Soutenance mémoire
L’ Estimation de l’envasement par le modèle PISA :
P.I.S.A est un modèle de prédiction de l’envasement dans les réservoirs artificiels. Il a été utilisé dans 42 ouvrages de mobilisation des eaux (barrages-retenues collinaires) italiens par Bazzofi et al. (1996, 1997, 1998, 2000, 2003), Ouechtati et Baldassare, (2011) en Tunisie et Benkhadja et al, (2012) en Algérie.Le modèle de prévision de l’envasement dans les réservoirs artificiels (P.I.S.A) est un modèle paramétrique statistique de régression linéaire multiple, conçu pour l’évaluation de la sédimentation dans les réservoirs. Il a été formulé pour être facilement et rapidement applicable, sans avoir besoin de données recueillies directement sur terrain, mais à partir des variables d’entrée obtenues à partir de la cartographie traditionnelle et l’analyse des séries chronologiques des variables hydrologiques.Le modèle P.I.S.A se base sur des paramètres climatiques, morphologiques et physiques d’un bassin versant, qui peut fournir une prévision du taux moyen annuel de sédimentation dans les réservoirs artificiels exprimées en m3.Km-2 de sédiments. Il permet alors une estimation indirecte de l’érosion des sols en amont du barrage (Benkhadja et al, 2012).Le modèle est donné par la relation suivante :
Y= 42593 – 1.98A + 102.9576 (𝑆𝐸𝑅)0.5– 9.844 PEN – 0.31𝑃 ̅ +116.718D (V.1)
Avec :Y : Indice de sédimentation exprimé par le volume annuel de sédiments humides versés dans le barrage par unité de surface du bassin versant. (m3.km-2) ;
A : Superficie du bassin versant (km2) ;
SER : La surface érodable correspondant à la surface cultivable ajoutée à 1/16 de la surface non cultivées agroforestière (km2) ;
PEN : Pente moyenne du bassin versant (grades) ;
P : Précipitation moyenne annuelle (mm) ;
D : Densité de drainage (km.km-2).
L’avantage de ce modèle réside dans la formulation pour une application en phase de projet de construction d’un barrage dans des zones aux données hydrologiques insuffisantes voire absentes. Le second avantage réside dans son applicabilité à des bassins versants de différentes tailles, contraire au modèle universel de perte en sol USLE (Universal Soil Loss Equation, Wischmeier et Smith, 1978) par exemple qui n’est applicable qu’au niveau d’une parcelle expérimentale. Toutefois, le modèle peut être utilisé pendant la phase de fonctionnement du réservoir, pour :
– Assurer la gestion et les actions y afférentes ;
– Réduire les arrivées de sédiments au niveau du barrage et les impacts négatifs qui en découlent sur l’environnement (Bazzoffi et Baldassarre, 2000) ;
– Rétablir la capacité d’origine de la retenue du barrage (Ouechtati et Baldassarre, 2011).
Application du modèle
Pour ce faire nous avons subdivisé notre bassin en deux sous bassins, l’oued Sebdou et l’oued Khemis. Le travail cartographique a nécessité l’utilisation de la carte en MNT établie par le CNTS (centre National des Techniques spatiales) et l’ASAL (l’Agence Spatiale Algérie) (Arzew) des deux sous bassins et l’outil Arc GIS.La mise en pratique du modèle nécessite d’extraire la surface, la pente moyenne, la densité de drainage et la surface érodable des versants Sebdou et Khemis en utilisant le logiciel Arc gis. Le tableau (V.2) résume ces paramètres.
Validation du modèle PISA
La validation des résultats du modèle PISA a été réalisée à partir de la Comparaison avec les estimations par d’autres méthodes de calcul de l’envasement ou de l’apport solide par les deux oueds au barrage de Beni Bahdel
par rapport au levé bathymétrique :
Le tableau V.4 nous donne les valeurs de l’envasement cumulé estimé par le modèle PISA et l’envasement cumulé mesuré au barrage Béni-Bahdel de 1945 jusqu’à 2003Si l’on regarde les valeurs de l’envasement données par le modèle PISA du tableau V.4, Nous pouvons dire que le barrage de Beni Bahdel est déjà envasé à 100% depuis 2003 ce qui est invraisemblable sachant que les levées bathymétriques n’ont donné qu’une perte de 13% de la capacité totale du barrage.
par rapport aux apports solides mesurés à oued Sebdou :
Pour cette deuxième validation nous avons utilisé les valeurs des apports solides calculés à partir des concentrations des matières en suspension mesurées au niveau de l’oued Sebdou et relatives à la période 1985-1998 (Bouanani A, 2004) que nous comparons (tableau V.5) avec celles obtenues par le modèle PISA pour la même période..
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Table des matières
Abstract
Introduction générale
Chapitre I : Erosion, Transport Solide Et Envasement
Erosion et transport solide
I.1Erosion
I.1.1Les types d’érosion
I.1.1.1 L’érosion hydrique
I.1.2Origine et mécanisme de l’érosion hydrique
I.1.3Les facteurs induisant l’érosion
La lithologie (nature du sol)
Climat
Précipitations
Irrégularité pluviométrique
Le couvert végétal
Facteur socioéconomique
I.1.4 Ampleur de l’érosion en Algérie
I.1.5. QUANTIFICATION DE L’EROSION
I.1.5.1 Mesures directes
I.1.5.2 Modèles empiriques
a)Formule de Wischmeier et Smith (1978)
Erreur ! Signet non défini
c) Modèle de Tixeront (1960)
d) Formule de L’A.N.R.H (1970)
e) Formule de Gravilovic (1960)
g) Formule de Fournier (1960)
I.1.6 Conséquences du phénomène d’érosion
I.2Le transport solide
I.2.1Définition
I.2.2 Les mécanismes du transport solide
I.2.2.1 Par charriage
I.2.2.2 Par suspension (suspended load)
I.2.3 Les différents facteurs intervenants dans le transport solide
I.2.4 mesure du transport solide dans les cours d’eau
I.2.4.1La mesure du transport en suspension
I.1.4.2 La mesure des transports de fond
0 I.3 Méthodes de défenses contre l’érosion et le transport solide
I.3.1 dans les interfluves
I.3.2 dans les cours d’eau
I.4 Envasement
I.4.1 Généralité .
I.4.2 Mécanisme de l’envasement
I.4.4 L’envasement en Algérie
I.4.4. Les problèmes posés par l’envasement
I.4.4.1 Réduction de la capacité
I.4.4.2 Impact de l’envasement sur la qualité de l’eau du barrage
I.4.4.3 Blocage des vannes
I.4.4.4 Envasement des canaux d’irrigation .
I.4.5 Méthodes de détermination de taux d’envasement
I.4.6 Moyens techniques de lutte contre l’envasement
Chapitre II : Présentation du bassin Versant de la Haute Tafna (Sebdou-Khemis)
II.1.- SITUATION GEOGRAPHIQUE
II.1.1 situation du secteur d’étude (partie supérieur de l’oued Tafna)
II.2- GEOLOGIE
II.2.1-Cadre géologique général
II.2.2-Analyse lithostratigraphique
II.2.2.1- les séries anciennes
II.2.2.2 Les séries récentes
II.3. Sols et végétations
1 Chapitre III; Hydro-pluviométrie
Introduction
III.1.-Etude des précipitations
III.1.4 Etude statistique des précipitations
III.1.4.1 Adéquation des données de précipitation annuelle à une loi statistique
III.1.4.2 Ajustement par la loi normale
III.1.4.3-Calcul des Précipitations pour une période de récurrence donnée
III.2 .1 Débits annuels
III.2.2. Débit mensuel
III.2.3. Etude statistique des débits moyens mensuels
III.2.3.1 Ajustement par la loi de Gumbel
III.2.2.2Calcul des débits pour une période de récurrence donnée
Chapitre IV : Morphométrie 56 IV. Morphométrie des bassins versants des oueds Sebdou et Khemis
IV.1 Paramètres de forme
IV.1.1 Indice de compacité
IV.1.2 rectangle équivalent
IV.2 ETUDE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE
IV.2.1Etude de chevelu hydrographique
IV.2.1.1 Densité de drainage
IV.2.1.2 Rapport de confluence (Rc)
IV.2.1.3 Rapport des longueurs (Rl)
IV.3 Paramètres de relief
IV.3.1 Réparation altimétrique
IV.3.2 Indices de pente et relief
Chapitre V : Estimation de l’envasement du barrage de Béni-Bahdel par le modele PISA
INTRODUCTION 73 V.1 PRESENTATION DU BARRAGE
V.1.1Historique et Caractéristique
V.1.2 L’envasement du barrage béni Bahdel
V.2 l’ Estimation de l’envasement par le modèle PISA
V.2.1 Application du modèle
V.2.4 Validation du modèle PISA
V.2.4.1. par rapport au levé bathymétrique (tableau V.4)
V.2.4.2 par rapport à l’apport solide au niveau du bassin de Sebdou
V.3 Estimation de l’apport solide spécifique par le modèle de Sogreah
V.3.1 comparaison des résultats du modele sogreah avec le modele PISA
Conclusion générale
Références bibliographiques
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