Mini Proget.ouvrage Hydraulique

LA REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE POPULAIRE

Ministre de lenseignement suprieur et de la recherche scientifique

Centre universitaire Dr Moulay Tahar - Saida

INSTITUT DHYDRAULIQUE A.E.H

MINI PROJET DE COURS

MODULE : OUVRAGES HYDRAULIQUE

4emeAnne hydraulique

projet prsent par : corrig par : ABDELHAKEM Mohamed Mr Yelles . F

ANNE UNIVERSITAIRE: 2005-2006

Sommaire Chapitre I : ltude climatique

INTRODUCTION GENERALE. 1I-1- Introduction.... 2I-2 Etude des prcipitations.......... 2I-3-Etude des tempratures.............. 6I-4-lvaporation................................ 7I-5Classification climatique................................. 8I-5-1-Mthode pluviothrmiques.... 8I-5-2- Les indices climatiques gnraux..... 10I-5-2-1- Lindice de DEMARTONNE.... 10I-5-2-2-Indice DEMBERGER 10I-6- Lvapotranspiration relle et le dficit dcoulement..... 12I-6-1 Lvapotranspiration relle. 13I-6-1-1 Mthode de TURC.. 13I-6-1-2 Mthode de COUTAGNE.......................... 13I-6-1-3 -Mthode de P. VERDEIL.................................................. 14I-6-2- Lvaporation potentiel....................................................... 15I-6-2-1 Mthode de THORNTWAITE............................................ 17I-7-Ruissellement........................................................................... 17I-8- Infiltration............................................................................... 17I-9-Volume deau infiltre.............................................................. 17I-10- Conclusion............................................................................. 18

Chapitre II :Introduction.................................................................................... 19II-1-Dfinition................................................................................. 19II-2-Caractristiques physiques et gomorphologiques du bassin versant... 19II-2-1 Surface....................................................................................................................... 19II-2-2- Primtre.................................................................................................................. 19II-2-3- Longue du bassin versant......................................................................................... 19II-2-4- Longueur du talweg principal.................................................................................. 19II-2-5- Largeur moyenne du bassin versant........................................................................ 20II-2-6- Coefficient d'allongement........................................................................................ 20II-2-7 Coefficient de forme ou de compacit...................................................................... 20II-3-Etude topographique du bassin versant................................................................... 21II-3-1-Paramtres morphologiques et tude de relief.......................................................... 21II-3-1-1 Etude des surfaces du bassin versant..................................................................... 21II-3-1-1-1 Rpartition des surfaces en fonction de laltitude.............................................. 21II-3-2 Dtermination des altitudes...................................................................................... 24II-3-2-1-l'altitude maximale.........................................................................................................24II-3-2-2- l'altitude minimale............................................................................................... 24II-3-2-3- l'altitude la plus frquente.................................................................................... 24II-3-2-4- l'altitude mdiane ............................................................................................... 24II-3-2-5- l'altitude moyenne................................................................................................ 24II-3-3- Les indices de pente................................................................................................. 24II-3-3-1-Indice de pente globale.......................................................................................... 24II-3-3-2: Indice de pente moyenne...................................................................................... 25II-3-3-3-Dnivlle spcifique............................................................................................ 25

II-4-Topographie du site de la retenue............................................................................ 27II-4-1 Courbes caractristiques........................................................................................... 27a)-Courbe de volume en fonction de la hauteur................................................................ . 27b)-Courbe de surface en fonction de la hauteur................................................................. .27II-5-conclusion .................................................................................................................. 29

Chapitre III :III-1- introduction............................................................................................................ 30III-2 -apport liquide......................................................................................................... 30III-2-1-Apport liquide moyen annuel................................................................................ 30III-2-2- Calcul de la lame deau coule........................................................................... 30III-2-2-1-Formule de COUTAGNE et SAMIE................................................................. 30III-2-2)Formule dERRIH................................................................................................. 30III-2-3) Formule de SAMIE.............................................................................................. 30III-2-3- Estimation frquentielle de lapport annuel......................................................... 31III-2-3-1- Calcul du dbit unitaire..................................................................................... 31III-2-3-2- Calcul de coefficient de variation de lapport.................................................. 32III-3- predetermination des crues.................................................................................. 32III-3-1-analyse de pluie frquentielle............................................................................... 32III-3-1-1- calcul de pluie maximale journalire frquentielles......................................... 32III-3-1-2-Calcul de la quantit de pluie maximale durant le temps de concentration...... 33III-3-2-Dbit de crue......................................................................................................... 33III-4- l'hydrogramme de crue......................................................................................... 34III- 4-1- Dtermination du volume de la crue................................................................... 38III -4-2 -Dtermination du volume de la dcrue............................................................... 38III-4-3- Dtermination du volume totale.......................................................................... 38III 4-4- Dbit moyen de crue (Qmoy ) ............................................................................ 38III-5- apport solide ......................................................................................................... 38III-5-1- Estimation du transport solide............................................................................. 39III-5-2- Dtermination du volume mort........................................................................... 39III-5-3- dtermination du volume utile............................................................................. 40III-5-4-Dtermination de volume total.............................................................................. 41III-6- laminage de crue ................................................................................................... 41III-6-1-Introduction........................................................................................................... 41III -6-2-La charge dversante fictive (H0) ....................................................................... 42III-7-conclusion .............................................................................................................. 43

IV-1- Conception de la digue... 44IV -1-1- Principales caractristiques de la digue .. 44IV -1-1-1- Ct caractristiques 44IV -1-1-2- La hauteur du barrage.. 44IV -1-1-2-1- La revanche. 44a)Hauteur des vagues.. 44 a)-1- Formule de MAILLET et PACQUANT... 44 a)-2- Formule de STEVENSON. 44b) Vitesse des vagues .. 45 a)Formule de GAILLARD.. 45 b) Formule de STEVENSON.. 45 c)Calcul de la revanche 45

IV-2-Evaluation de tassement.. 45IV-3 Conclusion .... 46

V-1 introduction 47V-2 Evacuateur de crue 47V-2-1-dfinition .. 47V-2-2-Choix du type dun vacuateur de crue : 47V-2-3-Les diffrentes type dvacuateur de crue : ......... 47a)-leur type de fonctionnement hydraulique ... 47b) Leur emplacement par rapport la digue ............. 47V-2-4-Choix de lemplacement de lvacuateur . V-2-5-Les lments constituants un vacuateur de crue......... V-2-5-1- Dversoir .........

4848

V-2-5-2 Canal dcoulement .. V-2-5-3- coursier ....

4848

V-2-5-4 le bassin de dissipation : .. 48VI-2-5-Le choix du trac de lvacuateur .. 48V-03- Dimensionnement de la conduite de prise deau et de vidange ......... 49

CONCLUSION GENERALE......... 50

Introduction gnrale

corrig par :Mr Yeless.F 1

INTRODUCTION GENERALE

Les barrages en terre sont des remblais en forme de trapze

Dans ce but nous avons propos ltude dun barrage en terre, dans le premier

chapitre nous avons fait la prsentation climatique de la rgion dtude.

Dans le deuxime chapitre nous avons dfinit les caractristiques topographiques, et

morphologiques du bassin versant de la zone tudier.

Les rsultats de ltude hydrologique du bassin versant seront prsent dans le

troisime chapitre.

Le quatrime chapitre consiste la conception et le dimensionnement de la digue.

Gnralit sur les ouvrages annexes est prsent dans le dernier chapitre

Etude des prcipitations Etude des tempratures lvaporation Classification climatique Lvapotranspiration relle et le dficit dcoulement Ruissellement Infiltration Volume deau infiltre


I-1 Introduction :

Ltude climatique a pour but dtudier les paramtres climatiques qui dterminent lcoulement de surface et la gense de crues.

Dans ce chapitre nous allons dterminer les diffrents facteurs climatiques savoir :

Evapotranspiration potentielle (ETP) Evapotranspiration relle (ETR) Le dficit dcoulement.

I-2 Etude des prcipitations :

Les conditions climatiques jouent un rle dterminent dans le rgime des cours deau, en effet les prcipitations agissent dans lalimentation de lcoulement du bassin versant.

Dans le tableau (I-01), nous avons reprsente les diffrentes prcipitations moyennes mensuelles.

Mois jan Fv Mars Avr Mai juin juil Aot Sep Oct Non Dec Anne

Pmoy(mm) 90.60 96.636 79.961 52.745 29.350 9.572 2.71 1.016 17.105 25.985 34.382 83.116 523.178

Tableau (I-01) : prcipitations moyennes mensuelles.

Le tableau (I-02) reprsente la srie pluviomtrique durant 39ans de 1967 2005.

Pour cette priode en remarque que le maximum a t observ en 1977 avec 813,996mm, et le minimum en 1967 avec 284,1 mm.

Nous traduisons le tableau (I-02) dans un graphique. (cf. figure I-01) o en retrouve en abscisse les annes et en ordonne les prcipitations annuelles.


Anne Sep Oct Nov De Jan Fv Mars Avril Mai Juin Juillet Aot Anne

1967 0 0,4 9,8 82,3 83,6 21 22,4 16,1 24,5 16,4 7,4 0,2 1968 2,3 13,4 33 29 14 93 98 31 30 4,2 4,8 3,1 355,8 1969 15,4 38,4 36 55 45 58 51 52 88,1 27,4 10,1 2,2 478,6 1970 41,5 36 12 66 56,8 15,4 120,1 48 12,4 11 2,2 1,4 422,8 1971 36,4 32 24 78 66,2 34 98,2 39 26 08 1,1 0,8 443,7 1972 24,6 18 26 88 67 31 81,5 42 31 09 08 0,9 427 1973 16,4 21,1 32 92 54 66 78 46 32 12 0,6 0,4 450,5 1974 17,4 28 41 108 120 132 92 88 46 18 04 0,1 694,5 1975 61,2 38 28 99 130 140 98 84 31 24 11 06 750,2 1976 51 42 31 104 145 155 83 78 26 19 07 05 746 1977 40 51 63 112 158 167 91 87 32 08 04 01 1978 12,4 44 56 88 115 188 98 91 38 15 3,4 0,7 749,5 1979 14,5 38 51 95 120 166 114 91 32 12 3,2 0,6 737,3 1980 18,9 36 48 92 101 78 68 46 28 17 6,4 2,1 541,4 1981 18,4 32 46 58 95 120 130 44 39 12,4 3,5 2,2 600,5 1982 24 30 49 66 99 111 98,4 32 36 14,5 0,6 0,2 560,7 1993 16 28 51 99 120 115 88 77 41 17 0,8 0,1 652,9 1994 18 32 66 100 115 83 75 67 51 12 2 0 621 1985 12 31 57 N 99 81 68 55 36 09 1 0,2 440,2 1986 13 34 61 81 105 95 72 59 42 06 0 0,1 568,1 1987 15,1 38 51 120 N N 104 N 24 05 3 0 355,1 1988 16 41 48 115 68 97 84 68 N 10 2 1,1 550,1 1989 14,5 31 32 69 58 81 77 72 36 11,5 1,8 2,1 485,9 1990 13 32,5 12 75 66 101 N N N 12 1,6 0,4 311,9 1991 11 21 24 81 54 120 65 N 22 0 0 0,8 398,8 1992 6,5 32 26 78 N 114 69 N 17 N N 0 342,5 1993 5,2 36 17 68 56 N 72 68 24 0,7 1,1 0,5 348,5 1994 3,3 21 38 92 78 120 84 75 N 0,2 N N 427,5 1995 4,8 22 21 68 89 115 91 78 11 0,5 0,4 0,1 500,8 1996 16 24 26 54 82 34 N 41 28 N 1,2 0 306,2 1997 19,5 26 30,5 97 68 90 71 N 34 1,3 1,4 2,2 440,9 1998 22 14 41 66 45 69 66 N N N 0 1,8 324,8 1999 16 17 11,6 55 108 110 58 52 24 1,8 1,1 1,5 378,2 2000 13,5 12,5 24 66 N 84 75 46 26 07 N 0,4 354,4 2001 12,8 7,5 11 72 110 86 72 34 22 3,4 0,2 0,3 431,2 2002 11,5 10,4 55 78 125 115 64 19 18 5,8 0 0,2 459,1 2003 08 0,6 34 N 130 82 68 11 16 1,6 0,1 0 351,3 2004 07 2,1 12 68 101 90 70 2,1 3,2 2,2 0,2 0,1 350,4 2005 06 1,5 06 121 115 118 84 0,4 N N N 0 451,9 moy 17,105 25,985 34,382 83.116 90,600 96,636 79,961 52,745 29,350 9,572 2,710 1,016

Tableau (I-02) srie pluviomtrique


courbe de distribution des prcipitations annuelles

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

900,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Ane

Pr

cip

ita

tio

n

P Annuelles

FigureI-1 : courbe de distribution des prcipitations annuelles (1967-2005)


anne Pjmaxi

1967 23,675 1968 26,317 1969 39,883 1970 35,23 1971 36,975 1972 35,583 1973 37,542 1974 57,875 1975 62,517 1976 62,167 1977 67,833 1978 62,452 1979 61,525 1980 45,05 1981 50,04 1982 46,725 1983 54,408 1984 51,75 1985 37,43 1986 47,342 1987 30,008 1988 45,842 1989 40,492 1990 26,125 1991 33,233 1992 28,542 1993 29,042 1994 42,625 1995 41,733 1996 25,517 1997 36,742 1998 27,067 1999 38,000 2000 29,533 2001 35,933 2002 41,825 2003 29,275 2004 29,825 2005 37,580 Pjmax 40,376

Tableau (I-03) calcul des diffrents paramtres.


Daprs la srie pluviomtrique tableau (I-02) et tableau (I-03) on calcul les diffrents paramtres qui sont reprsentes dans le tableau (I-04).

Les diffrents paramtres Les formules Rsultat(s) Unit(s)

La somme des pluies (la somme arithmtiques maximale journalire)

=

=

=

38

1

n

i

ii PP 1574,675 mm

Pluie journalire maximale = n

PP ij max 40.376 mm

Tableau(I-04) : calcul des diffrents paramtres de la srie pendants 39ans.

Dans le tableau n03 nous reprsentons les diffrentes prcipitations saisonnires.

Saison Hiver Printemps Et Automne Anne

mm 270,352 162,056 13,298 77,472 523,178 esaisonnierP

% 51,671 30,975 2,542 14,808 100

Tableau (I-03) : variation des prcipitations en fonction des saisons.

Dans la figure n2 nous avons reprsente en abscisse les diffrents mois, et en ordonne les prcipitations moyennes mensuelles.

Dans la figure n3 nous avons reprsente en abscisse les diffrents saisons, et en ordonne les prcipitations saisonnires.

Figure III-02 : Courbe de distribution des prcipitations mensuelles

Courbe de distributiondes prcipitations mensuelles

0

20

40

60

80

100

120

Sep

Oct

Nov

De Jan

Fv

Mar

s

Avr

il

Mai

Juin

Juill

et

Aot Mois

M oyenne(m

m)


Figure I-02 : Courbe de distribution des prcipitations saisonnires.

I-3-Etude des tempratures :

Les tempratures moyennes mensuelles et annuelles agissent directement sur le climat en inter- action avec les autres facteurs mtorologiques.

Le tableau (I-04) reprsente les tempratures moyennes maximales et minimales ainsi que les tempratures moyennes mensuelles.

J F M A M J J A S O N D

( )CT max 13,5 15 18,3 20,1 24 31 35,5 36 31 22 19 14 ( )CT min 3,8 3,9 5,6 6,4 10,5 14 18,5 21 17 12 8 5,5 ( )CTmoy 8,65 9,45 11,95 13,25 17,25 22,5 27 28,5 24 17 13,5 9,75

Tableau (I-04) : variation de la temprature mensuelle en fonction du mois.

Lexploration du tableau (I-04) montre que le mois le plus froid est le mois de janvier (avec 8,65C) et le plus chaude est le mois dAot (avec 28,5C).

La moyenne annuelle de la temprature est de (16,9C)

Dans la figure n4 nous avons reprsente en abscisse les diffrents mois, et en ordonne les tempratures (C)

Courbe de distribution des prcipitations saisonnires

0

50

100

150

200

250

300

Hiv er Printemps Et Automne

Saisons

P (

mm

)

Saison


FigureI-04 :variation des tempratures mensuelles

I-4 lvaporation :

Lvaporation est un phnomne physique qui se caractrise par la transformation de leau en vapeur.

Dans le tableau (I-05) nous avons reprsent lvaporation moyenne mensuelle.

mois J F M A M J J A S O N D anne

Evap (mm) 104 106 167 172 250 330 420 405 250 152 136 110 2648

Tableau (I-05) : variation de lvaporation en fonction du mois.

Daprs ce tableau nous rsultons que lvaporation moyenne annuelle est 220,67 mm.

Le maximum est le mois de juillet avec 420 mm, et le minimum est en dcembre avec 104mm.

variation de la temprature mensuelle en fonction du mois

0

5

10

15

20

25

30

35

40


Mois

Tem

pra

ture

(C

)

Tmax (C)

Tmin (C)

Tmoy (C)


I-5-Classification climatique :

Les diffrents mthodes utiliser dans cette tude, sont les suivants :

I-5-1-Mthode pluviothrmiques :

Selon GAUSSEN et BAGNOULS, un mois est dit sec si le total moyen des prcipitations est infrieure ou gale au double de la temprature moyenne (P2T)

Cette relation permet dtablir des diagrammes pluviothrmiques sur lesquels la temprature est porte sur une double chelle de celle des prcipitations.

Si la courbe des tempratures passe au dessus de la courbe des prcipitations nous avons un mois sec.

Si la courbe des tempratures passe au dessous de la courbe des prcipitations nous avons un mois humide.

Le tableau (I-6) reprsente les diffrentes tempratures moyennes mensuelles, et les prcipitations moyennes mensuelles.

mois J F M A M J J A S O N D

P(mm) 90,60 96,64 79,96 52,75 29,35 7,57 2,71 1,02 17,11 25,99 34,38 83,12

T(C) 8,65 9,45 11,95 13,25 17,25 22,5 27 28,5 24 17 15,5 9,75

Tableau (I-6) : diffrents tempratures moyennes mensuelles et prcipitations moyennes mensuelles.

Le diagramme pluviomtrique est reprsente dans la figure (cf-figureI-05)

Cf. Figure III-05 : Courbe pluviomtrique.

Diffrents tempratures moyennes mensuelles et

prcipitations moyennes mensuelles

0

20

40

60

80

100

120


Mois

P(m

m)

, T

(C

)

P(mm)

T(C)

Humide Humide Aride


I-5-2- Les indices climatiques gnraux :

Pour le calcul des indices climatiques nous avons utilise diffrents mthodes savoir.

I-5-2-1- Lindice de DEMARTONNE :

DEMARTONNE au 1933 introduit un indice daridit

10+=

T

pI

I : indice daridit de DE MARTONNE. P : prcipitation moyenne annuelle (mm). T : temprature moyenne annuelle (C). Daprs le tableau (I-6) nous avons :

P=523,178mm et T=16,9C

On obtient un indice daridit de DEMARTONNE .

I = 19,449

Selon la rpartition donne par DEMARTONNE lindice daridit (I) est comprise entre 10et 20 10


Cf. Figure I-06 : Abaque de lindice daridit de DEMARTONNE

2600

2400

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Temprature (C)

80 70 60 50

.

40

30

20

.

10 .

5

Pr

cipi

tati

ons

(mm

).

Notre B.V

coulement abondant.

coulement exorique.

Zone tempre. Drainage extrieur. Irrigation non Indispensable.

Rgime semi aride. coulement temporaire.Formations herbaces.

Rgime dsertique. Ecoulement temporaire.

Drainage intrieur endorisme.


Q

Figure I-07 : Climmagramme dEMBERGER

I-6- Lvapotranspiration relle et le dficit dcoulement :

Lvapotranspiration relle dsigne les pertes deau sous forme de vapeur deau, elle corresponde une phnomne complexe qui regroupe la fois des processus dvaporation physique de leau contenue dans le sol et des processus de

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0 T (C)

-1 -2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Humide

Sub-humide

Semi-aride

Aride

Saharien

Hiver froid Hiver frais Hiver tempr Hiver chaud

Notre B.V


transpiration qui correspondent lutilisation de leau atmosphrique, et de leau dans latmosphre par les vgtaux.

Le dficit dcoulement est dfinit par la diffrence entre les prcipitations et la lame deau coule lchelle du bassin versant. Pour permettre datteindre une estimation acceptable des valeurs de EVT et de dficit dcoulement nous utilisons des mthodes empiriques.

I-6-1 Lvapotranspiration relle :

I-6-1-1 Mthode de TURC

2

2

9,0l

p

pETR

+

=

ETR : vapotranspiration relle (mm).

P : prcipitation moyenne annuelle (mm)

L : 300 + 25T + 0,05T3

T : temprature moyenne annuelle (C)

P = 523,178mm.

T = 16,90C

Donc : l = 963,84

Alors : ETR = 478,672mm

I-6-1-2 Mthode de COUTAGNE :

Le dficit dcoulement qui est lquivalent de lvapotranspiration relle est donn par la relation

D = ETR = P-(P2 )

ETR : vapotranspiration relle (mm)

P : prcipitation moyenne annuelle (mm)

T14,08,0

1

+= (1)

T : temprature moyenne annuelle (C)

P = 523,178mm

T = 16,90C

La formule de COUTAGNE nest applicable que pour les prcipitations

moyenne annuelles comprise entre 2181 et .

Lapplication de la relation (1) nous permet de donne les rsultats qui sont enregistres dans le tableau (I-7).


800

700

600

500

400

300

200

150

100

200 300 400 500 600 1000

P(m) 81 210,523 0,315 0,397 1,587

Tableau (I-7) : reprsente le calcul de Selon le tableau (I-7) nous dduisons que la formule de COUTAGNE est

applicable dans notre cas, car elle est comprise entre 2181 et . D= ETR= 0,523178-0,615(0,523178)2 ETR=436,098 mm

I-6-1-3 -Mthode de P. VERDEIL :Lutilisation de labaque de P. VERDEIL (cf- figure I-08) nous permet de

trouver un dficit dcoulement D. donc : D = 520,5mm

Notre B.V

Figure I-08 : Calcul du dficit dcoulement en Algrie (P. Verdeil 09/1988)


I-6-2- Lvaporation potentiel :

Lmission de vapeur deau, ou vapotranspiration considr comme une perte par les hydrogologues, seffectue dans tous les milieux. Elle rsulte de deux phnomne, lun physique lvaporation, et lautre biologique la transpiration .lvaporation interviennent dans latmosphre au cours des chutes de pluie la surface des lacs et des cours deau, et aussi dans les sols nus .lvapotranspiration est d la prsence de la couverture vgtale.

I-6-2-1 Mthode de THORNTWAITE :

La formule de THORNTWAITE permet se dterminer pour chaque une vapotranspiration potentiel (ETP).

a

I

TETP

+= 106,1

ETP : Evapotranspiration potentiel (cm). T : Temprature moyenne annuelle (C). I : somme des indices thermiques mensuels de lanne.

514,1

5

=T

i

Tableau ( I- 8) : calcul des indices thermique

La formule deTHORNTWAITE :ETP=115,517cm

mois J F M A M J Ju A S O N D T 8 ,65 9,45 11,95 13,25 17,25 22,5 27 28,5 24 17 13,5 9,75 i 2,292 2,622 3,740 4,373 6,520 9,749 12,848 13,944 10,749 6,378 4,499 2,749

8419,1

.10.792,14989,0.10.71,710.75,6

46,80

9,16

22537

12

1

=

++=

=

=

=

a

IIIa

I

CT

iI n


Figure I -8 : Calcule de lETP daprs la mthode de THORNTWAITE

Nous avons utilis labaque de THORNTWAITE (cf- figure I-8) ce dernier nous permet de calculer les indices thermiques mensuels en fonction des tempratures, et lindice annuel.

THORNTWAITE nous donne les valeurs estimes de lETP pour les diffrent mois.

Le tableau (I-9) rsume les valeurs de lETP ,lETR et la rserve utile (Ru) .

Si les prcipitations sont suprieures lvapotranspiration potentiel P>ETP.

Lvapotranspiration relle sera gal lvapotranspiration potentiel. ETR=ETP lexcdent des prcipitations sera emmagasin dans le sol.

Si les prcipitations sont infrieure lvapotranspiration potentiel .P< ETP, vapotranspiration relle sera gale la somme des prcipitation du mois :

1. Si la rserve antrieure dhumidit du sol est assez fort e pour combler linsuffisance des prcipitations, lvapotranspiration relle sera gale lvapotranspiration potentiel ETR=ETP, et les rserves du sol seront alors rduit


par la diffrence entre lvapotranspiration potentiel et prcipitation du mois considre.

2. Si la rserve dhumidit du sol est insuffisante pour satisfaire ETP, ETR reste infrieure celle-ci sera gale la somme des prcipitations du mois, et des rserves disponibles.

Pour le mois de dcembre :

ETPPRuDec =

Pour le mois de janvier :

uDecuJan RETPPR +=

Mois D J F M A M J J A S O N Total

P (mm)83,116 90,60 96,64 79,96 52,75 29,35 9,57 2,71 1,016 17,11 25,99 34,38 523,18ETP

(mm)25 18,8 23,8 36 39 50 92 135 140 105 49 41 754,6

RU(mm)

58,12 129,92 202,76 246,72 260,47 239,82 157,39 25,1 0 0 0 0

ETR

(mm)25 18,8 23,8 36 39 50 92 135 1,02 17,12 25,99 34,38 498,11

Tableau (I-9) : reprsentation des diffrents valeurs de lETP, ETR , Ru en fonction de prcipitation.

Le tableau (I-10) rsume les diffrentes valeurs de lvapotranspiration relle calcules avec diffrentes mthodes.

Mthode ETR Unit Turc 478,672 mm

Cotagne 436,098 mm P. VERDEIL 520,500 mm

THORNTWAITE 498,110 mm Tableau (I-10) : les diffrentes valeurs de lETR

Pour lvapotranspiration relle, on prend le moyenne entre ces valeurs, donc :

ETR =483,345 mm

Pour lETP ,on prend la moyenne entre 1933,38mm et 754,6mm :ETP=1343,99

I-7-Ruissellement :

Pour calculer le ruissellement nous utilisons la formule de TIXERONT et de BERKALOFF.


2

3

3E

pR =

R : ruissellement (mm). P : pluviomtrie annuelle (mm). ETR : vapotranspiration (mm)..

P =523,178 mm

ETR =483,345 mm.

La formule de TIXERONT et de BERKALOFF nous donne :

R =204,321mm.

I-8- Infiltration :

Selon le bilan hydrologique.

IRDP ++= (1)

P : pluviomtrie annuelle (mm). D : ETR, dficit dcoulement (mm). I : infiltration (mm).

Daprs lapplication de la formule (1) :

I = P-D-R

I=523,178 - 483,345 204,321

I=146,49mm

I-9-Volume deau infiltre :

ISVe .= (2)

Ve : volume deau infiltre m 3.

S : surface du bassin versent. I : la lame deau infiltre dans le bassin versant (m).

S = 9,089.106m2

I = 146,49.10-3 m

La formule (2) montre que le volume deau infiltre est gale :

Ve = 1,33.106m3


I-10- Conclusion :

notre bassin versant un climat semi aride qui caractrise par une pluviomtrie modre et un t chaud et aride.

Le tableau (I-11) rsume les diffrentes caractristiques climatiques de notre bassin versant

symboles Rsultats units

P 523,178 mm

Pjmax 40,376 mm

T 16,9 C

ETP 1343,99 mm

ETR 483,345 mm

R 204,321 mm

I 146,49 mm

Ve 1,33.106 m3

Tableau (I-11) : caractristiques climatiquesDu notre bassin versant.

Dfinition Caractristiques physiques et gomorphologiques du bassin versant Etude topographique du bassin versant Topographie du site de la retenue

Corrig par :Mr Yeless.F

Introduction :

La climatologique joue un rle trs important dans le comportement hydrologique du bassin versant, et pour analyser correctement ce dernier il est ncessaire de mettre en vidence les caractres morphomtriques qui le caractrisent, nous pouvons citer la topographie, la forme, le relief du bassin versant, la disposition du rseau de drainage, la nature du sol etc.,

Ces paramtres ont l'avantage de se prter une analyse quantitative.

II-1 Dfinition :

Le bassin versant en un point o plus prcisment dans une section droite dun cours deau, est dfini comme la totalit de la surface topographique draine par ce cours deau et ses affluents lamont de la dite section.

II-2 Caractristiques physiques et gomorphologiques du bassin versant :

L'coulement d'eau dans le bassin versant dpend des caractristiques physiques et gomorphologiques de ce dernier .il est donc ncessaire de les dfinir.

Dans une premire phase, on doit dlimiter et planimtrie la surface du bassin versant, en suite on tablit les courbes caractristiques de la topographie du bassin versant et la fin on fait une caractrisation hydrographique.

II-2-1 Surface :

Aprs dlimitation du notre bassin versant de oued Ben Adouane partir de la carte topographique donn l'chelle 1/18000, la surface du bassin versant a t dtermine par planimtrie, la surface trouve est de S = 9.089 km2 .

La surface du bassin versant intervient dans le calcul de la lame d'eau ruisselante et aussi dans l'indice de forme, la densit de drainage...etc.

II-2-2- Primtre :

Le primtre du bassin versant est la longueur de la ligne de partage des eaux.

La valeur de primtre trouv: P = 62.5cm . 180

P=11,250 km

II-2-3- Longue du bassin versant :"LBV".

C'est la ligne droite qui relie l'exutoire et le point le plus loign situe l'amont du bassin.

LBV =19.2cm . 180

LBV =3,456 km

II-2-4- Longueur du talweg principal :

C'est la longueur de l'oued, elle est gale : L 0 = 18.5cm. 180

L 0 =3,33 km


II-2-5- Largeur moyenne du bassin versant :

Elle est calcule par la relation suivante :

Lmoy = BVL

S

S : superficie du bassin versant en Km2.

LBV : longueur du bassin versant en Km.

Lmoy = 45.3

089.9

Lmoy =2,635km

II-2-6- Coefficient d'allongement :

Il est obtenu partir de la relation :

S

LCa

2

=

L: longueur du Talwegs principal en Km.

S: surface du bassin versant en Km

Ca: coefficient d'allongement.

Ca =089,9

)33,3( 2

Ca =1.22

II-2-7 Coefficient de forme ou de compacit :

La forme du bassin versant est la configuration gomtrique projete sur un plan horizontal, pour indiquer la forme du bassin ou dterminer l'indice de forme o de compacit dit aussi coefficient de GRAVELINS, donne par la relation suite:

Primtre du bassin Kc = Primtre du cercle de surface quivalente

= S

P

.2 pi

=S

P28,0

P : le primtre du bassin versant en Km. S : la surface du bassin versant en Km. Kc : coefficient de forme Cet indice de compacit est gal "1" pour un bassin circulaire, (forme plus au moins ramasse).


Notre bassin versant a une surface de S = 9,089 Km et un primtre de P=11,250Km.

Alors :

28,0.089,9

25,11=ck

k c =1,045

le coefficient de compacit est gale 1, donc notre bassin versant prsente un forme ramass.

II-3-Etude topographique du bassin versant.

Cette tude doit dboucher sur l'tablissement des plans partir des quels il sera possible :

- De dterminer le bassin versant et sa surface. - D'estimer la capacit de la retenue en fonction de la cte de l'eau et de

l'emplacement du barrage. - D'valuer le volume des diffrents ouvrages et de proposer leur implantation. - De rparer les zones d'empreints, de matriaux de construction locaux.

II-3-1 Paramtres morphologiques et tude de relief.

Le relief est un facteur essentiel, il dtermine en grande partie l'aptitude au ruissellement des eaux de surface. (Les caractristiques du relief sont reprsentes par le trac de la courbe hypsomtrique et la courbe altimtrique). (cf -figureII -01)

II-3-1-1 Etude des surfaces du bassin versant.

II-3-1-1-1 Rpartition des surfaces en fonction de laltitude :

Par planimtre de la surface comprise entre deux courbes de niveau successives, nous obtenons la rpartition altimtrique des surfaces du bassin, (tableau II-1) qui nous permet de reprsenter les courbes suivantes :

A) La courbe hypsomtrique :

Cette courbe est reprsente graphiquement sur la (figureII -01).

Lexploration de cette dernire montre une convexit vers le bas, cela tmoigne dun pourcentage drosion faible dans le bassin versant. B) la courbe de frquence altimtrique :

La courbe de frquence altimtrique est trace partir du pourcentage des surfaces partielles cumules (figure II-01).


N Surface

H (m) S. partielle

KM S. cumule

KM

% S.partielles (diagramme frquence)

% S.cumules (hypsomtrie)

S1 350-400 2 ,291 2,291 23,39 23,39

S2 300-350 1,979 4,27 20,21 43,6

S3 250-300 1,119 5,389 11,43 55,03

S4 200-250 1,450 6,835 14,80 69,83

S5 150-200 1,774 8,613 18,113 87,94

S6 100-150 0,959 9,572 9,79 97,73

S7 50-100 0,222 9,79 2,27 100

TableauII -01 : Rpartition des tranches de surface du bassin en fonction de laltitude.

FIG II-1 : la courbe hypsomtrique et le diagramme de frquences altimtrique

Diagramme de frquences

Courbe hypsomtrique H05%

H95%

H(m)


II-3-2 Dtermination des altitudes.A partir des courbes prcdentes (cf.figureII-1) , nous dterminons les altitudes

correspondantes: II-3-2-1-l'altitude maximale

Elle correspond au point le plus lev du bassin versant. Hmax=400m II-3-2-2- l'altitude minimale

Elle correspond au point le plus bas du bassin versant. Hmin=50m II-3-2-3- l'altitude la plus frquente

Elle correspond au maximum du diagramme des frquences altimtriques. Hfrq=375m

II-3-2-4- l'altitude mdianeElle correspond l'ordonne moyenne de la courbe hypsomtrique.

Hmed=300m II-3-2-5- l'altitude moyenne

C'est le rapport de la somme des volumes partiels sur la surface totale.

.).(

T

ii

moyS

SHH

=

Hi: altitude moyenne entre deux courbes de niveau en m Si: surface partielle comprise enter deux courbes de niveau en Km

2. ST: surface totale du bassin versant en Km

2. Les valeurs de Hi et (Hi, Si) sont rcapitules dans le tableau suivant :

TableauII -02 : Calcul de la hauteur moyenne.

9,089

2523,252Hmoy =

II-3-3- Les indices de pente :La dtermination des indices de pente, nous permettre de caractriser les

pentes du bassin versant, et de faire une ventuelle comparaison,et classification savoir indice de pente globale et, indice de pente de roche II-3-3-1-Indice de pente globale: Il est calcule partir de la courbe hypsomtrique

Tranches daltitude

Hi M

Si Km2

Hi. Si

50-100 75 0,222 16,65

100-150 125 0,959 119,875

150-200 175 1,774 310,45

200-250 225 1,450 326,25

250-300 275 1,119 307,725

300-350 325 1,979 643,175

350-400 375 2,291 859,125


L

HHI Pg

%95%5 =

H5%: L'abscisse 5% dans la courbe hypsomtrique. H95%: L'abscisse 95% dans la courbe hypsomtrique. L: longueur du talweg principal=3,33.103 m Ipg: Indice de pente globale

H5% =375m H95% =133,33m Ipg = 0,072=7,2%

On remarque que l'indice de pente globale Ipg est moyen. II-3-3-2: Indice de pente moyenne -c'est le rapport de la dnivele moyenne la longueur au talweg principale, il exprim par la relation suivant :

L

HHI Pmoy

minmax =

310.33,3

50400 =moyI

pmoyI = 10,5%

II-3-3-3-Dnivlle spcifique : -elle donn par la formule suivante:

SID pgs =

Ipg : indice de pente globale en (m/Km)=72,57. S: surface totale du bassine (Km2)=9,089.

Ds =218,78m. Nous constatons que la valeur de Ds =218,78m,daprs la deuxime

classification de l'O.R.S.T.O.M (office des recherches scientifiques des travaux outre mre) donne dans le tableau (II-03) ,nous sommes bien sur un relief assez fort.

R1 Relief trs faible DS


Echel: 1/18000


IV-5-2 Courbes caractristiques : Les courbes caractristiques ont pour but de dterminer les hauteurs

correspondantes des volumes,et des surfaces bien dtermins . a)-Courbe de volume en fonction de la hauteur:

On procde d'abord au calcul des tranches comprises entre deux lignes de niveau successives, puis on fait l'accumulation des volumes pour dterminer la capacit correspondante a chaque hauteur d'eau (cf -figure IV-05).

Nous rsumons les rsultats trouvs dans le tableau IV-09. La surface moyenne:

21++

=ii

moy

SSS

Le volume compris entre les surface Si et Si+1 est:

hSV

hSS

V

moymoy

ii

ii

=

+= ++ 21

1,

h: quidistance -le volume cumul sera gal :

=

=

=

=

+ ==

ni

i

moy

ni

i

iicum VVV00

1,

b)-Courbe de surface en fonction de la hauteur: Cette courbe est obtenue par planimtrage des surface partiels comprise entre les courbes de niveau Les rsultats sont rsum dans le tableau (IV-09).

Cote h Surface partiel

(103m2)

Surface moyenne (103m2)

Volume moyen (103m3)

Volume cumul(103m3)

96 00 0,0 0,0 0,0 0,0

1,45 2,9 2,9 98 02 2,9

6,90 6,9

9,8

99 01 10,9

16,90 16,9 26,7

100 01 22,9

33,20 33,2 59,9

101 01 43,5

53,75 53,75 113,65

102 01 64,0

76,60 76,60 190,250

103 01 89,2

104 01 90,0 89,6 89,6 279,85

Tableau IV-09 dtermination des surfaces inondes et des volumes de la cuvette.


Figure II-02 : La courbe caractristique de la cuvette.

(m3)

V cumu (m3)

S moy (m2)

H = F (V)

H = F (S)


II-5-CONCLUSION:notre bassin versant, couvre une surface de 9,089Km2 et un primetre de

11,25Km. Le bassin une forme ramass, puisque il possde une coefficient gale 045,1=ck .

Lair dtude une forte pente gale 10,5%,ce qui donne un ruissellement superficiel rapide

Tableau IV-05 tableau rcapitulatif des principales caractristiques du bassin versant.

Carastristiques Symboles Unite(S) Valeurs

Surface S Km2 9,089

Primtre P Km 11,250

Longueur du talweg prinicpal L Km 3,330

Longueur du bassine versant LBV Km 3,450

Longueur moyenne du bassin Lmoy Km 2,635

Coefficient d'allongement Ca - 1,220

Coefficient de compacit Kc - 1,040

Altitude maximale Hmax m 400,000

Altitude minimal Hmin m 50,000

Altitude moyenne Hmoy m 284,217

Altitude mdiane Hmed m 300,000

Altitude la plus frequent Hfreq m 375,000

Indice de pente globale Ipg % 7,200

Indice de pente moyenne Ipmoy % 10,500

Dnivele spcifique Ds m 218,780

apport liquide predetermination des crues l'hydrogramme de crue Apport solide Laminage de crue

30 Corrig par : Mr Yeless.F

III-1- INTRODUCTION : Lhydrologie est une technique importante de lart de lingnieur,elle

sintresse lexploitation et au contrle des eaux naturelles. elle peut tre dfinie comme tant la science qui tudie le cycle de leau dans la nature et lvaluation de celle-ci la surface de la terre et dans le sol

Ltude hydrologique est considre comme base de dpart pour le dimensionnement des retenues collinaires. Cette dernire a pour but de rserver un certain volume deau dirige lirrigation, il est donc ncessaire destimer :

1 Lapport liquide 2 Lapport solide 3 Etude des crues 4 Laminage des crues

III-2 -APPORT LIQUIDEIII-2-1 Apport liquide moyen annuel :

En raison de linexistence des donns de jaugeage, nous avons utilis des formules empiriques qui donnent lapport moyen annuel en fonction des facteurs mtorologique. Ce paramtre est donn par la relation suivante :

SLA e.0 = A o : apport moyen annuel en m

3.

Le : la lame deau coule en m. S : surface du bassin versant en m2.

III-2-2- Calcul de la lame deau coule Pour calculer ce paramtre en a recouru plusieurs formules qui donnent les

rsultats suivants : III-2-2-1Formule de COUTAGNE et SAMIE

2)232,0(784,0 = PLe : prcipitation moyenne annuelle en m. Le : lame deau coule en mm/an.

Cette formule sapplique trs bien pour les Bassins versants en Algrie. Elle est valable pour des prcipitations moyennes P


III-2-3) Formule de SAMIE : ( )SPLe 2,22932 = S :surface de bassin versant en km2=9,089 : prcipitation moyenne annuelle en mm =523,278 Le : la lame deau coule mm/an

Le = 78,38mm/an Les rsultats de calcul de la lame deau coule sont prsents dans le tableau III-01.

N FORMULE VALEUR DE Le

(mm/an) 01 Formule de COUTAGNE et SAMIE 66,47 02 Formule DERRIH 43,745 03 Formule de SAMIE 78,38

Tableau III-01 : rsultats de calcul de la lame deau coule par diffrentes mthodes.

La lame deau coule est gal la moyenne des lames deau coules est gal la moyenne des lames deau calcule, elle est estime : Le moy =62,865mm/an Donc, Lapport moyen annuel sera gal : A o =5,710.10

5 m3

III-2-3- Estimation frquentielle de lapport annuel : Les barrages sont dimensionns gnralement pour une frquence de 80 %.

Lvaluation de lapport moyen annuel pour cette probabilit (80%) se fait par lapplication de la loi de GALTON, qui reprsente au mieux la distribution thorique des apports annuels en Algrie

)1(.

2

02

.1

% +

+=

vcLn

v

eC

AA

A% : lapport annuel pour une frquence donne en % . A o : apport moyen annuel (A o =3,700.10

5 m 3). : Variable de Gauss. Cv : coefficient de variation qui est dtermine en fonction du module moyen spcifique ou dbit unitaire M0 . III-2-3-1- Calcul du dbit unitaire : M0a)Formule de DERI ,

82,20 8,11 PM =

: prcipitation annuelle moyenne en m M0 : dbit unitaire en L/S/km

2

M0 = 1,899 l/s/km2


b) Formule de UKRGI PROVODKUOZ :

24,2

0 340

=

PM

: prcipitation annuelle moyenne en mm. M0 : dbit unitaire en L/S/KM

2

M0 = 2,626L/S/KM2

Le dbit unitaire sera gal la moyenne des dbits calculs. moyM 0

=2,26 l/s/km2

III-2-3-2- Calcul de coefficient de variation de lapport :a)- formule de PADOUN :

S

moy

v KM

C .93,0

23,00

=

Ks : coefficient de rduction gal a 1 (Ks=1) pour les cours deau perennes Cv : coefficient de variation de lapport.

moyM 0 : Dbit unitaire moyen en L/S/KM2. Cv= 0,771

b) Formule de YKRGUIPODKHZ :

125,0

0

7,0

moy

vM

C =

Cv : coefficient de variation de lapport.

moyM 0 : dbit unitaire moyen en L/S/KM2 . Cv= 0,632

Le coefficient de variation sera gal la moyenne des coefficients de variation calcule : vmoyC = 0,702

Donc, Lapport frquentiel sera gal :

63,0.510.673,4% eA =

Dans le tableau N III-2, nous remplaons la variable par valeurs pour les frquences voulues.

Frquence % 50 60 70 80 90 95

Variable GAUSS 0,00 -0,25 -0,52 -0,84 -1,28 -1,64

A% (m3).105 4,67 3,99 3,37 2,75 2,085 1,66

Tableau III-2 : estimation de lapport annuel frquentiel


Lapport annuel frquentiel 80% sera gal

)84,0(63,0.5%80 .10.673,4

= eA %80A = 2,752.105 m3

III-3- PREDETERMINATION DES CRUES : III-3-1 analyse de pluie frquentielle :III-3-1-1- calcul de pluie maximale journalire frquentielles :

Lirrgularit inter- annuelle des prcipitations possde un rle trs important sur lcoulement fluvial. Pour calculer la pluie maximale de 24 heures on applique loi log normal .

( )1.1

2max%max +

+= v

V

J

J CLneC

PP

Pj max % : pluie maximale journalire de 24

h de F%. j max : pluie maximale Journalire . Cv: coefficient de variation de Pj max . : variable de GAUSS .

j max = 40,376 mm. , Cv=0,702 j max =30,95.e

0,63

Pour diffrentes frquences on dresse le tableau III-04, qui donne les rsultats suivants :

Frquence % 10 5 01 0,1

Priode de retour (an) 10 20 100 1000

1,28 1,65 2,33 3,09 Pjmax% (mm) 69,36 87,58 134,45 231,21

Tableau III- 04 : calcul de Pj max frquentielle

Pour notre cas : Pjmax% =134,45mm

III-3-1-2-Calcul de la quantit de pluie maximale durant le temps de concentration Pour la calculer la quantit de pluie maximale durant le temps de concentration, on

utilise la formule suivante :

b

c

JTc

TPP

=

24max PJmax% : Pluie maximale journalire correspondante une frquence donne en mm. Tc :Temps de concentration en heures Tc = 2 ,79 h . b : exposant climatique b = 0,34. PTc :Pluie maximale durant le temps de concentration en mm. Dans le tableau N (III-5), nous prsentons les rsultats suivants.


Frquence % 10 5 1 0,1 PJ max mm 69,36 87,58 134,45 231,21 PTc mm 33,37 42,14 64,68 111,23

TableauIII-5: Calcul de la Pluie maximale pendant le temps de concentrationPour notre cas : PTc =64,68 mm

III-3-2-Dbit de crue :Pour le calcul des dbits de pointe de crue on a utilis la formule de

SOKOLOVSKY car elle est utilise en Algrie.

m

eTc

T

FSCPQ

....28,0max =

Qmax : dbit maximal des crues en m

3/S. PTc : quantit de pluie de dure Tc en (mm) S : surface du bassin versant en Km2

T : temps moyen Pour les petits bassin versent il gal au temps de concentration.

hTTT

Tmc

m

c 79,21 ===

Ce :Reprsente le coefficients de ruissellement, le tableau III-6, donne la variation des Coefficients de ruissellement en fonction des frquences donnes.

Frquence % 0,1 1 5 10 Ce 0,8 0,7 0,6 0,55

Tableau III-06 : les valeurs du coefficient de ruissellement

F : coefficient de forme de lhydrogramme de crue il est donn par la formule suivante :

BF

34

12

+=

B : coefficient qui dpend du type de bassin il varie de 2 2,5 pour faible couverture vgtale avec terrain impermable. B= 3 4 pour des petits bassins versants et les bassins de moyenne dimension avec une couverture vgtale. B= 4 7 pour les grands basins.

Le bassin versant tudi a une faible couverture vgtale et un terrain impermable, donc on pris B=2

F = 1,2


Le dbit sera estim pour diffrentes priodes selon la formule prsidentes :

Frquence % PTC%mm Ce F Qmax% m3/S

0,1 111,23 0,8 1,2 97,40 1,0 64,68 0,7 1,2 49,56 5,0 42,14 0,6 1,2 27,68 10,0 33,37 0,55 1,2 20,09

Tableau III-07 : Calcul de dbit de crue

La crue de projet sera centenaire alors : 56,49max =Q m3/S

III-4- L'HYDROGRAMME DE CRUE: Il est vident que la connaissance seule du dbit maximal d'une crue est

insuffisante lorsque l'on procde au dimensionnement d'un ouvrage dart . Une crue pointue (de faible dure) exigera des ouvrages moins importants qu'une crue de mme dbit maximal qui s'tend sur plusieurs jours et qui comporte plusieurs pointes secondaires. l'hydrogramme de crue est une courbe reprsentant la variation des dbits en fonction du temps lors d'une crue (cf. figure III-1).

Lhydrogramme nous permet d'estimer la forme, le volume, le temps de monte et le temps de dcrue et cela par des mthodes plus ou moins empiriques tel que la mthode de SOKOLOVSKY qui nous donne tous les renseignements ncessaires de la crue.

Cette mthode assimile l'hydrogramme deux quations paraboliques: L'une caractrisan la monte de la crue et qui s'crit:

m

m

m TTT

TQTQ

= 0)(2

max

L'autre caractrisant la dcrue et s'crit:

b

d

Bd TT

T

TTQTQ

= 0)(3

max

Qmax: Dbit maximum en m

3/S Qm (T): Dbit de crue ou de montre au temps (t)en m3/s.

Qd (T):Dbit de dcrue au temps (t) en m3/s Tb: Temps de base en heures et qui est value par la relation

suivante: Tb= Tm + Td


Tm: Temps de monte en heures et qui est gal au temps de concentration Tm= Tc=2,79 h

Td:Temps de dcrue ou descente en heures. Td=B.Tm Td=2 . 2,79

B: Coefficient qui dpend du type de bassin, dont notre cas B=2

Tm =2,79h Td =5,58h Tb =8,37h On obtient par consquent le systme d'quation suivant:

( ) heureTpourTTQm 79,2079,256,492

=

( ) heureTpourTTQd 37,879,258,537,8

56,493

=

La chronologie de la crue et la dcrue est rsume dans les tableaux suivants:

T (Heure) Qm (m3/S) 1%

0,00 0,0000

0,10 0,0636

0,20 0,2553

0,30 0,5732

0,40 1,0193

0,50 1,5924

0,60 2,2923

0,70 3,1197

0,80 4,0748

0,90 5,1571

1,00 6.3663

1,10 7,7039

1,20 9,1682

1,30 10,7599

T (Heure) Qd (m3/S) 1%

2,79 49,5600

2,99 44,4197

3,19 39,6477

3,39 35,2303

3,59 31,1539

3,79 27,4047

3,99 23,9691

4,19 20,8333

4,39 17,9837

4,59 15,4065

4,79 13,0881

4,99 11,0149

5,19 09,1730

5,39 07,5488


1,40 12,4790

1,50 14,3255

1,60 16,2992

1,70 18,4000

1,80 20,6288

1,90 22,9845

2,00 25,4671

2,10 28,0778

2,20 30,8201

2,30 33,6805

2,40 36,6731

2,50 39,7926

2,60 43,0396

2,70 46,4141

2,790 49,5600

TableauIII-8 : Dbit de crue (monte) TableauIII-9 : de dcrue

5,59 06,1286

5,79 04,8988

5,99 03,8456

6,19 02,9553

6,39 02,2142

6,59 01,6088

6,79 01,1251

6,99 00,7497

7,19 00,4687

7,39 00,2685

7,59 00,1354

7,79 00,0557

7,99 00,0157

8,19 00,0017

8,37 00,0000


Cf. FigureIII-01 : Hydrogramme de cruepar la mthode de SOCKOLOVSKY

50

45

40

35

30

25

20

15

10

05

2,5

0,5T (h)

Q max 1%

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

2,79

Q (m3/S)

49.56

Q (m3/S)


III- 4-1- Dtermination du volume de la crue : C'est le volume d'eau apport par la crue pendant la monte (tm), s'crit comme suit:

( ) ( )TdTQV mT

mm .0

=

Do

( ) ( )

( ) ( )3

3

2

3600.79,2

0

22

88,165926

3600.79,2.3600.79,23

56,49

3600.79,2

56,49

mV

V

TdTV

m

m

m

=

=

=

III -4-2 -Dtermination du volume de la dcrue: C'est le volume d'eau apport par la dcrue pendant la descente (Td), s'crit comme

suit:

( ) ( )TdTQV dT

dd .0

=

Do

( )( ) ( )

( ) ( )[ ]3

4

3

37,8

79,23

3

69,249076

3600.79,237,8.3600.58,54

56,49

.58,5

37,8.56,49

mV

V

TdT

V

d

d

d

=

=

=

III-4-3- Dtermination du volume totale:C'est le volume d'eau apport par la crue:

Vt = Vm + Vd

Vt = 415003,57m3

III 4-4- Dbit moyen de crue (Qmoy ):

C'est le rapport entre le volume total et la dure totale de la crue.

( )sm

TT

VQ

dm

tmoy

/7729,13

3600.3

=

+=


III-5- APPORTS SOLIDE Les dpt solides constitus dune part de matriaux grossiers et charris au fond

du lit et saccumulant en amont de la retenue.

III-5-1- Estimation du transport solide : Les apports solides dpendent de llment du Bassin Versant, du relief, de la

nature gologique des sols et de leurs rsistances lrosion lie elle-mme a la couverture vgtale et au rgime des pluies.

Remarque : Puisque nous avons un manque des donnes pour le calcul de lapport solide, on a

utilis des formules empiriques telle que la formule de TIXERON qui permet de calculer le transport solide spcifique en fonction de la lame deau coule.

15,0.350 es LT = Ts : Transport solide spcifique ou le taux dabrasion en t / km

2 /an. Le : lame deau coule moyenne en mm=62,865

sT = 651,372 t/ km2 /an .

Le transport solide pour tout le bassin versant Ta est donn par la formule suivante :

Ta =T s .S Ta : Apport solide annuel en t/an S : Surface de Bassin Versant en km2 =9,089 Ts : Taux dabrasion t / km

2 /an=651,372

Ta= 5920,32. t/an Le transport total volumique Tv est donn par la relation suivante :

vas

a

v

TT

=

vas : Poids volumique de la vase vas = 2,4 t/ m3

Tv =2466,8m3/an

Le volume de sdimentation pour une donne dexploitation de 20 ans sera gal :

Vs = Tv .N N : Dure dexploitation N = 25 ans . Vs : Volume solide en m

3

Vs = 6,167.104 m3


III-5-2- Dtermination du volume mort : Il correspond au volume des particules solides qui se dcantent au fond de la

retenue nous considrons que 30% des matriaux de transport solide transitent dans la

retenue par dversement Le volume mort sera gal :

Vm =Vs - 30% Vs Vm= 6,167.10

4 (6,167.104 .30)/100Vm =18501m

3

III-5-3- dtermination du volume utile : On entend par volume utile, le volume de lapport annuel de loued, le volume des

dpts solides. Ces volumes sont diminus d aux pertes par infiltration et par vaporation.

Dans un premier temps, nous dterminons le volume moyen de la retenue par la formule ci- dessus, ensuite nous dterminons le volume des pertes :

Vmoy = 0,5 ( A 80% + Vm ) Dou :

35

3

335%80

10.4685,1

5,146850

18501,10.752,2

mV

mV

mVmA

moy

moy

m

=

=

==

A) - Volume des pertes par vaporation : Ces pertes sont supposes affectes une surface moyenne du plan deau. Cette

dernire est dduite a partir des courbes caractristiques, ainsi pour un volume moyen de 510.4685,1 m3 , nous avons Smoy =74641,66m

2. Daprs ltude climatologique, on estimer lvaporation annuelle ( Ev) :

Ev = 2648 mm d'eau vapore par anne, ainsi Ev =2,648 m / an.

Le volume perdue par vaporation est calcule comme suit:

Ve = Ev. Smoy

Do : Ve = 197,651 . 10

3 m 3

B) Volume des pertes par infiltration : Daprs ltude climatologique, on estimer linfiltration annuelle (VI ) a : Linfiltration :I=146,49mm I=0,14649mm

VI =10,9343 .103 m3

C) Volume utile :


Le volume utile est calcul par la relation suivante :

3

%80

170907,350

2

mV

VVVVAV

u

IeIeu

=

++=

Ce qui correspond, daprs la courbe caractristique,H = F(V) une cote de 106 m

III-5-4-Dtermination de volume total :VT = Vu + Vm VT =170907,350 +18501

Donc : VT =291974,506 m

3

Ce qui correspond, daprs la courbe caractristiques H = F (V) une cote de 892,5m ,c'est--dire H = 7,5m au dessus des fondations.

III-6- laminage de crue III-6-1-Introduction

Pour un meilleur fonctionnement des dversoirs, on essaie de minimiser la hauteur de la lame deau dversante H den augmentant le plus possible la largeur du dversoir b

Ltude de laminage de crues permet dassurer la scurit du barrage contre les consquences catastrophiques de la submersion et permet de dterminer les dimensions optimales de lvacuateur de crue telles que la charge H d et largeur b .

- Les crues peuvent tre lamines de faon apprciable par stockage dans la tranche disponible entre la cote du dversoir et celle des plus hautes eaux.

Ltude de laminage doit tre faite dans les conditions les plus dfavorables. Ce dernier se fait quand le plan deau dans la retenue se situe la cote normale de la retenue.

Figure III-2 : laminage de crue par la retenue


La courbe (1) reprsente lhydrogramme de crue la retenue La courbe (2) reprsente lhydrogramme sortant lvacuateur de crue . Qmax : Dbit maximal des crues qui est dtermin sur lhydrogramme en m

3/s. Q e : Dbit sortant de la retenue par lvacuateur de crue.

Ltude de laminage consiste dterminer la cote maximale du plan deau pendant le passage de la crue dans la retenue, il existe plusieurs mthodes et solutions permettant dclaircie ce problme, nous avons utilis une mthode analytique pour dterminer la charge dversante relle et fictive ainsi que la hauteur a et le dbit vacuer et cela en variant chaque fois la largeur b du dversoir

III -6-2-La charge dversante fictive (H0) Nous utilisons la formule suivant :

3

2

00

2.

=

gbm

QH

Do : 3

2

081,9.2.3,0

56,49

=

bH

Largueur

dversante (m) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Hauteur dversante (m)

7,03 5,37 4,36 3,76 3,34 3,02 2,76 2,56 2,38 2,24

Largueur dversante (m)

12 13 14 15 16 17 18 19 20

Hauteur dversante (m)

2,11 2,01 1,91 1,82 1,75 1,68 1,62 1,56 1,518

Tableau III-10 : calcul de la hauteur dversante

On doit choisir une charge dversante pour une largeur de dversoir la plus conomique. A partir du tableau Tableau III-10, nous avons obtenu les rsultats suivantes: La hauteur dversante :

Hd = 1,518m La largeur de dversoir :

b =20m Le dbit vacuer :

Qe =49,56 m3/s


Caractristiques hydrologiques Symboles Valeurs Unit Apport moyen annuel A 5,71.105 m3

Lame d'eau coule Le 62,865 mm/an Apport annuel 80% A 80% 2,752.10

5 m3

Volume solide VS 6,167.104 m3

Volume mort Vm 18501 m3

Volume moyen de la retenue Vmoy 1,4685.105 m3

Pertes par vaporation Ve 197,651.103 m3

Pertes par infiltration VI 10,934. 103 m3

Volume utile VU 170907,35 m3

Volume totale VT 189408,35 m3

Crue de projet Qmax 49,56 m3/s

Charge dversante Hd 1,518 m Largueur de dversoir b 20 m

Tableau III-11 : tableau rcapitulatif des caractristiques hydrologiques.

III-7-CONCLUSION :Les diffrents rsultats obtenus ont montr que la lame deau coule gale a 62,865

mm/an et lapport moyen annuel est estim 5,71.105m3

Le volume solide est estim 6,167.104m3, le volume mort est gal 18,501. 10 3m3, ce qui correspond daprs la courbe caractristique une cote gale 360,5m. La capacit utile est estime 273473,51 m3 .

Le volume total de la retenue est estim 291,768.103 m3 . La crue de projet est centennale, elle est de 49,56 m3/s et correspond une charge dversante de 1,518 m et une largeur dversante de 20m

Conception de la digue Principales caractristiques de la digue : Ct caractristiques La hauteur du barrage Evaluation de tassement


IV-1- Conception de la digue :Dans cette partie on dfinit le profil gnral du barrage (cf. figure NVI-01)

IV -1-1- Principales caractristiques de la digue : IV -1-1-1- Ct caractristiques :

Ct du fond de lit CFL = 96m la longueur du fetch=1,5km Niveau normal de la retenue NNR = 360,5m Niveau des plus hautes eaux NPHE = NNR + Hd

NPHE =360,5+1,518IV -1-1-2- La hauteur du barrage :

La hauteur totale de la digue sera gale la hauteur normale de retenue des eaux majore de la charge maximale au-dessus du seuil du dversoir de crues et de la revanche.

Elle est calcule par la formule suivante : Hb = CCB CFL CCB = NPHE + R = NNR + Hd + R Hb = NNR + Hb+ R CFL Hd : Charge dversante gale 1,518m CCB : Ct de la crte de barrage.

IV -1-1-2-1- La revanche : Cest une tranche comprise entre la cte des plus hautes eaux (PHE) et la crte du

barrage, pour la dterminer on doit tenir compte de la hauteur des vagues qui se forment sur le plan deau et la projection de leau vers le haut du barrage due la vitesse de propagation des vagues lorsquelles rencontrent le barrage. Donc on doit valuer la hauteur et la vitesse des vagues. a)Hauteur des vagues:

Il existe plusieurs formules empiriques qui permettent dvaluer la hauteur des vagues en fonction de la longueur au plan deau ou fetch et la vitesse du vent. a)-1- Formule de MAILLET et PACQUANT : Daprs MAILLET et PACQUANT, la hauteur des vagues est donne par la formule :

Fhv 31

21 +=

hv : est exprime en m et F est la longueur du plan deau en Km F = 1,5 Km hv = 0,91 m

a)-2- Formule de STEVENSON : 426,0.032,076,0 FFVhv +=

hv : hauteur des vagues en m . V : vitesse de vent en Km/h (pour notre zone tudier on la vitesse de vente gale a 10,90m/s ). F : fetch en Km (1,5)

hv : = 0,60m. On prend une hauteur moyenne des vagues :

hv = 0,750m b) Vitesse des vagues :

Pour des vagues comprise entre 0,50 et 2m la vitesse de propagation des vagues en m/s est donn par :


a)Formule de GAILLARD :vhV 25,1 +=

V : vitesse de propagation des vagues en m/s : hv :la hauteur des vagues en m.

smV /3=b) Formule de STEVENSON :

vhV .3

25,1 +=

=2 m/s On prend une vitesse moyenne :V=2,5m/s. c)Calcul de la revanche :

leffet de projection des vagues vers le haut du parement peut tre valu en calculant gV 22 . Donc la revanche peut tre estime comme suit :

g

VhR v 2

75,02

+=

hv :hauteur de vagues en m. V :vitesse de vagues en m/s. g :acclration pesanteur

hv = 0,75m ,V = 2,50m/s, g = 9,81m.s-2

Donc : R = 0,8812m

Donc la hauteur de barrage sera gale a : Hb=NNR +Hd +R - CFL

Hb=13,39m. IV-2-Evaluation de tassement :a)si la hauteur du barrage suprieur 40m

23

001,0 bHT = .

b) si la hauteur du barrage infrieur 40m

bHT 015,0=

Puisque bH

Evacuateur de crue Choix du type dun vacuateur de crue Le diffrent type dvacuateur de crue Choix de lemplacement de lvacuateur Les lments constituants un vacuateur de crue

Corrig par :Mr Yeles.F 47

V-1-INTRODUCTION :

Les barrages en terre sont gnralement quipes des dispositifs ou dorganes annexes qui sont essentiellement lvacuateur de crue, la vidange de fond et la conduite de prise deau.

V-2-Evacuateur de crue :

V-2-1-dfinition :

La submersion dun barrage en terre au passage dune forte crue est toujours un phnomne trs dangereux, une grande proportion des accidents de rupture survenus des barrages de ce type ont eu pour origine des crues qui dpassaient les possibilits du dispositif dvacuation donc il faut protger chaque barrage contre ces risques en prvoyant un dispositif dvacuation de crues.

V-2-2-Choix du type dun vacuateur de crue :

Le choix du type dvacuateur de crue est bas sur des conditions faisant intervenir limportance du dbit vacuer, aussi que la dnivellation entre la cte des plus hautes eaux et celle du fond de la valle laval.

V-2-3-Les diffrentes type dvacuateur de crue :

Les vacuateurs de crue peuvent tre classs suivants plusieurs critres :

a)-leur type de fonctionnement hydraulique :

vacuateur de crue surface libre : il est compos dun canal dcoulement, coursier et un bassin de dissipation.

vacuateur de crue en charge ou en puit ou en tulipe : il est compos dun dversoir circulaire,un puit vertical ou incline, un coude et une galerie plus o moins incline.

b) Leur emplacement par rapport la digue :

Evacuateur latral.

Evacuateur frontal ou central.

V-2-4-Choix de lemplacement de lvacuateur :

Le choix de lemplacement dun vacuateur de crue se fait suivant les conditions topographiques gologiques du site en peut plac lvacuateur soit sur les rives, soit dans le corps de la digue mais cette variante est dconseille vu les problmes quelle peut poser pour des raisons de scurit nous avons choisir lemplacement de lvacuateur sur la rive droite.

Lvacuateur de crue sera plac au ct sud de la valle sur la rive droite qui offre des conditions suffisantes pour limplantation dun vacuateur.


V-2-5-Les lments constituants un vacuateur de crue :

Un vacuateur de crue peut tre divise en quatre parties, dont les fonctions sont les suivants :

V-2-5-1- Dversoir :

Le dbit dun vacuateur de crue est gnralement contrl par le dversoir situe dans la partie amont de lvacuateur, cest une section de contrle que lon dimensionne en fonction de dbit lamin.

Il existe plusieurs type de dversoir tels que :

Dversoir crte rectiligne.

Dversoir crte non rectiligne.

Dversoir contrl par des vannes et clapets.

Dversoir tulipe, siphon, marguerite.

Dversoir latral.

V-2-5-2-Canal dcoulement :

Le canal fait directement suite au dversoir. Dans le cas dun vacuateur de surface sa pente est suffisamment faible et infrieur la pente critique pour que le rgime soit fluvial.

V-2-5-3- coursier :

Il fait suit au canal et conduit leau au bassin de dissipation, cest louvrage qui permet de transiter le dbit de crue de la retenue vers laval du barrage o ces eaux seront dverses.

V-2-5-4 le bassin de dissipation :

Il permet le passage de leau du coursier la rivire en dissipant lnergie cintique.

V-2-5-Le choix du trac de lvacuateur :

Pour le choix de la position de laxe longitudinale du trajet dvacuation, on tient compte des critres suivants :

Le trac de lvacuateur doit suivre dans la mesure du possible le terrain naturel, afin de rduire les volumes dexcavations.

Il est prfrable dviter les remblais en particulier au niveau des talwegs pour ne pas se heurter aux problmes de tassement et de stabilit.

Laxe de lvacuateur doit tre le plus court possible et suffisamment loign du pieds du talus aval du barrage.


V-03- Dimensionnement de la conduite de prise deau et de vidange :

Le diam tre de la conduite est calcul en fonction des paramtres suivant : Le dbit vacuer, et le perte de charge le long de la conduite.

Selon limportance des ouvrages, les diamtres des conduites sont donns dans le tablauxVIII-04 :

Type des ouvrages Diamtres des conduites (mm)

Petits ouvrages

Les ouvrages de moyenne dimension

300 600

600 800

Tableau V-1 : diamtre de la conduite de vidange.

Corrig par : Mr Yeless.F 50

CONCLUSION GENERALE

Dans ce travail nous jai voulu apporter notre humble contribution ltude dun

barrage en terre.

Ltude climatique montrer que la rgion est caractrise par un climat semi-

aride, une temprature moyenne annuelle de lordre de 16,9C, et une prcipitation

moyenne de 523.174mm.

Les principales caractristiques du notre bassin versant ont t dterminer suite a une

tude morphologique.

Ltude hydrologique nous a permit dvaluer un volume dapport liquide annuel

gale 571.103 m3, et volume total de la retenue gale 291,975.103 m3.la crue de

projet est centennale ayant 49,56 m3/s.

Notre choit est port sur une digue homogne en matriaux argileux et ayant une

hauteur de 272m. La protection des talus de la digue est assure par des

enrochements.

BIBLIOGRAPHIE :

Ch. Mallet :

Nasri K ,Slimani D :

M Yeles .F :

Les barrages en terre

Etude de faisabilit dune retenue collinaire sur loued ben adouane wilaya de Saida.mmoire de fin detude-DUEA-Institut dhydraulique AEH . Saida

Cours du 4emeanne hydraulique . Institut dhydraulique AEH . Saida

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