MEMOIRE DE MASTER - ENSH · 2021. 2. 15. · republique algerienne democratique et populaire ministere de l’enseignement superieur et de la recherche scientifique ecole nationale

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’HYDRAULIQUE -ARBAOUI Abdellah-

DEPARTEMENT AMENAGEMENT ET GENIE HYDRAULIQUE

MEMOIRE DE MASTER

En vue de l’obtention du diplôme de Master en Hydraulique

Option: Aménagement et Ouvrages Hydrotechniques

THEME DU PROJET :

Etude comparative sur les techniques de laminage des crues :Application sur trois barrages Algériens

PRESENTE PAR :Siham MOGHRANI

Devant les membres du jury

Nom et Prénoms Grade Qualité

A.HADJ SADOK Maitre de conférences (A) PrésidentD.DJOUDAR Maitre de conférences (B) ExaminatriceN.SAIL Maitre Assistante (A) ExaminatriceM.D BENSALAH Maitre Assistant (A) ExaminateurI.ZAIBAK Maitre Assistant (B) ExaminateurM.K MIHOUBI Professeur Promoteur

Session – 2016

Dédicace

Je dédie ce travailA mon père que le dieu l’accueil dans son vaste pardi

A Nourredine pour son énorme soutien moral et ses encouragements;ainsi que ma chère mère, et mes beaux-frères : Zineb, Mahdi,Menel et

Yousra.Tous mes Amis surtout Sihem et Narimane

Siham

4

Remerciement

Au terme de ce Modest travail, je remercie le bon Dieu qui m’a armé de courage et de

bonne volonté pendant l’élaboration de ce mémoire.

Je tiens à exprimer mes vifs remerciements et ma haute gratitude à mon promoteur

Mustapha BOUKHELIFA, pour ses précieux conseils, et sa disponibilité.

Je remercie également le président et les membres de jury qui nous feront l'honneur

d'apprécier notre travail.

Mes remerciement ne serais pas complets si je ne citerais pas toutes les personnes qui

m’ont aidé de près ou de loin afin d’élaborer ce mémoire.

Siham

ملخص

Résumé

Abstract

Résumé - Abstract

6

ملخص

لحمایة ھذه المنشآت ومكافحة ومستمرة .زالت لاسدودالالعدید مننشاءلإالوطنیة الاستراتیجیةالحاضرفي الوقت المطبقة ان الطرق. التي تحدث من خلال الامطار الطولانیةفیضاناتمنالتخفیضینبغي أن تصمم على أساس الفیضانات،

جمیع أنواع السدود.لتطبق علي ضعت وحیثعبور العاصفةعلى معادلة توازن الماء أثناء ھاتستند جمیعحالیا في الجزائر

لكل الى الطریقة المثليمختلفة للوصولالسالیبالابین ةمقارنھو إقامة تحلیل الاطارالدراسة التي أجریناھا في ھذا

. ودنوع من السد

Résumé

A l'heure actuelle, la stratégie nationale de réalisation de retenues collinaires et de barrage

est en cours. La protection de ces ouvrages et la lutte contre les inondations, doivent être conçues

sur la base de la régularisation des crues pluviales rares. Les méthodes de laminage appliquées

actuellement en Algérie sont toutes fondées sur l'équation du bilan hydrique durant le transit de

la crue par le barrage et développées pour tous les types de barrages.

L’étude que nous avons menée dans ce Master consiste à établir une analyse comparative

entre les différentes méthodes de laminage de crue afin de trouver la méthode adéquate pour

chaque type de barrage.

Abstract

Currently, the program of realization of dams is underway. The protection of these works

and flood management are designed on the basis of rare flood storm control. The rooting

methods currently applied in Algeria are all based on the water balance equation during the

transit of the flood by the dam and have been developed for all dams. The study that we

conducted is a comparative analysis of different reservoir flood rooting methods in order to find

the adequate method of each type of dams.

Table des matièresListe des tableaux

Liste des figuresListe des planches

Table des matières

8

Table des matières

Dédicace ……………………………………………………………………………......………. 3Remerciement…………………………………………………………………………...…….…. 4Résumé – Abstract ……………………………………………………………………..….……. 6Table des matières………………………………………………………………….......………... 8Introduction générale ………………………………………………………………………..….. 14

Chapitre I. Etude Bibiliographique……...………………………..…….. 16

Introduction………………………………………………………………………..……………..I.1.Etude des crues ………………………………………………………………..…………….. 16I.1.1. Définition de la crue pluviale …………………………………………………………….. 17I.1.2. Origine de la formation des crues…………………………………………………………. 17I.1.3. Méthodes d’estimation du débit maximum de la crue pluviale……………………….. 18I.1.3.1. Mesures………………………………………………………………………………….. 18I.1.3.2. Enquêtes…..…………………………………………………………………………….. 19I.1.3.3. Les méthodes analogiques……………………………………………………………….. 19I.1.3.4. Les méthodes de calcul ……………………………………………………………….. 19I.2. Le laminage des crues……………………………………………………………………….. 24I.2.1. Objectif de laminage………………………………………………………………………. 25I.2.2. historique de laminage……………………………………………………………………. 25I.2.3. Présentation de quelques modèles du laminage des crues………………………………… 29Conclusion ……………………………………………………………………………………… 33

Chapitre II. Présentation du logiciel HECHMS………...……………… 35

Introduction ………………………………………………………………………..……………. 35II.1. Caractéristique du Logiciel HEC-HMS ……………………………………..……………. 36II.2. Fonctionnement ……………………………………………………………..……………. 36II.2.1. Fenêtre Barrage …………………………………………………………..……………. 36II.2.2. Fenêtre Hydrogramme……….…………………………………………..……………. 37II.2.3. Fenêtre Résultat …………………………………………………………..…………… 37

Chapitre III. Présentation des zones d’études : cas de trois barragesAlgériens……………………………….……………..…...………

39

Table des matières

9

Introduction………………………………………………………………………..…………….. 39II.1. Le petit Barrage de R’horb ………………………………………………………………… 39II.2. Le barrage de Sidi Naceur…………………………………………………………………. 42II.3. Le grand barrage de Beni Haroun…………………………………………………………. 44

Chapitre IV. Etude comparative des techniques de laminages decrues : application sur trois barrages Algériens…...……………….… 49

Introduction………………………………………………………………………..…………….. 49IV.1.Construction de l’hydrogramme de la crue……………………………....……………. 49IV.2.Construction de l’hydrogramme laminé………………………………....……………. 51IV.1.1. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Kotcheriene………….. 51IV.2.2. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Hildenblat…………….. 54IV.2.3. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de puls…………………… 56IV.2.4. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Muskingum………...… 58IV.2.5. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode d‘impulsion modifiée(HEC-HMS) ……………….…………………………………………………………………….. 60

IV.2.6. Interprétation des résultats……………………………………………………………….. 62Conclusion ………. …………………………………………………………..……………..….. 66Conclusion générale …………………………………………………………..……………..….. 68Bibliographie…….. …………………………………………………………..……………..….. 71Annexe…………………………………………………………………………………………… 74

Table des matières

10

Liste des tableaux

Tableau IV.1 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Petit barrage de R’horb) ………. 51Tableau IV.2 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Barrage de Sidi Naceur)……….. 52Tableau IV.3 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Grand barrage de Beni Haroun)... 53Tableau IV.4: tableau comparatif des méthodes de laminage……………………………………… 62Tableau IV.5: tableau des avantages et inconvénient des méthodes de laminage………………….. 66

Annexes ……………………………………………………………………… 73

Tableau 1 : Volumes et débits déversants du petit barrage de R’horb………………………............ 74Tableau 2: résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du petit barrage de R’horb 74Tableau 3 : Capacité d’évacuation et courbe de laminage du petit barrage de R’horb……..……… 75Tableau 4 : résultats de laminage du petit barrage de R’horb………………………......................... 75Tableau 5 : Calcul de la courbe caractéristique du petit barrage de R’horb………………………... 76Tableau 6 : Calcul de l’hydrogramme laminé……………………….......………………………..... 77Tableau 7 : Volumes et débits déversants du barrage de Sidi Naceur………………………............ 77Tableau 8: résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du barrage de Sidi Naceur 78Tableau 9: Capacité d’évacuation et courbe de laminage du barrage de Sidi Naceur……………… 79Tableau 10: résultats de laminage du barrage de Sidi Naceur………………………........................ 79Tableau 11 : Calcul de la courbe caractéristique du barrage de Sidi Naceur………………………. 80Tableau 12: Calcul de l’hydrogramme laminé……………………….......……………………….... 80Tableau 13 : Volumes et débits déversants du barrage de Beni Haroun………………………........ 81Tableau 14 : résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du barrage de Beni Haroun……. 82Tableau 15: Capacité d’évacuation et courbe de laminage du Beni Haroun……………………….. 83Tableau 16 : résultats de laminage du barrage de Beni Haroun………………………..................... 83Tableau 17 : Calcul de la courbe caractéristique barrage Beni Haroun………………………..... 84Tableau 18 : Calcul de l’hydrogramme laminé……………………………………………………... 84

Table des matières

11

Liste des figures

Figure I.1 : La transformation de la pluie brute à un hydrogramme de crue………………………… 22Figure I.3 : concepts de laminage des crues….……………………………………………………… 25Figure I.2 : Laminage de crue dans une retenu (K.Benmia, 2012)………………………………….. 24Figure I.4 : Génération de débit de crue (A.Musy, 2004…………………………………………….. 26Figure I.5 : concept de calcul de débit sortant……………………………………………………….. 28

Figure II.1: Interface du logiciel HEC-HMS………………………………..……............................... 35Figure II.2 : Fenêtre de saisie des données des courbes de remplissage du barrage………………….. 37

Figure III.1 : le bassin versant du petit barrage de R’horb (Ben Hebal Souade, 2008)……………. 39Figure III.2: Courbes capacité hauteur du petit barrage R’horb……………………………………… 40Figure III.3 : Courbes IDF de petit barrage de R’horb………………………………………………. 41Figure III.4 : le bassin versant du barrage de Sidi Naceur (S.Moghrani, 2015)……………………... 42Figure III.5 : Courbes IDF de la station de Stitten d’oued de Sidi Naceur………………….………. 43Figure III.6 : Courbes capacité hauteur du barrage de Sidi Naceur…………………………………... 44Figure III.7 : Le grand barrage de Beni Haroun (ANBT d’Alger)…. ……………………………….. 44Figure III.8 : le bassin versant du barrage de Beni Haroun (ANBT d’Alger)………………………... 45Figure III.9 : Courbe Volume hauteur à partir de NNR (ANBT d’Alger)…………………………… 46Figure III.10 : Courbes IDF de grand Barrage de Bni Haroun…………………………..……......... 47

Figure IV.1: hydrogramme de la crue de projet de petit barrage R’horb (100 ans)………………… 49Figure IV.2 : hydrogramme de la crue de projet du barrage Sidi Naceur (1000 ans)………………. 50Figure IV.3 : hydrogramme de la crue de projet du barrage de grand Beni Haroun (10000 ans)…….. 50Figure IV.4: calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Petit barrage de R’horb)…………… 52Figure IV.5 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Barrage de Sidi Naceur) ………….. 53Figure IV.6 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Grand barrage de Beni Haroun)…... 54Figure IV.7 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (petit barrage R’horb) 55Figure IV.8 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (Barrage de SidiNaceur)………………………………………………………………………………………………..

55

Figure IV.9 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (Grand barrage deBeni Haroun…………………………………………………………………………………………

56

Figure IV.10 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls (petit barrage de R’horb) 57Figure IV.11 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls (Barrage de Sidi Naceur) 57Figure IV.12 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls(Grand barrage de BeniHaroun) …………………………………………………………………………………………

58

Figure IV.13 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (petit barrage deR’horb)………………………………………………………………………………………………….

59

Figure IV.14 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (Barrage de Sidi Naceur) 59Figure IV.15 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (Grand barrage de Beni Haroun) 60Figure IV.16 : Laminage de la crue de projet de petit barrage R’horb (méthode impulsion modifiée 60Figure IV.17 : Laminage de la crue de projet de barrage Sidi Naseur (méthode impulsion modifiée 61Figure IV.18 : Laminage de la crue de projet de Grand barrage Beni Haroun (méthode impulsion modifiée) 61Figure IV.19 : comparaison des quatre méthodes de laminage pour le petit barrage de R’horb…...... 63Figure IV.20 : comparaison des quatre méthodes de laminage du barrage de Sidi Naceur………….. 64Figure IV.21 : comparaison des quatre méthodes de laminage du grand barrage de Beni Haroun…... 65

Introduction générale

13

Introduction générale

L’homme, depuis des siècles, s’installe aux abords des rivières afin de profiter de ses

avantages ; transport final des marchandises ; pèche, ressources d’alimentation en eau, source

d’énergie, hydraulique etc… Mais il doit aussi en subir les caprices dont les plus redoutables

sont liées aux crues.

Une rupture de barrage est le fait qu'un barrage n'assure plus sa fonction et déverse l'eau

ou la boue qu'il devrait contenir. Les ruptures sont assez rares mais quand elles arrivent les

conséquences peuvent être catastrophiques. On recense environ une trentaine de ruptures

catastrophiques de barrages dans l'Histoire.

Le but de laminage de crues pluviales consiste à déterminer le niveau de plus hautes eaux durant

la période de la crue à un instant donné, appartenant au temps de base de l’hydrogramme de la

crue. Ceci permet de dimensionner la largeur de déversoir pour évacuer progressivement une

partie des eaux de la crue durant sa période et de protéger les barrages, les terres agricoles et les

infrastructures en zone avals contre les crues pluviales.

L’objectif de ce travail est d’effectuer une étude comparative des différentes méthodes de

laminage. Cette dernière permettrait D’apporter une contribution sur le choix de la méthode la

mieux adaptée aux diffèrent barrages algériens.

La méthodologie de notre étude est basée sur trois chapitres principaux :

Le premier chapitre est consacré à une étude bibliographique globale sur la crue pluviale

avec quelques méthodes et formules pour la détermination des débits maxima des crues pluviales

et de leurs hydrogrammes d’entré, une définition de laminage des crues et les différentes

méthodes de calcul du débit laminé ainsi que les hydrogrammes de sortie.

Le deuxième chapitre présente une collecte de données, pour trois différents barrages

Algériens utilisées dans notre étude comparative.

Le dernier chapitre est consacré à une étude comparative de Cinque méthodes de

laminage de la crue pluviale à savoir : Kotcherine, Hildenblat, puls, impulsion modifiée,

Muskingum.

Enfin, nous terminons avec une conclusion générale, qui englobe les principales

démarches effectués et les résultats obtenus par cette étude.

Chapitre I

Etude bibliographique sur les techniques de laminages de crues dans les barrages

15

Chapitre I

Etude bibliographique sur les techniques de laminages de cruesdans les barrages

Introduction

L’étude des crues occupe une place importante dans une Etude de conception d’un

barrage ou d’une retenue collinaire et doit être menée avec Minutie et précautions pour ne pas

tomber dans des erreurs de sous-estimations ou de surestimations compromettant respectivement

la sécurité de l’ouvrage et son environnement entraînant des évaluations importantes quant à son

coût qui lui-même, est lié à sa période de retour.

L’estimation des débits de crues et des volumes correspondants est l’étape initiale au

dimensionnement rationnel des aménagements liés à la protection contre les crues et à la

construction des barrages. Les méthodes d’évaluations sont nombreuses et la détermination de

ces hydrogrammes de crues probables ne reste pas sans difficultés quant au choix de la méthode

utilisée.

La crue de projet d’un barrage est choisie de telle sorte à assurer la sécurité du barrage

vis-à-vis d’une rupture par submersion et de ses conséquences. Son choix réside dans

l’évaluation de la période de retour face aux risques de submersion et de rupture de l’ouvrage.

Cette crue de projet doit être évacuée sans aucune difficulté par l’évacuateur dont le rôle indirect

est l’étalement dans les termes de hydrogramme probable.

Le problème du laminage de crues se pose fréquemment à l'ingénieur hydraulicien, que

ce soit dans le domaine de la protection contre les inondations (dimensionnement de bassin de

rétention) ou dans celui de la sécurité des ouvrages (dimensionnement d'évacuateurs de crues).

Dans ce chapitre. Nous allons présenter une généralité sur la crue pluviale, quelques

méthodes et formules pour la détermination de son hydrogramme. Comme nous allons présenter

le laminage de crue ainsi que quelques modèles de calcul pour la détermination de

l’hydrogramme de sortie.


16

I.1.Etude des cruesI.1.1. Définition de la crue pluviale

La crue correspond à l'augmentation de la quantité d'eau qui s'écoule dans la rivière (débit)

et peut concerner l'ensemble du lit majeur de la rivière. Cette augmentation générée par une

cause naturelle (Précipitation ; fonte de neigeetc.) (Musy et Laglaine, 1992).

I.1.2. Origine de la formation des crues

Plusieurs origines des crues sont possibles correspondant aux situations suivantes :

A. Evénements hydrométéorologiques intrinsèques ou combinésIl s’agit des précipitations extraordinaires en intensité et/ou en durée : Fonte extraordinaire

de neige ou de glace (due à des températures tout aussi extraordinaires), ou fonte “normale” mais

combinée avec d’autres évènements (précipitations) (Musy et Laglaine, 1992).

B. Embâcle ou débâcle de glace, de matériaux flottants (bois)Les crues d’embâcle ou de débâcle de glace sont provoquées par le dégel printanier dans les

régions où les cours d’eau gèlent durant l’hiver. Cette situation est caractéristique des régions

froides comme la Sibérie ou le Canada mais est également possible en Suisse. Le dégel entraîne

la mise en mouvement de blocs de glace qui peuvent s’accumuler au droit d’un obstacle. La

retenue ainsi formée peut entraîner d’une part une élévation du niveau de l’eau à l’amont et des

inondations par débordement. D’autre part, il est possible que la retenue se rompe brusquement,

impliquant une crue brutale. Cette situation s’est notamment présentée sur le Rhin à Cologne en

février 1784 et a généré la plus forte crue jamais enregistrée pour ce fleuve, le niveau d’eau

ayant atteint 12.63 m (Musy et Laglaine, 1992).

C. Autres causes de génération des cruesRupture de barrage (-naturels : lac de Silvolta au Simplon (1991) -ou artificiels : barrage de

Fréjus (1961)), déversement au niveau du couronnement d’un barrage dû à une sous capacité du

déversoir de crue ou à un remplissage brusque de la retenue par des matériaux (barrage à Vajon

(Italie en 1954)), par du bois flottant (barrage de Palagnedra, 1978) ou des rochers (lac des

quatre canton, 1991) provoquant souvent à l’aval des crues qualifiée “d’ondes déferlantes”.

Souvent le phénomène de crue s’associe à d’autres phénomènes, tout aussi importants. Il s’agit

principalement:

- De laves torrentielles (transport de matériaux solides par l’eau) ;


17

- De glissements de terrain (aux abords du cours d’eau ou sur son parcours lors de

débordement) ;

- D’érosion torrentielle (à l’intérieur du lit de la rivière et dans sa proximité). A titre d’exemple,

le Tessin fut victime de sa plus importante crue due au déversement au niveau du couronnement

du barrage de la Palagnedra durant la Journée du 7 août 1978 et provoquant ainsi la mort de 24

personnes. A l’origine de cet évènement extrême, une dépression associée à un front froid s’est

tout d’abord déplacée depuis l’Angleterre pour donner une pluie extrêmement intense. Suite à cet

événement, quelques 25000 de débris de bois se sont accumulés derrière le barrage ainsi que 1.8

millions de mètres cubes de sable et gravier, provoquant ainsi le débordement de l’eau par-

dessus le couronnement du barrage (Musy et Laglaine, 1992).

I.1.3. Méthodes d’estimation du débit maximum de la crue pluviale

En général, l’estimation des crues se situe à quatre niveaux d’appréciation issus: De

mesures, d’enquêtes, de calculs. Elle dépend également d’autres critères, telle la fréquence

d’apparition ou le temps de retour.

I.1.3.1. Mesures

Elles peuvent être de différents types:

- Mesures standard de hauteur d’eau et/ou de débit durant la crue;

- Mesures de délaissés (traces) de crue dans l’environnement après la crue (hauteurs des herbes

couchés, de l’érosion sur les berges, de traces des conséquences du passage de l’eau sur des

cultures, des arbres, des bâtiments, etc.).

A ceci s’ajoute toutefois les problèmes suivants:

- Les mesures effectives sont très souvent inexistantes lors de crues très importantes (car le

système de mesure est soit emporté, soit sévèrement endommagé, soit encore impossible d’être

approché pour procéder à une mesure manuelle afin de palier à une défaillance technique) ou

sont souvent entachées de grosses erreurs en raison du comportement “anormal” de l’eau durant

ces évènements (régime torrentiel et transports solides). De plus, les systèmes de mesure ne sont

souvent pas adaptés à l’ampleur de telles réactions.

- Les “délaissées” de crues sont approximatives et conduisent à l’évaluation d’ordres de grandeur

de certaines valeurs (hauteur d’eau en général, puis, après estimation des sections et des vitesses

d’écoulement, à des débits) mais pas à de réelles valeurs (A.Musy et C.Higy, 1998).


18

I.1.3.2. Enquêtes

Elles peuvent se situer à deux niveaux:

- Immédiatement après une crue spécifique, auprès des personnes qui ont vécus l’évènement;

- En archive et/ou par le biais d’autres enquêtes personnelles, pour retrouver des informations

historiques sur le comportement des crues dans une région ou pour une rivière donnée.

L’enquête directe permet d’obtenir des informations qu’il faut analyser avec la même

Prudence que pour celles concernant les mesures. L’enquête historique permet plus de situer

l’évènement dans sa chronologie que d’estimer ses grandeurs. De telles informations sont

également très utiles pour définir une “crue de projet” lors de dimensionnements d’ouvrages ou

d’évaluation des risques hydrologiques (A.Musy et C.Higy, 1998).

I.1.3.3. Les méthodes analogiques

Lorsque l’on ne dispose d’aucune donnée hydrométéorologique sur la zone dans laquelle

on souhaite déterminer les débits des crues, il est possible de procéder à une étude hydrologique

sur un ou plusieurs autres bassins analogues et pour lesquels on dispose de mesures. Les résultats

issus de telles études peuvent être alors transposés sur le bassin initial, moyennant des règles de

transfert à établir. Celles-ci doivent être déterminées cas par cas, utilisant souvent un coefficient

de transfert lié au rapport des surfaces contributives de chaque bassin considéré.

L’analogie hydrologique doit respecter certaines règles et critères:

- La morphologie des bassins versants “analogues “. Ce sont essentiellement les paramètres de

pente, orientation, densité de drainage, degré de confluence mais aussi le type de couverture

végétale, la pédologie du versant et la nature de son substratum géologique qui intervient.

- La situation géographique des bassins versants “analogues “. Il s’agit de la latitude, longitude et

altitude ainsi que des régimes hydrologiques et climatiques.

• Les caractéristiques physiques des bassins versants “analogues “: Essentiellement la surface, la

longueur, la largeur, la forme, etc.

La qualité des résultats acquis de cette manière sur le bassin dépourvu de mesure dépend

très fortement de la qualité de l’analogie effectuée (A.Musy et C.Higy, 1998).

I.1.3.4. Les méthodes de calcul

Il existe différentes méthodes de calcul parmi celles-ci les suivantes:

A. Les méthodes empiriquesC’est un ensemble de formules empiriques utilisant uniquement les caractéristiques du

bassin versant. Parmi les formules on a les suivantes :


19

Formule de MALLET-GAUTHIER (TOUAIBIA, 2004):

Qmax p%= 2K log (1+a.Pmoy). AlogTlog41L

A (I.1)

Où :

Qmaxp%: Débit maximum pour une fréquence donnée (m3/s) ;Pmoy : Pluie moyenne annuelle (m) ;A : Superficie du bassin versant km2;L : Longueur du talweg principal km;a: Paramètre du bassin varie entre 20 et 30 ;K : Constante dépendant des caractéristiques du bassin : K( 1-3)T : Période de retour (an).

Formule de SOKOLOVSKY :

Qmaxp%=Tm

A*.F*%.p*).HPct(*28.0 0 …… (I.2)

Où :

H0 : pertes initiales en mm ;αp% : coefficient de ruissellement de la crue probable pour une période donnée ;

αp% =0

0

HPHP

%

%

F : Coefficient de forme de la crue : F =34

12

;

A : Superficie du bassin (Km2) ;Tm : temps de monté Tm = Tc. (TOUAIBIA, 2004).

Formule de TURRAZA (A.Musy et C.Higy, 1998):

Qmaxp% =6.3

A*I*C t ………………………….. (I.3)

Où :

A: Superficie du bassin versant (Km2) ;C : Coefficient de ruissellement en fonction de la probabilité donnée :

)(. . 2P36010160C

Itc : Intensité des pluies pendant une durée égale au temps de concentration pour uneFréquence donnée (mm/h).


20

B - Les méthodes pseudo empiriques La méthode rationnelle (A.Musy et C.Higy, 1998)

Parmi celles-ci, la plus universellement connue est incontestablement la formule rationnelle.

Le concept de la méthode ou formule rationnelle doit son origine à un ingénieur irlandais

Mulvanay responsable de drainage agricole au siècle dernier (1850). Malgré de nombreuses

hypothèses simplificatrices, c’est probablement de loin la formule la plus connue et la plus

utilisée essentiellement à cause de sa simplicité. Son expression est la suivante :

A.i.c.uQ r (I.4)

cr: Coefficient de ruissellement (ou coefficient d’écoulement) du bassin versant quidépend de la couverture du sol;i : Intensité de la pluie pour une durée donnée ou choisie en fonction du temps deconcentration ; A: Superficie du bassin versant;u : Coefficient qui est fonction des unités choisies. Avec A en ha , i en mm/h etu = 0.0028, on obtient Q en m3/s.

La méthode des isochrones (TOUAIBIA, 2004).

Cette méthode développée par Larrieu est basée sur la concentration des eaux du bassin

versant et le tracé des isochrones. Certaines hypothèses sont admises quant à son application :

- Répartition uniforme de l'averse génératrice de la crue sur le bassin versant ;

- Vitesse de transfert des eaux est constante de l'amont à l'aval ;

- Formule de Giandotti reste valable pour le calcul du temps de concentration ;

- Pluie efficace est calculée à partir d'une réduction des pertes La construction de

l'hydrogramme de crue probable passe par la détermination du débit maximum correspondant

après la construction des isochrones.

C - Les méthodes déterministesCes méthodes font appel aux notions de fonction de production, fonction de transfert et

fonction d'acheminement tel que :

le modèle SCS-CN (Soil Conservation Service of U.S.A.)Le modèle SCS-CN est une technique internationale, basées sur l'étude du passage des

précipitations aux débits.

Le concept essentiel du modèle est de déterminer les propriétés hydrodynamiques de la

couverture du sol à l’aide de courbes numérotées (CN) (Curve Number). Le CN est aussi décrit

comme étant un coefficient d’aptitude au ruissellement Gaume (2002).


21

Figure I.1 : La transformation de la pluie brute à un hydrogramme de crue.

a. La fonction de production de la méthode SCS-CNCette fonction est basée sur quelques hypothèses simplificatrices facilement acceptables :

Soit J la capacité d'infiltration ; on admet qu'elle tend vers 0 lorsque le temps augmente

ainsi il existe une lame d'eau maximale infiltrable :

S =

0

dt(t)J …………………………………….. (II.5)

Ceci est compatible avec la loi de Horton :

Jt = Jl + (Jo - Jl) e-αt …………………………… (II.6)Où :

Jl : l’intensité limite d'infiltration qui ne dépend que des caractéristiqueshydrodynamiques du sol (Jl varie de 0 à 2 mm/mn);

Jo : l'intensité d'infiltration au début de l'averse (Jo dépend en plus de l'humidité initiale);β : est une constante pur d’un sol donné ;t : est le temps depuis le début de l'averse.

On admet que le ruissellement ne peut apparaître qu'après qu'il soit tombé une certaine

quantité So de pluie interceptée par les végétaux ou servant à remplir les dépressions de la

surface du sol. On appellera par la suite "pluie utile", de quantité :

Pu (t) = P (t) - So …………………………………. (II.7)Où :

P (t) : la quantité totale de pluie tombée entre les intervalles de temps [0,t]. Enfin, l'hypothèse principale est que le rapport du ruissellement R (t) à la pluie utile Pu (t)

est égal au rapport de ce qui s'est déjà infiltré t

0

dt(t)J à ce qui peut s'infiltrer au

maximum S.


22

S

dt(t)J

So-(t)P(t)R

t

0

…………………….. (II.8)

Ces trois hypothèses ont donné naissance à fonction de production du SCS :

S0.8-(t)P

0.2S-(t)P(t)R2

………………………...... (II.9)

Où :P (t) : hauteur de pluies tombée entre les instants 0 et t ;R (t) : hauteur de pluie ruisselée entre instants 0 et t (pluie nette) ;S : capacité maximale d'infiltration.

Cette formule semble être assez bien représentative de ce qui se passe dans la nature. Un

seul paramètre S sert au calage du modèle, qui est en fonction de la nature du sol ("géologie"), de

son couvert végétal, et de son état d'humectation initial. Ces dernières étant représentées par la

CN. Une relation entre S et CN est donnée par :

254-CN25400S …………………………………… (II.10)

Le paramètre CN est directement déterminé à partir des tableaux (J ean-Luc et Bertarand-Krajewski, 2006).

b. La fonction de transfert de la méthode SCS-CNNous venons de voir une technique qui permet de passer de la quantité de pluie tombée

durant un intervalle de temps dt à la quantité d [R (t)] qui va se mettre à ruisseler. Il nous reste à

savoir maintenant à quel moment arrivera ce ruissellement à l'exutoire. Ce passage sera étudié

par le biais de la fonction de transfert. celle de l'hydrogramme unitaire.

On appellera averse unitaire, une averse de durée faible (tu<tc/10) provoquant un

ruissellement d'intensité constante r = d/dt R(t), Une averse unitaire génère donc une crue dite

unitaire Q (t), c'est à dire une crue de durée tc.

On appellera hydrogramme unitaire la fonction :

(t)RSQ(t)(t)q.

…………………………………. (II.11)

Où :Q (t) est l'hydrogramme de la crue (en m3/s) ;R (tu) est la lame d'eau ruisselée au cours de l'averse unitaire ayant généré la crue ;S : surface du bassin versant.


23

L’Hydrogrammes unitaire du Soil Conservation Service (méthode du S.C.S) :Ce service utilise un hydrogramme triangulaire dont le temps de montée tm est égal au 3/8

du temps de concentration tc. et le temps de réponse (lag time) est de 0.6 tc et le temps de decrue

est 5 fois le lag time (J.P.Labordeb, 2000).

I.2. Le laminage des crues

Le dictionnaire Larousse donne comme définition du laminage comme un effet

atténuateur (de débit maximal) exercé sur une crue en répartissant le volume de la crue dans le

temps, par stockage d'une section de contrôle (réservoir, élargissement ou rétrécissement de

vallée) (Encyclopédie LAROUSSE). On entend par laminage naturel celui dû principalement

aux pertes d’énergie provoquées par le déplacement de l’onde de la crue qui est accompagné par

des forces de frottements du fond et des berges, ou artificiel par les ouvrages hydrotechniques.

Figure I.2 : Laminage de crue dans une retenu (K.Benmia, 2012)

« Le laminage des crues est une méthode mathématique utilisée pour prédire les

changements dans l'ampleur et de la rapidité d'une onde de crue lorsqu'elle se propage le long des

rivières ou à travers des réservoirs. Le débit maximum et la forme globale de l'onde de crue

changent tout au long de son mouvement vers l’aval (fread et Linsley et al).


24

Figure I.3 : concepts de laminage des crues (I.A.Jelezniak, 1955)

Deux modifications de l'onde de crue peuvent être définies. " L'atténuation " décrit la diminution

relative de débit de point, et la "translation" qui correspond au délai en temps de la décharge de débit de

pointe (lag time), fondée sur le temps de déplacement de la masse d'eau qui coule en aval. Cette idée a été

appuyée dans le travail d'USACE, Bedient et Huber » (R.W.Carter et R.G.Godfrey, 1960). Ces

concepts sont illustrés dans la figure suivante.

I.2.1. Objectif de laminage

Le laminage des crues a pour objectif principale l’optimisation des dimensions de

l’évacuateur des crues notamment la largeur déversante.

Il doit être déterminé avant de passer au procédé de laminage:

Le débit de projet à évacuer pour la fréquence considérée ;

La hauteur des eaux laminées pour ce débit ;

La largeur optimale de déversement.

I.2.2. historique de laminage

A- Les principales fondations de la théorie de transformation de l’écoulement maximumfluvial

Quand la crue sera incorporée dans un barrage suffisamment étendu et profond, on

provoquera une augmentation du niveau de l'eau dans ce dernier et par conséquent,

l'accroissement des débits qui circulent à travers l'évacuateur (R. Rolley, 1997).

Le calcul de transformation (laminage) permet de déterminer la capacité de stockage

(accumulation), qui est nécessaire pour la réduction du débit maximum, jusqu’à une valeur

donnée pour éviter l’inondation sur le cours d’eau en aval du barrage.


25

Figure I.4 : Génération de débit de crue (A.Musy, 2004)

En 1915 Dolgov N E, a donné la fondation théorique et une formule de calcul en tenant

compte de l’accumulation pour une schématisation de hydrogramme de la crue sous forme de

trapèze. Par les calculs d’une série d’ouvertures, de ponts de la ligne de chemin de fer

Bernadskaia, Dolgov a montré la possibilité pratique, et la solution rationnelle « problème

concernant le remplissage des étangs.

En 1927, l’ingénieur hydrologue Kotcherine D.I a publié son travail, dans lequel il a

examiné en détail le problème sur la schématisation des hydrogrammes de l’écoulement, et il a

élaboré une méthode approximative de détermination du débit maximum évacué (laminé).

Durant les années 1926-1933 Potapov M.V. a publié quelques travaux, consacrés aux

Calculs de transformation de l’écoulement des crues.

A partir de 1949, différents auteurs ont élaboré des méthodes approximatives de calculs

de laminage, vu l’intensification de la construction des petits barrages, qui sont cités dans les

travaux d’Alekseev G.A(1985), d’Andréanov V.G(1985), de Kozarnovesky Iou.E (1985) et

autres (A.Gacem, 2009).

B- Equations de base de laminageLe laminage des crues est une technique de détermination d'hydrogramme de crue de

sortis à une section d'une rivière en utilisant les données de débit de crue à une ou plusieurs

sections en amont.

Le laminage est utilisé dans :

la protection contre les inondations ; la conception des réservoirs (barrages); la conception des évacuateurs de crues et de vidange de fond.


26

Il y a plusieurs méthodes de laminage de crue qui peuvent être regroupés en laminage

hydrologique, et laminage hydraulique. Les méthodes de laminage hydrologique emploient

essentiellement l'équation de continuité, Alors que les méthodes hydrauliques utilisent l’équation

de continuité avec l'équation du mouvement d'écoulement non permanent (équations de Saint-

Venant).

Equation de base de laminage hydrologiqueLe passage d'un hydrogramme de crue à travers un réservoir ou une rivière est un flux

instable graduellement varié. Si nous considérons un système hydrologique avec l'entrée I (t), la

sortie O (t), et le stockage S (t), alors l'équation de continuité dans les méthodes de laminage

hydrologiques est la suivante:

dtdSOI (I.12)

Si l'hydrogramme d'entrée I (t) est connue, l’équation I.12 ne peut être résolue

directement pour obtenir l’hydrogramme de sortie O (t), parce que O et S sont inconnus. Donc la

fonction de stockage est nécessaire pour relier S, I et O. La forme particulière de l'équation de

stockage dépend du système (réservoir ou rivière).

Lorsqu'un réservoir a une élévation de la surface horizontale de l'eau, la fonction de

stockage est une fonction d’élévation de la surface de l'eau. La sortie est également une fonction

d'élévation de la charge au-dessus des déversoirs. En combinant ces deux fonctions (l’équation

I.12 et la fonction de stockage en fonction de débit entrant S = f (O) nous obtenons une fonction

unique de stockage.

La solution de l’équation (I.12) peut être obtenue algébriquement si I peut être exprimée

en termes algébriques. Une telle solution est présentée par Diskin (1967) et également dans

Dooge (1973). En général, I sont disponibles que sous forme discrète c’est-à-dire les données

d’entrés à un certain intervalle de temps sont disponibles (M.A.Gill, 1978).

La solution est alors obtenue pour n’importe quelle forme d’écoulement et pour

différentes caractéristiques topographies du barrage, par intégration approximative par les

procédés analytiques (tabulaire), grapho-analytiques ou graphique.


27

Tous les procèdes d’intégration approchés sont fondés sur le changement de l’équation

différentielle (I.12) par l’équation du bilan hydrique, établie pour des intervalles de temps tfinis, qui doivent être choisis les plus petits, pour que la variation des débits d’écoulement Q et

des débits évacués q durant chaque intervalle peut être considérée linéaire. D’où l’équation du

bilan hydrique s’écrit comme suit:

tSS

2OO

2II 1ii1ii1ii

(I.13)

Où les indices i et i+1 correspondent au début et à la fin de chaque intervalle de temps de calcul.

Figure I.5 : concept de calcul de débit sortant (I.A.Jelezniak, 1955)

La résolution simultanée du système d’équation du bilan et l’équation )I(fS pour

chaque intervalle de temps t et la détermination du débit évacué O i+1 constituent l’essence

(l’objet) de tous les procèdes d’intégration approchée des équations des débits évacués

(R.W.Carter, R.G.Godfrey, 1960).

L’analyse de l’équation des débits évacués montre que la forme de l'hydrogramme de la

crue, le type de l’ouvrage d’évacuation et la forme de la courbe des volumes du barrage sont les

facteurs essentiels qui déterminent le degré de laminage et l’écoulement de la crue pour un

volume d’accumulation (de régularisation) donné du barrage (I.A.Jelezniak, 1955).


28

I.2.3. Présentation de quelques modèles de laminage des crues

Tous les procédés de calculs de laminage peuvent être divisés en trois groupes :

Procédés détaillés : fondé sur l’équation du bilan hydrique, qui, pour n’importe quelle

forme d’hydrogramme de crue, type d’évacuation et son régime de fonctionnement, permettent

de déterminer toutes les coordonnées de l’hydrogramme des débits évacués avec une grande

précision, dont le degré dépend du rapport de l’intervalle de temps de calcul.

Procédés approximatifs : qui permettent de déterminer uniquement le débit maximum

évacué par des formules approximatives, démontrées par rapport à une forme donnée de

l’hydrogramme de crue, à type d’évacuateur donné. Dans tel cas l’erreur des calculs pour ces

formules souvent peut atteindre 15 à 20%.

Procédés simples : pour la détermination du débit maximum laminé par des formules ou

par des graphiques, qui tiennent compte des principaux facteurs de laminage de la crue par

lesquels garantit une précision suffisante pour l’exécution des calculs pratiques (dans ce cas

l'erreur ne dépassant pas 3,5%) (IA.Jelezniak, 1965)

A- Modèles Empiriques

Méthode de Kotcherine (TOUAIBIA, 2004)

Le débit laminé est en fonction du débit de projet et des volumes (volume de la crue et

volume de transformation). L'expression qui caractérise cette variante généralisée de la méthode

de Kotcherine est la suivante:

)VV1(Q.Kq

cr

ch%% ………………………… …..(I.14)

Où :q%: débit maximum de crue considérée en m3/s ;Vch: volume de charge sur le déversoir déduit par la courbe capacité hauteur ;Vcr: volume de la crue correspondant au Q% en m3 ;K : Coefficient de forme ;T : temps de base.

Comme la crue de projet est évacuée à partir d’un déversoir rectangulaire de dimension bet Ho , le débit laminé est donné en fonction de la charge déversé H0 par la formule suivante :

23

0Hg2mbq …………………………………. (I.15)

m: coefficient de débit dépend de la forme de déversoir ;b: largeur du déversoir en m;H0: charge globale d'eau sur le déversoir en m.


29

Méthode grahopho-analytique de Hildenblat (TOUAIBIA, 2004)

Cette méthode est basée sur l’équation du bilan d’eau :

VqdtQdt (I.16)

Où :

Q : le débit entrent en m3/s;q : le débit laminé en m3/s;V : volume d’eau dans le réservoir en Mm3.

Soit VdtqdtQ moymoy avec H.SV

2QQQ 21

moy

2qqq 21

moy

12

2121 VVt2

qqt2

QQ

(I.17)

12 VVV

Les inconnus de l’équation qu’il faut déterminer sont V2 et q2 ou

tqVt2

qtQt2

qV 111

moy2

2 (I.18)

Méthode de Puls (F.Anctil et als, 2005).

On emplois très souvent la méthode de puls pour le laminage des crus en réservoir. Celle-

ci est basée sur l’équation de conservation de la masse qui une fois discrétisée dans le temps

donne l’équation (I.13). Après quelque manipulation l’équation prend la forme suivante :

iii1ii1i1i I

2I

tS

2OO

2I

tS

(I.19)

Et permet la résolution puisqu’on connait tous les termes à droite de l’égalité au temps

t+1. La relation suivante dite courbe de laminage :

2O

tS

h (I.20)

Où h est la hauteur, l’équation si dessus est alors résolue à l’aide des relations

emmagasinement-hauteur.

B- Modèles déterministe

Méthode de Muskingum (Fread, D.L. 1993)

Le mouvement de l’eau durant une période de crue dans un tronçon de rivière ou d’égout

obéit aux équations de Saint-Venant. Ces équations traduisent la conservation de la masse et de


30

la quantité de mouvement le long d’un tronçon orienté selon la direction principale d’écoulement

X. L’équation de la quantité de mouvement se présente comme suit :

+ ² + = ( − ) + (I.21)

L’équation de continuité ou de conservation de la masse est la suivante :

+ = (I.22)

En plus des notations habituelles, q désigne dans ces équations le débit latéral par unité de

longueur du tronçon de rivière, débit qui entre dans le tronçon ou qui sort.

La signification des cinq termes de l’équation (I.21) est la suivante :

Le terme 1 représente l’accélération temporelle locale. Plus précisément, il prend compte la

vitesse de la variation du débit durant la crue.

Le terme 2 représente l’accélération convective qui peut exister quand il y a un changement

dans la géométrie (élargissement, rétrécissement). En absence de changement de section ce

terme peut être négligé.

Le terme 3 traduit le bilan des forces de pression dues au changement de la profondeur y

avec l’abscisse x.

Le terme 4 exprime les forces de gravité (So) et les forces de frottement (Sf).

Le terme 5 exprime l’apport ou ma perte de la quantité du mouvement dus à un apport ou

une perte d’eau sur le côté latéral.

La résolution des deux équations est faisable mais pose parfois des difficultés d’ordre

pratique et numérique (Cunge et Wegner 1964). On a ainsi souvent cherché à simplifier ce

système selon les applications et les contextes.

D’après plusieurs études (Cunge et al. 1980), les trois premiers termes de l’équation I.21

peuvent être négligés pour la plupart des crues dans les rivières.

L’intégration entre deux instants assez rapprochés t1 et t2, l’équation I.12 s’écrit :∆ = = ∫ − ∫ (I.23)

Pour un petit interval de temps ∆ = − , on peut écrire :

= − ∆ (I.24)


31

La résolution du problème consiste à déterminer , connaissant et .

L’équation ci-dessus ne peut être utile que si l’on dispose d’une fonction d’emmagasinement

pour déterminer et .

Pour traduire le bilan d’eau, l’équation I.24 s’applique encore. Elle peut être réécrite :

∆ + = + ∆ + (I .25)

Cette équation permet de résoudre partiellement le problème car elle permet de calculer la

quantité inconnue [ 2S2 /∆ + ] en fonction d’autres quantités toutes connues qui figurent dans

le membre de droite . rappelons que les indices 1 et 2 désignent respectivement le début et la fin

d’une intervalle de temps , qui représentent les débits d’entrée au début et à la fin de

l’intervalle , sont connus car l’hydrogramme d’entrée du réservoir est supposé connu à tous les

instants . et sont connus car ils constituent les conditions initiales qui prévalent avant le

début de la crue. Au cours de la crue, et sont connus à cause récursivité des calculs. Le

stockage et le débit de sortie au début d’un intervalle sont calculés à la fin de l’intervalle

précédent.

La question qui se pose est : comment calculer le débit de sortie 2 à partir de la quantité

connue [2S2 /∆ + ] ?

Il est possible de construire pour chaque réservoir sa propre courbe caractéristique

∆ + = ( ) .Cette courbe est indépendante de l’hydrogramme d’entrée du réservoir. Elle ne

dépend que des propriétés géométriques du réservoir et de sa structure d’évacuation.

Méthode d’impulsion modifiéeLa méthode d’impulsion modifiée est basé sur l'équation de continuité, couplé avec

l'équation empirique de mouvement (Chow, 1964; Henderson 1966).

L’équation de continuité est écrite comme suite :

0t

AxQ

(I .26)

En réorganisation cette équation et en incorporant un rapprochement des différences

finies pour les dérivées partielles en aura l’équation suivante :

tSIO

(I .27)


32

Pour des intervalles de temps t finis l’équation du bilan hydrique s’écrit comme suit:

2I

tS

2OO

2I

tS tt1it1t1t (I .28)

Une relation entre le stockage et le débit de sortie est nécessaire pour résoudre l'équation

I.28. Une fois que la fonction est établie elle sera intégrée dans l'équation I.28, pour réduire

l'équation non linéaire à une équation à un seul inconnue Ot cette équation est résolue de manière

récursive par programme intégré dans le logiciel HEC-HMS (Richard H.McCuen, 1998; Manuel

HEC-HMS, 2000)

ConclusionLe dimensionnement hydraulique des ouvrages hydrotechniques est fondé sur une

estimation de débit maximum de la crue pluviale, qui est généré par une averse rare limitée dans

le temps et dans l'espace.

L'estimation des débits maxima des crues est fondée sur différents concepts et modèles.

Le modèle HEC-HMS a pu être appliqués en utilisant des données d’observation fiables.

Les méthodes de projection de l'hydrogramme de la crue laminée sont toutes fondées sur

l'équation du bilan hydrique durant le transit de la crue par le barrage. La différence entre

l'écoulement rentrant et sortant est égale à la variation du volume d'eau stocké ou déstocké dans

le barrage. Théoriquement, il existe une relation entre toutes caractéristiques de l'hydrogramme

de la crue à l'entrée dans le barrage et l'hydrogramme laminé à la sortie du barrage. Plusieurs

méthodes de calcul de laminage essaient d'établir la relation entre le débit sortant et le volume

d'eau au-dessus du niveau normal pour cas de figure, en tenant compte de la morphométrie de la

cuvette.

Chapitre II

Présentation du logiciel HECHMS

34

Chapitre II


IntroductionLe modèle HEC-HMS (Hydrologic Engeneering Center - Hydrologic Modeling

System) est un modèle hydrologique libre conçu par ; Hydrologic Engeeniering Centre de

l’US Corp Engineers désigné pour la modélisation hydrologique des bassins versants. Le

principe de ce modèle est la présentation physique des différents processus du cycle

hydrologique à l’intérieur du bassin versant par les différentes formules connues dans la

littérature et laisse à l’utilisateur le choix de celles qui conviennent le mieux avec le bassin de

l’étude.

Figure II.1: Interface du logiciel HEC-HMS


35

II.1. Caractéristique du Logiciel HEC-HMSHEC-HMS fonctionne sous Windows, et bénéficie donc des fonctionnalités de cet

environnement (interface graphique, manipulation à la souris, copier-coller, etc.).

Il a été conçu dans l'optique d'une utilisation aussi simple et rapide que possible.

HEC-HMS peut tenir compte de l'influence de la variation du niveau aval sur la

capacité des organes de sortie. L'introduction d'organes au comportement variable en fonction

du temps, du niveau ou de consignes particulières est actuellement en cours de

développement.

La fonction de la galerie (pertuis) est directement calculée à partir des caractéristiques

géométriques et hydrauliques des organes de sortie.

HEC-HMS gère divers type d'organes (déversoirs, orifices, ponceaux, vannes,

turbines) ainsi que des ouvrages dont la relation hauteur-débit est définie point par point.

II.2. FonctionnementHEC-HMS comporte 3 fenêtres principales :

II.2.1. Fenêtre Barrage

Cette fenêtre permet de définir la courbe volume-hauteur V(h) de la retenue en

utilisant l'une des méthodes suivantes:

Saisie d'une courbe point par point ;

Expression analytique de la forme ;

Description de la géométrie simplifiée du bassin (surface, forme, talus).

Une barre d'outils permet de placer les organes de sortie (évacuateur de crue et la

galerie). Ceux-ci apparaissent sous forme d'icônes dans le graphique. Le comportement

hydraulique précis de ces organes peut être défini à l'aide de nombreuses options, disponibles

dans les boites de dialogue correspondantes.

Le bief aval peut être décrit soit par ses caractéristiques hydrauliques (section, pente,

rugosité), soit par une courbe hauteur-débit définie point par point.


36

Figure II.2 : Fenêtre de saisie des données des courbes de remplissage du barrage

II.2.2. Fenêtre Hydrogramme

Cette fenêtre permet d'éditer la crue entrante en utilisant:

Une expression analytique où l'hydrogramme est caractérisé par son débit de pointe,

son débit de base, son temps de montée et un facteur de forme;

Une série de couples « débit-temps ». Cette description permet d'importer des données

externes en utilisant la procédure standard de copier-coller.

Il est également possible de choisir les unités d'affichage (temps, débit, volume).

II.2.3. Fenêtre Résultat

Cette fenêtre permet d'effectuer le calcul de laminage, d'en visualiser le résultat et de

modifier les options de calcul (pas de temps, conditions initiales, conservation des données).

Il est possible de basculer entre l'affichage sous forme de tableau des débits ou du

niveau. Ces résultats peuvent être exportés via la procédure standard de copier-coller.

Le logiciel HEC-HMS nous permet, à partir de relevé de données topographiques

relevées sur le terrain tel que les côtes, d'optimiser certains paramètres caractérisant les

éléments du bassin versant.

Chapitre III

Chapitre III. Présentation des zones d’études : cas de trois barrages Algériens

39

Chapitre III

Présentation des zones d’études : cas de trois barrages Algériens

Introduction

Dans ce chapitre on va présenter le plus grand barrage en Algérie « Beni Haroun », le

futur barrage de Sidi Naceur, et la retenue collinaire de R’hob.

III.1. Le petit Barrage de R’horb

Le petit barrage de l'Oued R'horb est situé dans la ville de Beni Slimane wilaya deMédea.

Figure III.1 : le bassin versant du barrage de R’horb (S.Ben Hebal, 2008)(Ech :50 000)


40

La fiche technique du barrage :

Caractéristiques hydrologiques :Oued : R’horbApport moyen annuel : 1,26 hm3Envasement annuel : 0,2 hm3/anSurface du bassin versant : 35,7 km2Le volume utile : 0,6 Mm3

Caractéristiques du barrage :Type : TerreHauteur : 19,0 mLongueur : 188,0 mCôte retenue Normale (R.N) : 870.35 mCôte Plus Hautes Eaux (P.H.E) : 871.55mDéversoir : SEUIL LIBRE : L = 20 m Q = 51 m3/s

Destination :Irrigation + AEP (Source Ben Hebal Souade, 2008)

Courbes capacité hauteur :

854

856

858

860

862

864

866

868

870

872

H(m)

20

14 28

40 60 80 100 120 140S(10 m )3 3V(10 m )34

42 56 70 84 98

courbe capacité-surface-hauteur

V=f (H)

S= f (H)

0

0

874

160

112

Figure III.2: Courbes capacité hauteur du petit barrage R’horb


41

Pluies de courte durée I.D.F (courbes : Intensité _ Durée _ Fréquence)

A partir du modèle de l’ANRH on obtiendra les IDF pour chaque type de retenue.

Figure III.3 : Courbes IDF de petit barrage de R’horb

0,1

1

10

100

1 10 100

T=2

T=5

T=10

T=20

T=50

T=100

Pointcourant

Durée t en heures

Intensité I(t,T) en mm/h

10

100

1 10 100

Pluie P(t,T) en mm

Durée t en heures


42

III.2. Le barrage de Sidi Naceur

La zone d’étude du barrage de sidi Naceur se situe dans la wilaya d’EL Bayadh, le

barrage est en enrochement avec un noyau central en Argile avec un évacuateur curviligne latéral

situé au niveau de la rive gauche.

Figure III.4 : le bassin versant du barrage de Sidi Naceur (S.Moghrani, 2015)(Ech :50 000)


Caractéristiques hydrologiques :

Oued : Sidi NaceurApport moyen annuel : 10,7hm3Envasement annuel : 5,0 hm3/anSurface du bassin versant : 1050 km2Le volume utile : 29 Mm3

Caractéristiques du barrage :Type : EnrochementHauteur : 35,5 mLongueur : 650,0 mCôte retenue Normale (R.N) : 1174,7 mCôte Plus Hautes Eaux (P.H.E) : 1178,8 mDéversoir : SEUIL LIBRE de L = 90 m Q : 1 300 m3/s

Destination :Irrigation (Source S.Moghrani, 2015).


43

Pluies de courte durée I.D.F (courbes : Intensité _ Durée _ Fréquence)

Figure III.5 : Courbes IDF de la station de Stitten de l’oued de Sidi Naceur

0,1

1

10

100

1 10 100

T=2

T=5

T=10

T=20

T=50

T=100

Durée t en heures


10

100

1 10 100

Pluie P(t,T) en mm

Durée t en heures


44


Figure III.6 : Courbes capacité hauteur du barrage de Sidi Naceur

III.3. Le grand barrage de Beni Haroun

Figure III.7 : Le barrage de Beni Haroun (ANBT)

1147,5

1152,5

1157,5

1162,5

1167,5

1172,5

1177,5

1182,5

0 20 40 60 80 100

Cote

m

Volume Mm3Surface Km2

Volume

Surface


45

Le barrage de Béni Haroun est un grand complexe hydraulique stratégique en Algérie,

situé dans la wilaya de Mila au nord-est de l'Algérie. Le barrage est situé à 40 kilomètres de la

ville de Constantine et à 4 kilomètres du confluent de l’oued Kébir et oued Anja.

Le barrage de Béni Haroun est le plus important et le plus grand barrage en Algérie. Le

barrage proprement dit est constitué d’une digue renforcée de 1,5 million de mètres cubes de

béton compacté au rouleau. Le barrage est composé d’un évacuateur de crue frontal intégré dans

le corps de la digue.

Figure III.8 : le bassin versant du barrage de Beni Haroun (ANBT) (Ech :100 000)


Année de construction : 1996 Année de mise en Eau : 2003

Caractéristiques hydrologiques :Oued : KEBIRCapacité initiale : 1 200 hm3Capacité actuelle : 960,00 hm3Apport moyen annuel : 435,0 hm3Envasement annuel : 6,0 hm3/anSurface du bassin versant : 7 725 km2

Légende :--- Limite du bassin versant

Cuvette du barrageExutoire


46

Caractéristiques du barrage :Type : POIDSBETON COMPACTE AU ROULEAUHauteur : 118,0 mLongueur : 710,0 mCôte retenue Normale (R.N) : 200,0 mCôte Plus Hautes Eaux (P.H.E) : 214,74 mDéversoir : SEUIL LIBRE : L = 110 m Q : 16 600 m3/s

Destination :

Alimentation en Eau Potable des villes de Mila, Constantine, Jijel, Oum-El-Bouaghi,Khenchela et Batna: - Dotation annuelle en 2007 : 20,00 hm3.

Irrigation des vergers de Mila (Source ANBT d’Alger).


Figure III.9 : Courbe Volume hauteur à partir de NNR (ANBT)


47

Pluies de courte durée I.D.F (courbes : Intensité _ Durée _ Fréquence) :

Figure III.10 : Courbes IDF de Barrage de Bni Haroun

1

10

100

1 10 100

T=2

T=5

T=10

T=20

T=50

T=100

Pointcourant

Durée t en heures


10

100

1000

1 10 100

Pluie P(t,T) en mm

Durée t en heures

Chapitre IV

Etude comparative des techniques de laminages de crues : application sur trois barrages Algérien

49

Chapitre IV

Etude comparative des techniques de laminages de crues :application sur trois barrages Algériens

Introduction

Les calculs de laminage des crues pluviales représentent l’outil de l’analyse indispensable

pour le dimensionnement de l’évacuateur des crues.

Le présent chapitre a pour objet la simulation des hydrogrammes des crus de projet pour

trois barrage Algérien de différentes capacité de stockage avec le processus de modélisation

pluie-débit à l’aide du logiciel HEC-HMS. Et d’une étude comparative entre les Cinque

méthodes de laminage, appliquées aux trois barrages dont les caractéristiques sont présentées

précédemment dans le chapitre II. Pour aboutir à la méthode la plus adéquate pour chaque type

de barrage.

IV.1. Construction de l’hydrogramme de la crueA. Le petit barrage de R'horb :

La crue de projet de 100 ans est de 51 m3/s, et sont hydrogramme de crue simulé par

HEC-HMS est représenté dans la figure suivante :

Figure IV.1 : hydrogramme de la crue de projet de petit barrage R’horb (100 ans)

Dep

th (m

m)

0

2

4

6

8

10

12

12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:0001Jan1988 02Jan1988

Flow

(cm

s)

0

10

20

30

40

50

60

Subbasin "R'horb" Resul ts for Run "Run 1"

Run:Run 1 Element:R?HORB Result:Precipitation Run:RUN 1 Element:R?HORB Result:Precipitation LossRun:Run 1 Element:R?HORB Result:Outflow Run:RUN 1 Element:R?HORB Result:Baseflow


50

B. Le barrage de Sidi Naceur :La crue de projet de 1000 ans est de 1300 m3/s, et sont hydrogramme de crue simulé par

HEC-HMS est représenté dans la figure suivante :

Figure IV.2 : hydrogramme de la crue de projet du barrage Sidi Naceur (1000 ans)

C. Le grand barrage de Beni Haroun :La crue de projet de 10000 ans est de 16 000 m3/s, et sont hydrogramme de crue simulé

par HEC-HMS est représenté dans la figure suivante :

Figure IV.3 : hydrogramme de la crue de projet du grand barrage de Beni Haroun (10000 ans)

Dep

th (

mm

)

0

2

4

6

8

10

12

12:00 00:00 12:00 00:00 12:0001Jan1988 02Jan1988 03Jan1988

Flo

w (

cms)

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

Subbasin "Sidi Naceur" Results for Run "Run 2"

Run:Run 2 Element:SIDI NACEUR Result:Precipitation Run:RUN 2 Element:SIDI NACEUR Result:Precipitation LossRun:Run 2 Element:SIDI NACEUR Result:Outflow Run:RUN 2 Element:SIDI NACEUR Result:Baseflow

Depth

(mm

)

05

10152025303540

12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:0001Jan1988 02Jan1988 03Jan1988 04Jan1988

Flow

(cm

s)

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 ÿ00

12 ÿ00

14 ÿ00

16 ÿ00

18 ÿ00

Subbasin "Beni Haroun" Results for Run "Run 1000 6h"

Run:Run 1000 6h Element:BENI HAROUN Result:Precipitation Run:RUN 1000 6H Element:BENI HAROUN Result:Precipitation LossRun:Run 1000 6h Element:BENI HAROUN Result:Outflow Run:RUN 1000 6H Element:BENI HAROUN Result:Baseflow


51

IV.2. Construction de l’hydrogramme laminéIV.2.1. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Kotcherine

C’est un calcul grapho-analytique qui est basé sur les données suivantes :

L’hydrogramme de crue est assimilé à un triangle ou un trapèze ; Les débits transitant par l’évacuateur se déversent selon une fonction linéaire ; Le laminage commence avec le remplissage de la cuvette au niveau NNR ; Les pertes par infiltration et l’évaporation sont considérées comme nulle au

moment de la crue.

Ces hypothèses simplifient énormément nos calculs de laminage sans réduire la précision.

Le procédé de calcul est le suivant :

1. Varier plusieurs largeurs de déversoir et hauteur de déversement d’eau au-dessus dedéversoir ;

2. Calculer le débit évacuer avec les deux équations suivantes;q = C L H3/2 et q = Q (1-vf/vc)

3. Tracer les courbes de débit déversant pour différents bi et hi.

A. Le petit barrage de R'horb :Tableau IV.1 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Petit barrage de R’horb)

Hauteur PHE VPHE VFq = Q(1-

vf/vc)

Débit q = C L H3/2 m3/s

Largeurs de déversoir

m m Mm3 Mm3 m3/s 5 8 12 15 18 20 22

1 855 0,9 0,12 43 10,9 17,4 26,0 32,6 39,1 43,4 47,7

1,2 855,2 0,95 0,17 40 14,3 22,8 34,2 42,8 51,4 57,1 62,8

1,5 855,5 0,98 0,2 38 19,9 31,9 47,8 59,8 71,8 79,7 87,7

1,8 855,8 1 0,22 37 26,2 41,9 62,9 78,6 94,3 104,8 115,3

2 856 1,04 0,26 34 30,7 49,1 73,7 92,1 110,5 122,8 135,1

2,2 856,2 1,08 0,3 32 35,4 56,7 85,0 106,2 127,5 141,6 155,8


52

Figure IV.4: calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Petit barrage de R’horb)

B. Le barrage de Sidi Naceur :

Tableau IV.2 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Barrage de Sidi Naceur)

hauteur PHE VPHE VFq = Q(1-

vf/vc)



m m Mm3 Mm3 m3/s 50 55 60 70 80 90 100

2 1176,7 44 10 1184 306,9 337,6 368,3 429,7 491,1 552,5 613,9

2,5 1177,2 47,5 13,5 1144 429,0 471,9 514,8 600,6 686,3 772,1 857,9

3 1177,7 51 17 1103 563,9 620,3 676,7 789,5 902,2 1015,0 1127,8

3,5 1178,2 54,5 20,5 1063 710,6 781,6 852,7 994,8 1136,9 1279,1 1421,2

4 1178,7 58 24 1022 868,2 955,0 1041,8 1215,4 1389,1 1562,7 1736,3

4,5 1179,2 61 27 987 1035,9 1139,5 1243,1 1450,3 1657,5 1864,7 2071,9

L = 5 L =8 12 L = 15 L = 18 L= 20 L= 22


53

Figure IV.5 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Barrage de Sidi Naceur)

C. Le barrage de Beni Haroun:Tableau IV.3 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Grand barrage de Beni Haroun)

hauteur PHE VPHEq =

Q(1-

vf/vc)



m m Mm3 m3/s 50 60 80 90 100 110 120

3 203 1312,3 15968,8 563,9 676,7 902,2 2071,4 1127,8 1240,6 1353,3

6 206 1346,4 15967,9 1594,9 1913,9 2551,9 5858,9 3189,9 3508,9 3827,8

9 209 1380,5 15967,1 2930,1 3516,1 4688,1 10763,6 5860,2 6446,2 7032,2

12 212 1414,5 15966,3 4511,2 5413,4 7217,8 16571,6 9022,3 9924,5 10826,8

15 215 1448,6 15965,5 6304,5 7565,4 10087,2 23159,5 12609,1 13870,0 15130,9

18 218 1482,7 15964,7 8287,5 9945,0 13260,0 30443,9 16575,0 18232,5 19890,0

L = 50 55 60 L = 70 L =80 L= 90


54

Figure IV.6 : calcul de débit déversant pour différents hi et bi (Grand barrage de Beni Haroun)

IV.2.2. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Hildenblat

Pour faire le laminage des crue, il faut disposer de :

Hydrogramme de crus fréquentiel Q = f(t) ; Courbe des volumes d’eau dans la retenue V = f(H) ; Courbe des variations d’eau dans la retenue au-dessus du NNR.

Le procédé de calcul est le suivant :

1. Tracer la courbe q = f (V+1/2 q dt) ;2. On procède au laminage proprement dit tout en disposant Q = f(t), V = f(H) et q = f

(V+1/2 q dt).

Les tableaux de calcul de laminage sont donnés dans l’annexe.

1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

0,0 5000,0 10000,0 15000,0 20000,0 25000,0

haut

eure

m

débit laminé m3/s

L =50 60 80 90 100 110 120


55

A. Le petit barrage de R'horb :

Figure IV.7 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (petit barrage R’horb)


Figure IV.8 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (Barrage de Sidi Naceur)

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0 5 10 15 20 25

Q (m

3/s)

Temps (h)

-200,0

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

0 10 20 30 40 50 60

Q (m

3/s)

Temps (h)


56

A. Le grand barrage de Beni Haroun:

Figure IV.9 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Hildenblat (barrage de Beni Haroun).

IV.2.3. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de puls

La méthode de puls consiste à :

1. Déterminer l’hydrogramme de crue ;

2. Etablir la courbe de laminage à partir des relations emmagasinement-hauteur et débit

hauteur ;

3. Définir les conditions de départ (Q1 et Q2 sont pris directement de l’hydrogramme

d’entrée, alors que S1 et q1 sont établis à partir de la hauteur de départ dans le réservoir) ;

4. Employer l’équation (I.19) pour calculer le terme2

qt

S 1t1t

afin de déterminer la

hauteur au temps t+1 dans le réservoir ;

5. Déterminer les valeurs des 1tS et 1tq à partir de la hauteur au temps t+1 et des relations

emmagasinement-hauteur et débit-hauteur ;

6. Répéter les étapes 4 et 5 jusqu’à ce que toutes les données de l’hydrogramme des débits

d’entrée soient utilisées.

Les tableaux de calcul de laminage sont donnés dans l’annexe.

0,0

2000,0

4000,0

6000,0

8000,0

10000,0

12000,0

14000,0

16000,0

18000,0

0 20 40 60 80 100

Q (m

3/s)

Temps (h)


57


Figure IV.10 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls (petit barrage de R’horb)

A. Le barrage de Sidi Naceur :

Figure IV.11 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls (Barrage de Sidi Naceur)

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0 5 10 15 20 25

Q (m

3/s)

Temps (h)

-200,0

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Q (m

3/s)

Temps (h)


58

B. Le grand barrage de Beni Haroun:

Figure IV.12 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de puls (Grand barrage de Beni Haroun)

IV.2.4. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode de Muskingum

La méthode de Muskingum consiste à :

1. Déterminer l’hydrogramme de crus;

2. Etablir la courbe surface –hauteur;

A= f(h)

3. Tracer la courbe caractéristique du barrage f(Qs) = (2S/∆t+Qs) ;

Avec : Q = mA 2Et le volume stocké est donné par la formule suivante :

S=Ah

4. Déterminer l’hydrogramme laminé en utilisant la courbe f(Qs) = (2S/∆t+Qs) et l’équation

∆ + = + ∆ +Les tableaux de calcul de laminage sont donnés en annexe.

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Q (m

3/s)

Temps (h)


59


Figure IV.13 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (petit barrage de R’horb)


Figure IV.14 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (Barrage de Sidi Naceur)

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Q (m

3/s)

Temps (h)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 10 20 30 40 50

Q (m

3/s)

Temps (h)


60

C. Le grand barrage de Beni Haroun:

Figure IV.15 : Hydrogramme entrant et sortant par la méthode de Muskingum (Grand barrage de Beni Haroun)

IV.2.5. La modélisation de l’hydrogramme laminé avec la méthode d‘impulsion modifiée

(HEC-HMS)


Figure IV.16 : Laminage de la crue de projet de petit barrage R’horb (méthode impulsion modifiée)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Q (m

3/s)

Temps (h)

Sto

rage

(10

00 m

3)

800

850

900

950

1 000

1 050

1 100

Ele

v (M

)

870,20

870,57

870,93

871,30

871,67

872,03

872,40

12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:0001Jan1988 02Jan1988

Flo

w (

cms)

0

10

20

30

40

50

60

Reservoir "R'horb dams" Results for Run "Run 1"

Run:Run 1 Element:R?HORB DAMS Result:Storage Run:Run 1 Element:R?HORB DAMS Result:Pool ElevationRun:Run 1 Element:R?HORB DAMS Result:Outflow Run:Run 1 Element:R?HORB DAMS Result:Combined Flow


61

A. Le barrage de Sidi Naceur

Figure IV.17 : Laminage de la crue de projet de barrage Sidi Naseur (méthode impulsion modifiée)

B. Le grand barrage de Beni Haroun:

Figure IV.18: Laminage de la crue de projet de grand barrage Beni Haroun (méthode impulsion

modifiée)

Stor

age

(100

0 m

3)

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

8 000

9 000

10 ÿ00

Elev

(M)

1 174,00

1 175,57

1 177,14

1 178,71

1 180,29

1 181,86

1 183,43

1 185,00

12:00 00:00 12:00 00:00 12:0001Jan1988 02Jan1988 03Jan1988

Flow

(cm

s)

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

Reservoir "Sidi Naceur dams" Results for Run "Run 2"

Run:RUN 2 Element:SIDI NACEUR DAMS Result:Storage Run:RUN 2 Element:SIDI NACEUR DAMS Result:Pool ElevationRun:Run 2 Element:SIDI NACEUR DAMS Result:Outflow Run:RUN 2 Element:SIDI NACEUR DAMS Result:Combined Flow

Storag

e (10

00 m

3)

1 250 0001 300 0001 350 0001 400 0001 450 0001 500 0001 550 0001 600 0001 650 000

Elev (

M)

195,00199,38203,75208,12212,50216,88221,25225,62230,00

12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:0001Jan1988 02Jan1988 03Jan1988 04Jan1988

Flow

(cms)

02 0004 0006 0008 000

10 ÿ0012 ÿ0014 ÿ0016 ÿ0018 ÿ00

Reservoir "Beni Haroun dams" Results for Run "Run 1"

Run:RUN 1 Element:BENI HAROUN DAMS Result:Storage Run:RUN 1 Element:BENI HAROUN DAMS Result:Pool ElevationRun:RUN 1 Element:BENI HAROUN DAMS Result:Outflow Run:RUN 1 Element:BENI HAROUN DAMS Result:Combined Flow


62

IV.2.6. Interprétation des résultats

Après avoir établis le calcul de laminage avec les 5 différentes méthodes pour les 3

différents barrage. On a assemblé les hydrogrammes laminés pour chaque barrage dans un seul

graphe voir figure III.19, III.21, III.22 pour établir la comparaison :

1. La méthode de Kotcherine est un Procédé simple avec une bonne précision qui permet de

déterminer uniquement le débit maximum évacué. Elle est beaucoup utilisé par les ingénieurs

pour choisir la largeur du déversoir la plus économique des évacuateurs de crue pour n’importe

quel type de barrage.

2. Toutes les autres méthodes utilisées dans ce travail ont différents Procédés qui sont tous

fondés sur l’équation du bilan hydrique, mais chaque méthode consiste à pouvoir trouver une

relation entre le débit sortant et l’emmagasinement dans la superficie du réservoir.

3. Notons en outre que les hydrogrammes des débits d’entrée croisent à peu près la pointe des

hydrogrammes de débits sortant ce qui correspond à une relation unique entre l’emmagasinement

et le débit sortant, et confirme, par le fait même la validité de l’emploi des méthodes de laminage

en réservoir (F.Anctil et als, 2005). Toutes les méthodes utilisées dans ce travail satisfait cette

condition, Ce qui fait que toutes ces méthodes sont valides pour ces trois barrages.Tableau IV.4: tableau comparatif des méthodes de laminage

Les méthodes BarrageLe débit laminé

(m3/s)

Le temps demonté (h)

Degré delaminage (%)

KotcherineR’horb 47 ----- 5

Sidi Naceur 1 015 ----- 21Beni Haroun 13 870 ----- 13

HildenblatR’horb 41 9 17

Sidi Naceur 1 192 14 7Beni Haroun 13 623 24 15

pulsR’horb 42 9 15


MuskingumR’horb 39 8 21


Impulsionmodifiée

R’horb 42 9 15Sidi Naceur 1 238 14 3Beni Haroun 13 286 24 17

Etude comparative des techniques de laminages de crues : application sur trois barrages Algériens

63

Figure IV.19 : comparaison des quatre méthodes de laminage pour le petit barrage de R’horb

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Q (m

3/s)

temps (heure)

Impulsion modifiée

Puls

Hildenblat

Muskingum


64

Figure IV.20 : comparaison des quatre méthodes de laminage du barrage de Sidi Naceur

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 10 20 30 40 50 60

Q (m

3/s)

temps (heure)

Impulsion modifiée

Puls

Hildenblat

Muskingum


65

Figure III.21 : comparaison des quatre méthodes de laminage du grand barrage de Beni Haroun

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Q (m

3/s)

temps (heure)

Impulsion modifiée

Puls

Hildenblat

Muskingum

Hydrogramme de crue


66

4. Pour bien fonder la comparaison entre les méthodes de laminage employées dans ce travail a

l’instar : Hildenblat, puls, impulsion modifiée, Muskingum. Le tableau VI.1, représente les

débits de pointe laminés et le degré de laminage en termes de pourcentage qui est le débit

laminé par rapport au débit de pointe de la crue, et le temps de monté pour chaque méthode.

Les résultats obtenus avec les méthodes de laminages citées si dessus montre que :

Pour le petit barrage R’horb, l’effet de laminage avec la méthode de Kotcherine est 5% qui

est très faible donc ce qui va sur dimensionner l’évacuateur de crue. Et il est entre 15 et 21

% pour les méthodes restantes.

Pour le barrage de Sidi Naceur l’effet de laminage avec la méthode de Hildenblat et

d’impulsion modifiée est 3%, 7% resp. ce qui est très faible. Et il est entre 13 et 21 % pour

les méthodes restantes.

Pour le grand barrage Beni Haroun Et il plus au moins le même pour toute les méthodes et

il est entre 13 et 18 % pour les méthodes restantes.

Pour tous les barrages en remarque que la méthode de Muskingum donne plus d’effet de

laminage ce qui est du à la certitude de son procédé de calcul. Car le volume emmagasiné

dans la cuvette est calculé à partir de l’équation de la courbe surface hauteur et de la hauteur

au-dessus de déversoir ce qui donne plus de précision.

Avantages et inconvénient de chaque méthode :Tableau IV.5: tableau des avantages et inconvénient des méthodes de laminage

Les méthodesAvantages Inconvénient

Kotcherine

1. Optimisation de la largeur dudéversoir

1. Ne calcul pas l’hydrogrammelaminé

2. Méthode approximative

Hildenblat1. Calcul l’hydrogramme laminé.2. Méthode basé sur l’équation du

bilan hydrique

1. Incertitude de résultat (car il fautdéterminer le débit évacué àpartir de la courbe q=f(V+1/2qdt)

puls1. Calcul l’hydrogramme laminé.2. Méthode basé sur l’équation du

bilan hydrique

1. Incertitude de résultat (car il fautdéterminer le débit évacué àpartir de la courbe q=f(s/dt+q/2)

Muskingum1. Calcul l’hydrogramme laminé.2. Méthode basé sur l’équation de

continuité ansi les équations desait venant ce qui donne plusde certitude dans les calculs

1. Difficulté dans la déterminationde courbe de tendance de lacourbe surface hauteur avecl’Excel.

Impulsionmodifiée

1. Calcul l’hydrogramme laminé.2. Le Calcul ce fait dans le logiciel

HEC.HMS.

1. Pas de possibilité de visualiser leserreurs dans le logiciel HEC.HMS.


67

ConclusionLe laminage est la réduction du débit maximum de la crue et l’augmentation de temps de

montée et de temps de base, avec un taux qui dépend de la capacité de régularisation. La capacité

de régularisation dépond de la morphologie de la cuvette et des dimensions de l’évacuateur de

crue. La modélisation du laminage avec toutes les méthodes citées dans ce travail pour chaque

type de barrage consiste à établir une relation entre les caractéristiques de l'hydrogramme de la

crue à la sortie du barrage et celles de la crue à l'entrée du barrage. Chaque une de ces méthodes

a son propre procédé de calcul et sa propre relation entre le débit sortant et le débit entrant, et

comme la capacité de régularisation est la même pour chaque type de barrage, c’est la différence

de ces relations qui fait les petites différences entre les résultats de calcul.

Recommandations1. Elargir la zone d’étude : voir d’autre barrage pour bien fondé la comparaison.

2. Jouer sur les deux paramètres qui influent sur les résultats de laminage des crues

La forme de déversoir : choisir différents type de barrage avec plusieurs formes

d’évacuateur de crue.

La forme de la cuvette de réservoir : choisir plusieurs forme de morphologie de la

cuvette.

Conclusion générale

68

Conclusion générale

Le développement économique du pays implique l'accroissement de la demande en eau.

Le secteur agricole est le plus grand consommateur de l'eau d'une qualité bien déterminée. Pour

répondre à cette demande, la mobilisation des ressources superficielles s'impose. La construction

de barrages de différentes capacités devient une solution alternative.

La protection de ces mêmes ouvrages et la protection des infrastructures et des terres

agricoles en zone avale doit recourir à la régularisation de la phase maximale, c'est-à-dire le

laminage des crues pluviales.

La réduction du débit maximum dépend en premier lieu du volume réservé pour

l'accumulation des eaux de la crue. La projection de l’hydrogramme laminé représente la

solution graphique du laminage qui permet de suivre l'évolution dynamique probable des débits

déversés.

Les méthodes de projection de l'hydrogramme de la crue laminée sont toutes fondées sur

l'équation du bilan hydrique durant le transit de la crue par le barrage. La différence entre

l'écoulement rentrant et sortant est égale à la variation du volume d'eau stocké ou déstocké dans

le barrage. Plusieurs méthodes de calcul de laminage essaient d'établir la relation entre le débit

sortant et le volume d'eau au-dessus du niveau normal, en tenant compte de la morphométrie de

la cuvette.

La largeur de déversoir dépend hydrauliquement de débit laminé et de la charge

hydraulique sur le seuil de déversoir. Le choix de la largeur du déversoir aura lieu, après le calcul

de laminage. Le choix définitif de la largeur de déversoir est fondé sur un calcul technico-

économique et sur la compétence de l'ingénieur projeteur.

Toutes les méthodes de calcul effectuées dans ce travail donnent la même ampleur de

débit de pointe laminé et le même temps de monté. Dou toutes ces méthodes sont applicables

pour n’importe quels types de barrage. Et on ne peut pas conclure qu’une méthode est meilleure

que l’autre.

Mais ce qui est intéressant c’est de trouver une méthode qui tient compte de degré de

laminage (Le rapport du débit maximum laminé au débit maximum de la crue de projet). Ce

dernier dépend de volume de la crue, de volume de régularisation et de la forme de

l'hydrogramme de la crue.

69

Sachant qu'il y a une similitude entre l'hydrogramme de projet et l'hydrogramme laminé,

alors on démontre qu'ils sont de forme similaire, c'est-à-dire que le temps de base de la crue

laminée est égal au rapport de temps de base de la crue de projet et le degré de laminage.

Donc l’objectif de ce perspective est de faciliter a l’ingénieur projeteur, le choix des

dimensions technico-économiques de l’évacuateur Ainsi que la hauteur de barrage selon le types

de barrage, tout en jouant sur le temps de base de la crue et le degré de laminage. Et la projection

graphique de l'hydrogramme laminé doit être justifiée par deux critères essentiels :

1- le volume de la crue laminée doit être égal au volume de la crue de projet,

2- le débit maximum laminé doit être égal à un débit courant dans la branche de décrue

de l'hydrogramme de projet.

Bibliographie

Bibliographie

71

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and and flood routing. Geogical survey and water supply paper 1543-B.

Annexe

Annexe

Annexe

74

Annexe I : petit Barrage de R’horb

1. La méthode de Hildenblat

Tableau 1 : Volumes et débits déversants du petit barrage de R’horb

cote H q 1/2 q ∆t V (H) v + 1/2 q ∆t

m M m3/s Mm3 Mille m3 Mille m3

870,0 0 0 0 0,8 0,8870,2 0,2 3,9 6,99 0,8 7,77870,4 0,4 11,0 19,77 0,8 20,57870,6 0,6 20,2 36,31 0,8 37,15870,8 0,8 31,1 55,91 0,9 56,77871,0 1 43,4 78,14 0,9 79,03871,2 1,2 57,1 102,71 0,9 103,63871,4 1,4 71,9 129,43 0,9 130,38871,6 1,6 87,9 158,14 1,0 159,11871,8 1,8 104,8 188,69 1,0 189,70

Figure 1 : Courbe des débits déversants du petit barrage de R’horb

Tableau 2: résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du petit barrage de R’horb

Temps Qt (Qt+Qt+1)/2 Q moy – q (Qmoy –q)∆t V + 1/2q∆t q

(h) (m3/s) (m3/s) m3/s Mille m3 Mille m3 m3/s

0 01 0,6 0,3 0,3 0,0 0,8 0,02 3,5 2,1 2,4 4,3 0,8 -0,3

0

20

40

60

80

100

120

140

0,8 50,8 100,8 150,8 200,8 250,8

q (m

3/s)

v + 1/2 q ∆t

Annexe

75

3 9,7 6,6 5,9 10,5 5,1 0,74 19,5 14,6 11,2 20,2 15,6 3,45 31,4 25,5 17,0 30,6 35,8 8,46 46,7 39,1 23,0 41,3 66,4 16,17 49,6 48,2 21,7 39,1 107,8 26,48 42 45,8 9,6 17,2 146,8 36,29 29,2 35,6 -4,9 -8,9 164,1 40,5

10 18,7 24,0 -14,4 -25,9 155,2 38,311 11,1 14,9 -16,9 -30,5 129,3 31,812 6,6 8,9 -15,4 -27,6 98,8 24,213 3,9 5,3 -12,0 -21,7 71,2 17,314 2,3 3,1 -8,8 -15,8 49,5 11,915 1,4 1,9 -6,1 -10,9 33,8 7,916 0,8 1,1 -4,1 -7,4 22,8 5,217 0,5 0,7 -2,7 -4,9 15,5 3,318 0,3 0,4 -1,7 -3,1 10,6 2,119 0,1 0,2 -1,2 -2,1 7,5 1,420 0 0,1 -0,8 -1,4 5,4 0,821 0 0,0 -0,5 -0,9 4,0 0,522 0 0,0 -0,3 -0,5 3,2 0,3

2. La méthode de puls

Tableau 3 : Capacité d’évacuation et courbe de laminage du petit barrage de R’horb

Hauteur( m)

q(m3/s)

S/at +q/2(m3/s)

868 0 130,5

870 0,0 213,9

872 552,5 567,3

875 2184,0 1507,7

Tableau 4 : résultats de laminage du petit barrage de R’horb

Temps Qt (Qt+Qt+1)/2 q t+1 St+1/at +q/2(h) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)0 01 0,6 0,3 0,0 02 3,5 2,05 -0,3 0,33 9,7 6,6 0,7 2,74 19,5 14,6 3,4 8,55 31,4 25,45 8,5 19,76 46,7 39,05 16,4 36,67 49,6 48,15 27,3 59,38 42 45,8 37,5 80,2

Annexe

76

9 29,2 35,6 41,7 88,410 18,7 23,95 38,6 82,311 11,1 14,9 31,4 67,712 6,6 8,85 23,4 51,213 3,9 5,25 16,5 36,714 2,3 3,1 11,2 25,515 1,4 1,85 7,5 17,416 0,8 1,1 4,9 11,817 0,5 0,65 3,2 8,018 0,3 0,4 2,0 5,5

3. La méthode de Muskingum

Figure 2 : la courbe de surface hauteur du petit barrage R’horb

Tableau 5 : Calcul de la courbe caractéristique du petit barrage de R’horb

H (m) CÔTE(NGA) A (Km²) q (m³/S) S (m3) 2S/∆t+O

0 870,0 0,3 0 0 00,5 870,5 0,4 15,3 189700 120,71 871,0 0,4 43,4 415800 274,4

1,5 871,5 0,5 79,7 678300 456,62 872,0 0,5 122,8 977200 665,7

Figure 3 : Courbe caractéristique du petit barrage R’horb

y = 0,0728x - 62,993R² = 0,9996

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

869 870 871 872 873 874 875 876

S (km2)

y = -8E-09x3 + 3E-05x2 + 0,2x - 0,2R² = 0,9999

-100

0

100

200

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

q (m

³/S)

2S/∆t+Q (m3/s)

Annexe

77

Tableau 6 : Calcul de l’hydrogramme laminé

Temps(h) I I1+I2 2S/∆t+O (2S/∆t+O)-2O Os

0 0 0,6 0 0 01 0,6 4,1 0,6 0,6 02 3,5 13,2 4,7 3,2 13 9,7 29,2 16,4 10,2 34 19,5 50,9 39,4 24,0 85 31,4 78,1 74,9 45,0 156 46,7 96,3 123,1 73,4 257 49,6 91,6 169,7 100,6 358 42 71,2 192,2 113,6 399 29,2 47,9 184,8 109,3 3810 18,7 29,8 157,2 93,3 3211 11,1 17,7 123,1 73,4 2512 6,6 10,5 91,1 54,6 1813 3,9 6,2 65,1 39,2 1314 2,3 3,7 45,4 27,5 915 1,4 2,2 31,2 19,1 616 0,8 1,3 21,3 13,1 417 0,5 0,8 14,4 9,0 318 0,3 0,4 9,8 6,3 219 0,1 0,1 6,7 4,4 120 0 0,0 4,5 3,1 1

Annexe II : Barrage de Sidi Naceur


Tableau 7 : Volumes et débits déversants du barrage de Sidi Naceur

cote H q 1/2 q ∆t V (H) v + 1/2 q ∆tm M m3/s Mm3 Mm3 Mm3

1174,7 0 0 0 34 341174,9 0,2 17,5 0,03 33,6 33,601175,1 0,4 49,4 0,09 34,9 34,951175,3 0,6 90,8 0,16 36,2 36,321175,5 0,8 139,8 0,25 37,4 37,701175,7 1 195,3 0,35 38,7 39,091175,9 1,2 256,8 0,46 40,0 40,491176,1 1,4 323,6 0,58 41,3 41,901176,3 1,6 395,3 0,71 42,6 43,321176,7 2 552,5 0,99 45,2 46,181177,1 2,4 726,3 1,31 47,8 49,081177,5 2,8 915,2 1,65 50,4 52,001177,9 3,2 1118,2 2,01 52,9 54,95

Annexe

78

Figure 4 : Courbe des débits déversants du barrage de Sidi Naceur

Tableau 8: résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du barrage de Sidi Naceur

tQ

m3/sQmoym3/s

Q moy – qm3/s

(Qmoy – q)∆t

Mm3V + 1/2q∆t

Mm3q

m3/s

0 02 9,5 4,8 4,8 0,0 34 0,04 124,2 66,9 68,9 0,5 34,0 -2,16 377,1 250,7 218,7 1,6 34,5 31,98 908,1 642,6 496,4 3,6 36,1 146,2

10 1300,0 1104,1 664,8 4,8 39,6 439,312 1250,3 1275,2 374,9 2,7 44,4 900,314 948,4 1099,4 -92,6 -0,7 47,1 1192,016 606,8 777,6 -340,3 -2,5 46,5 1117,918 383,2 495,0 -362,1 -2,6 44,0 857,120 247,7 315,5 -284,7 -2,0 41,4 600,222 158,1 202,9 -211,0 -1,5 39,4 413,924 100,8 129,5 -155,8 -1,1 37,8 285,326 64,2 82,5 -113,1 -0,8 36,7 195,628 41,1 52,7 -80,7 -0,6 35,9 133,430 26,4 33,8 -56,8 -0,4 35,3 90,532 16,9 21,7 -39,5 -0,3 34,9 61,134 11,4 14,2 -26,9 -0,2 34,6 41,136 7,1 9,3 -18,3 -0,1 34,4 27,638 3,3 5,2 -13,3 -0,1 34,3 18,540 0,5 1,9 -10,0 -0,1 34,2 11,942 0,0 0,3 -6,7 0,0 34,1 7,044 0,0 0,0 -3,7 0,0 34,1 3,746 0,0 0,0 -1,9 0,0 34,1 1,948 0,0 0,0 -1,0 0,0 34,0 1,0

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00

q (m

3/s)

v + 1/2 q ∆t

Annexe

79

2. La méthode de puls

Tableau 9: Capacité d’évacuation et courbe de laminage du barrage de Sidi Naceur

Hauteur( m)

q(m3/s)

S/at +q/2(m3/s)

1165 0 2501170 0 500,01175 32,1 952,21180 2383,4 3052,3

Tableau 10: résultats de laminage du barrage de Sidi Naceur

Temps Qt (Qt+Qt+1)/2 q t+1 St+1/at +q/2

(h) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)

0 0

2 9,5 4,75 0,0 0

4 124,2 66,85 1,2 4,8

6 377,1 250,65 39,0 70,4

8 908,1 642,6 165,6 282,0

10 1300 1104,05 477,2 758,9

12 1250,3 1275,15 942,1 1385,8

14 948,4 1099,35 1214,7 1718,9

16 606,8 777,6 1118,3 1603,6

18 383,2 495 846,0 1262,9

20 247,7 315,45 584,9 911,9

22 158,1 202,9 397,8 642,5

24 100,8 129,45 269,7 447,6

26 64,2 82,5 181,3 307,4

28 41,1 52,65 120,9 208,6

30 26,4 33,75 80,1 140,3

32 16,9 21,65 52,8 94,0

34 11,4 14,15 34,7 62,8


Figure 5 : la courbe de surface hauteur du petit barrage R’horb

y = 0,659x - 771,01R² = 1

0

5

10

15

1170 1175 1180 1185 1190

S (km2)

Annexe

80

Tableau 11 : Calcul de la courbe caractéristique du barrage de Sidi Naceur

H (m) CÔTE(NGA) A (Km²) q (m³/S) S (m3) 2S/∆t+Q

0 1174,7 4,3 0 0 0

0,2 1174,9 4,4 17,5 886800 263,8

0,4 1175,1 4,6 49,4 1826400 556,8

0,6 1175,3 4,7 90,8 2818800 873,8

0,8 1175,5 4,8 139,8 3864000 1213,1

1,0 1175,7 5,0 195,3 4962000 1573,7

1,2 1175,9 5,1 256,8 6112800 1954,8

1,4 1176,1 5,2 323,6 7316400 2355,9

1,6 1176,3 5,4 395,3 8572800 2776,7

2 1176,7 5,6 552,5 11244000 3675,8

Figure 6 : Courbe caractéristique du barrage sidi Naceur

Tableau 12: Calcul de l’hydrogramme laminé

Temps(h) I I1+I2 2S/∆t+O (2S/∆t+O)-2O Os

0 0 9,5 0 0 02 9,5 133,7 9,5 9,5 04 124,2 501,3 143,2 88,1 286 377,1 1285,2 589,4 269,3 1608 908,1 2208,1 1554,5 637,5 45910 1300,0 2550,3 2845,6 1089,2 87812 1250,3 2198,7 3639,5 1349,9 114514 948,4 1555,2 3548,6 1320,6 111416 606,8 990,0 2875,8 1099,4 88818 383,2 630,9 2089,4 829,6 63020 247,7 405,8 1460,5 602,9 429

y = -6E-10x3 + 1E-05x2 + 0,29x - 14,196R² = 0,9998

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

q (m

³/S)

2S/∆t+Q (m3/s)

Annexe

81

22 158,1 258,9 1008,7 432,9 28824 100,8 165,0 691,8 309,8 19126 64,2 105,3 474,8 223,4 12628 41,1 67,5 328,7 164,3 8230 26,4 43,3 231,8 124,7 5432 16,9 28,3 168,0 98,4 3534 11,4 18,5 126,7 81,3 2336 7,1 10,4 99,8 70,1 1538 3,3 3,8 80,5 62,1 940 0,5 0,5 65,9 56,0 542 0,0 0,0 56,5 52,1 2

Annexe III :Le grand Barrage de Beni Haroun


Tableau 13 : Volumes et débits déversants du barrage de Beni Haroun

cote H q 1/2 q ∆t V (H) v + 1/2 q ∆tm M m3/s Miliard m3 Miliard m3 M m3

200,0 0 0 0 1,29 1,29

202,5 2,5 943,7 0,01 1,31 1,32

205,0 5 2669,3 0,02 1,34 1,36

207,5 7,5 4903,8 0,04 1,37 1,41

210,0 10 7549,8 0,05 1,40 1,45

212,5 12,5 10551,2 0,08 1,43 1,50

215,0 15 13870,0 0,10 1,46 1,56

217,5 17,5 17478,1 0,13 1,49 1,61

220,0 20 21354,2 0,15 1,51 1,67

Figure 7 : Courbe des débits déversants du barrage de Beni Haroun

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00

q (m

3/s)

v + 1/2 q ∆t

Annexe

82

Tableau 14 : résultats de calcul de Laminage des crues dans la retenue du barrage de Beni Haroun

Temps Qt (Qt+Qt+1)/2 Q moy – q (Qmoy –q)∆t V + 1/2q∆t Q

(h) (m3/s) (m3/s) m3/s Miliard m3 Miliard m3 m3/s0 02 58,2 29,1 29,1 0,0 1,29 0,04 512,3 285,3 207,1 0,001 1,3 78,26 1782,1 1147,2 1035,4 0,007 1,3 111,88 3868,5 2825,3 2540,3 0,018 1,3 285,0

10 6800,9 5334,7 4587,7 0,033 1,3 747,012 10352,5 8576,7 6870,3 0,049 1,3 1706,414 13446,2 11899,4 8486,2 0,061 1,4 3413,216 15335,5 14390,9 8495,7 0,061 1,5 5895,118 15970,8 15653,2 6956,6 0,050 1,5 8696,620 15569,2 15770,0 4616,2 0,033 1,6 11153,822 14382,4 14975,8 2140,5 0,015 1,6 12835,324 12723,6 13553,0 -70,2 -0,001 1,6 13623,226 10639,2 11681,4 -1915,9 -0,014 1,6 13597,328 8433,5 9536,4 -3355,7 -0,024 1,6 12892,030 6641,8 7537,7 -4128,3 -0,030 1,6 11666,032 5333,4 5987,6 -4194,4 -0,030 1,5 10182,034 4337,5 4835,5 -3877,9 -0,028 1,5 8713,436 3544,8 3941,2 -3460,2 -0,025 1,5 7401,338 2865,3 3205,1 -3071,0 -0,022 1,5 6276,040 2304,9 2585,1 -2734,0 -0,020 1,4 5319,142 1863,2 2084,1 -2420,3 -0,017 1,4 4504,344 1505,9 1684,6 -2130,7 -0,015 1,4 3815,246 1213,9 1359,9 -1875,6 -0,014 1,4 3235,548 975,5 1094,7 -1652,8 -0,012 1,4 2747,550 786,1 880,8 -1454,8 -0,010 1,4 2335,652 637,8 712,0 -1275,9 -0,009 1,4 1987,854 516,7 577,3 -1117,4 -0,008 1,3 1694,656 417,9 467,3 -979,9 -0,007 1,3 1447,258 337,9 377,9 -859,7 -0,006 1,3 1237,660 272 305,0 -754,6 -0,005 1,3 1059,562 219,6 245,8 -662,0 -0,005 1,3 907,864 180,5 200,1 -578,2 -0,004 1,3 778,266 151,3 165,9 -501,9 -0,004 1,3 667,868 125,8 138,6 -435,6 -0,003 1,3 574,1

Annexe

83

2. La méthode de pulsTableau 15: Capacité d’évacuation et courbe de laminage du Beni Haroun

Hauteur( m)

q(m3/s)

S/at +q/2(m3/s)

180 0 277,8

200 0,0 357,0

210 7549,8 4163,7

250 84409,9 42720,6180 0 277,8

Tableau 16 : résultats de laminage du barrage de Beni Haroun

Temps Qt (Qt+Qt+1)/2 q t+1 St+1/at +q/2(h) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s)0 02 58,2 29,1 0,0 04 512,3 285,25 -55,8 29,16 1782,1 1147,2 63,6 370,28 3868,5 2825,3 442,8 1453,8

10 6800,9 5334,7 1276,7 3836,312 10352,5 8576,7 2697,0 7894,314 13446,2 11899,35 4754,9 13774,016 15335,5 14390,85 7255,5 20918,418 15970,8 15653,15 9752,8 28053,820 15569,2 15770 11817,9 33954,122 14382,4 14975,8 13201,2 37906,224 12723,6 13553 13822,3 39680,826 10639,2 11681,4 13728,0 39411,528 8433,5 9536,35 13011,7 37364,930 6641,8 7537,65 11795,3 33889,532 5333,4 5987,6 10305,1 29631,834 4337,5 4835,45 8794,0 25314,336 3544,8 3941,15 7408,5 21355,738 2865,3 3205,05 6194,9 17888,440 2304,9 2585,1 5148,5 14898,542 1863,2 2084,05 4251,3 12335,144 1505,9 1684,55 3492,8 10167,946 1213,9 1359,9 2859,9 8359,748 975,5 1094,7 2334,9 6859,750 786,1 880,8 1900,8 5619,552 637,8 711,95 1543,8 4599,5

Annexe

84


Figure 8: la courbe de surface hauteur du barrage Beni Haroun

Tableau 17 : Calcul de la courbe caractéristique barrage Beni Haroun

H (m) CÔTE(NGA) A (Km²) q (m³/S) S (M m3) 2S/∆t+Q

0 200,0 542,6 0 0 02,5 202,5 556,9 943,7 1392 387667,75,0 205,0 571,2 2669,3 2856 795954,07,5 207,5 585,4 4903,8 4391 1224586,1

10,0 210,0 599,7 7549,8 5997 1673466,5

Figure 9 : Courbe caractéristique du Beni Haroun

Tableau 18 : Calcul de l’hydrogramme laminé

Temps(h) Q I1+I2 2S/∆t+Q (2S/∆t+Q)-2Q Qs0 0 58,2 0 0 02 58,2 570,5 58,2 58,2 04 512,3 2294,4 628,7 767,5 -696 1782,1 5650,6 3061,9 2519,2 2718 3868,5 10669,4 8169,8 6196,3 98710 6800,9 17153,4 16865,7 12454,7 220612 10352,5 23798,7 29608,1 21622,1 399314 13446,2 28781,7 45420,8 32993,0 621416 15335,5 31306,3 61774,7 44746,9 851418 15970,8 31540,0 76053,2 55003,8 1052520 15569,2 29951,6 86543,8 62536,6 12004

y = 5,713x - 600R² = 1

0200400600800

1000

200 210 220 230 240 250 260

S (km2)

y = -1E-16x3 + 1E-09x2 + 0,14x - 157,4R² = 0,9999

-50000

5000100001500020000250003000035000

0 2000000 4000000 6000000

q (m

³/S)

2S/∆t+Q (m3/s)

Annexe

85

22 14382,4 27106,0 92488,2 66803,8 1284224 12723,6 23362,8 93909,8 67824,2 1304326 10639,2 19072,7 91187,0 65869,8 1265928 8433,5 15075,3 84942,5 61386,9 1177830 6641,8 11975,2 76462,2 55297,5 1058232 5333,4 9670,9 67272,7 48696,9 928834 4337,5 7882,3 58367,8 42298,8 803536 3544,8 6410,1 50181,1 36415,0 688338 2865,3 5170,2 42825,1 31126,9 584940 2304,9 4168,1 36297,1 26432,9 4932

Annexe

86

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MEMOIRE DE MASTER - ENSH · 2021. 2. 15. · republique algerienne democratique et populaire ministere de l’enseignement superieur et de la recherche scientifique ecole nationale