3 ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE

3.1 Eude hydrologique   : L’étude hydrologique a pour objectif l’estimation du débit de la crue de période de retour centennale au niveau du site du pont afin de dimensionner cet ouvrage de franchissement de l’OUED HORIHIER. En générale, l’estimation du débit de projet se fait par l’une des deux méthodes suivantes : Méthode empirique basée sur les formules empirique : adoptée quand on n’a pas de données sur les débits des années antérieures. Méthode statique basée sur l’analyse de la fréquence des crues, elle est utilisée lorsqu’on possède une série de données des débits de pointe des années antérieures. On cherche par la suite la meilleure loi qui peut s’ajuster aux données hydrologiques. Dans notre cas, vu l’absence des données statiques annuelles des débits, on utilisera la première méthode basée sur les formules empiriques. Le principal objectif de cette partie d’étude est de déterminer l’emplacement et l’ouverture de l’ouvrage qui doit faire transiter le débit de crue sans causer de dommage. 3.1.1 Méthodes utilisées   : connaitre l’importance de la surface drainée : Bassin Versant.En vue de dimensionner l’ouvrage an a commencé par Les cartes topographiques correspondantes sont celles dans : BOU KHADRA N°151-B8-c31. MORSSOTT N°178-B9-c31. A partir de l’aval, là ou est situé le pont, le tracé de partage des eaux a été fait. Ce ci donne le plan ci-joint.la surface du Bassin Versant, S = 227 km2. 3.1.2 Cartographie et bassin versant : a) Collecte des données cartographiques : L’exutoire de calcul correspond exactement à l’endroit du site. Les cartes topographiques utilisées sont : Carte de Boukhadra feuille N° 151-B8-c31. Carte de Morssott feuille N° 178-B9-c31 (carte d’Algérie au 1/50 000 –type 1922). Nous a permis de mieux cerner le problème. Un traitement cartographique approprié a permis de déterminer les principales caractéristiques morphologiques du bassin versant qui sont : ▪ La superficie du bassin versant, S en Km2. ▪ L’altitude moyenne du bassin versant, Hmoy BV en m. ▪ Le périmètre du bassin versant. ▪ La longueur du thalweg principal, l en Km. ▪ Le profil en long du thalweg principal.

▪ La pente moyenne du thalweg principal, I en pourcent. b) caractéristiques physiques du bassin versant : Le bassin versant ainsi délimité sur la carte au 1/50 000 a été tracé à partir de la surface topographique drainée par le cours d’eau de L’OUED HORIHIER et ses affluents, de telle façon que tout écoulement prenant naissance à l’intérieur de cette surface doit traverser la section normale au point ou on veut implanter l’ouvrage. Ce bassin versant a les caractéristiques suivantes : ▪ La méthode des carreaux d’1 Km2 nous a permis de calculer la surface qui se décompose comme suit : - Surfaces forets……………………………………...= 61 Km2. - Surfaces cultivées………………………………….= 18 Km2. - Surfaces non cultivées à forte pente……………….= 148 Km2. → surface du basin versant……………………..= 227 Km2. ▪ L’altitude moyenne du bassin versant: Hmoy BV = = 1101 m. Hmax : altitude maximale du bassin versant. Hmin : altitude minimale du bassin versant. ▪ Le périmètre du bassin versant : P = 76 Km. ▪ La longueur du thalweg principal : L = 28,500 Km. ▪La pente moyenne du thalweg principal : I = = 2 .3.1.3 Détermination du débit de crue : Le bassin de crue est calculé pour un bassin versant de superficie S = 227 Km 2 au moyen de la méthode rationnelle dont l’expression est de la formule : Q = C×i×A Avec : Q : débit de crue de fréquence déterminée en m3/s. C : coefficient de ruissellement. i: intensité moyenne de la précipitation de fréquence déterminée pour une durée au temps de concentration en mm/h. A : surface du bassin versant en Km2. a) L’indice de compacité : Le contour d’un bassin versant enserre une superficie S, qui a une certaine forme, laquelle va avoir une influence sur l’écoulement global et sur l’allure de l’hydrogramme résultant d’une pluie donnée. Un bassin longiligne ne réagira pas de la même manière qu’un bassin de forme arrondie. L’indice de compacité Kc caractérise ce phénomène. On compare le périmètre P du bassin versant à celui, la, d’un cercle ayant la même surface. Kc = Mais:

Pa = 2 RΠ S = RΠ 2

R = et Pa = 2 ……….. (1) Donc : Kc = 0,282……. (2). Pour trouver Kc, il suffit de mesurer S au planimètre, P au curvimètre, et d’appliquer la formule (2). Les mesures ont permis de trouver P = 76 Km et S = 227 Km2. Donc : Kc = 1,42. b) Le temps de concentration : L’utilisation de la méthode rationnelle pour le calcul des débits de crue suppose la connaissance des caractéristiques géométriques et du temps de concentration de chaque bassin versant. Le temps de concentration est le temps nécessaire aux précipitations tombées au point le plus éloigné du bassin versant par rapport à l’exécution pour atteindre ce dernier.Suivant la superficie du bassin versant, nous utilisons la formule de détermination du temps de concentration. Le temps de concentration est calculé à l’aide de la formule de GIANDOTTI. Tc = Avec : Tc : temps de concentration (en heures). S : superficie du bassin versant en (Km2). L : longueur de thalweg en (Km). HΔ  : altitude moyenne du bassin versant par rapport à l’exécutoire en (m). H = HΔ max - Hmin = 1316 – 706 = 610 m. L= 28,500 Km. Donc : Tc = 5,21 heures. c) Le coefficient de ruissellement C : C1 = 0,20 zones agricoles et plates. C2 = 0,30 forets. C3 = 0,50 zones à forte pente.

Cmoy = = 0,42. c) Loi intensité-durée-fréquence i : i = H = ×) β

i = Avec: : coefficient spécifique de la sone climatique.β

T : temps de concentration en heures. i = / t = 5,21 heures. i = 11,48 mm/h. Donc : Q = 304 m3/s.

Récapitulative des caractéristiques physiques et morpho-métriques du basin versant3.2 Etude hydraulique   : L’étude hydraulique de l’ouvrage de franchissement est réalisée dans le but de conférer à la structure une ouvert une et un gabarit suffisants pour faire évacuer la crue de projet arrêtée par l’étude hydrologique, elle se fait en deux phases principales : -Détermination du niveau des plus hautes eaux (PHE) sans la présence de l’ouvrage afin d’estimer l’influence directe de cette cote sur la cote à donner à l’intrados de l’ouvrage. -Estimation de l’effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) dans le cas de rétrécissement de la section de l’Oued (qui n’est pas le cas dans la présente étude). 3.2.1 Détermination de la cote des crues : Deux profils en travers à l’amont et deux autres à l’aval nous on permet de conclure que le régime d’écoulement peut être uniforme. C’est-à-dire la formule de Manning-Stikler est applicable : Q = Ks×S×R2/3×I1/2 (m3/s). Avec: Q : débit calculé en m3/s. Ks : le coefficient de Manning-Stikler représentant la rugosité globale du lit. Dans notre cas K = 35. R : rayon hydraulique en (m) = (surface mouillée/ périmètre mouillé) I : pente du lit de l’Oued au droit de l’ouvrage. Dans notre cas I = 1,02. En faisant une interpolation linéaire sur les valeurs de débit obtenues, on détermine la hauteur correspondant au débit Q (T = 100 ans) obtenu dans l’étude hydrologique. Le tableau suivant illustre les résultats obtenus :

Hauteur(m) S (m2) P(m) R(m) Q (m3/s)

2 56,24 35,62 1,56 267,4

2,5 74,72 41,80 1,80 390

-calcul de la cote la plus haute eaux-

Les hauteurs

4 3 2 1 Les débits

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00-courbe de tarage-

Conclusion : Sur la coupe transversale de l’Oued le niveau de la crue centennale est 2,20 m par rapport au niveau le plus bas du lit correspondant à la cote relative 97,50 m. Avec un tirant d’air d’1 m, l’intrados sera à la cote 98,50m.

2,20 m

-Coupe transversale du lit de l’oued au niveau du franchissement-