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Ministère de l’enseignement et de la recherche scientifique
Université de Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou
Faculté du Génie de la construction– Département de Génie civil
Laboratoire de Géo-matériaux Environnement et Aménagement
LGEA
ETUDE DE L’INFLUENCE DES
INFILTRATIONS SUR LA STABILITE DES
BARRAGES
Cas du barrage TAKSEBT
Présenté par : MEBARKI Ghiles
MASTER 2 option Géotechnique et environnement
MÉMOIRE DE FIN D’ETUDE
INTRODUCTION
DEFINITIONS
THEORIE DE LA STABIILITE ET DES INFILTRATIONS
PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE
PRESENTATION DES RESULTATS
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
CONCLUSION
PLAN DE TRAVAIL
L’eau est une ressource naturelle d’une importance vitale pour toute vie sur
terre ; L’homme se doit donc de s’en approvisionner, les barrages sont des
ouvrages conçus spécialement pour cette cause.
INTRODUCTION
Outre les grandes forces directes dues à
l’eau que subissent les barrages, il existe un
tout autre phénomène, en particulier dans les
barrages en terre, ce sont les infiltrations.
Un barrage est un ouvrage hydraulique construit sur un cours d’eau ayant pour but de
retenir et de stocker l’eau qui servira par la suite à diverses activités.
DEFINITIONS
Avec le développement des civilisations, les rôles des barrages furent plus nombreux et plus
importants, principalement les barrages sont utilisés pour :
- Irrigation
- Usages domestique et industriel
- Hydroélectricité
- Contrôle des crues
- Navigation fluviale
DEFINITIONS
Types de Barrage
Selon le mode de construction, on distingue plusieurs types de barrage :
les ingénieurs sont alors
confrontés à choisir quel type de
barrage serait le plus adéquat,
mais parfois faire preuve de
créativité afin de résoudre les
problèmes de réalisation ou de
conception.
DEFINITIONS
Organes principaux des barrages
Evacuateur de crue
Vidange de fond Passe de fonction Batardeau
DEFINITIONS
Choix du type de barrage
Topographie du bassin versant Morphologie de la vallée
Conditions géologiques et
géotechnique s
Matériaux disponibles
la crue à maitriser
Critères économiques
Il existe plusieurs méthodes d’évaluation de
la stabilité des pentes :
- Fellenius
- Bishop
- Spencer
- …
Etude théorique de la stabilité des barrages en terre
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
L’étude de la stabilité des barrages en terre (remblai) relève de l’étude de la stabilité des talus. Ainsi,
il est nécessaire de connaitre toutes les caractéristiques mécaniques et physiques du sol et sa sensibilité
à l’eau.
Méthodes d’analyse
- La rupture se produit d'un coup sur la surface unique
de glissement ;
- La résistance au cisaillement du sol est entièrement
mobilisée sur toute la surface de rupture ;
- Le sol est isotrope.
Hypothéses
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
Le facteur de sécurité est défini comme étant le rapport
du moment des forces résistantes au moment des
forces motrices.
Est de découper le volume de sol étudié en un certain
nombre de tranches et d'appliquer les différentes forces
qui s’exercent sur chacune d’elles.
Méthode de BISHOP
Méthode FELLENIUS
Etude théorique de la stabilité des barrages en terre
Principe de la méthode
Notion sur le facteur de sécurité
Le barrage doit accomplir la fonction de rétention d’eau cela implique une bonne étanchéité,
mais les infiltrations sont inévitables, cette eau infiltrée peut provoquer un changement des
caractéristiques mécaniques, physiques ou chimiques du sol.
Etude théorique des infiltrations
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
L’eau peut se trouver sous plusieurs états à l’intérieur
d’un sol :
- Eau de constitution
- Eau adsorbée
- Eau libre
- Eau capillaire
Etude théorique des infiltrations
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
L’étude du mouvement de l’eau dans le sol obéit à certaines hypothéses :
- Le sol est saturé.
- L’eau et les grains sont incompressibles.
- La phase liquide est continue.
L’étude des mouvements des fluides tient compte des notions suivantes :
- Charge hydraulique
- Pertes de charges
- Gradient hydraulique
- Vitesse écoulement
- Loi de Darcy
- Lignes d’écoulement
- Lignes équipotentielles
h = hA – hB
i = − h/ dl
V = q / s
V = k . i
h = z + p / w
Les modes de rupture des barrages en terre sont principalement dus à l’eau :
Mode de rupture des barrages en terre
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
Glissement du P. aval
en période de crue
Glissement du P. amont
suite à une vidange
Erosion interne
Phénomène de Renard
Rupture suite à une
surverse de la digue
Erosion externe du
talus amont
Solutions
THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS
Critère de conception des drains et des filtres
Critères Conditions Objectifs visés
Filtre
Rétention des particules
fines
𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞
𝐃 𝟖𝟓 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫
≤ 5
𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞
𝐃 𝟓𝟎 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫
≤ 25
 Empêcher le passage des
particules du sol migrateur
 Eviter le colmatage du filtre
par les particules fines
Drain
Perméabilité (drainage)
𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞
𝐃 𝟏𝟓 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫
≥ 𝟓
 Assurer la plus grande
perméabilité possible du filtre
 Diminuer les pressions
hydrauliques dans les filtres
 Assurer la stabilité du filtre
Remarque : F = D . D  F
Système de drainage muni d’un filtre protecteur
PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE
Présentation du barrage TAKSEBT
Barrage de Taksebt : situé à 10 km à l‘Est de Tizi-Ouzou sur
l'oued Aïssi, principal affluent de l’oued Sébaou.
Construction du barrage : début en 1993 et achevé en
Janvier 2002.
TAKSEBT est un barrage en remblai
constitué d’une recharge en alluvions silto-
graveleuses et noyau d’argilites compactées
jusqu’à une hauteur de 74.5 m.
PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE
Présentation du Logiciel Plaxis
PLAXIS : programme d’éléments finis en 2D pour réaliser des analyses de déformation et de
stabilité.
Théorie de la stabilité utilisée par Plaxis v8
Le logiciel Plaxis se base sur la loi classique de Mohr-
Coulomb.
 =  tan(ϕ) + c
 représente la résistance au cisaillement
Le facteur de sécurité est calculé par le rapport entre la
force réelle et la force minimale requise pour l'équilibre
Fs =
 𝐦𝐚𝐱
 𝐦𝐢𝐧
Fs =
𝐜−  𝐧 𝐭𝐚𝐧
𝐜 𝐫−  𝐧 𝐭𝐚𝐧𝐫
Théorie des infiltrations utilisée par Plaxis v8
Le logiciel Plaxis utilise la loi de Darcy
pour évaluer le débit et la vitesse des
infiltrations.
𝑽𝒚 = − 𝒌 𝒚
𝒅𝝓
𝒅𝒚
𝑽𝒙 = − 𝒌 𝒙
𝒅𝝓
𝒅𝒙
PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE
Modélisation du barrage
Génération du maillage
Etapes de l’analyse
Barrage plein à
1/3 PHE
ETAT 1
Barrage plein à
2/3 PHE
ETAT 2
Barrage en fin de
construction
(Vide)
Phase 1 : Tassement
Phase 2 : Stabilité des talus
Barrage plein au
niveau de la PHE
ETAT 3
Phase 3 : Consolidation
Phase 4 : Stabilité des talus
Phase 5 : Consolidation
Phase 6 : Stabilité des talus
Phase 7 : Consolidation
Phase 8 : Stabilité des talus
PRESENTATION DES RESULTATS
Contraintes Tassement Uy
Glissement Ux
Fs = 1.568 > 1.3 N
BARRAGE VIDE, Fin de construction
’ = -1.9 x 103 kN/m²
Uy = 99.265 cm
Ux= - 32 cm
Ux = 26 cm
ETAT 1 , BARRAGE A 1/3 PHE
Saturation
Pression interstitielle Uw
Contrainte effective
’ = - 1.21 x 103 kN/m²
Uw = -0.78 x 103 kN/m²
Contrainte Totale
 = -1.45 x 103 kN/m²
PRESENTATION DES RESULTATS
ETAT 1 , BARRAGE A 1/3 PHE
Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy
Glissement Ux
h = 60 m
Ux = 10 .1 cm
Uy = 2.06 cm
Débit de fuite
q = 1.76 x 10-3 m3/j/m
Vitesse d’ecoulement
v = 0.721 x 10-3 m/j
Fs = 1.628
PRESENTATION DES RESULTATS
ETAT 2 , BARRAGE A 2/3 PHE
Contrainte Totale
Saturation Contrainte effective
’ = - 1.14 x 103 kN/m²
 = -1.89 x 103 kN/m²
Pression interstitielle Uw
Uw = -0.829 x 103 kN/m²
PRESENTATION DES RESULTATS
ETAT 2 , BARRAGE A 2/3 PHE
Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy
Glissement Ux
h = 69.73 m Uy =0.352 cm
Ux = 23.32 cm
Fs = 1.688
Débit de fuite
q = 4.48 x 10-3 m3/j/m
Vitesse d’ecoulement
v = 2.46 x 10-3 m/j
PRESENTATION DES RESULTATS
ETAT 3 , BARRAGE A PHE
Contrainte Totale
Saturation Contrainte effective
’ = - 1.12 x 103 kN/m²
 = -2.16 x 103 kN/m²
Pression interstitielle Uw
Uw = -1.21 x 103 kN/m²
PRESENTATION DES RESULTATS
ETAT 3 , BARRAGE A PHE
Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy
Fs = 1.586 > 1.5 N
h = 110.74 m Uy = 0.228 cm
Débit de fuite
q = 4.88 x 10-3 m3/j/m
Vitesse d’ecoulement
v = 2.47 x 10-3 m/j
Glissement Ux
Ux = 31.3 cmUx = +14.3 cm
PRESENTATION DES RESULTATS
VARIATION DES CONTRAINTES /HR VARIATION PRESSION INTERSTITIELLE /HR
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
1,22
1,2
1,14
1,12
1,1
1,12
1,14
1,16
1,18
1,2
1,22
1,24
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Contrainteeffectives
103kN/m²
Hauteur de retenue m
Variation des Contraintes effectives
1,24
1,45 1,56
2,16
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Contrainteeffectives
103kN/m²
Hauteur de retenue m
Variation des Contraintes Totales
0
708
829,51
1210
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 20 40 60 80
pressioninterstitielleUwen
kN/m²
Hauteur de retenue m
Variation de Uw en fonction de HR
0
57 69,73
110
0
50
100
150
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Chargehydrauliquehen
m
Hauteur de la retenue (m)
Variation de charge hydraulique
VARIATION DE LA CHARGE HYDRAULIQUE /HR
ANALYSE DE LA VITESSE D’ECOULEMENT DANS LE BARRAGE
ANALYSE DU DEBIT DE FUITE DANS LE BARRAGE
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
0,14 0,070,18
1,01 1,13 1,2
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
0 100 200 300 400 500
Vitesse(10-6m/jrs)
Distance horizontale m
Variation de la vitesse d'ecoulement Etat 1
0,1 0,154
0,602
1 1,08
1,69
0
0,5
1
1,5
2
0 100 200 300 400 500
Vitesse(10-6m/jrs)
Distance horizontale m
Variation de la Vitesse Etat 2
0,0080,1
1,5
1,93 1,94
2,94
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 100 200 300 400 500
Vitesse(10-6m/jrs)
Distance horizontale m
Variation de la vitesse PHE
0,19
4,6
14,61
10,5
13,7
21,94
0
5
10
15
20
25
0 100 200 300 400 500
Débitdefuites(10-6m3/jr/m)
Distance horizontale m
Variation du débit fuite PHE
0,234
6,246,99
5,53
7,61
12,53
0
2
4
6
8
10
12
14
0 100 200 300 400 500
Débitdefuites(10-6m3/jr/m)
Distance horizontale m
Variation du débit de fuite Etat 2
2,39 2,042,77
5,44 6,03
8,8
0
2
4
6
8
10
0 100 200 300 400 500
Débitdefuites
(10-6m3/jr/m)
Distance horizontale m
Varition du débit de fuite Etat 1
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
ANALYSE DE LA VARIATION DE LA VITESSE /HR ANALYSE DU DEBIT DE FUITE / HR
0,14 0,07 0,18
1,01 1,13 1,2
0,1 0,154
0,602
1 1,08
1,69
0,008 0,1
1,5
1,93 1,94
2,94
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Vitesse(10-6m/jrs)
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Vitesse 1/3 vitesse 2/3 vitesse Phe
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12,53
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5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5
25
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Débitdefuites(10-6m3/jr/m)
Distance en m
Débit de fuite 1/3 Débit de fuite a 2/3 Débit de fuite PHE
ANALYSE DE LA DEFORMATION DU
PAREMENT AMONT /HR
ANALYSE DE LA DEFORMATION DU
PAREMENT AVAL / HR
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
-234,43
12,64
66,72 68,74
-256,62
50,12
73,84
107,42
-285,5
74,43
122,4
207,05
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
0 10 20 30 40 50 60 70 80
déformationhorizontale10-3m
Hauteur de retenue m
Variation des déformations Horizontales du parement amont
en fonction de la hauteur de retenue
Couple A-A Coupe B-B Coupe C-C
232
47,71
143,91
291,27
187,74
46,25
96,9
196,21
258,25
93,3
221,15
295
0
50
100
150
200
250
300
350
0 10 20 30 40 50 60 70 80
déformationhorizontale10-3m
hauteur de la retenue m
Variation des déformations horizontales du parement aval
en fonction de la hauteur de retenue
Coupe D-D Coupe E-E Coupe F-F
ANALYSE DE LA VARIATION DU
FACTEUR DE SECURITE FS/ HR
ANALYSES ET INTERPRETATIONS
ANALYSE DE LA VARIATION DU
TAUX DE TASSEMENT / HR
1,567
1,682 1,688
1,585
1,4
1,45
1,5
1,55
1,6
1,65
1,7
1,75
1,8
0 10 20 30 40 50 60 70 80
valeurdecoeffcientdesecuritefs hauteur de la retenue
variation du Coefficient de sécurité Fs
variation du Coefficient de sécurité Fs
0
20,63
3,52 2,28
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60 70 80
tauxdetassementmm
hauteur de retenue m
VARIATION DU TAUX DE TASSEMENT EN FONCTION
DES ETAT DE CHARGES
variation de la consolidation
CONCLUSION
L’objectif de cette étude est d’étudier l’influence des infiltrations sur la stabilité du
barrage de Taksebt qui est de type remblai.
Les résultats obtenus montrent que :
 Les diminution  ’ et augmentation  et Uw lors de la montée de l’eau ;
 Les taux infiltrations de l’eau sont proportionnelles à la montée de l’eau ;
 Le q dépend de la Ve , il est plus important à l’état de PHE ;
 La perte de charge se fait au niveau du noyau central ;
 La montée de l’eau dans la retenue a un effet stabilisateur sur le P. amont , et un
effet déstabilisateur sur le P. aval ;
 La déformation du P. aval est plus importante lors de la PHE .
CONCLUSION
Le barrage de Taksebt présente des valeurs rassurantes en terme de
coefficient de sécurité qui restent supérieures à la norme sous tous ces états
de charge, de plus il est suffisamment étanche.
Il serait très intéressant d’approfondir les recherches en abordant d’une
part, l’effet de la vidange rapide et d’autre part, l’impact sismique sur la
stabilité du barrage.
En guise de recommandations, il est important que le barrage reste très
étanche en dépit de la présence d’un système de drainage efficace.
L’eau est une richesse inestimable. on se doit donc en tant que citoyens et
citoyennes de bien la préserver et d’en faire un bon usage.
MERCI DE VOTRE ATTENTION ….
Ministère de l’enseignement et de la recherche scientifique
Université de Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou
Faculté de Génie civil – Département de Génie civil
Laboratoire de Géo-matériaux Environnement et Aménagement
LGEA
ETUDE DE L’INFLUENCE DES
INFILTRATIONS SUR LA STABILITE DES
BARRAGES
Cas du barrage TAKSEBT
Présenté par : MEBARKI Ghiles
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Influlence des infiltrations sur la stabilité des barrages taksebt

  • 1. Ministère de l’enseignement et de la recherche scientifique Université de Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou Faculté du Génie de la construction– Département de Génie civil Laboratoire de Géo-matériaux Environnement et Aménagement LGEA ETUDE DE L’INFLUENCE DES INFILTRATIONS SUR LA STABILITE DES BARRAGES Cas du barrage TAKSEBT Présenté par : MEBARKI Ghiles MASTER 2 option Géotechnique et environnement MÉMOIRE DE FIN D’ETUDE
  • 2. INTRODUCTION DEFINITIONS THEORIE DE LA STABIILITE ET DES INFILTRATIONS PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE PRESENTATION DES RESULTATS ANALYSES ET INTERPRETATIONS CONCLUSION PLAN DE TRAVAIL
  • 3. L’eau est une ressource naturelle d’une importance vitale pour toute vie sur terre ; L’homme se doit donc de s’en approvisionner, les barrages sont des ouvrages conçus spécialement pour cette cause. INTRODUCTION Outre les grandes forces directes dues à l’eau que subissent les barrages, il existe un tout autre phénomène, en particulier dans les barrages en terre, ce sont les infiltrations.
  • 4. Un barrage est un ouvrage hydraulique construit sur un cours d’eau ayant pour but de retenir et de stocker l’eau qui servira par la suite à diverses activités. DEFINITIONS Avec le développement des civilisations, les rôles des barrages furent plus nombreux et plus importants, principalement les barrages sont utilisés pour : - Irrigation - Usages domestique et industriel - Hydroélectricité - Contrôle des crues - Navigation fluviale
  • 5. DEFINITIONS Types de Barrage Selon le mode de construction, on distingue plusieurs types de barrage : les ingénieurs sont alors confrontés à choisir quel type de barrage serait le plus adéquat, mais parfois faire preuve de créativité afin de résoudre les problèmes de réalisation ou de conception.
  • 6. DEFINITIONS Organes principaux des barrages Evacuateur de crue Vidange de fond Passe de fonction Batardeau
  • 7. DEFINITIONS Choix du type de barrage Topographie du bassin versant Morphologie de la vallée Conditions géologiques et géotechnique s Matériaux disponibles la crue à maitriser Critères économiques
  • 8. Il existe plusieurs méthodes d’évaluation de la stabilité des pentes : - Fellenius - Bishop - Spencer - … Etude théorique de la stabilité des barrages en terre THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS L’étude de la stabilité des barrages en terre (remblai) relève de l’étude de la stabilité des talus. Ainsi, il est nécessaire de connaitre toutes les caractéristiques mécaniques et physiques du sol et sa sensibilité à l’eau. Méthodes d’analyse - La rupture se produit d'un coup sur la surface unique de glissement ; - La résistance au cisaillement du sol est entièrement mobilisée sur toute la surface de rupture ; - Le sol est isotrope. Hypothéses
  • 9. THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS Le facteur de sécurité est défini comme étant le rapport du moment des forces résistantes au moment des forces motrices. Est de découper le volume de sol étudié en un certain nombre de tranches et d'appliquer les différentes forces qui s’exercent sur chacune d’elles. Méthode de BISHOP Méthode FELLENIUS Etude théorique de la stabilité des barrages en terre Principe de la méthode Notion sur le facteur de sécurité
  • 10. Le barrage doit accomplir la fonction de rétention d’eau cela implique une bonne étanchéité, mais les infiltrations sont inévitables, cette eau infiltrée peut provoquer un changement des caractéristiques mécaniques, physiques ou chimiques du sol. Etude théorique des infiltrations THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS L’eau peut se trouver sous plusieurs états à l’intérieur d’un sol : - Eau de constitution - Eau adsorbée - Eau libre - Eau capillaire
  • 11. Etude théorique des infiltrations THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS L’étude du mouvement de l’eau dans le sol obéit à certaines hypothéses : - Le sol est saturé. - L’eau et les grains sont incompressibles. - La phase liquide est continue. L’étude des mouvements des fluides tient compte des notions suivantes : - Charge hydraulique - Pertes de charges - Gradient hydraulique - Vitesse écoulement - Loi de Darcy - Lignes d’écoulement - Lignes équipotentielles h = hA – hB i = − h/ dl V = q / s V = k . i h = z + p / w
  • 12. Les modes de rupture des barrages en terre sont principalement dus à l’eau : Mode de rupture des barrages en terre THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS Glissement du P. aval en période de crue Glissement du P. amont suite à une vidange Erosion interne Phénomène de Renard Rupture suite à une surverse de la digue Erosion externe du talus amont
  • 13. Solutions THEORIE DE LA STABILITE ET DES INFILTRATIONS Critère de conception des drains et des filtres Critères Conditions Objectifs visés Filtre Rétention des particules fines 𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞 𝐃 𝟖𝟓 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫 ≤ 5 𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞 𝐃 𝟓𝟎 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫 ≤ 25  Empêcher le passage des particules du sol migrateur  Eviter le colmatage du filtre par les particules fines Drain Perméabilité (drainage) 𝐃 𝟏𝟓 𝐟𝐢𝐥𝐭𝐫𝐞 𝐃 𝟏𝟓 𝐬𝐨𝐥 𝐦𝐢𝐠𝐫𝐚𝐭𝐞𝐮𝐫 ≥ 𝟓  Assurer la plus grande perméabilité possible du filtre  Diminuer les pressions hydrauliques dans les filtres  Assurer la stabilité du filtre Remarque : F = D . D  F Système de drainage muni d’un filtre protecteur
  • 14. PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE Présentation du barrage TAKSEBT Barrage de Taksebt : situé à 10 km à l‘Est de Tizi-Ouzou sur l'oued Aïssi, principal affluent de l’oued Sébaou. Construction du barrage : début en 1993 et achevé en Janvier 2002. TAKSEBT est un barrage en remblai constitué d’une recharge en alluvions silto- graveleuses et noyau d’argilites compactées jusqu’à une hauteur de 74.5 m.
  • 15. PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE Présentation du Logiciel Plaxis PLAXIS : programme d’éléments finis en 2D pour réaliser des analyses de déformation et de stabilité. Théorie de la stabilité utilisée par Plaxis v8 Le logiciel Plaxis se base sur la loi classique de Mohr- Coulomb.  =  tan(ϕ) + c  représente la résistance au cisaillement Le facteur de sécurité est calculé par le rapport entre la force réelle et la force minimale requise pour l'équilibre Fs =  𝐦𝐚𝐱  𝐦𝐢𝐧 Fs = 𝐜−  𝐧 𝐭𝐚𝐧 𝐜 𝐫−  𝐧 𝐭𝐚𝐧𝐫 Théorie des infiltrations utilisée par Plaxis v8 Le logiciel Plaxis utilise la loi de Darcy pour évaluer le débit et la vitesse des infiltrations. 𝑽𝒚 = − 𝒌 𝒚 𝒅𝝓 𝒅𝒚 𝑽𝒙 = − 𝒌 𝒙 𝒅𝝓 𝒅𝒙
  • 16. PRESENTATION ET MODELISATION DU BARRAGE Modélisation du barrage Génération du maillage Etapes de l’analyse Barrage plein à 1/3 PHE ETAT 1 Barrage plein à 2/3 PHE ETAT 2 Barrage en fin de construction (Vide) Phase 1 : Tassement Phase 2 : Stabilité des talus Barrage plein au niveau de la PHE ETAT 3 Phase 3 : Consolidation Phase 4 : Stabilité des talus Phase 5 : Consolidation Phase 6 : Stabilité des talus Phase 7 : Consolidation Phase 8 : Stabilité des talus
  • 17. PRESENTATION DES RESULTATS Contraintes Tassement Uy Glissement Ux Fs = 1.568 > 1.3 N BARRAGE VIDE, Fin de construction ’ = -1.9 x 103 kN/m² Uy = 99.265 cm Ux= - 32 cm Ux = 26 cm
  • 18. ETAT 1 , BARRAGE A 1/3 PHE Saturation Pression interstitielle Uw Contrainte effective ’ = - 1.21 x 103 kN/m² Uw = -0.78 x 103 kN/m² Contrainte Totale  = -1.45 x 103 kN/m² PRESENTATION DES RESULTATS
  • 19. ETAT 1 , BARRAGE A 1/3 PHE Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy Glissement Ux h = 60 m Ux = 10 .1 cm Uy = 2.06 cm Débit de fuite q = 1.76 x 10-3 m3/j/m Vitesse d’ecoulement v = 0.721 x 10-3 m/j Fs = 1.628 PRESENTATION DES RESULTATS
  • 20. ETAT 2 , BARRAGE A 2/3 PHE Contrainte Totale Saturation Contrainte effective ’ = - 1.14 x 103 kN/m²  = -1.89 x 103 kN/m² Pression interstitielle Uw Uw = -0.829 x 103 kN/m² PRESENTATION DES RESULTATS
  • 21. ETAT 2 , BARRAGE A 2/3 PHE Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy Glissement Ux h = 69.73 m Uy =0.352 cm Ux = 23.32 cm Fs = 1.688 Débit de fuite q = 4.48 x 10-3 m3/j/m Vitesse d’ecoulement v = 2.46 x 10-3 m/j PRESENTATION DES RESULTATS
  • 22. ETAT 3 , BARRAGE A PHE Contrainte Totale Saturation Contrainte effective ’ = - 1.12 x 103 kN/m²  = -2.16 x 103 kN/m² Pression interstitielle Uw Uw = -1.21 x 103 kN/m² PRESENTATION DES RESULTATS
  • 23. ETAT 3 , BARRAGE A PHE Charge hydraulique h Tassement ( consolidation) Uy Fs = 1.586 > 1.5 N h = 110.74 m Uy = 0.228 cm Débit de fuite q = 4.88 x 10-3 m3/j/m Vitesse d’ecoulement v = 2.47 x 10-3 m/j Glissement Ux Ux = 31.3 cmUx = +14.3 cm PRESENTATION DES RESULTATS
  • 24. VARIATION DES CONTRAINTES /HR VARIATION PRESSION INTERSTITIELLE /HR ANALYSES ET INTERPRETATIONS 1,22 1,2 1,14 1,12 1,1 1,12 1,14 1,16 1,18 1,2 1,22 1,24 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Contrainteeffectives 103kN/m² Hauteur de retenue m Variation des Contraintes effectives 1,24 1,45 1,56 2,16 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Contrainteeffectives 103kN/m² Hauteur de retenue m Variation des Contraintes Totales 0 708 829,51 1210 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 20 40 60 80 pressioninterstitielleUwen kN/m² Hauteur de retenue m Variation de Uw en fonction de HR 0 57 69,73 110 0 50 100 150 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Chargehydrauliquehen m Hauteur de la retenue (m) Variation de charge hydraulique VARIATION DE LA CHARGE HYDRAULIQUE /HR
  • 25. ANALYSE DE LA VITESSE D’ECOULEMENT DANS LE BARRAGE ANALYSE DU DEBIT DE FUITE DANS LE BARRAGE ANALYSES ET INTERPRETATIONS 0,14 0,070,18 1,01 1,13 1,2 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 0 100 200 300 400 500 Vitesse(10-6m/jrs) Distance horizontale m Variation de la vitesse d'ecoulement Etat 1 0,1 0,154 0,602 1 1,08 1,69 0 0,5 1 1,5 2 0 100 200 300 400 500 Vitesse(10-6m/jrs) Distance horizontale m Variation de la Vitesse Etat 2 0,0080,1 1,5 1,93 1,94 2,94 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 100 200 300 400 500 Vitesse(10-6m/jrs) Distance horizontale m Variation de la vitesse PHE 0,19 4,6 14,61 10,5 13,7 21,94 0 5 10 15 20 25 0 100 200 300 400 500 Débitdefuites(10-6m3/jr/m) Distance horizontale m Variation du débit fuite PHE 0,234 6,246,99 5,53 7,61 12,53 0 2 4 6 8 10 12 14 0 100 200 300 400 500 Débitdefuites(10-6m3/jr/m) Distance horizontale m Variation du débit de fuite Etat 2 2,39 2,042,77 5,44 6,03 8,8 0 2 4 6 8 10 0 100 200 300 400 500 Débitdefuites (10-6m3/jr/m) Distance horizontale m Varition du débit de fuite Etat 1
  • 26. ANALYSES ET INTERPRETATIONS ANALYSE DE LA VARIATION DE LA VITESSE /HR ANALYSE DU DEBIT DE FUITE / HR 0,14 0,07 0,18 1,01 1,13 1,2 0,1 0,154 0,602 1 1,08 1,69 0,008 0,1 1,5 1,93 1,94 2,94 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Vitesse(10-6m/jrs) Distance horizontale m Vitesse 1/3 vitesse 2/3 vitesse Phe 2,39 2,04 2,77 5,44 6,03 8,8 0,234 6,24 6,99 5,53 7,61 12,53 0,19 4,6 14,61 10,5 13,7 21,94 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Débitdefuites(10-6m3/jr/m) Distance en m Débit de fuite 1/3 Débit de fuite a 2/3 Débit de fuite PHE
  • 27. ANALYSE DE LA DEFORMATION DU PAREMENT AMONT /HR ANALYSE DE LA DEFORMATION DU PAREMENT AVAL / HR ANALYSES ET INTERPRETATIONS -234,43 12,64 66,72 68,74 -256,62 50,12 73,84 107,42 -285,5 74,43 122,4 207,05 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 déformationhorizontale10-3m Hauteur de retenue m Variation des déformations Horizontales du parement amont en fonction de la hauteur de retenue Couple A-A Coupe B-B Coupe C-C 232 47,71 143,91 291,27 187,74 46,25 96,9 196,21 258,25 93,3 221,15 295 0 50 100 150 200 250 300 350 0 10 20 30 40 50 60 70 80 déformationhorizontale10-3m hauteur de la retenue m Variation des déformations horizontales du parement aval en fonction de la hauteur de retenue Coupe D-D Coupe E-E Coupe F-F
  • 28. ANALYSE DE LA VARIATION DU FACTEUR DE SECURITE FS/ HR ANALYSES ET INTERPRETATIONS ANALYSE DE LA VARIATION DU TAUX DE TASSEMENT / HR 1,567 1,682 1,688 1,585 1,4 1,45 1,5 1,55 1,6 1,65 1,7 1,75 1,8 0 10 20 30 40 50 60 70 80 valeurdecoeffcientdesecuritefs hauteur de la retenue variation du Coefficient de sécurité Fs variation du Coefficient de sécurité Fs 0 20,63 3,52 2,28 0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 tauxdetassementmm hauteur de retenue m VARIATION DU TAUX DE TASSEMENT EN FONCTION DES ETAT DE CHARGES variation de la consolidation
  • 29. CONCLUSION L’objectif de cette étude est d’étudier l’influence des infiltrations sur la stabilité du barrage de Taksebt qui est de type remblai. Les résultats obtenus montrent que :  Les diminution  ’ et augmentation  et Uw lors de la montée de l’eau ;  Les taux infiltrations de l’eau sont proportionnelles à la montée de l’eau ;  Le q dépend de la Ve , il est plus important à l’état de PHE ;  La perte de charge se fait au niveau du noyau central ;  La montée de l’eau dans la retenue a un effet stabilisateur sur le P. amont , et un effet déstabilisateur sur le P. aval ;  La déformation du P. aval est plus importante lors de la PHE .
  • 30. CONCLUSION Le barrage de Taksebt présente des valeurs rassurantes en terme de coefficient de sécurité qui restent supérieures à la norme sous tous ces états de charge, de plus il est suffisamment étanche. Il serait très intéressant d’approfondir les recherches en abordant d’une part, l’effet de la vidange rapide et d’autre part, l’impact sismique sur la stabilité du barrage. En guise de recommandations, il est important que le barrage reste très étanche en dépit de la présence d’un système de drainage efficace. L’eau est une richesse inestimable. on se doit donc en tant que citoyens et citoyennes de bien la préserver et d’en faire un bon usage.
  • 31. MERCI DE VOTRE ATTENTION ….
  • 32. Ministère de l’enseignement et de la recherche scientifique Université de Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou Faculté de Génie civil – Département de Génie civil Laboratoire de Géo-matériaux Environnement et Aménagement LGEA ETUDE DE L’INFLUENCE DES INFILTRATIONS SUR LA STABILITE DES BARRAGES Cas du barrage TAKSEBT Présenté par : MEBARKI Ghiles MASTER 2 option Géotechnique et environnement MÉMOIRE DE FIN D’ETUDE