L'envasement des barrages

L’envasement des barrages

Distribution des sédiments dans la retenue du barrage

La distribution des sédiments sur un bassin versant et de 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, la granulométrie des particules. Les particules ainsi transportées par le cours d’eau ne refléterons qu’en partie les phénomènes d’érosion sur les versants puisqu’une partie des sédiments arrachés au bassin pourra se déposer (éventuellement temporairement) 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 entraînent une sédimentation des particules mais la question qui se pose, c’est de quelle manière ces particules solides se sont reparties et distribuées dans l’ensemble de la retenue? [CHANSON, JAMES 1998]. On sait que ce phénomène complexe dépend de certains paramètres tel que:la forme géométrique de la retenue : petite, grande, «canal ». «lac » ?la profondeur de la retenue. ,L’apport solide de la retenue.,La pente du fond de la retenue.A l’état naturel les oueds transportent progressivement des quantités importantes de sédiments, Soit par charriage (bed load): ils concernent les matières minérales en phase solides plus particulièrement les plus gros éléments. Ces particules roulent sur le fond ou se déplacent par saltation ou glissement. [GUEMOU B 2009] Soit par suspension (suspended) : Le transport en suspension est en général constitué de matériaux fins, argiles et colloïdes et quelquefois de silts, de se déplacer sans toucher le fond du lit.

Extraction par siphonnement

La méthode d’évacuation des sédiments par un siphon à un barrage a été envisagé pour la première fois par Jandin, au siècle dernier [BROWN 1944], L’ingénieur Jandin a développé et utilisé cette méthode entre 1892 et 1894, pour évacuer des sédiments avec un siphon à travers le barrage de Djidiowia en Algérie. 1,4 x 106 m3 de limons et d’argile ont été évacués en trois ans.L’appareil de Jandin se composait d’un tuyau flexible d’un diamètre de 61 cm, avecune capacité d’évacuation de 1,53 m3/s dans des conditions normales d’opération. A partir d’une ouverture dans le bas du barrage, il était relié à des pontons flottants en tôle, ce qui permettait de déplacer le tuyau dans la retenue dans un rayon d’environ 1.6 km. Une turbine installée près de l’embouchure du tuyau, et actionnée par l’écoulement dans le tuyau, était reliée à un appareil à roues coupantes près de la prise d’eau du tuyau, qui était conçu pour remuer les sédiments. [PANEL 1986] Hannoyer (1974) a développé une nouvelle méthode basée sur le principe de « l’hydro aspirateur » proposé par Jandin 80 ans auparavant (Figure 1.13). Un tuyau flexible est relié à la vidange de fond. Le tuyau est amovible afin de créer une charge pour évacuer les sédiments. Il n’y a pas besoin de pompe. Le tuyau peut avoir une longueur de plus de 2 km, et il est attaché à des flotteurs afin de rester au-dessus de la surface de la vase [cité par PANEL 1986].

La conservation des sols

Comme moyen de minimiser la pénétration de matériaux solides dans une retenue, deux méthodes de conservation des sols utilisées pour freiner l’érosion :L’implantation de structures anti-érosion. L’aménagement des bassins versants et des cours d’eau. Il s’agit de l’aménagement des bassins versants par la réalisation de la correction torrentielle des thalwegs, et l’aménagement de cours d’eau : en créant des ouvrages de correction dans la gorge du torrent, ouvrages qui arrêteront les matériaux et diminueront la pente, qui sont des aménagements déterminants, réduisant l’érosion à sa source. [REMINI, AVENARD, KETTAB 1997], [LAURA, IBANEZ, SOPHIA 2003] Ci-après la photo (1.4) fournis quelques exemples de seuils de sédimentation en gabions et en pierres sèches réalisés dans le bassin versant du barrage BAKHADDA en vue de réduire la torrentialité du réseau hydrographique par la réalisation d’un nombre déterminé de ces ouvrages sur le même affluent. Si le bassin versant en question n’est pas très grand, les effets de la conservation des sols se feront sentir très rapidement. D’après certaines expériences réalisées auxETATS-UNIS, on peut réduire l’érosion des sols de jusqu’à 95 % en employant, exclusivement les méthodes traditionnelles de culture . Dans le cadre de la protection des bassins, un programme spécial a été lancé par les services des forets. Il s’agirait de traiter une superficie de 1,5 millions d’hectares d’ici l’an 2010 dans le territoire national. Les coûts sont évalués à environ 16 milliards de DA. B-1. Le reboisement, restauration des sols, confection de banquettes, plantation des cultures [Abdellatif B-A et al 2006] suivant les courbes de niveau et fixation des berges des oueds « Le revêtement des berges pour réduire leur érosion». D’après les services de l’AEP au ministère des Ressources en eau, le reboisement, c’est une action préventive. Vingt-sept bassins versants sont concernés par les opérations de reboisement pour protéger les barrages face à l’érosion. Comme le bassin versant des Issers (barrage de Beni Amrane) qui fait 3700 km2 ou celui de Béni Haroun, 7200 km2 Il y a également, ajoute-t-il, la nature du sol pour déterminer les espèces d’arbres à planter. Pour 2010, il est prévu de consacrer un budget de 18 milliards de DA à ces opérations. B-2. La réalisation des barrages de décantation à l’amont : On peut construire plusieurs types de structures dans le bassin. par exemple, des bassins de rétention conçus soit pour retenir les matériaux solides définitivement pendant la durée de vie de l’ouvrage, soit pour stocker les matériaux solides provenant du ruissellement créé par un certain nombre d’orages entre des vidanges périodiques. L’exemple en Algérie, c’est le cas du barrage de BOUGHEZOUL situé a la ville de MEDEA qui est exploité partiellement comme bassin de décantation du barrage de Ghrib, Il réduit l’envasement de Ghrib de près de 24 %. B-3. La réalisation des barrages de chasses : Le barrage de chasse transforme les faibles débits, en provenance de l’oued en ondes à grand débit au moyen des vannes de fond qui provoquent d’un courant de densité. Le rendement des opérations de soutirage peut être augmenté par la création d’ondes de crues artificielles provenant d’un barrage de chasse réalisé à l’amont du barrage à protéger. (Les spécialistes déconseillent le recours à ce procédé (chasse) dans les pays arides et semi-arides suite au temps important de remplissage de l’ouvrage.) La Méthode utilisée pendant les premières crues pour les barrages de moindre importance (tel que barrage du barrage Hamiz, Beni Amrane, K’sob, …). Cette méthode est efficace quand elle est possible. Elle consiste à vider complètement le barrage au début de l’automne et à le laisser vide, toutes vannes ouvertes, jusqu’aux premières pluies. La première crue enlève sans difficulté les vases de l’année non encore consolidées.

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Table des matières            

LISTE DES FIGURES 
LISTE DES TABLEAUX LISTE DES PHOTOS 
LISTE DES SYMBOLES ET DES ABREVIATIONS 
Introduction Générale 
Chapitre I 
Problématique de l’envasement des barrages 
I-1 Introduction 
I-2 les Sédiments de dragage 
I-3 Causes et Origine de L'envasement 
I-4 Définition de la vase 
I-5 Composition des vases 
I-6 Processus de décantation et de tassement des vases 
I-7 Les modèles d'estimation de l'envasement 
I-8 Les Moyens de lutte contre l'envasement 
I-9 Conclusion 
Chapitre II 
Aperçu Sur L’envasement des barrages au Maghreb Arabe 
II-1 Introduction 
II-2 L’envasement dans le Monde 
II-3 L’envasement dans le MAGHREB 
II-4 Conclusion 
Chapitre III 
Présentation du barrage de BAKHADDA 
III-1 Introduction 
III-2 Situation et caractéristiques du barrage 
III-3 L’hydrologie du bassin versant III-4 Le Corps Du Barrage Et les ouvrages Annexes 
III-5 Conclusion 
Chapitre IV 
Méthodologie de valorisation des matériaux en technique routière 
IV-1 Introduction 
IV-2 Définition de la Structure De Chaussée 
IV-3 Différents types de structures des chaussées 
IV-4 Description Des Matériaux De Chaussée 
IV 5 Valorisation des Sédiments de dragage dans la structure de chaussée 
IV-6 Conclusion 
Chapitre V 
Application à la valorisation des sédiments de dragage du barrage BAKHADDA 
V-1 Introduction 
V-2 Identification physico-chimique du sédiment brut de BAKHADDA 
V-3 Conclusion des caractérisations des sédiments bruts des sites 01et 02 
V-4 Valorisation du Sédiment brut de site 01 en corps de chaussée. 
V-5 Conclusion de chapitre 
Conclusion générale