il intègre dans son analyse les lois de comportement les plus utilisées en mécanique des sols et permet en conséquence d?introduire les paramètres qui en résultent des essais de laboratoire et in situ. Les différentes lois de comportement intégrées dans ce logiciel sont :

· La loi élastique

· La loi thermo élastique

· La loi plastique

· La loi plastique multilinéaire

· La loi de Drucker-Prager

· La loi Curve-Description

VIII.4 Modélisation

VIII.4.1. Profil modéliséLa modélisation de l?ouvrage est réalisée en bidimensionnelle selon une coupe en travers du lit mineur du barrage Tine (Figure VIII.1 et VIII.2)

Coupe - lit mineur

Figure VIII.1 : Coupe A-A au niveau du lit mineur

L?ouvrage à modéliser est constitué de deux parties fondamentales : le corps du remblai du barrage et de sa fondation (Figure III.31). La coupe choisie représente une zone dangereuse du faite de sa situation au lit mineur de l?oued Tine et de la profondeur des sables lâches alluvionnaire qui peuvent atteindre les 32 m dans plusieurs endroits.

Dans leurs globalités, les remblais constituants la digue sont constitués de trois matériaux principaux :

- Le matériau T1 constituant le batardeau et la partie amont de la digue est constitué d?un matériau argileux étanche

- Le matériau T2 constituant la partie recharge aval composé de sables argileux. - Le drain est composé par une couche de 2 m d?épaisseur de sable sélectionné.

La fondation du barrage est composée de trois matériaux différents dont la majorité est composée d?une alternance de grès et de marne, avec une couche de dépôts vaseux alluvionnaires qui atteint les 15 m en fond de vallée.

Figure VIII.2: Coupe en travers du lit mineur du barrage

Par la suite on a adapté un maillage choisi avec la forme irrégulière des couches géologiques de la fondation et d?introduire les paramètres des neufs matériaux qui en résultent selon la loi de comportement élastique (figure VIII.3) Ces paramètres ont été déterminés pour les deux cas, avant et après vibrocompactage de la fondation.

Figure VIII.3 : Modélisation du barrage et de sa fondation

VIII.4.2. Description des matériaux

Comme déjà précité, la coupe à modéliser se compose de six matériaux, deux matériaux pour le corps de la digue et sept pour la fondation.

Les paramètres à introduire pour la loi élastique sont donnés dans le tableau VIII.1

Tableau VIII.1 : Description du matériau avant vibrocompactage

Désignation du matériau	Module d?Young E (kPa)	Coefficient de Poisson		Densité ã	T1
1,69 . 10^3	0,33	1,85		T2
1,33 . 10^3	0,42	2,10		Drain
1,72 . 10^3	0,33	1,85		Marne
1,33 . 10^3	0,42	2,07		Grès
1,30 . 10^3	0,45	2,7		Argile - Dépôts vaseux d?alluvions
1,69 . 10^3	0,33	1,92

VIII.4.3 Affichage du maillage PRE (figures VIII.4 et VIII.5)

Suite à plusieurs tentatives et corrections au niveau du module PRE, nous avons réussi à réaliser la modélisation du corps du barrage et de sa fondation. L?affichage des graphiques proposés dans ce module et le rapport des résultats élaboré par Solvia nous a été bénéfique pour entreprendre les corrections nécessaires et aboutir aux résultats souhaités.

Les figures VIII.4 et VIII.5 présentent les numéros des mailles et des noeuds obtenus à partir de la modélisation.

VIII.4.4 Résultats de la simulation

La fondation du barrage tine comporte un matériau composé d?alluvions vaseux sur une profondeur variable pouvant atteindre 15 m. Afin d?assurer la pérennité et la sécurité de cet ouvrage, le maître de l?ouvrage a décidé d?extraire toute cette partie et de la remplacer par un matériau argileux bien compacté

Dans cette étude on a voulu tester le comportement de la fondation et ce dans le cas statique vis-à-vis du tassement et au cours de la construction.

Les résultats de la simulation montrent un tassement maximal en fin de construction de 0.8 m (figure VIII.6)

Figure VIII.6 : Simulation des déplacements verticaux en mètres (PRE - Solvia)

La simulation du comportement du barrage nous montre aussi la progression des tassements au niveau de contact remblai fondation. Le tassement maximum est obtenu au niveau de la crete de l?ouvrage (75 cm) (figure VIII.6). Le tassement global du barrage ne présente pas un grand danger et a été pris en compte dans la conception du barrage en appliquant une flèche convexe à la crete d?environ 1 m de hauteur.

IX.1 Généralités

L?auscultation est une méthode quantitative qui s?appuie sur une instrumentation et l?interprétation des mesures physiques propres à chaque barrage.

IX.2 Instrumentation

L?instrumentation c?est l?ensemble des appareils servant à surveiller un ouvrage.

IX.2.1 Tassomètre : Tassomètre multipoints Inkrex.

Il permet d?évaluer les déplacements axiaux d?une série de points scellés dans le terrain le long d?un forage.

Ce système est adapté pour l?évaluation des tassements, des déformations et des gonflements des sols. En lui combinant avec des mesures inclinométriques, il nous donne des lectures dans l?espace.

IX.2.2 Principe de fonctionnement (figure IX.1).

Lorsqu?il y a gonflement ou tassement, la position des anneaux varie par déplacements légers par rapport aux positions initiales. Ces variations de positions sont mesurées par induction magnétique, ce qui permet une précision élevée. Une courbe de déformations ponctuelle et une courbe de déformations cumulatives permettent de ressortir l?intégralité de la déformation axiale.

Figure IX.1 : Mise en évidence du Tassomètre Inkrex.

IX.2.3. Le piézomètre

C?est un dispositif permettant de mesurer la charge hydraulique en un point situé dans un massif aquifère. Par abus de langage, il est assimilé à tout dispositif destiné à mesurer le niveau du plan d?eau dans le sol.

IX.2.4. Principe de la détermination de la charge hydraulique (figure IX.2)

Il consiste à déterminer la charge hydraulique h qui règne au niveau de la crépine. Celle-ci est évaluée par l?équation de Bernoulli, pour une nappe horizontale au repos : z=0

Figure IX.2 : Principe de la détermination de la charge hydraulique

H=z+PM/?W où ?W : masse volumique de l?eau ;

PM : Pression de l?eau au point M ;

Z : hauteur du point par rapport à la référence. Or PM est égale au poids de la colonne d?eau unité située au-dessus :

Alors PM/?W = MA et H= z+MA =MB. Sur la verticale AB, la charge est donc constante quelque soit M, et égale à la hauteur de la surface libre.

IX.2.5 Puits de décompression (annexe 3)

En général, dans un massif de la digue et à cause des problèmes de mise en oeuvre des remblais, la perméabilité horizontale est toujours supérieure à la perméabilité verticale et le problème de percolation du filtre par les éléments fins engendrent la sous-pression qui a tendance à soulever la partie aval de l?ouvrage.

Pour éviter cela, il faut ramener le potentiel hydraulique à zéro au pied aval en créant une ou plusieurs lignes de forages (ö300 à ö800mm) drainant, espacées régulièrement dans la fondation.

IX.3 Plan d'instrumentalisation dans la structure de la digue (figure IX.3)

Le plan d?instrumentation permet une localisation en temps réel des différents instruments de mesure permettant une surveillance sans faille et ponctuelle du barrage.

PolytecSousse/DG-BGTH

IX.4 Mesures physiques et interprétations

C?est l?ensemble des mesures traduisant le comportement global de l?ouvrage, pendant toutes les étapes de sa vie. Elles sont recueillies par les différents instruments disséminés dans toute la structure de l?ouvrage. Ici, toutes les cotes son données en m(NGT).

IX.4.1 Profil II (figure IX.4)

Figure IX.4 Profil 2 du barrage.

IX.4.1.1 Cellules

> C1 (P1 100804) (figure IX.5), date de pose : 9/8/2010 ;

La figure IX.5 traduit les variations dans le temps des cotes de remblai et de la pression interstitielle U de la cellule C1 qui est positionnée dans l?interface fondation du noyau et remblai (amont).

Pression U (kPa), altitudes
(md)

200

180

160

140

120

100

-20

-40

-60

-80

40

80

60

20

0

Dates

9/8/10 29/8/10 18/9/10 8/10/10 28/10/10 17/11/10 7/12/10 27/12/10 16/1/11 5/2/11 25/2/11 17/3/11 6/4/11 26/4/11 16/5/11 5/6/11 25/6/11 15/7/11 4/8/11 24/8/11 13/9/11 3/10/11 23/10/11 12/11/11 2/12/11 22/12/11 11/1/12 31/1/12 20/2/12 11/3/12 i_i4/3/12 &0/4/12 10/5/12

Pression U

Cote du remblai

Figure IX.5 Variations de la cote de remblai et la cote de pression interstitielle en fonction
du temps (avancement des travaux).

Constat :

· La cote du remblai évolue normalement en fonction de l?avancement des travaux dans le temps ;

· Le niveau de l?eau dans l?interface fondation du noyau et remblai amont monte graduellement avec la hauteur des remblais:

- La cellule 1 se trouve en dessous du niveau de la nappe phréatique ;

- Les fluctuations de la cote de pression U entre le 7/2/11 et le 19/3/11 est une réaction différée à plusieurs activités pluviométriques (figure II.7) qui influencent la nappe de surface;

- La brusque cassure se situant entre le 22/2/12 et le 2/4/12 (cote pression U):

Ce phénomène traduit sans doute un dysfonctionnement de la cellule ou une erreur de lecture des mesures. Rien ne peut expliquer ce comportement anormal de la cellule, le matériau étant de l?argile, donc saturée et noyée dans la nappe, cette période de l?année est caractérisée par une pluviométrie moyenne de 50 mm (confère figure II.7).

> (P100805) : Contact fondation du noyau/ remblai (Aval), date de pose : 9/8/10

La figure IX.6 traduit les variations dans le temps des cotes de remblai et pression U de la cellule (placée en dessous du niveau de la nappe phréatique), positionnée dans l?interface fondation du noyau et remblai coté aval.

Pression U (kPa), altitudes
(dm)

140

120

100

-20

-40

-60

-80

80

40

60

20

0

9/8/10 29/8/10 18/9/10 8/10/10 28/10/10 17/11/10 7/12/10 27/12/10 16/1/11 5/2/11 25/2/11 17/3/11 6/4/11 26/4/11 16/5/11 5/6/11 25/6/11 15/7/11 4/8/11 24/8/11 13/9/11 3/10/11 23/10/11 12/11/11 2/12/11 22/12/11 11/1/12 31/1/12 20/2/12 11/3/12 31/3/12 20/4/12 10/5/12

Pression

Cote rembali

Dates

Figure IX.6 : Variations de la cote de remblai et la pression interstitielle en fonction du temps
(avancement des travaux).

Constats :

· La cote de remblai :

La cote de remblai a continué d?évoluer normalement depuis de sa pose. A la date du 14/10/10, elle atteint un niveau presque constant (NGT 120), ce niveau correspondant au niveau zéro du barrage(TN), jusqu?à la date du 4/5/12. Cela veut tout simplement dire que, malgré la continuité des travaux de construction du barrage, l?étape finale de cette partie est atteinte.

· La cote de la pression interstitielle U:

Du 9/8/10 (pose) au 18/5/11 : évolution normale du plan de l?eau dans l?interface car ajout de l?eau contenue dans le remblai compacté du noyau ;

Du 18/5/11 au 5/10/11 : la cellule signale une baisse du niveau de l?eau dans l?interface : les grains des sols se resserrent entre eux, l?eau est chassée, il y a consolidation des sols tout autour de la cellule.

Du 5/10 au 24/2/12 : la courbe effectue une croissante car les sols sont alimentés par la nappe, qui reprend du terrain. Le pic se situant entre le 24/2 et le 18/3/12 est une élévation du niveau de l?eau au-dessus de la base du barrage : les causes probables sont des pluies qui ont alimenté la nappe.

> C3 (P091677) Fondation batardeau ; date de pose 19/3/10

La figure IX.7 traduit les variations dans le temps des cotes de remblai et de la pression interstitielle U de la cellule C3 positionnée dans la fondation du batardeau

Pression U (kPa), cote remblai
(dm)

130

120

110

100

-10

40

90

80

70

60

50

30

20

10

0

14/3/10 3/4/10 23/4/10 13/5/10 2/6/10 22/6/10 12/7/10 1/8/10 21/8/10 10/9/10 30/9/10 t0/10/10 9/11/10 t9/11/10 19/12/10 8/1/11 28/1/11 17/2/11 9/3/11 29/3/11 18/4/11 8/5/11 28/5/11 17/6/11 7/7/11 27/7/11 16/8/11 5/9/11 25/9/11 15/10/11 4/11/11 t4/11/11 14/12/11 3/1/12 23/1/12 12/2/12 3/3/12 23/3/12 12/4/12 2/5/12

Cote rermblai

Pression U

Dates

Figure IX.7 : Variations de la cote de remblai et la cote pression U en fonction du temps
(avancement des travaux)

Constats :

· La cote du remblai :

Du 19/3 au 28/4/10, il n?y a pas de mouvement des terres (niveau zéro du terrain naturel du barrage= 120 NGT), à partir du 28/4 au 28/6/10, il y a remblai et compactage, l?ouvrage atteint à ce point-là le niveau 131,30 NGT. à la date du 1/10/10, il atteint son niveau constant qui est de 132 NGT soit 12 m au-dessus du sol.

· La cote pression interstitielle :

Du 19/3 au 14/5/10, elle est presque stable et représente le niveau de la nappe phréatique en ce point-là.

Du 14/5 au 27/7/10, la cellule indique une baisse considérable du niveau de U coïncidant avec le début de l?opération de mise en place du remblai. Cette opération de mise en place du remblai provoque une consolidation des sols de fondation, donc le resserrement des grains des sols et la fuite de l?eau dus aux contraintes provoquées par cette opération.

Du 27/7/10 au 6/1/11, l?eau se réapproprie du site après le réarrangement des grains des sols, et à partir de cette période, la cote de U devient stable.

> C4 (P100806) Fondation de la revanche, date de pose : 9/8/10

La figure IX.8 traduit les variations dans le temps des cotes de remblai et la pression U de la cellule C4 positionnée dans la fondation de la revanche.

Pression U (kPa), cote remblai (dm)

100

-20

-40

-60

-80

80

60

40

20

0

9/8/10 29/8/10 18/9/10 8/10/10 28/10/10 17/11/10 7/12/10 27/12/10 16/1/11 5/2/11 25/2/11 17/3/11 6/4/11 26/4/11 16/5/11 5/6/11 25/6/11 15/7/11 4/8/11 24/8/11 13/9/11 3/10/11 23/10/11 12/11/11 2/12/11 22/12/11 11/1/12 31/1/12 20/2/12 11/3/12 31/3/12 20/4/12 10/5/12

Pression U

Cote remblai

Dates

Figure IX.8 : Variations de la cote de remblai et la cote de pression U en fonction du temps
(avancement des travaux).

PolytecSousse/DG-BGTH

Constats :

· Cote du remblai :

Du 9/8/10 au 14/10/10, le niveau du remblai augmente rapidement et atteint sa cote constante (120 NGT).

· La cote de pression U :

Entre le 9/8 et le 23/8/10, le plan de l?eau est sensiblement de 1 m au-dessus du fond de fouille, cela s?explique ainsi, le point considéré se trouve en dessous du niveau de la nappe phréatique de surface.

Entre le 23/8/10 et le 16/5/11, le niveau de la cote U augmente difficilement dans le temps, nourrit par la nappe, et difficilement à cause du phénomène de consolidation dû à la mise en place du remblai et à son compactage.

Entre le 16/5 et le 5/10/11, il y a une décroissance du niveau du plan d?eau, phénomène de consolidation. Et après cette période, la cote remonte et côtoie même le niveau 120 NGT.

> C5 (P091675) Remblai batardeau (cote 125.00 NGT), pose le 29/5/10.

La figure IX.9 traduit les variations dans le temps des cotes de remblai et la pression U de la cellule C5 positionnée dans le remblai du batardeau.

Pression U(kPa), cotes remblai (dm)

230

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

-10

90

80

40

70

60

50

30

20

10

0

29/5/10 18/6/10 8/7/10 28/7/10 17/8/10 6/9/10 26/9/10 16/10/10 5/11/10 25/11/10 15/12/10 4/1/11 24/1/11 13/2/11 5/3/11 25/3/11 14/4/11 4/5/11 24/5/11 13/6/11 3/7/11 23/7/11 12/8/11 1/9/11 21/9/11 11/10/11 31/10/11 20/11/11 10/12/11 30/12/11 19/1/12 8/2/12 28/2/12 19/3/12 8/4/12 28/4/12

Dates

Pression U

Cote remblai

Figure IX.9 : Variations de la cote de remblai et la cote de pression U en fonction du temps
(avancement des travaux).

·

La cote de remblai :

Du 29/5 au 25/6/10, elle grimpe et atteint un premier palier constant (131,30 NGT), puis à partir du 20/9/10 elle atteint son niveau constant (132 NGT) jusqu?au 28/4/12.

· Cote de pression interstitielle U:

La pression U ne cesse de croitre à cause de la présence de l?eau dans le matériau argileux de remblai. A partir du 20/10/10, elle passera au-dessus de celle du remblai : l?influence des précipitations (confère figure II.7) et la continuité des travaux au noyé central de l?ouvrage.

IX.4.1.2 Puits de décompression (PC)

Ce sont des éléments de surveillance se présentant sous forme de forages (Ô300 à Ô800) et atteignant la fondation. Ils sont espacés de 20 mètres entre eux le long au pied de la risberme aval.

> PC 2 (figure IX.10) cote du tube au 26/3/11 : 120,82 m (NGT) .

Cote piezo.( m)

-1

-2

4

0

3

2

1

30/4/11

20/5/11

9/6/11

Cote piezo.

29/6/11

19/7/11

8/8/11

28/8/11

17/9/11

7/10/11

27/10/11

16/11/11

6/12/11

Niveau final risberme

26/12/11

15/1/12

4/2/12

24/2/12

15/3/12

4/4/12

24/4/12

Dates

Figure IX.10 : Variation du plan de l'eau dans le puits P en fonction du temps.

Constats :

Du 30/4 au 17/10/11, pendant cette période, le niveau de l?eau dans le puits est presque nivelé. Les fluctuations qui se produisent après cette période ont pour origine probable les précipitations qui alimentent la nappe phréatique de surface et de l?eau contenue dans le matériau des sols de remblais ainsi que les infiltrations du sol d?assise du barrage. Cette eau déborde le puits PC 2 entre le 2 et le 11/11/11.

> PC 8 (figure IX.11), cote du tube au 26/6/11 : 120,63m (NGT) ; cote haut du tube : 120,69m.

cote piezo. (m)

-

-

-

-5

-6

-7

4

5

3

0

4

2

2

3

1

1

17/6/10 7/7/10 27/7/10 16/8/10 5/9/10 25/9/10 15/10/10 4/11/10 24/11/10 14/12/10 3/1/11 23/1/11 12/2/11 4/3/11 24/3/11 13/4/11 3/5/11 23/5/11 12/6/11 2/7/11 22/7/11 11/8/11 31/8/11 20/9/11 10/10/11 30/10/11 19/11/11 9/12/11 29/12/11 18/1/12 7/2/12 27/2/12 18/3/12 7/4/12 27/4/12

Cote piezo.

Niveau final risberme aval

Dates

Figure IX.11 : Variation du plan de l'eau dans le puits PC 8 en fonction du temps. Constats :

Dans cette partie de l?ouvrage, il y a une fluctuation très remarquée du niveau de l?eau dans le puits. Le phénomène de consolidation (23/8 au 27/10/10 et du 1/6 au 28/12/11) est très visible dans cette partie. Entre ces périodes, la nappe réalimente le puits mais, l?eau n?atteignant jamais le niveau 117 m (NGT). Le puits PC8 ne présente pas les débordements d?eau.

> PC 14 (figure IX.12) ; cote haut du tube : 119,91m ; cote du tube au 26/3/11 : 119,01m.

Cote piezo. (m)

-1

-2

-3

-4

-5

-6

4

0

3

2

1

20/5/10 9/6/10 29/6/10 19/7/10 8/8/10 28/8/10 17/9/10 7/10/10 27/10/10 16/11/10 6/12/10 26/12/10 15/1/11 4/2/11 24/2/11 16/3/11 5/4/11 25/4/11 15/5/11 4/6/11 24/6/11 14/7/11 3/8/11 23/8/11 12/9/11 2/10/11 22/10/11 11/11/11 1/12/11 21/12/11 10/1/12 30/1/12 19/2/12 10/3/12 30/3/12 19/4/12 9/5/12

Cote piezo.

Niveau final risberme aval

Dates

Figure IX.12 : Variation du plan de l'eau dans le puits PC 14 en fonction du temps

Constats :

Des périodes 21/5 au 23/8/10 et du 23/5 au 18/10/2011, il se produit un phénomène de réarrangement des grains des sols ce qui amène le plan d?eau à baisser dans le puits (consolidation) dü aux contraintes issues de la mise en oeuvre du remblai.

La période de la remontée du niveau du plan d?eau correspond à l?influence du facteur pluviométrie (confère figure VII.2) et la géologie du sol de fondation de la digue (confère figure II.2 a II.8).

> PC 20 (figure IX.13) ; cote haut du tube 120,40m ; cote tube au 26/3/11 :119,49m

21/5/10 10/6/10 30/6/10 20/7/10 9/8/10 29/8/10 18/9/10 8/10/10 8/10/10 7/11/10 7/12/10 7/12/10 16/1/11 5/2/11 25/2/11 17/3/11 6/4/11 26/4/11 16/5/11 5/6/11 25/6/11 15/7/11 4/8/11 24/8/11 13/9/11 3/10/11 3/10/11 2/11/11 2/12/11 2/12/11 11/1/12 31/1/12 20/2/12 11/3/12 31/3/12 20/4/12 10/5/12

4

3

2

-

-

-

-

coxepiOzco.(m)

-5

0

4

2

3

1

1

Niveau final risberme aval

-6

-7

-8

Cote piezo.

Dates

Figure IX.13 : Variation du plan de l'eau dans le puits PC 20 en fonction du temps. Constats :

La période qui correspond à la chute du niveau du plan d?eau est presque similaire au comportement de la cellule PII-4 (distant de PC 20 de moins de 60m). C?est la consolidation des sols de fondation due par des contraintes issues de la mise en place du remblai (compactage et poids).

PC 29 (figure IX.14) ; cote du tube au 26/3/11 : 123,42m

Ce puits est situé vers la rive gauche de l?ouvrage et au-dessus du matériau argileux, c?est pourquoi il réagit en différé.

4 3 2
																		Cote piezo.
			Niveau final risberme
1
0
-1
-2 -3
	-4																												Dates

Figure IX.14 : Variation du plan de l'eau dans le puits PC 20 en fonction du temps Constats :

La consolidation dure pendant la période du 30/4/11 au 2/11/11, entrainant ainsi une baisse significative du niveau de l?eau dans le puits. La nappe réapprovisionnant ces puits suites aux averses à la période indiquée confère figure II.7. La structure du sol d?assise étant essentiellement faite de matériaux argileux, elle rend l?infiltration difficile. Les effets de la pluviométrie deviennent différés à moins d?avoir à faire aux écoulements de surface. Le dernier cas des effets différés sur le niveau de la nappe dans le puits PC 29 est illustré à partir du 2/11/11, ici la courbe reprend sa croissance après plus de 3 mois avec un niveau moyen de 117m.

IX.4.1.3 Le tassomètre (figure IX.15)

Cet appareil de surveillance permet d?évaluer l?amplitude des tassements. Ses coordonnées de pose sont : X =95869,643m ; Y=24266,03m et la cote de pose est de 118,92m.

1
0,5
0
-0,5
-1																														Dates

Figure IX.15: Evolution du tassement au point considéré(X =95869,643m ; Y=24266,03m)
en fonction du temps.

Constats :

Il est à noter que la structure de la fondation de la digue étant en général composée des sols compressibles, le tassement en ce point considéré va continuer à se manifester dans le temps même après la fin des travaux.

Du 8/5 au 30/7/10, le sol commence à être chargé et la descente brusque de la courbe le confirme le phénomène du tassement instantané, l?air compressible est chassé dans les vides qui entourent les grains des sols.

Du 30/7/10 au 16/12/11, c?est le tassement secondaire. Cette deuxième phase est moins grande et évolue dans le temps en fonction des charges des remblais qui lui sont appliquées.

IX.5 Vue générale sur les instruments de surveillance du barrage TINE

Il est annoté que :

- L?ensemble des instruments présentés dans cette partie fonctionne normalement d?après les résultats présentés.

- En dehors des erreurs de lecture ou d?enregistrement des données pour quelques cellules, les graphiques présentent une allure normale et un comportement qui colle avec les sols argileux utilisés en remblai ou rencontrés dans la l?assise de la digue.

- Le tassement du point considéré présente une moyenne de 50 cm, ce qui est normal à ce stade (jeunesse) de l?ouvrage. Toutefois, il doit faire l?objet d?une surveillance particulière.

Pour ce tassomètre installé dans l?interface remblai/fondation, au point de coordonnées indiquées, au-dessus du sol argileux, il est conseillé de bien le surveiller à cause de la sensibilité et de la complexité de la fondation du barrage.

?étude du barrage Tine a nécessité l?intervention de plusieurs disciplines

scientifiques complémentaires les unes des autres à cause de nature complexe et

délicate. Les données environnementales du de la région, hydrauliques,
géologiques et géotechniques combinées ensemble constituent le socle de ce projet. Ces données ont influencé toute la structure, notamment le choix des matériaux de son corps, de la fondation et des mesures spécifiques de sécurité. L?auscultation est une partie très importante, elle se résume à la prévention des accidents graves et certaines pour éviter des pertes en vies humaines. L?auscultation se compose en de l?auscultation, de l?instrumentation et de la surveillance de l?ouvrage. L?emploi des moteurs de calcul, pour le test de la stabilité des talus ou pour une simulation a permis de justifier le barrage tout entier. Les résultats des coefficients trouvés à l?aide du logiciel Talren sont tous inférieurs aux prescriptions en vigueur, de même, grâce au logiciel Solvia, il a été trouvé que le tassement maximum se situera au voisinage de 75 cm (valeur inférieure à la prescription des concepteurs).

Ainsi le profil final adopté comportera :

+ Une longueur en crête de 759,7m ;

+ Une largeur de la digue en fondation de 153m ;

+ Une largeur de la crête de 8m ;

+ Une hauteur maximale au-dessus du terrain naturel : 21,7m ;

+ Le fruit du parement amont : 1/3.25 avec la berme large de 15 à la cote 131m et plus bas 1/3 ;

+ Le fruit du parement aval : 1/2.5 avec la berme large de 6 m à la cote 123,5 m absolue et plus et plus bas toujours 1/2.5.

ABSTRACT

Analysis of stability of the dyke and interpretation of the data

auscultation of Tine dam

This work has for object the verification of the stability (slope and foundation) and the interpretation of data auscultation. The use of adequate method is needed of analysis at best Tine dam.

The stability methods of the dyke are mainly the following: Fellenius?s method, Bishop?s method and finite element?s method. In this study, Talren software, whit Bishop?s method to stability analysis in three cases:

+ End construction; + Normal operation; + And fast draining.

For the entire dam, Solvia software has been used to simulate the behavior of the structure subjected to various stresses by the finite method. These studies gave satisfactory results.

The interpretation of auscultation?s data allows increased surveillance and allows designers to be able to adjust if necessary in this stage of construction.

Indeed, the different numerical analyzes and the interpretation of auscultation data were used to support the dam Tine.

RESUME

Calcul de la stabilité et interprétation des données

d'auscultation du barrage Tine

Ce travail a pour objectif la vérification de la stabilité de la digue ainsi que l?interprétation des données d?auscultation du barrage Tine.

Les principales méthodes d?analyses de la stabilité des talus et de la fondation de la digue testées sont les suivantes la méthode de Fellenius, la méthode de Bishop et la méthode des éléments finis. Dans cette étude, le logiciel Talren a été employé pour les trois cas suivant :

+ La fin de construction ;

+ Le fonctionnement normal (comportement à court terme); + La vidange rapide (comportement à long terme).

La phase de test avec Talren a montré que les valeurs des coefficients trouvées sont bien conformes aux prescriptions.

A l?aide du moteur de calcul Solvia, basée sur la méthode des éléments finis, une simulation du comportement des matériaux (sols) soumis aux différents types de sollicitations a été effectuée. Le résultat de cette analyse est satisfaisant car il donne un tassement définitif de 80 cm, valeur inférieure à celle prescrite (100 cm).

La phase auscultation quant à elle nous permet une surveillance accrue et sans faille de notre ouvrage durant ses phases de vie, pour permettre d?éviter des catastrophes.

Toutes ces phases d?études et de l?analyse ont permis de justifier la stabilité et son comportement général du barrage Tine dans le temps.

GLOSSAIRE

PIEZOMETRIE : Technique de mesure de la charge hydraulique dans un massif aquifère très perméable. Le piézomètre est un tube installé dans le sol et qui permet d'étudier la nappe phréatique.

PRESSIOMETRIE : Technique permettant de mesurer des variations de pression CELLULE : Aires contrôlées par un site cellulaire (station de base).

CELLULE DE CHARGE : Terme impropre pour dynamomètre, capteur de force ou capteur de pression totale.

CELLULE DE PRESSION : Terme impropre pour capteur de pression ou pour piézomètre.

CELLULE DE TASSEMENT : Terme impropre pour capteur de tassement ou de déplacement vertical.

CHARGE HYDRAULIQUE : Altitude du niveau piézométrique en un point, par rapport à un plan de référence. Unité mètre d?eau.

CONTRAINTE : Rapport d?une force s?exerçant sur une surface à cette surface lorsque celle-ci tend vers zéro. S?applique aux solides. Par définition, une contrainte n?est pas mesurable. Le plus souvent, on la détermine indirectement par la mesure de la déformation d?un corps d?épreuve. Unité Pascal.

CONTRAINTE EFFECTIVE : Contrainte exercée par les grains du sol sur une facette. On ne tient pas compte de la pression de l?eau dans le sol (pression interstitielle). Voir Contrainte totale. Unité Pascal.

CONTRAINTE TOTALE : Contrainte exercée par l?ensemble des constituants du sol sur une facette. Voir Contrainte effective. Unité Pascal.

DIAGNOSTIC : Le diagnostic se fonde sur l?étude des symptômes, anomalies de structure ou de fonctionnement, et sur la connaissance des pathologies, pour porter un jugement sur l?état et le fonctionnement de l?ouvrage.

EXTENSOMETRE : Instrument qui mesure une déformation. Extensomètre de surface: instrument de base courte, quelques millimètres à quelques décimètres. Extensomètre de forage : instrument placé en forage.

FIABILITÉ : Aptitude d?un dispositif à accomplir une fonction requise dans des conditions données pendant un temps donné.

FLUAGE : Déformation en fonction du temps sous une sollicitation constante. INCLINOMETRE : Appareil permettant de mesurer un angle ou ses variations.

INSTRUMENT : Moyen qui permet de faire une mesure. Un instrument fait quelquefois partie d?un système de mesure.

INSTRUMENTATION : Ensemble des instruments de mesure, d?analyse et d?observation.

LOGICIEL : Un ensemble de programmes, de procédures et de documentation d'un système réalisé par ordinateur. Terme générique pour indiquer des programmes pour ordinateur et des microprocesseurs.

PENDULE : Appareil comportant un fil tendu par un poids (pendule direct) ou un flotteur (pendule inverse) qui donne la verticale entre deux points. On mesure le déplacement horizontal relatif de la structure par rapport à un point du fil en supposant fixe un autre point du fil. La lecture d?un pendule direct se fait à l?extrémité inférieure du pendule et à l?extrémité supérieure pour le pendule inverse.

PIEZOMETRE : Appareil destiné à mesurer la pression interstitielle. PIEZOMETRIE : Etat des pressions interstitielles dans un massif.

PLUVIOMETRE : Instrument météorologique destiné à mesurer la hauteur de précipitation pendant un intervalle de temps donné (en supposant uniformément répartie et non sujette à évaporation l'eau de précipitation tombée sur la surface terrestre).

PRESSION INTERSTITIELLE : Pression de l?eau dans un sol. Unité Pascal.

PRESSION TOTALE : Terme impropre pour contrainte. Vient du terme «pression des terres» utilisé par les géotechniciens.

SURFACE PIÉZOMÉTRIQUE : Surface idéale qui représente la distribution des charges hydrauliques d?une nappe d?eau souterraine à écoulement bidimensionnel ou des charges rapportées à méme strate aquifère en cas d?écoulement tridimensionnel.

TASSEMENT : Déplacement vertical d?un point d?un terrain. Le déplacement est orienté vers le bas. Dans le cas contraire il s?agit d?un soulèvement. Un tassement différentiel entre deux points, est égal à la différence entre les tassements absolus de chacun des points.

TASSOMETRE : Catégorie générale d?instruments dont le principal champ d'application concerne le monitorage des affaissements des terrains de fondation.

SOMMAIRE

Introduction générale 1

Etude bibliographique 2

Chapitre I : les différents types de barrages 3

I.1 Introduction ..3

I.2 Terminologies des barrages ..3

Chapitre II : Pathologies des barrages	5
II.1 Introduction	5
II.2 Pathologies des barrages	5
II.2.1 Les causes des ruptures	5
II.2.1.1 Problèmes techniques	5
II.2.1.2 Causes naturelles	...6
II.2.1.3 Causes humaines	..6
II.2.2 Types de ruptures	.6
II.2.2.1 Etat critique de la submersion (cas du barrage de Fergoug Algérie)	6
II.2.2.2 Etat critique de l?érosion régressive (cas du barrage Teton aux USA)	7
II.2.2.3 Etat critique de l?absence de l?information hydrologique	8
II.3 Concepts généraux	..8
Chapitre III : Présentation du barrage Tine	9
III.1 Présentation du barrage Tine	9
III.2 Localisation du barrage Tine	9
III.3 Problématique	..9
III.4 Les objectifs à atteindre par ce barrage	10
III.5 Description de l?ouvrage	.10

III.6 Climatologie 10

III.6.1 Généralités 11

III.6.2 Etudes de l?environnement du barrage 11

III.7 Géologie .13

III.7.1 Renseignements sur la connaissance géologique de la région 13

III.7.2 Structure géologique et sismicité du site du projet 13

III.7.3 Caractéristiques géologiques de l?emprise 14

III.7.4 Conditions hydrogéologiques du site du barrage 16

Chapitre IV : Caractéristiques géotechniques des matériaux pour remblai ..15

IV.1 Généralités 15

IV.2 Différents types d?essais mis en oeuvre . ...15

IV.2.1 Les essais préliminaires 15

IV.2.2 Essais de convenance 15

IV.2.3 Enrochements 16

IV.2.4 Matériaux F1, F2 pour filtres 16

IV.2.5 Enrochements et matériaux pour rip-rap, protection du talus aval et blocs de protection .18

IV.2.6 Rip-rap .19

IV.2.7 Protection aval de type R2 19

IV.2.8 Enrochements de protection .. .....20

IV.3 Caractéristiques géotechniques des matériaux de remblai 20

IV.3.1 Terrain argileux T1 et T2 ..20

IV.3.2 Filtres et enrochements .20

IV.3.3 Caractéristiques des sables alluviaux 21

Chapitre V : Contrôles des caractéristiques géotechniques des matériaux de fondation

de la digue 22

V.1 Généralités 22

V.2 Essais de convenances/préliminaires sur les sols de fondation .22

V.3 Les essais de contrôles statistiques et systématiques 23

V.4 Coupes géologiques des sols de fondation 24

V.4.1 Différents logs types selon les sondages 24

V.4.1.1 Sondages S-101 24

V.4.1.2 Sondage S-102 24

V.4.1.3 Sondage S-103 ..25

V.4.1.4 Sondage S-104 .25

V.4.1.5 Sondage S-107 ..26

V.4.1.6 Sondage S-108 .26

V.4.1.7 Sondage S-111 .27

V.5 Caractéristiques mécaniques des sols de fondation ....27

Chapitre VI : Calculs analytiques du barrage Tine 29

VI.1 Introduction générale 29

VI.2 Eléments de calculs 29

VI.3 Méthodes de résolutions 29

VI.3.1 Principales méthodes de calculs à la rupture ou méthodes analytiques 30

VI.3.1.1 Méthodes de Fellenius . .31

VI.3.1.2 Méthodes de bishop 31

VI.3.2 Paramètres mécaniques des remblais du corps du barrage 31

VI.3.2.1 Les poids volumiques, indices des vides et teneurs en eau VI.3.2.2 L?angle de frottement interne(ö) et la cohésion (C) des sols		..32 32
VI.3.2.3 Les essais de Portance		33
VI.4 Stabilité des talus par la méthode de Fellenius		33
VI.4.1 Paramètres de stabilité des talus du barrage Tine		33
VI.4.1.1 Moments résistants		.33
VI.4.1.2 Moments moteurs		..35
VI.5 Vérifications de la stabilité par la méthode de Fellenius		38
VI.6 Vérification de la hauteur de la revanche		..39
VI.6.1 Hauteur de la vague (hv)		39
VI.6.2 Revanche (R) ou effets des vents		40
Chapitre VII : Vérification de la stabilité des talus : méthode numérique		41
VII.1 Vérification numérique		...41
VII.1.1 Modélisation		41
V.II.1.2 Caractéristiques mécaniques des couches des sols de la digue		42
VII.1.3 Vérification des talus juste après la fin de la construction		....42
VII.1.4 Vérification de la stabilité de la digue en service		43
VII.1.5 Vérification du talus aval de la digue à la vidange rapide		.44
Chapitre VIII : Calculs de la fondation du barrage Tine par la méthode des éléments
finis	46
VIII.1 Généralités	46
VIII.2 Mise en oeuvre de la méthode des éléments finis	46
VIII.3 Présentation du logiciel Solvia	. .47
VIII.3.1 Introduction	.... ........47
VIII.3.2 Solvia pour analyse du comportement d?un ouvrage VIII.3.3 Application pour les sols			47 48
VIII.4 Modélisation			48
VIII.4.1 Profils modélisés			48
VIII.4.2 Description des matériaux			.50
VIII.4.3 Affichage du maillage PRE			50
VIII.4.5 Résultats de la simulation			..51
Chapitre IX : Auscultations du barrage Tine			.52
IX.1 Généralités			52
IX.2 Instrumentation			.52
IX.2.1 Tassomètre : Tassomètre multipoints			52
IX.2.2 Principe de fonctionnement			..52
IX.2.3 Le piézomètre			53
IX.2.4 Principe de fonctionnement			.53
IX.2.5 Puits de décompression			53
IX.3 Plan d?instrumentalisation de la structure de la digue			.53
IX.4 Mesure physique et interprétation			54
IX.4.1 Profils II			54
IX.4.1.1 Cellules			.54
IX.4.1.2 Puits de décompression			59
IX.4.1.3 Le Tassomètre			62
IX.5 Vue générale sur les instruments de surveillance du barrage Tine			63
Conclusion générale			64

Listes des Figures

Figure I.1 : Vue générale d?un barrage en terre 4

Figure II.1 : Courbe baignoire représente le taux de défaillance instantané de l?ouvrage 8

Figure III.1 : Localisation du barrage Tine dans le gouvernorat de Bizerte 9

Figure III.2 : Température en fonction des mois dans le site du projet 11

Figure III.3 : Variation des précipitations en fonction de l?altitude 11

Figure III.4 : Probabilité des précipitations annuelles .12

Figure III.5 : La répartition des précipitations par saison 12

Figure III.6 : Variation de l?évaporation du site aquatique du projet 13

Figure III.7 : Carte géologique du site du barrage Tine ..(entre 12 et 13)

Figure III.8 : Pertes par infiltration au site du projet en fonction du temps .14

Figure IV.1 : Localisation des différents remblais dans le corps du barrage 16

Figure IV.2 : Courbe granulométrique des matériaux pour filtre F1 17

Figure IV.3 : Courbe granulométrique des matériaux pour filtre F2 17

Figure IV.4 : Courbe granulométrique des matériaux D pour drain 18

Figure IV.5 : Courbe granulométrique des matériaux de transition F3 18

Figure IV.6 : Courbe granulométrique des matériaux R1 pour rip-rap 19

Figure IV.7 : Courbe granulométrique des matériaux de protection aval 19

Figure V.1 : Emplacements des sondages et des puits dans le site du projet ..23

Figure V.2 : Coupe géologique longitudinale a l?axe de la digue (23 et 24)

Figure V.3 : Coupe géologique du sondage S-101 .24

Figure V.4 : Coupe géologique du sondage S-102 .24

Figure V.5 : Coupe géologique du sondage S-103 25

Figure V.6 : Coupe géologique du sondage S-104 .25

Figure V.7 : Coupe géologique du sondage S-107 26

Figure V.8 : Coupe géologique du sondage S-108 ....26

Figure V.9 : Coupe géologique du sondage S-111 27

Figure V.10 : Coupe géologique des sols de fondation (entre 26 et 27)

Figure VI.3 : Coupe type de la digue simplifiée paramètres géotechnique 34

Figure VI.4 : Coupe type de la digue disposition du remblai et zone de saturation 34

Figure VI.5 : Repartions des forces verticales sous la digue ...35

Figure VI.6a et b : Distribution des tranches en aval 38

Figure VI.7 : Illustration de la direction du vent et valeur du fectch 40

Figure VI.8 : Paramètres de sécurité vis-à-vis des phénomènes naturels 40

Figure VII.1 : Modélisation de la digue avec les différentes couches .41

Figure VII.2 : Vérification de la digue juste après la construction ..43

Figure VII.3 : Vérification de la digue en service 44

Figure VII.4 : Vérification de la digue a la vidange rapide 45

Figure VIII.1 : Coupe A-A au niveau du lit mineur .48

Figure VIII.2 : Coupe en travers du lit mineur du barrage 49

Figure VIII.3 : Modélisation du barrage et de sa fondation .50

Figure VIII.4 et VIII.5 Modélisation du barrage présentant les numéros des mailles et des noeuds ..(entre 49 et 50)

Figure VIII.6 : Simulation des déplacements verticaux en mètre ..51

Figure IX.1 : Mise en évidence du Tassomètre 52

Figure IX.2 : Principe de détermination de la charge hydraulique 53

Figure IX.3 : Plan de localisation des différents instruments de surveillance du barrage (entre 52 et 53)

Figure IX.4 : Profil 2 du barrage .54

Figure IX.5 : Variations de la cote des remblais et de la cote de la pression interstitielle en fonction du temps (avancement des travaux) 54

Figure IX.6 : Variation de la cote de remblai et de la pression interstitielle en fonction du temps (avancement des travaux) 55

Figure IX.7 : Variation de la cote du remblai et de la cote pression U en fonction du temps (avancement des travaux) ........56

Figure IX.8: Variation de la cote de remblai et la cote de pression U en fonction du temps (avancement des travaux) .57

Figure IX.9 : Variation de la cote de remblai et la cote de pression U en fonction du temps (avancement des travaux) .58

Figure IX.10 : Variation du plan d?eau dans le puits P en fonction du temps 59

Figure IX.11 : Variation du plan d?eau dans le puits PC8 en fonction du temps 60

Figure IX.12 : Variation du plan d?eau dans le puits PC14 en fonction du temps 60

Figure IX.13 : Variation du plan d?eau dans le puits P0 en fonction du temps .....61

Figure IX.14 : Variation du plan d?eau dans le puits P9 en fonction du temps 62

Figure IX.15 : Evolution du tassement au point considéré en fonction du temps 62

ANNEXE 1

> Géométrie du barrage ;
> Tableaux des données inhérentes à la retenue ;
> Capacité (tableau).

ANNEXE 2

> Géologies et géotechniques ;
> Hydrologies.

ANNEXE 3

> Auscultation ;

DEDICACES

Je dédie ce précieux travail à tous ceux qui de près ou de loin donnent un sens à ma vie, je pense particulièrement à :

O Ma mère Mme Veuve POUNGO Cérine

Mes Frères

O DJAGUEU Cyrille Hortense

O LEUMASSA Gilles Fernand

O SIEWE NGANDJUI ^Hervé

Mes Soeurs

O POUGOM NGANDJUI Suzanne Valérie

O TCHEUTCHOUA NGANDJUI Josiane O MEDJIETCHEU NGANDJUI Pétronille

O Ma Grand-mère Mme Veuve WEBEBE Agnès

O Ma Tante DEUMEKAM Brigitte

O Ma Tata Mme LEUMASSA Chanceline

O Tous mes neveux et nièces

P F E 2 0 1 2 : Alexandre M v o n d o M < > Patrick H N g a n d j u i

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BIBLIOGRAPHIE

1) A.P.D : Avant-projet détaillé du barrage Tine, Tunis, (Ministère de l?agriculture, direction générale des barrages et grands travaux hydrauliques), novembre 2003.

2) Berichte des BWG, Serie Wasser, Rapports de l?OFEG, série Eaux, Bienne ,2002.

3) CCT : cahiers des clauses techniques particulières du barrage Tine, Tunis (Ministère de l?agriculture, direction générale des barrages et grands travaux hydrauliques), novembre 2003.

4) H. Hamdi, travaux de recherches, Tunis, 2012

5) EL OUNI, Cours Mécanique des sols I et II, Sousse, 2011 et 2012,

6) E.ALONSO, Barrages en remblai (chapitre V). Cemagref.

7) F. A. MILLOGO. Ingénieur en Hydraulique, OUVRAGES HYDRAULIQUES , Août 2009.

8) G.DEGOUTTE et P. Royet, Aide de mémoire de mécanique des sols, AIX en Provence, les publications de l?ENGREF, 96 pages.

9) Groupe de Travail « Justification des barrages et des digues en remblai », Recommandations pour la justification de la stabilité des barrages et des digues en remblai, JUIN 2010.

10) H. FEMMAM 1 & N. BENMEBAREK 2, EFFETS DES DRAINS SUR LA STABILITE DES BARRAGES EN TERRE(Drains effects on the stability of earth

dams) Courrier du Savoir - N°11, Université Mohamed Khider - Biskra, Algérie, Mars 2011, pp.09-15.

11) INTERREG III A. Activité 4. Systèmes d?instrumentation , Projet n° 179 (ex n° 046), RiskYdrogéo Risques hydrogéologiques en montagne : parades et surveillance »

12) Khaled MEFTAH, cours et exercices de mécaniques des sols, Septembre 2008.

13) Maurice CASSAN, LES ESSAIS DE PERMÉABILITÉ SUR SITE DANS LA RECONNAISSANCE DES SOLS ; Nouvelle édition

14) Mourad Karray, ing, Ph.D, Cours Séance 1-p sol.

15) Rapport de l'UFAG, serie Acqua, Sécurité des ouvrages d?accumulation

16) Stump ForaTec SA, Abt. Messtechnik, Dép. technique de mesure.

DEDICACES

Ce travail a été rendu possible grâce à :

Mon père Mvondo Messi Antoine que j'aime beaucoup et son soutien inconditionnel,

Ma famille toute entière ;

Mes enseignants de l'école Polytechnique, en particulier M. EL OUNI et M. KLAI qui m'ont beaucoup apporté durant tout mon cycle ;

Hichem Hamdi, pour son appui professionnel ;

La Direction Générale des Barrages et des Grands travaux Hydrauliques, Tunis ;

Virginie Solange ADOMA, très spécialement pour tout.

Alexandre Mvondo Mvogo

Figure VI.4 Numéros des

Figure VI.5 Numéros des