Soutenance mémoire
Principaux types de sédiments
Il est de classer les sédiments selon leur taille, c’est à- dire leur diamètre apparent (diamètre minimal de la sphère entourant le sédiment) par exemple, selon l’échelle de Wentworth. On peut distinguer trois grands types de sédiments:
Les galets et les gravillons qui proviennent de l’embouchure des fleuves torrentiels ou de l’érosion des falaises ;
Le sable dont la taille du grain varie de quelques dizaines de micromètres à 2 millimètres, produit ultime de l’érosion des roches cristallines par les fleuves et les glaciers disparus ;
Les limons et les vases dont la taille du grain est inférieure à 60 micromètres.
Cette distinction provient de la particularité des vitesses de chute de ces sédiments. En effet, les sables correspondent à la zone intermédiaire entre les vases pour lesquelles la résistance hydrodynamique varie proportionnellement à la vitesse de chute, c’est-à-dire tombent en régime laminaire et les galets qui tombent en régime turbulent. D’autre part, il faut distinguer deux configurations de sédiments :
Les Sédiments Cohésifs: La cohésion des sédiments a un effet significatif sur l’érosion des sédiments et résulte de la présence d’argile (même en faible proportion: 5 à10 % du total des sédiments déposés). Les particules ont tendance à former des conglomérats dans lesquels les flocons sont liés entre eux par de fortes forces électrostatiques.
Les Sédiments Non Cohésifs: Les sédiments non cohésifs contiennent des sédiments de grosse taille, non soumis à des forces d’interactions leur permettant de bouger indépendamment les uns des autres. Ils incluent le sable et les limons.
Processus de transport et de sédimentation
La désagrégation et l’altération des matériaux rocheux fournissent une matière meuble désorganisée et peu résistante, qui peut être entrainée par la gravité et les agents d’érosion. Les principaux agents d’érosion sont : l’eau, la glace et le vent. Les eaux courantes en particulier vont transporter la matière meuble jusqu’à une nouvelle situation d’équilibre où une sédimentation va s’effectuer.
Les sédiments ainsi formés seront d’abord des alluvions, c’est-à-dire le dépôt est parfois situé très loin de la partie d’origine de ses éléments. Les alluvions sont susceptibles de se transformer ensuite, par cimentation naturelle, en roches sédimentaires détritiques indurées (Joye, 2005). L’histoire de la terre étant longue et complexe, ce processus de cycle (altération-transport sédimentation) peut se reproduire plusieurs fois au cours des temps géologiques.
Le faciès des sédiments sera lié à ses conditions de dépôt, en milieu marin, lagunaire et lacustre.
Causes et Origine de L’envasement
L’envasement est un phénomène dont la dynamique est régulière et homogène. Les dépôts s’effectuent de façon linéaire le plus souvent homogène sur le fond des retenues.
Cet envasement des retenues et des estuaires est lié directement aux phénomènes de l’érosion où les processus de ce phénomène ont des définitions diverses, suivant chaque auteur. On retient la définition qui combine l’arrachement (creusement de la surface du sol, dégradation et altération des roches), le transport et le dépôt de matériaux (Semcha, 2006).
L’origine de l’envasement se trouve dans le dépôt de particules solides, minérales et organiques sur le lit du cours d’eau. Elles sont transportées, par charriage, en suspension ou par ruissellement, pour se déposer dès que le débit du cours d’eau soit faible . L’érosion, le transport de matériaux et la sédimentation constituent les trois termes de l’évolution géodynamique de la croute terrestre conduisant à une pénéplanisation des reliefs montagneux sur l’ensemble du globe. Les agents de l’érosion qui sont principalement la pluie, le ruissellement et le vent, ainsi que des facteurs qui vont conditionner les quantités de particules arrachées: caractéristiques des pluies, des sols, de la végétation, de la topographie et enfin les activités humaines.
Composition des sédiments
Structure physico-chimique des sédiments
Les sédiments se composent d’une fraction solide et d’une fraction liquide (eau) qui sont intimement liées les unes aux autres. Les proportions respectives de chacune de ces fractions sont variables d’un milieu à un autre mais demeurent dans une fourchette, qui par expérience, peut être estimée si l’on considère des matériaux de type vases.
Il y a quatre éléments principaux constituant les sédiments : La matrice minérale (quartz, feldspaths ou carbonates) ; La fraction argileuse (kaolinite, illite ou smectite) ; La fraction organique (débris végétaux, micro-organismes, acide fulvique et humiques) ; Une certaine quantité d’eau, présente sous différentes formes.
La distribution granulométrique d’un sédiment constitue son empreinte physique, elle caractérise la taille des particules, constituant la phase solide du matériau. Pour l’obtenir, il est procédé à un tamisage mécanique. En dessous d’une taille de 20 μm, il est nécessaire de recourir à des mesures au laser, qui utilisent le principe de la diffraction de la lumière cohérente sur un écoulement d’une suspension très diluée de fines. Il est communément considéré que les Vases correspondent à la fraction inférieure à 63 μm (Proulhac et Lann,2006).
Distribution des sédiments des barrages
La distribution des sédiments sur un bassin versant et son transport spécifique dans les fleuves regroupent deux processus différents. Ces deux notions permettent de distinguer d’une part les processus de détachement et de transport de matériaux du sol avant leur entrée dans le système « rivière » et d’autre part leur transport dans la rivière elle-même.
Les taux de particules transportées vont à leur tour être régis par de nombreux facteurs dont la vitesse de l’eau, les caractéristiques du lit et la granulométrie des particules. Les particules ainsi transportées par le cours d’eau ne refléteront qu’en partie les phénomènes d’érosion sur les versants puisqu’une partie des sédiments arrachés au bassin pourra se déposer entre les sources d’érosion et l’exutoire du bassin de drainage. D’autre part, l’érosion des berges pourra contribuer à la charge en suspension mesurée dans le cours d’eau tandis que la présence de lacs, réservoirs entrainent une sédimentation des particules mais la question qui se pose, c’est de quelle manière ces particules solides se sont réparties et distribuées dans l’ensemble de la retenue ?
On sait que ce phénomène complexe dépend de certains paramètres tel que : La forme géométrique de la retenue; La profondeur de la retenue; L’apport solide de la retenue; La pente du fond de la retenue.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Généralités sur les sédiments de dragage
I.1 Introduction
I.2 Principaux types de sédiments
I.3 Processus de transport et de sédimentation
I.4 Causes et Origine de L’envasement
I.5 Définition de la vase
I.5.1 Qu’est-ce qu’une vase ?
I.6 Composition des sédiments
I.6.1 Structure physico-chimique des sédiments
I.7 Distribution des sédiments des barrages
I.8 Les modèles d’estimation de l’envasement
I.8.1 Bathymétrie par nivellement
1.8.2 Bathymétrique par sondeur «Echosondeur bathymétrique»
I.9 Les moyens de lutte contre l’envasement
I.9.1 La conservation des sols
I.10 Conclusion
Chapitre II : Problématique d’envasement des barrages
II.1 Introduction
II.2 Envasement des barrages dans le monde
II.3 Envasement des barrages dans le MAGHREB
II.3.1 Envasement en TUNISIE
II.3.2 Envasement au MAROC
II.3.3 Envasement en ALGERIE
II.4 Conséquences du phénomène d’envasement
II.5 Moyens de lutte contre l’envasement en Algérie
II.6 Les techniques de dragage disponibles
II.6.1 Les dragages mécaniques
II.6.2 Les dragages hydrauliques
II.6.3 Les dragages à l’américaine
II.7 Conclusion
Chapitre III : Caractérisation Géotechnique des sédiments de Beni Bahdel
III.1 Introduction
III.2 Présentation du site d’étude
III.2.1 Localisation du barrage
III.2.2 Historique du Barrage
III.3 Prélèvement d’échantillons du site
III.4 Caractérisation physico-chimique des sédiments
III.4.1 Teneur en eau naturelle (wn)
III.4.2 Teneur en matières organiques (MO)
III.4.3 Analyse granulométrique
III.4.4 Les limites d’Atterberg
III.4.5 Essai au bleu de méthylène (VBS)
III.4.6 Essai de compactage (Proctor Normal)
III.5 Classification du sédimente de Beni Bahdel
III.6 Conclusion
Conclusion Générale
Références Bibliographiques
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