Aissa et al

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Analytical and numerical study of a land slide, case study: The land slide of Sidi Youcef, Algiers

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Aissa et al

  1. 1. AISSA et al Étude numérique et analytique d’un glissement de terrain (Cas : Glissement de Sidi Youcef, Alger). AISSA Mohammed Hemza1, MEBROUK Faouzi2, HADDOUCHE Khedidja3 1 Département de Génie civil, Université de Médéa, aissamohammedhemza@yahoo.fr 2 Département des Géosciences, eau et environnement, Université de Khemis Miliana, mebrouk.faouzi@yahoo.fr 3 Laboratoire de contrôle des matériaux des travaux publics (CMTP), Ain Defla, khadidjahaddouche@yahoo.com Résumé: Le travail s’articule sur l’analyse d’un glissement de terrain survenu dans une zone de 10200 m2 située à Sidi Youcef dans la commune de Beni Messous dont le but est de connaitre le fond du problème en déterminant les causes et les conséquences probables. Cette région est caractérisée par une nature métamorphique qui favorise les mouvements de terrain, donc il est nécessaire d’étudier et d’analyser toutes les données géologiques, hydrogéologiques de la région, ainsi les caractéristiques physico-mécaniques du terrain. Tous les résultats obtenus par la méthode d’équilibre limite a l’aide du logiciel GEOSTUDIO (Slope/w) tandis que par la méthode des éléments finis a l’aide du code PLAXIS V 8.2 ont montré qu’on est en face d’un talus instable, ce qui se traduit par un coefficient de sécurité très faible, et qui peut encore diminuer encore plus en présence des eaux et surcharges, d’où il est nécessaire de recommandé les systèmes de confortement qui augmente la stabilité de l’ensemble sol/structure. Mots clés: Glissement de terrain, éléments finis, équilibre limite, coefficient de sécurité. I. Introduction Le développement de la population algérienne cesdernières années et sa concentration dans le Nord dupays, en particulier dans la capitale ou pratiquement toutles terrains stables ont été bâti, a poussé de projeterdifférentes constructions et ouvrages dans des terrains enpente qui sont souvent instables, dont le glissement deSidi Youcef est l’un de ces cas. Cet article consiste en une analyse de ce glissement,ainsi un calcul de coefficient de sécurité par lesdifférentes méthodes (analytiques et numériques) à titrede comparaison entre les résultats. Figure 1 : Localisation du site étudié (Image satellitaire par Google II. Description du site Earth). II.2. Situation géologique: II.1. Situation géographique: La géologie de la région de Beni Messous est variée Le site étudié se trouve au Nord Ouest de la commune portant du primaire au tertiaire.de Beni Messous, le glissement a eu lieu dans la cité des D’après la carte géologique au 1/50.000 de la région384 logements (Figure 1) sur l’axe de la C.W 45, ce de Chéraga, la nature du terrain est schisteuse quiglissement est réactivé après son apparition en 2008 [1]. correspond au socle métamorphique qui affleure dans la région [2].
  2. 2. AISSA Mohammed Hemza, Mebrouk Faouzi, HADDOUCHE Khedidja - Fissures multidirectionnelles importantes au niveau de la chaussée de la voie desservant le bâtiment - Affaissement du dallage de la voie entre les bâtiments avoisinants - Affaissement de la partie avale de la chaussée avec d’importants escarpements (allant jusqu’à 1 m) en cascades et basculements des garde-corps de la chaussée. - Fuites d’eau provenant probablement des réseaux d’assainissement et d’eau potable de la cité. Figure 2 : Carte géologique de Chéraga 1/50.000. - Un important suintement d’eau sur le talus du CW 45 en contre bas de la cité. II.3. Situation hydrologique et hydrogéologique: Puisque le socle métamorphique est rattaché auxnappes phréatiques du sahel, il existe une présence d’eau III.1. Investigation géotechnique du terrain:qui se manifeste sous forme de résurgences (sources) oude nappe aquifère. Six (06) sondages carottés ont été dans le site [4], De petites nappes libres existent aussi, elles sont l’examen des carottes a permis de distinguer trois partiesalimentées exclusivement par la pluviométrie et principales (Figure 4) :s’écoulent vers la mer [2], [3]. -Une couche de recouvrement constituée principalement par des grés d’une épaisseur de 4 à 8 mètres. III. Analyse du glissement de Sidi Youcef - Une couche d’argile schisteuse d’une épaisseur de 2 Le glissement a eu lieu dans le site de Sidi Youcef qui mètres.s’étend selon une direction N.O -S.E au niveau de la cité - Un substratum schisteux.de 384 logements. L’analyse des résultats des pénétromètres dynamiques indique que la couche d’argile schisteuse possède des caractéristiques mécaniques très faibles, préliminairement on constate qu’elle constitue un plan favorable au glissement de terrain. Figure 3 : Aperçu sur les mouvements dans le talus. A travers les visites techniques au site, nous avonsconstaté les dégradations suivantes : - Un affaissement très important au niveau du Figure 4 : Coupe géotechnique du site. dallage périphérique du bâtiment donnant naissance à un décalage de 20 à 30 cm entre la longrine périphérique du bâtiment et le dallage. IV. Analyse de la stabilité: - Apparition des fissures diagonales au niveau des La série des calculs effectuée vise à déterminer le maçonneries de la façade principale du bâtiment coefficient de sécurité par deux méthodes : méthode d’équilibre limite et méthode des éléments finis, suivant quatre combinaisons :
  3. 3. AISSA Mohammed Hemza, Mebrouk Faouzi, HADDOUCHE Khedidja 1. Etat vierge (variante N°01). 2. Surcharges des bâtiments (variante N°02). 3. Avec une nappe d’eau, dont le milieu est complètement saturé (variante N°03). 4. Couplage des surcharges et de la nappe d’eau (variante N°04).Les valeurs des caractéristiques mécaniques retenuespour les couches du terrain sont indiquées dans le tableau1. Figure 6 : Position du cercle et du centre du glissement pour le couplage hydromécanique. Tableau 1 : Caractéristiques physico-mécaniques des couches de Tableau 2 : Valeurs de Fs obtenus par le logiciel Geoslope. terrain. IV.2. Calcul par le code Plaxis: IV.1. Calcul par le logiciel Geoslope: Le calcul en éléments finis s’effectue en réduisant les Le calcul s’effectue par les combinaisons précédentes paramètres de résistance du sol jusquà lobtention de laavec les différentes méthodes (Fellenius, Bishop, rupture [5]. L’élément choisi est triangulaire à 6 nœuds,Jambu,…etc). Le modèle géométrique adopté est le modèle géométrique retenu est en figure 7 :présenté dans la figure 5 : Figure 5 : Le modèle géométrique adopté. Figure 7 : Le modèle géométrique pour le code Plaxis.Ensuite, on présente le cercle du glissement pour lavariante N°04 qui est désormais le cas le plus défavorable Les résultats de la variante N°04 se présentent en Figure(Figure 6), le tableau 2 récapitule les résultats obtenus 08, Figure 09 et Figure 10 :pour les différentes variantes.
  4. 4. AISSA Mohammed Hemza, Mebrouk Faouzi, HADDOUCHE Khedidja IV.3. Discussion et interprétation des résultats : Tout les résultats trouvés soit par le logiciel Geoslope ou par le code PLAXIS reflètent que le talus est instable. A partir des résultats de la variante N°01, on remarque que le talus a été instable avant la construction des bâtiments. Les eaux et les surcharges ont un effet très important dans l’instabilité du site, mais les surcharges jouent un rôle plus important par rapport à la présence d’eau. Le coefficient de sécurité décroit rapidement avec la Figure 08 : Le maillage déformé du talus et bâtiment. présence de la structure par apport à la présence des eaux de surfaces. Dans le logiciel Geoslope le cercle de glissement passe par la couche d’argile schisteuse, se qui explique que cette dernière constitue un plan de rupture. Dans le code PLAXIS, les déplacements maximaux (Figure 10) se concentrent au niveau de la couche de remblai et la couche d’argile schisteuse. Les contraintes au cisaillement maximaux (figure 9) sont au niveau de la couche d’argile schisteuse a cause de sa faible cohésion (4kN/m2), et par conséquent la création d’un plan de rupture, se qui confirme une autre fois qu’elle est la cause de l’instabilité du talus. V. Moyen de confortement: Figure 09 : Contraintes maximales de cisaillement. Le moyen de confortement doit tenir en compte divers aspect, à savoir l’aspect technico-économique, la nature du terrain ainsi les dimensions du talus et la surface instable [6]. Le choix repose sur le rideau des pieux, un groupe en amont et un groupe en aval suffisamment ancré dans la couche schisteuse stable. Le choix est en fonction de l’inclinaison de la deuxième couche qui présente un plan favorisant le développement des contraintes de cisaillements qui accélère l’évolution de glissement. La figure 11 illustre l’emplacement et la position du rideau des pieux dans le modèle géométrique dans le Figure 10 : Déplacement totaux de talus. code PLAXIS. Le calcul par les différentes méthodes génère uneLes résultats trouvés en termes de coefficient de sécurité augmentation du coefficient de 1,683 et conduit a unesont résumés dans le tableau 3 : très grandes diminution jusquà la disparition des cercles de glissements au nivaux de la couche d’argile schisteux incliné. Les déplacements totaux trouvés par la méthode numérique montre le bon choix et l’efficacité de la moyen de confortement (le groupe des pieux) réalisée dans le talus et qui sont illustrés dans la Figure 12. Tableau 3 : Valeur de Fs obtenus par le code PLAXIS.
  5. 5. AISSA Mohammed Hemza, Mebrouk Faouzi, HADDOUCHE Khedidja L’analyse du glissement par la méthode d’équilibre limites (FILLINUS, BISHOP) en utilisant le logiciel Geoslope donne des bonnes résultats par rapport a la méthode numérique, cependant les calculs effectués avec la prise en compte de la structure montre bien que la méthode des éléments finis (calculs a la rupture) donne des bonnes résultats par rapport aux autres méthodes aves le Geoslope (équilibre limites) qui montre la puissance des méthodes numériques dans les conditions les plus compliquées ; Finalement le moyen de confortement choisi et appliqué est très efficace ; robuste et très économique qui à montré une augmentation de coefficient de sécurité et la réduction de l’évolution et la propagation des cercles de Figure 11 : L’emplacement des pieux dans le talus. glissements et la protection de la structure vis-à-vis le glissement et le basculement. Références [1] A. Mohammed Hemza, H. Khedidja "Analyse et modélisation d’un glissement de terrain (cas de Sidi Youcef, Beni Messous, Alger)", Mémoire de Master, Université de Khemis-Miliana (Algérie) 2011. [2] Khaled BENALLAL et Kamel OURABIA "Monographie géologique et géotechnique de la région d’Alger (Recueil de notes)", OPU 1988. [3] Fateh TARMOUL "Détermination de la pollution résiduelle d’une station d’épuration par lagunage naturel Figure 12 : Déplacement totaux dans le talus après confortement. (cas de la lagune de Beni Messous)", Mémoire de DEUA, Institut des sciences de la mer et de l’aménagement du littorale (Algérie) 2010. V.1. Discussion et interprétation des résultats : [4] L.C.T.P (Laboratoire central des travaux publics) "Rapport d’expertise de glissement de terrain de Sidi Youcef", Alger Après confortement on remarque une diminution des 2010.mouvements très claire dans le talus, sauf un léger [5] KHEBIZI Morad, GUENFOUD Mohamed "Modélisationdéplacement sous les fondations du bâtiment. d’un glissement de terrain lent par la méthode desL’augmentation dans le coefficient de sécurité (Fs = éléments finis – cas de glissement de Ciloc à Constantine1,683) explique que le procédé de confortement est –", Séminaire National de Génie Civil "SNGC08" Chlefefficace. (Algérie), 15–16 Décembre 2008. [6] MALLOUK Hanen " La Résistance au glissement d’un tronçon de la route nationale N° 16 d’EL- VI. Conclusion: MACHROUHA menant à Annaba" Mémoire d’ingéniorat. Université de Hadj Lakhder de Batna, 2008. La vérification de la stabilité par les différentesméthodes du site donne des valeurs en termes decoefficient de sécurité très proches.La comparaison entre les résultats obtenues suivantplusieurs variantes a met en évidence que le talus estinstable avec un risque de basculement des bâtiments,cette instabilité est liée directement a la présence deseaux et les surcharges (les bâtiments), mais aussi a lanature du sol (caractéristiques mécaniques très faibles) etl’inclinaison des couches de subsurface (Remblai etargile schisteuse) qui favorisent le développement descontraintes de cisaillements, par conséquent l’évolutionrapide du phénomène au cours du temps.Les facteurs étudiés ont contribuées avec une grandeinfluence sur l’aggravation du problème etl’augmentation du risque sur les individus et lesstructures.

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