Sommaire: Etude des processus des transports solide et leur impact sur l’alluvionnement des barrages
Introduction génerale
Chapitre I : Problématiques et objectifs
1 1- Ampleur de l’envasement des retenues de barrages
1-1- Introduction
1-2- Facteurs induisant l’envasement des barrages
1 -2-1- Processus naturels
1 -2-1-1- Erosion des sols
1 -2-1-2- Transports solides
1 -2-1-3- Sedimentation et envasement
1-3- Objectifs
Chapitre II : Le phénomène d’érosion dans les Bassins versants
1 – Introduction
2- Processus de l’érosion dans les bassins versants
2-1 -Généralités
2-2-Érosion hydrique
2-3-Erosion en nappe
2-4- les conséquences de l’érosion en nappe
2-5 -Erosion linéaire
2-6-L’érosion pluviale
2-7- Causes de l’érosion
2-7-1- Influence du climat
2-7-2- Les facteurs topographiques
2-7-3-Les facteurs géologiques et pédologiques
2-7-4-Le couvert végétal
2-8- L’impact de l’érosion dans différentes régions
2-9-Causes d’érosion et facteurs de résistance du milieu
2-10-Les conséquences de l’érosion
3-Quantification de l’érosion
a-Formule de Henin « 1950 »
b- Formule universelle de Wischmeier « 1959 »
c- Formule de Gavrilovic (1960)
d- Formule de L’A.N.R.H (1970)
e- Formule de Tixeront (1960)
f- Formule de Fournier (1960)
g- Formule de poliakov
Chapitre III : Transports solides
1-Le transport solide
1-1- Généralités
2-Transport en matériaux du lit « charriage »
2-1 -Définition
2-2-Description du phénomène
2-3- Méthode empirique
2-4-Méthodes d’application des équations du transport solide
2-5- Modélisation mathématique
2-5-1-Le modèle mathématique
2-5-2-Modélisation du transport solide
2-5-3- Phase liquide : équations de Saint-Venant
2-5-4- Conservation de la masse des sédiments et déformation du lit
2-5-5- Equation dynamique : débit solide et capacité de transport
2-5-6- Lois de chargement
2-5-7- Formulation des lois de chargement
2-5-8- Inertie des particules en mouvement
2-5-9- Inertie de la structure du fond
2-6- Comparaison des différentes approches
2-7- Transport solide en crue
2-8- Le modèle physique
2-9-Méthodes de calcul
a) Formule de Shields (1936)
b) Formule de Meyer-Peter et Muller (1948)
c) Formule d’Einstein-Brown (1950)
d) Formule de Schoklitsh
3- Les fines « Transport par suspension »
3-1-Définition
3-2-Description du phénomène
3-3-Méthodes de calcul :
3-3-1-Méthode approchée
3-3-2-Méthode par exploration des champs de vitesse
3-3-3-Détermination de la concentration des matériaux en suspension
a) Formule d’Abalianz (1958)
b) Formule d’obrien (1933)
3-4-le débit solide total
Chapitre IV : L’engravement des barrages
1-L’alluvionnement dans les réservoirs et les moyens de lutte contre ce phénomène
1-1-Les facteurs conditionnels de l’engravement des réservoirs
1-2-Mécanisme de formation des dépôts dans le réservoir
1-3-Dépôts formés par les matériaux charries
1-4- Dépôts formés par les matériaux transportent en suspension
2-Méthodes de calcul
2-1-Sédimentation dans la retenue
2-2-Vitesse de chute d’une particule élémentaire
a) Ecoulement laminaire (loi de Stockes d<0,12mm) Re<1
b) Ecoulement semi turbulent (sables 0,12<d<2mm) 1< Re<50
c) Ecoulement turbulent (galets d>2mm) Re>500
2-3- Influence de la concentration des particules
a) Formule de Famularo (1962)
b) Formule de Burgers (1941)
2-4-Bilan des échanges érosion –sédimentation
2-5-Tassement des vases
2-5-1- Sédiments grossiers (sable, graviers, cailloux)
2-5-2- Sédiments fins (limons-vases-argiles)
2-6: Calcul du volume de la vase
a- Formule de F.Orth
b- Formule de Taylor
Chapitre V: Calcul de l’envasement du barrage de Foum El Gherza
1- Présentation du bassin versant l’Oued El Abiod
1-1- Situation géographique
1-2-Morphométrie du bassin versant
1-2-1-La forme
1-2-2-Rectangle équivalent
1-2-3-Caractéristiques des altitudes (le relief)
1-2-4-Courbe hypsométrique
1-2-5-Indice de pente globale
1-2-6-Dénivelée spécifique D S
1-2-7-Densité de drainage Dd
1-2-8-Coefficient de torrentialité
1-2-9-Temps de concentration
1-2-10-Calcul du temps de concentration par l’hydrogramme de crue
1-2-11-Calcul du temps de concentration par la formule de GIANDOTTI
1-3-Etude Climatologique
1-3-1- Les éléments du climat
1-3-1-1- Les Températures
1-3-1-2- Les vents
1-3-1-3- L’humidité
1-3-1-4- L’Evaporation
1-3-1-5- La Neige
1-3-1-6- La grêle
1-4-Etude des précipitations
1-4-1-Les précipitations et leur variabilité
1-4-2-Equipement du Bassin Versant
1-4-3-Précipitation moyenne annuelle sur le bassin versant
1-4-4-Moyenne arithmétique
1-4-5-Méthode des isohyètes
1-4-6-Etude statistique des précipitations moyennes annuelles par La loi de Gumbel
1-4-7-Les précipitations moyennes mensuelles
1-5-Etude des crues
1-5-1-Etude des pluies journalières maximales
1-5-2-Pluie de courte durée
1-5-3-Calcul du débit maximal
1-5-3-1-Détermination des débits moyens journaliers maximums fréquentiels
a. Formule de GIONDOTTI
b. Formule de TURAZZA
c. Formule de SOKOLOVSKY
1-5-4-Hydrogramme de crue
1-5-5-Calcul de la lame d’eau écoulée sur l’ensemble du Bassin Versant
a) Formule de Derie-Sarvary (1985)
b) Formule de l’A.N.R.H
c ) Formule de SAMIE
1-5-6-L’Observation de l’apport annuel
1-5-7-La variabilité annuelle des écoulements
1-5-8-Variabilité mensuelle et saisonnière des écoulements
1-6- Etude des apports solides
1-6-1- Les modes des transports
1-6-1-1- Transport par charriage
1-6-1-2-Transport par suspension
1-6-2- Détermination des débits solides
1-6-3-Résultats de calcul
1-6-4-Analyse des résultats
Conclusion
Extrait du cours étude des processus des transports solide et leur impact sur l’alluvionnement des barrages
CHAPITRE I : Problématiques et objectifs
I- Ampleur de l’envasement des retenues de barrages
I-1- Introduction
L’infrastructure hydraulique des pays du Maghreb arabe est amputée annuellement de 2% à 5% de la capacité utile globale, où l’envasement des retenues est classé parmi l’un des facteurs les plus importants de la perte en capacité. La réduction de la réserve de stockage des ouvrages hydrauliques se voit croître sans cesse au fil de ces derniers temps et ce pour les deux raisons essentielles suivantes: la première, d’origine naturelle, est favorisée par l’agressivité du climat, l’alternance des périodes sèches et humides, la fragilité des formations géologiques et l’absence du couvert végétale suffisant ; la seconde, due d’une part aux mauvaises études et évaluations du problème avant l’implantation du barrage permettant de prévoir des solutions avant que le phénomène est fait ses effets, et d’autre part à une mauvaise exploitation des ouvrages annexes, tels que les vannes de vidange et les ouvrages de soutirage.
Etude des processus des transports solide
Les chiffres exposés ci-dessous, illustrent mieux l’ampleur du problème dans l’Algérie.
La réduction des potentialités hydrauliques de l’Algérie par suite de l’envasement est estimée annuellement à près de 20 millions de m3. Le tableau (I-1) montre l’état d’envasement des barrages algériens en exploitation.
Etude des processus des transports solide
I -2- Facteurs induisant l’envasement des barrages :
1-2-1- Processus naturels
L’envasement des retenues est le résultat d’un processus complexe qui se caractérise par trois étapes successives : érosion, transport et sédimentation.
Etude des processus des transports solide
1-2-1-1- Erosion des sols :
L’érosion des sols est l’enlèvement des particules solides de ces sols par le fait de la précipitation. Ce phénomène est le premier processus conduisant vers l’envasement des retenues. C’est un phénomène complexe , très répandu dans la zone méditerranéenne, touchant particulièrement Les pays du Maghreb arabe dont il menace gravement les potentialités en eau et en sol.
Le calcul du transport solide et la prévision du volume d’envasement nécessitent une bonne compréhension des phénomènes de leur genèse, et plus particulièrement celui de l’érosion des sols.
Etude des processus des transports solide
1-2-1-2- Transports solides:
Ce phénomène est le principal élément moteur après l’érosion, conduisant au processus d’envasement des barrages. Ce processus fait le lien entre les sols du bassin versant et la retenue du barrage. Il est défini par un écoulement biphasique caractérisé d’une phase liquide (eau) et d’un autre solide (granulats, sol).
Dans les cours d’eau naturels, les particules solides vont être transportées en suspension ou en charriage (figure I-1).
Dans le transport en suspension les particules solides élémentaires se déplacent en suspension au sein de l’écoulement avec une vitesse de même ordre de grandeur que celle du fluide, où la turbulence maintient des éléments fins en suspension.
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