FR Text APD

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DES RESSOURCES EN EAU

AGENCE NATIONALE DES BARRAGESDIRECTION DES ETUDES TECHNIQUES

ANB

AVANT-PROJET DETAILLEDU BARRAGE RENEM

VOLUME 3 ANNEXE 3

GEOLOGIEET

GEOTECHNIQUE

1

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ET

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GEOTEC

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ZARUBEZHVODSTROY

FEDERATION DE RUSSIEMINISTERE DE L’AGRICULTURE

ENTREPRISE D’ETAT ZARUBEZHVODSTROY

MOSCOU2002

SOMMAIRE 2

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SOMMAIREINTRODUCTION...........................................5

1.STRUCTURE GEOLOGIQUE DE LA VALLÉE DE L'OUED RENEM....8

1.1. Stratigraphie...................................8

1.2. Tectonique.....................................12

1.3. Hydrogéologie..................................15

1.4. Sismicité......................................172.STRUCTURE GÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DE LA ZONE

DE LA RETENUE SUR L'OUED RENEM.....................262.1. Berges de la retenue...........................26

2.2. Cuvette de la retenue..........................33

3.CARACTÉRISTIQUE GÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DU SITE SUR L'OUED RENEM........................................44

3.1. Structure géologique...........................44

3.2. Propriétés de filtration des roches............49

3.3. Caractéristiques géotechniques des roches.....55

3.4. Conditions géologiques et géotechniques de laconstruction.....................................71

3.4.1........................................Barrage71

3.4.2.........................Ouvrage de prise d'eau76

3.4.3............................Evacuateur de crues78

SOMMAIRE 3

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4.ZONES D'EMPRUNT DES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION.......79

4.1. Grès...........................................79

4.2. Sols cohérents.................................85

4.3. Pierre cassée pour la fabrication du béton....101

CONCLUSION...........................................103

BIBLIOGRAPHIE........................................110

ANNEXES TEXTUELLES

Pages

1.SITE DU BARRAGE....................................1141.1. Fiches géologiques et géotechniques des sondage.

Legende relative aux colonnes geologiqueset geotechniques des forages classification des roches selonles carottes de forages..............................115

1.2. Traitement des travaux des essais d'eau par la méthode Lugeon.............................140

1.3. Traitement des travaux des essais d'eau par la méthode Lefranc.........................308

2.ZONE D’EMPRUNT DES GRÉS............................312

2.1. Fiches géologiques et géotechniques des sondages313

2.2. Traitement des travaux des essais d'eau par

la méthode Lugeon.......................320

3.ZONE D’EMPRUNT DES SOLS COHERENTS..................334

3.1.Fiches géologiques et géotechniques des puits. 335

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4. METHODOLOGIE DE LA DETERMINATION DES VALEURS NORMATIVES ET DE CALCUL DES CARACTERISTIQUES DE RESISTANCE.........................................343

5. ETUDES DE LA FILTRATION À TRAVERS LE CORPS ET LA FONDATION DU BARRAGE(Rapport «Etude scientifique des structures des barrages de Renem et Djedra» Institut de recherches scientifiques «VODGEO», Moscou, 2002)......................................3465.1. Conditions géologiques et géotechniques et

hydrogéologiques du site du barrage..............................347

5.2. Schématisation géofiltration.................348

5.3. Filtration à travers le corps et la fondation dubarrage.........................................350

5.4. Filtration par contournement.................352

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ANNEXES GRAPHIQUES

№№

1. CARTE GEOLOGIQUE DU SITE DU BARRAGE.......................GR-01

2. CARTE GEOLOGIQUE DE LA CUVETTE

DE LA RETENUE RENEM.......................................GR-02

3. COUPES GEOLOGIQUES SUIVANT LES LIGNES

I-I, II-IIА, III-III......................................GR-03

4. COUPES GEOLOGIQUES SUIVANT LES LIGNES

II-IIВ, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII........................GR-04

5. CARRIERE DE PIERRE. COUPES. CALCUL DES RESERVES

DES TERRAINS..............................................GR-05

6. ZONE D’EMPRUNT DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION.SOLS COHERENTS............................................GR-06

7. AXE DU BARRAGE. MODELE GEOFILTRATION.....................GR-07

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Introduction

Le présent rapport est rédigé par le Bureau d’études de

l’Entreprise d'Etat «ZARUBEZHVODSTROY» sur la base des résultats

des travaux de reconnaissance faits en vue de la justification

géologique et géotechnique de l'Avant-projet détaillé du barrage

sur l'oued Renem (wilaya Souk-Ahras).

Les prospections géologiques et géotechniques (sondages, puits de

reconnaissance, essais d'eau par la méthode de Lugeon et par la

méthode de Lefranc), ainsi que les travaux topographiques et

géodésiques et une partie d'essais de laboratoire étaient

effectués par les entreprises algériennes à la commande de

l’Agence Nationale des Barrages dès le décembre 1997 (y compris

les prospections au stade de l’Etude de faisabilité) à l'avril

2002 en conformité avec les programmes établis par le Bureau

d’études de l’Entreprise d'Etat «ZARUBEZHVODSTROY».

Les spécialistes du Bureau d’études avec les représentants du

Département de la Géologie de l’Agence Nationale des Barrages

effectuaient les visites régulières de la région en étude,

réalisaient le contrôle technique de l'exécution du programme des

prospections, des travaux de sondage et d'essais d'eau, faisaient

la documentation relative aux carottes, choisissaient les

échantillons des roches et de l'eau pour les expédier en

laboratoire. Au fur et à mesure de l'exécution des travaux le

Département de la Géologie de l’Agence Nationale des Barrages

remettait toutes les informations acquises (cahiers de sondages et

d'essais d'eau).

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Au cours de l'exécution des travaux de prospection (y compris les

prospections faites au stade de l’Etude de faisabilité) on a

effectué les travaux suivants :

Le levé topographique de la zone du site du barrage à

l'échelle de 1:1000 (90ha) et de la cuvette de la retenue à

l'échelle de 1:5000 (500ha) (Entreprise – CETB «Cabinet

d’études techniques»).

Le rattachement topographique de 25 sondages (Entreprise -

Bureau d’études de l’Entreprise d'Etat «ZARUBEZHVODSTROY»).

Le levé géologique et géotechnique de la zone du site du

barrage à l'échelle de 1:1000 et de la cuvette de la retenue

1:5000 (500ha) (Entreprise - Bureau d’études de l’Entreprise

d'Etat «ZARUBEZHVODSTROY»).

L'exécution de 19 sondages dans la région du site du barrage

d’une longueur totale de 1051 m, le prélèvement de 118

monolithes (Entreprise – Entreprise Publique Economique

HYDRO-TECHNIQUE. Unité Travaux Spéciaux) (Tableau 1).

Tableau 1

VOLUMES DES TRAvaux de forage réalisés

№№ Numéro dusondage Profondeur, m Quantité de

monolithes prélevés Nombre d'essais

d'eauSITE DU BARRAGE

1 SR-1 80 7 142 SR-2 55 6 83 SR-3 56 5 84 SR-4 80 16 165 SR-5 40 4 66 SR-6 40 2 67 SR-7 30 2 -8 SR-8 30 1 69 SR-9 25 - -

INTRODUCTION 8

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10 SR-10 65 1 911 SR-11 80 10 1212 SR-101 100 11 1813 SR-102 100 10 1914 SR-103 50 5 815 SR-104 40 6 716 SR-105 50 8 917 SR-106 50 12 818 SR-107 50 8 719 SR-108 30 4 4

Somme : 1051 118 165CARRIERE DE PIERRE

20 SR-1C 20 621 SR-2C 20 622 SR-3C 20 623 SR-4C 20 524 SR-5C 20 325 SR-6C 40 6

Somme : 140 32Total : 1191 150 165

L'exécution de 165 essais d'eau dans les sondages par la

méthode de Lugeon (Entreprise – Entreprise Publique

Economique HYDRO-TECHNIQUE. Unité Travaux Spéciaux).

L'exécution de 6 essais d'eau dans les sondages par la

méthode de Lefranc (Entreprise – Entreprise Publique

Economique HYDRO-TECHNIQUE. Unité Travaux Spéciaux).

L'exécution de 6 sondages dans la carrière des grès d’une

longueur totale de 140 m, le prélèvement de 31 monolithes

(Entreprise – Entreprise Publique Economique HYDRO-

TECHNIQUE. Unité Travaux Spéciaux).

L'exécution de 12 puits de reconnaissance dans la zone

d'emprunt des sols cohérents d'une profondeur totale de

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37,7 m et le prélèvement de 12 échantillons de masse du sol(Entreprise – Entreprise Publique Economique HYDRO-TECHNIQUE.

Unité Travaux Spéciaux).

Les essais en laboratoire des propriétés physico-mécaniques

et celles de filtration, ainsi que les analyses de la

composition chimique des roches et des sols (Entreprises –

Laboratoire National de l’Habitat et de la Construction.

Unité Régionale de l'Oued Smar et Laboratoire géotechnique de

CMO-3 «Vodstroy» (barrage de Tilesdit).

Le traitement de bureau et l'interprétation des résultats des

sondages, des essais d'eau, des travaux miniers et de laboratoire,

le déchiffrement des photos aériennes, l'étude et la

systématisation des documentations techniques et littéraires et la

rédaction de la présente partie du Projet ont été faits au Bureau

d’études de l’Entreprise d'Etat «ZARUBEZHVODSTROY».

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1.Structure géologique de la vallée de l'oued Renem

Elle est mise en évidence sur la base des cartes géologiques

publiées de l'Algérie à l'échelle de 1:200 000 et 1:50 000 (liste

78 – «Oued Mougras») avec l'utilisation de la monographie de David

L. «Etude géologique des montagnes. Haute Medjerda», 1956 15, des

matériaux du déchiffrement des photographies aériennes à l'échelle

de 1:20 000 et des données de la prospection géologique et

géotechnique du territoire.

1.1. Stratigraphie

La vallée de l'oued Renem qui est l'affluent rive droit de l'oued

Medjerda, coupe les structures pliées de l'Atlas de Nord formées

lors de la déformation des dépôts sédimentaires de la période de

Mésozoïque-Caïnozoïque au cours de la phase alpine de la genèse

tectonique. Les processus orogéniques ont conduit à la formation

des plis réguliers à l'orientation nord-est (type saharien), à

leur torsion intensive et au passage graduel aux plis du type

tellien (plis renversés et couchés).

Les principaux affluents de l'oued Renem qui ont de préférence la

direction nord-est et sud-ouest, ont les vallées assez larges dues

aux processus d'érosion. La vallée de l'oued Renem a trois

tronçons rétrécis dont deux tronçons sont entaillés dans les

calcaires du Crétacé supérieur et le troisième - dans les grès du

Miocène. La première gorge est située avant le débouché de l'oued

sur la vallée de l'oued Medjerda, la deuxième et la troisième - à7,5 et 8,5 km plus en amont. Le site du barrage de Renem est

attaché à la deuxième gorge.

STRUCTURE GÉOLOGIQUE DE LA VALLÉE DE L'OUED RENEM

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Dans la zone des ouvrages en étude (barrage, retenue) sont

largement développées les roches marines carboniques, les roches

carbono-terrigènes et celles terrigènes du Crétacé supérieur, du

Paléogène et du Néogène. Les faciès continentaux sont constitués

de dépôts dispersés et peu cimentés du Pléistocène et de

l'Holocène Annexe Graphique № GR-02.

Les roches du Crétacé supérieur constituent les versants de la

vallée de l'oued Renem dans la zone du site du barrage, elles sont

présentées par les dépôts des étages de Santonien, Campanien et

Maastricht qui gisent sous la forme monoclinale. Les bancs ont le

pendage vers l'amont de la vallée avec les angles de 30-400.

Le Santonien supérieur – le Campanien inférieur (С4b-5а) est présenté par des

marnes avec les bancs rares des calcaires. Les marnes sont

argileuses et elles ont la couleur grise et gris foncé avec les

teintes bleuâtres ou verdâtres. La densité des marnes varie avec

la profondeur, souvent là où se manifestent les couches contenant

le matériau détritique. La puissance de cette couche monotone

dépasse 200 m. Ces dépôts sont largement développés dans les

dépressions en aval de la chaîne Bou-Rzin dont le site du barrage

est attaché à la partie axiale. Leur tendance à l'altération et à

l'affouillabilité contribue à la formation des couches puissantes

des accumulations diluvio-proluviales situées le long de l'oued

ainsi qu'au développement vaste des dépôts diluvio-colluviaux sur

les versants.

Le Campanien supérieur est présenté par sa série inférieure (С5b). Sa

coupe la plus complète se découvert sur les versants de la chaîne

Bou-Rzin en aval du barrage en étude. Dans la partie supérieure ce


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sont les calcaires pélitomorphes en plaquettes épaisses et de la

couleur gris clair et grise, dans la partie inférieure – les

calcaires marneux et les marnes calcaires grises et gris foncé. La

puissance de la série varie de 80 à 100 m.

Les dépôts de Maastricht affleurent sur la surface au niveau des

chaînes les plus hautes et longues en recouvrant leurs sommets et

versants. En conformité avec sa lithologie les dépôts de l'étage

de Maastricht se subdivisent nettement en deux étages: inférieur

et supérieur.

Maastricht inférieur (С6а) affleure sur la surface au site du barrage

Renem. La série se compose des calcaires à couches épaisses

(jusqu’à 82-94% de СаСО3) de couleur gris clair, presque blanche,

denses, résistants, avec les surfaces de stratification

irrégulières, alternant au niveau de la semelle avec des

intercalations des calcaires marneux gris. La puissance de la

série est de l'ordre de 150-200 m.

Maastricht supérieur (С6b) est présenté par des marnes argileuses et

calcaires marneux gris foncé (au niveau du toit – par des

calcaires denses gris jaunâtre). La puissance de la série est de

l'ordre de 100-120 m. Il affleure sur la surface en amont du

barrage.

Les dépôts de Paléocène (е1-3) présentés par des marnes à rares

intercalations de calcaires affleurent dans le bief amont du

barrage à 250 m à l'amont du site. A cause de leur altération

facile ils forment les dépressions entre les chaînes. Les marnes

de Paléocène couvrent sans discordance les dépôts de Maastricht.


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Les dépôts de Miocène sont largement développés sur le parcours

supérieur de l'oued Renem en constituant les noyaux des structures

synclinales. La couche puissante terrigène molasse est subdivisée

en série inférieure datée du Miocène inférieur - moyen et en série

supérieure se rapportant au Miocène moyen - supérieur. Les formes

du relief créées par les dépôts du Miocène, dépendent de la

lithologie des roches : si les grès prédominent dans la coupe, ce

sont les plateaux du type cuesta ; si les marnes et argilites

prédominent, ce sont les dépressions entre les montagnes.

La série inférieure (m1-2) est présentée par des grès, marnes et

argilites. Ils gisent de façon transgressive avec la discordance

nettement prononcée sur les roches de Crétacé et Paléocène. Les

roches ont la couleur gris jaune ou gris verdâtre. La puissance

est de 80-100 m.

A son tour la série supérieure (m2-3) est subdivisée en trois sous-

étages – inférieure (m12-3), moyen (m2

2-3) et supérieure (m32-3). Les dépôts

des sous-étages inférieure et supérieure sont plus argileux, dans

ces dépôts dominent les argilites et les marnes avec le contenu

subordonné des grès ; dans les dépôts du sous-étage moyen, au

contraire, ce sont les grès qui prévalent, mais les argilites se

rencontrent sous la forme des lentilles et intercalations. Dans

les dépôts du sous-étage moyen on prévoit la zone d'emprunt des

grès. Les roches de la série supérieure gisent dans les parties

centrales des structures synclinales avec discordance par rapport

aux formations du Miocène inférieur – moyen. La puissance de la

série est de 150 m.


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Les formations quaternaires ont l'étendue importante dans la vallée de

l'oued Renem (et, notamment, dans les limites de la future

retenue). Elles se distinguent par la genèse, par l'appartenance

géomorphologique et par la situation relative géochronologique.

Les dépôts de Quaternaire inférieur sont présentés par des travertins (q1T)

dont les affleurements ont lieu sur le versant gauche de la vallée

de l'oued Renem dans la zone du site du barrage. Leur formation

est due aux sources thermales de Pléistocène inférieur

probablement liées aux accidents tectoniques. L'épaisseur de la

terrasse de travertin atteint 16,5 m.

Les formations quaternaires moyennes et supérieures sont présentées par des

dépôts de pente diluvio-gravitationnels (q3dg), par des dépôts diluvio-

proluviaux (q3dp), ainsi que par des dépôts alluvionnaires (q3

al) des

terrasses non submersibles de l'oued Renem. Leur nature et

puissance sur les tronçons différents de la vallée sont variables

et sont déterminées par la nature et la résistance du substrat.

Dans le faciès de terrasse inondable de l'alluvion de Pléistocène

supérieur qui est présenté sur le plan lithologique par des

argiles et limons on prévoit la zone d'emprunt des sols cohérents.

Les formations contemporaines (Holocène) sont présentées par les alluvions

(Af) des cours d'eau vifs (lit et terrasses inondables), par les

dépôts gravitationnels-éboulis (Ag), ainsi que par les accumulations dues

au glissement de terrain (dP).

Les alluvions contemporaines sont présentées par des cailloux,

graviers, sables argileux et le limon sableux. Leur puissance va

jusqu’à 8 m.


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Les dépôts gravitationnels-éboulis sont développés le long des

versants des chaînes. Ils se composent de débris anguleux des

calcaires, grès ou marnes avec certaine quantité de sables et

argiles.

Les accumulations dues au glissement de terrain sont développées

sur le versant gauche de la vallée de l'oued Renem à environ 500 m

à l'amont du site du barrage. Ils couvrent les dépôts

alluvionnaires et diluvio-gravitationnels du Pléistocène

supérieur ; sur le plan lithologique ce sont les argiles et les

limons avec des insertions des arènes et pierres cassées des grès

et des formations amorphes de carbonates. La zone de

l'accumulation des masses de glissement fait partie de la zone

d'emprunt des sols cohérents (bloc I-1). La puissance découverte

des dépôts de glissement atteint 3 m dans la zone de

l'accumulation. En conformité avec la configuration en plan le

glissement de terrain se rapporte aux glissements dits de cirque

dont les gradins principal et intérieurs bordent la dépression –

l'amphithéâtre dans le relief de la pente le long de laquelle se

situe le glissement de terrain. Sa longueur suivant le front (200

m) est environ égale à la largeur de son étendue.

L'engendrement du glissement de terrain se trouve dans la partie

située près du sommet de la ligne de partage des eaux du fait du

débouché des eaux souterraines au contact des grès de

Miocène (m1-2) et des marnes et argilites de Paléocène (е1-3). Le

principal horizon déformable est, en ce cas, les argilites et les

marnes ; le glissement de terrain est du type structural -

plastique (inconséquent-conséquent) (au début – le glissement d'un


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bloc des terrains qui, pendant le mouvement, se détériorent, se

décomposent et se transforment en masse dont le mouvement subit

des lois du corps visqueux plastique). Pour les ouvrages de

l’aménagement hydraulique ce glissement de terrain ne présente pas

le danger :

premièrement, il est situé à une assez grande distance de

ces ouvrages (la zone de l'accumulation des masses dues au

glissement est éloignée de l'axe du barrage de 200-400 m) ;

deuxièmement, le volume des masses glissantes périodiquement

activées n'est pas grand (il n'est pas supérieur à 10-20 mille

m3) troisièmement, la cinématique du processus de glissement -

le glissement lent visqueux, exclut la possibilité des

déplacements de glissement catastrophiquement rapides.

Les dépôts des fleuves de boue sont développés, sous forme des levées

littorales d’une hauteur de 1,0-1,5 m, sur le versant droit de la

vallée de l'oued Renem à 300 m à l'amont du l'axe du barrage. Ils

sont constitués de gros cailloux et galets de calcaires avec

remplissage sablo-limoneux et limoneux.


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1.2. Tectonique

Au plan tectonique la vallée de l'oued Renem se situé dans les

limites de la zone saharienne de formation structurale se

rapportant à la plate-forme épihercynienne avec les dépôts

déformés de Mésozoïque-Caïnozoïque. Elle est caractérisée par

l'alternance régulière des plis de la direction sud-ouest – nord-

est. Le rôle du socle se manifeste sous la forme des soulèvements

transversaux engendrant la torsion forte des plis vers la

direction nord-est. Pour estimer l'influence possible des

structures tectoniques sur la retenue en étude, on donne la

caractéristique sommaire des principaux complexes des formations

structurales et des accidents les plus importants dus à la

rupture.

Les principaux complexes des formations structurales sont ceux de

Crétacé-Eocène, Miocène et Pliocène quaternaire. Ils sont divisés

entre eux par des surfaces de discordance liées aux mouvements

orogéniques déroulés notamment à la fin de l'Eocène et à la

frontière du Miocène et Pliocène.

Le complexe de la formation structurale) de Crétacé-Eocène comprend les dépôts

marins carbono-terrigènes (calcaires, marnes, argiles) datés à

partir du Santonien supérieur jusqu’à l'Eocène inclus. Les

déformations qui ont engendré la formation des plis dans le

complexe, englobent pratiquement toute sa surface. La tendance

globale vers la simplification des formes des plis et vers la) Nota. On entend par le complexe de la formation structurale un groupe caractéristique ou une

association de roches formées dans les conditions du certain régime tectonique et reflétant l'étape concrète

de l'évolution des structures géologiques ce qui donne les explications de la particularité de leur composition

et du caractère des formes de plie.


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diminution de leur dislocation est observée du Nord-Ouest au Sud-

Est. Les axes des structures alternées anticlinales et synclinales

sont orientés du Sud-Ouest au Nord-Est. Les structures

anticlinales qui sont étroites et ont la forme des crêtes, forment

les chaînes montagneuses dont l'étendue est considérable. Les plis

sont asymétriques avec un versant plus raid et l'autre plus doux.

Dans les noyaux anticlinaux affleurent les roches de l'étage de

Campanien. Les roches de Maastricht et Paléocène se manifestent

sur les ailes. De certains anticlinaux se composent de quelques

formes anticlinales plus petites divisées par des dépressions. Les

structures synclinales sont plus larges et elles sont constituées

de dépôts de Miocène. Les structures pliées du complexe sont

compliquées tant par les accidents tectoniques sécants que par eux

parallèles à la charnière avec les plans raids du déplacement.

Le complexe de la formation structurale de Miocène se compose des

formations orogéniques (mollasses) gisant de façon transgressive

sur le complexe de Crétacé-Eocène. Les formations détritiques

terrigènes (conglomérats, grès) contiennent les lentilles des

dépôts plus fins (argiles, marnes) qui sont en général de couleur

gris jaune et brune. Leur accumulation s'est déroulée dans les

conditions des bassins peu profondes. La limite supérieure du

complexe est établie en conformité avec la discordance régionale

avec le complexe de Pliocène quaternaire.

En général, la déformation pliée du complexe de Miocène est moins

prononcée que celle de Crétacé-Eocène. Les plis sont plus larges

et plats, le rôle des accidents disjonctifs est faible.

Le complexe de la formation structurale de Pliocène-quaternaire se compose de

formations continentales de diverse genèse. Elles se situent dans


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les dépressions structurales, dans les vallées des cours d'eau et

sur les versants des chaînes. Les formations de ce complexe n'ont

pas subi des déformations du plissement, mais elles ont les

accidents locaux séparés liés aux déplacements de rupture.

Les accidents de rupture jouent le rôle important dans le plan

contemporain structural de la région. Ils ont largement participé

à la formation du système plié et sectionné. La plus grande partie

des accidents de rupture est concentrée dans la couverture

sédimentaire et seulement une partie de ces accidents se manifeste

dans le socle. Avec la faille principale «Мedjerda» sont

raccordées, avec les angles différents, les failles de l'ordre

secondaire suivant lesquelles se trouvent les vallées des

affluents principaux, y compris l'oued Renem.

Le système suivant selon son importance est un système de failles

parallèles de la direction latitudinale. Elles déforment les

extrémités périclinales des anticlinaux principaux orientés vers

la direction nord-est. L'action de ces failles a joué le rôle

important dans la distribution des faciès de Miocène, de Pliocène

et quaternaires. Les failles plus petites de III et IV-me ordre

ont aussi un large développement. Parmi elles prévalent les

failles concordantes et transversales par rapport aux axes des

plis. Les accidents longitudinaux sont observés sur le tronçon de

5-8 km et ils sont présentés en général par des failles avec des

ramifications extrêmes de quelques centaines de mètres. Les

ruptures transversales sont plus courtes (2-3 km) ; sur le plan

morphologique ce sont les failles-cisaillements.

La vallée de l'oued Renem traverse une grande structure

anticlinale «Ragouba-Saouda-Berda», exprimée sur le relief par les


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chaînes «Graou-et» et «Bou Rzine», et le synclinal «Taoura-Merah-

na» conjugué avec elle dans la partie sud. Les surfaces axiales de

ces structures pliées sont orientées dans la direction sud-ouest –

nord-est ; les charnières se plongent vers Sud-Ouest.

La complication de la nature structurale et tectonique de la

vallée Renem se passe de Sud-Est à Nord-Ouest le long du parcours

de l'oued à partir des dépôts de Miocène gisant de façon

monoclinale et pratiquement non touchés par des accidents de

rupture à la zone intensivement disloquée des écailles de

chevauchement de Medjerda.

Sur le tronçon supérieur de la vallée, au Sud de la chaîne «Bou

Rzine» (en amont du site du barrage) les dépôts de Néogène,

Paléogène et Crétacé sont détériorés par des accidents (sous forme

de failles de compression – failles normales – cisaillements raids

d'une direction nord-ouest et plus rarement nord-est) à petite

amplitude (jusqu’à 200 m). Ils coupent les dépôts avec les angles

de 40-70° (en plan) et sont bien déchiffrés sur les photos

aériennes. (Annexe Graphique № GR-02).

L'existence sur le versant gauche de l'oued Renem (au site du

barrage) d'une terrasse puissante (jusqu’à 15 m) de travertin

formée dans la zone du débouché des sources géothermales de

Pléistocène inférieur témoigne indirectement de l'activité des

déplacements néo-tectoniques. Sur le tronçon inférieur de la

vallée à l'aval du site du barrage, en plus des accidents de

rupture à amplitude faible décrits ci-dessus, apparaissent les

accidents dont le pendage est plus faible. Leur type est les

chevauchements - cisaillements. Leur direction est nord-est, le


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pendage des plans de déplacement est nord-ouest. Ces accidents du

type de chevauchement sont accompagnés, en relief contemporain,

par le développement des processus d'écroulement, éboulis et

glissement de terre.

La situation tectonique la plus compliquée est observée sur le

tronçon final de la vallée (près du débouché sur la vallée de

l'oued Medjerda) où on trouve, à proximité des accidents de

rupture à grande amplitude, les mouvements gravitationnels des

blocs, les phénomènes liés aux écroulements -glissements et aux

écroulements-éboulis en plus des zones de broyage et de

fissuration. Cela y diminue fortement la stabilité des versants de

la vallée.

Ainsi, les conditions géologiques et géotechniques de la vallée de

l'oued Renem deviennent plus compliquées du tronçon supérieur de

la vallée à celui inférieur, essentiellement, du fait de

l'augmentation des accidents tectoniques, du développement plus

vaste des dépôts quaternaires facilement érodables et du

développement plus actif, dans ces dépôts, les phénomènes

gravitationnels (écroulements-éboulis et glissement de terre).


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1.3. Hydrogéologie

Les conditions hydrogéologiques de la vallée de l'oued Renem sont

déterminées par sa structure géotectonique, par le caractère du

relief et du climat. Elles dépendent de l'alternance des zones de

l'alimentation, du transit et du débouché des nappes aquifères, de

la présence des zones d'adduction d'eau et celles filtrantes dues

aux processus de rupture des roches, de l'existence des eaux

thermales de la composition différente chimique.

Les nappes aquifères dans les calcaires des étages de Campanien et Maastricht

sont les plus abondantes en eau. Les calcaires fissurés gisant sur

les marnes imperméables contiennent de l'eau pure, agréable au

goût, débouchant par les sources dont les débits sont de 0,5-1,0

l/s. Selon la composition chimique ce sont le plus souvent les

eaux hydrocarbonates calcaire-magnésiques avec la minéralisation

d'environ 1 g/l, plus rarement - les eaux sulphates calcaire-

magnésiques avec la minéralisation supérieure à 3 g/l. L'eau a le

grand degré de dureté à cause des concentrations élevées des sels

du calcium et du magnésium. La perméabilité des dépôts du Crétacé

supérieur varie largement et dépend essentiellement de la

structure lithologique et du taux de fissuration des roches. Par

exemple, les calcaires marneux sont peu perméables ou pratiquement

imperméables ; l'absorption d'eau unitaire (q) varie de 0,0 à 0,02

l/min ce qui correspond au débit réduit à la pression de 10 bars

Q=1-5UL et au coefficient de perméabilité Кf=(1-5)10-5 cm/s, tandis

que dans les calcaires, surtout fissurés, ces valeurs grandissent

respectivement jusqu’à q=0,2-4,1 l/min, Кf=0,5-10,0 m/jour.


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Les nappes aquifères dans les dépôts de Miocène et Pliocène sont localisées

dans les grès et les conglomérats ayant les bonnes propriétés de

filtration. Elles débouchent le long des contacts avec les couches

sous-jacentes argilites et marneuses sous la forme des sources

dont les débits sont de 0,2-1,5 l/s. La composition chimique des

eaux souterraines est différente : de celle chrorure-sulfate-

calcaire à la composition hydrocarbonate-calcaire-sodique. Les

coefficients de perméabilité varient dans les limites de 0,05-0,30

m/jour 19.

Dans les dépôts quaternaires se rencontre la nappe suspendue temporaire

remarquée dans les dépôts diluvio-éboulis et proluviaux. Son

abondance en eau n'est pas grande et elle subit des variations

brusques saisonnières.

La nappe aquifère permanente est développée dans les dépôts

alluvionnaires. A l'alimentation de la couche alluvionnaire

prennent part, en plus des eaux superficielles (fluviales) et des

précipitations atmosphériques, les eaux de fissures des calcaires

de Crétacé, ainsi que les eaux minéralisées montant suivant les

fractures dans le fond de la vallée. D'après sa composition

chimique les eaux de la couche alluvionnaire se rapportent à

celles hydrocarbonates-sulfates et calcaires-magnésiques dont la

minéralisation est de 1 g/l. Les coefficients de perméabilité des

alluvions d'Holocène et Quaternaire supérieur vont jusqu’à 1-5

m/jour.


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1.4. Sismicité

Paramètres caractérisant le tremblement de terre

Un point de la croûte terrestre où on enregistre les premières

ondes sismiques s'appelle foyer du tremblement de terre ou

hypocentre du tremblement de terre ; sa projection verticale sur

la surface de la terre – épicentre du tremblement de terre qui est

défini, lorsque les données des observations instrumentales sont

absentes, comme la zone des destructions maximales (point des

tremblements les plus intensifs).

La magnitude (М) du tremblement de terre est une mesure de l'énergie

libérée par le tremblement de terre, mais l'intensité (I) est un degré

des destructions locales provoquées par lui-même. C'est pourquoi

au tremblement de terre concret correspond une seule magnitude,

mais son intensité est diverse dans les points différents. La

force des tremblements sur la surface de la terre (l'intensité du

tremblement de terre I) est estimée en degrés comme selon les

enregistrements instrumentaux (les déplacements, les vitesses, les

accélérations), ainsi que selon le caractère des destructions sur

la surface de la terre. Pour caractériser les séismes on utilise

le plus souvent l'échelle des magnitudes de Richter et les diverses

échelles qui se composent d'une partie descriptive (la

caractéristique de la réaction de l'homme au tremblement,

l'estimation des destructions à la surface de la terre) et d'une

partie instrumentale, quand à chaque point correspond une certaine

grandeur de l'accélération maximale du sol.


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Presque toutes les échelles de l'intensité des tremblements de

terre selon leur construction structurale sont analogues à l'échelle

modifiée de Mercalli (MM) à 12 degrés largement appliquée en Amérique du

Nord. Cette échelle est similaire en grands traits à l'échelle

utilisée autrefois en ancienne URSS et répandue en Europe

Occidentale de Kancani-Zibergue et à l'échelle plus tardive de

Medvedev, Shponhoyer et Karnic connue sous le nom de МSK-64.

À présent en Russie tous les calculs de la stabilité aux actions

sismiques des ouvrages hydrotechniques en conformité avec la

méthodologie des Normes et Règles de Construction II-7-81

«Construction dans les régions sismiques» sont fondés sur

l'estimation du danger sismique de la région étudiée selon

l'échelle MSK-64.

Le rapport entre la magnitude (М) et l'intensité I0 dans l'épicentre est

défini pour les grandeurs diverses de la profondeur du foyer du

tremblement de terre h (en km) par la relation suivante [40] :

I0 = 1,5M - 3,5lgh + 3

De la formule découle que l'augmentation de la magnitude (М) de deux

unités correspond à la croissance de l'intensité (I0) de trois degrés.

Pour estimer l'intensité du tremblement de terre en un certain

point de la surface de la terre, il est nécessaire de prendre en

considération l'influence de la distance focale [13]. Le

traitement statistique des données nombreuses instrumentales (les

enregistrements des vitesses et des accélérations des tremblements

du sol) donne la possibilité d'obtenir les relations (Esteva,

1968, [13]) nécessaires à la définition de la variation de ces


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grandeurs pour les terrains durs en fonction de la distance

focale. Avec cela on utilisait les expressions

a = 1230exp 0,8M (R + 25)- 2

v = 15exp M (R + 0,17 e 0,59M )-1,7

permettant au cours de la zonation sismique d'obtenir

l'accélération de calcul en le point étudié en fonction de la

magnitude maximale du tremblement de terre enregistré et de la

distance focale. A la distance près de 100 km du foyer du

tremblement de terre les grandeurs de l'accélération a et des

vitesses v diminuent presque deux fois.

Au cours de la zonation sismique du territoire du chantier il est

nécessaire de prendre en considération l'influence des conditions

géologiques sur le changement éventuelle de l'intensité par

rapport à la sismicité de fond de la région donnée [42].

Une des caractéristiques principales physiques des sols pour

l'estimation de leur influence sur la sismicité est la rigidité

sismique représentant le produit de la vitesse de la propagation

des ondes longitudinales dans le sol Vp par la densité du sol .

Avec cela il faut prendre en compte que le changement de la

rigidité sismique de 1 degré correspond au changement de

l'intensité sismique de 4 degrés [41].

L'applicabilité de la méthode des rigidités sismiques est valable

pour la couche superficielle, lorsque la puissance des dépôts

meubles ne dépasse pas 20 m.


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Pour les ouvrages de la classe I l'estimation de l'accroissement

du degré en fonction des conditions géologiques et géotechniques

est effectuée selon la méthode des rigidités sismiques en

parallèle des méthodes sismologiques (l'étude des caractéristiques

fréquentielles et celles d'amplitude des sols avec l'utilisation

du matériel standard sismométrique).

Pour les objets de la classe II l'estimation de l'accroissement du

degré n'est faite, en général, que selon la méthode des rigidités

sismiques.

En cas de la structure hétérogène les sols du terrain de

construction se rapportent à la catégorie plus défavorable du sol

selon les propriétés sismiques, si dans la limite de la couche de

10 m du sol (à compter de la cote de planification) la couche se

rapportant à cette catégorie, a l'épaisseur totale supérieure à 5

m.

En outre, il faut avoir en vue que la saturation d'eau des sols se

trouvant en état de l'humidité naturelle peut conduire à

l'augmentation du degré de sismicité du terrain de construction ;

avec cela on prend en considération les caractéristiques des sols

de la fondation et le niveau des eaux souterraines [42].

Estimation de la sismicité de la région de la construction du barrage de Renem

Sur la base de l'analyse des données d'observations relatives à

l'activité séismique pendant la période de 1365 à 1992 le

territoire de l'Algérie est divisé en 5 régions [22]- a, b, c, d, e en

fonction de l'intensité maximale enregistrée des séismes I0 (en

degrés de l'échelle de 12 degrés de MSK-64 ou Mercalli - MM).


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Le site de la construction de l’aménagement hydraulique de Renem

(Figure A-1) situé dans la partie est du plateau Medjerda dans la

zone de la grande faille "Medjerda" (zone saharienne de formation

structurale) appartient à la zone d comprenant:

la région de Cоnstantine dont la haute activité séismique est

conditionnée par la faille tectonique active et la région de

Guelma - I0=IX degrés;

la région entre Annaba et El Kala - I0=VII degrés.

Dans le tableau 2 et sur la figure A-2 on donne la sélection des

séismes [22] enregistrés dans cette zone pendant la période

indiquée dont l'intensité a dépassé IV degrés.

Le tableau montre que pendant la période envisagée dans la zone d

on a enregistré 2 séismes d'une intensité de VIII - IX degrés.

Cependant l'épicentre du premier d'eux (Guelma, 1937) était situé

à 100 km au nord-ouest de la ville de Souk-Ahras la plus proche du

site de l’aménagement


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Fig. A-1


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hydraulique de Renem et celui du deuxième (El Khroub, 1947) - à

environ 120 km à l'ouest de la ville de Souk-Ahras. En prenant en

considération que l'intensité des séismes décroît avec

l'éloignement de l'épicentre du tremblement de terre [10] on peut

considérer leur influence sur les ouvrages de l’aménagement

hydraulique donné comme peu importante. L'intensité maximale du

séisme enregistré le plus proche de l’aménagement hydraulique de

Renem (Оued Cheham, région de Souk-Ahras, 1980) est de VII degrés à

l'échelle de Mercalli (MM) ou MSK-64 avec la magnitude М = 5,2 (5,2 degrés à

l'échelle de Richter).

En calculant selon la formule empirique (Esteva, 1968) qui est en

réalité le traitement statistique des données instrumentales des

tremblements de terre enregistrées dans les sols durs,

l'accélération sismique dans la fondation du barrage de Renem sera

a = 1230e0,8М R + 25-2 = 18,65 cm/s2 0,02g où

a – accélération sismique cm/s2,

М – magnitude (М=5,2),

R – distance focale (R=40 km),

c'est-à-dire l'influence des tremblements de terre réellement

enregistrés au site donné est très faible, ce qui n'exclut pas du

tout les manifestations de la grande sismicité sur le terrain

donné à l'avenir (la période de retour des tremblements de terre

de la sismicité de calcul pour le terrain du barrage donné en

conformité avec [41] fait 1 fois tous les 1000 ans).

Le changement de l'intensité en fonction des conditions

géologiques du terrain de construction n'aura pas lieu, puisqu'une


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couche molle des dépôts alluviaux dans la fondation de la coupe de

lit (maximum en hauteur) du barrage est absente.

Caractéristiques des séismes :

Séisme de projet (D.B.E.) dont la fréquence est 1 fois sur 1000 ans.

L'intensité maximale du séisme enregistré le plus proche de

l’aménagement hydraulique de Renem (série d'observations de

1365-1992) est de VII degrés (région de Souk-Ahras). Compte

tenu de la croissance possible de l'activité sismique de la

région et de l'intensité due au remplissage de la retenue,

il faut adopter le séisme de projet dont l'intensité est de

VIII degrés (magnitude М=5,5-5,8, accélération sismique а=0,20g) ;

Séisme maximum probable (M.C.E.) dont la fréquence est 1 fois sur

5000 ans, compte tenu de la zonation sismique de la

République Algérienne Démocratique et Populaire, peut être

estimé en IX degrés (magnitude М=6,5, accélération sismique а= 0,40g).


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Fig. A-2


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Ainsi, l'intensité sismique de calcul doit être prise égale à VIII degrés

(échelle de Mercalli), ce qui correspond à 5,5-5,8 degrés de l'échelle de

Richter, l'accélération sismique а=0,20g.

Caractéristique des séismesenregistrés à la distance de 50 - 100 km du site de la construction de

l’aménagement hydraulique de Renem

Tableau 2

№ №Nom du

tremblementde terres

DateCoordonnées

del'épicentre

MagnitudeМ

Degré I0

Profondeur du

foyer, km

Rayon del'influenc

e, km1 2 3 4 5 6 7 8

1 Guelma10.02.1937

36.60 N 07.50 Е 5,4 VIII-IX - 100

2

El Khroub(région deConstantine

)

06.08.1947

36.30 N 06.67 Е

5,7 -6,5

VIII -IX

_ 70

3El Kala(régiond'Annaba)

27.10.1947

37.60 N 08.50 Е _ V- VI _ _

4Belkheir(région deGuelma)

16.03.1978

36.40 N07.42 Е

4,5 -4,7 V _ _

5Оued Cheham(région deGuelma)

05.02.1980

36.37 N 07.70 Е

4,1 -4,6 V- VI _ _

6Оued Cheham(région deSouk Ahras)

21.12.1980

36.42 N 07.76 Е 5,2 VII _ _

7 Guelma14.11.1980

36.45 N07.36 Е 4,1 V _ _

8 Constantine20.12.1981

3,3 V _ _

9 Constantine20.12.1983

36.45 N 06.60 Е 4,7 V _ _

10

El Khroub(région deConstantine

)

27.10.1985

36.30 N06.67 Е

5,5 -6,0 VIII 13 130


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Résultats des calculs de la stabilité du barrage

En vue de vérifier la stabilité des talus du barrage sur l'oued

Renem on a réalisé, à l'Institut de Recherches scientifiques

«VODGEO» (Moscou), 18 variantes de calculs.

Les résultats généralisés pour les variantes essentielles des

calculs sont donnés ci-après.

Variante 1. La stabilité du talus aval du barrage au niveau du plan

d'eau amont égal à RN compte tenu de l'action sismique d'une intensité de 8

degrés à l'échelle de Mercalli (МSK) est assurée avec le coefficient de

sécurité Ks = 1,122 Ks, lim = 1,08 à condition du gisement d'une couche du

sable d’une puissance de 6 m dans la fondation (Annexe Graphique №

GR-03, coupe géologique I-I).

Variante 2. Lors de la présence de deux couches des sols

quaternaires dans la fondation (Annexe Graphique № GR-04, coupe

géologique VII-VII) : la couche supérieure d’une puissance de 4,0

m - limon; la couche supérieure d’une puissance de 4,0-5,0 m –

graviers - galets avec remplissage sableux, le talus aval s'avère

instable, Ks = 1,024 Ks, lim = 1,08.

Variante 3. Le résultat analogue est obtenu lors des calculs du

barrage, lorsque la zone supérieure de la fondation est constituée

par une couche du limon d’une puissance de 6,0 m. Dans ce cas Ks =

1,013.

Variante 4. Cette variante illustre les cas de calcul où la couche

supérieure des dépôts quaternaires dont la résistance est réduite,

est enlevée de la fondation du barrage, ainsi que les coupes du

barrage où cette couche est absente. Dans ces cas la stabilité du

talus aval est assurée avec le coefficient de sécurité suffisant

(Ks = 1,187).


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Variante 5. Les résultats des calculs montrent que l'augmentation du

niveau du plan d'eau amont de RN à PHE n'influe que faiblement sur

la stabilité du talus aval. Le coefficient de sécurité Ks dans ce

cas, lorsque la couche des sols à résistance affaiblie est enlevée

ou absente, est égal 1,18.

Variante 6. Pour les variantes dont les sols de fondation sont

analogues à ceux des variantes 4 et 5, sans tenir compte de

l'action sismique, la stabilité du talus aval est assurée avec la

marge de sécurité importante (Ks = 1,382 Ks, lim =1 ,20)

Variante 7. La stabilité du talus amont lors de la vidange de la

retenue à partir de la cote de RN jusqu’à la cote de NRmin est

assurée même dans le cas du gisement, dans la fondation du

barrage, de la couche des sols limoneux d’une puissance de 4,0 m

et des sables d’une puissance de 4,0-5,0 m. Le coefficient de

sécurité Ks dans ce cas, compte tenu de l'action sismique, est égal

à 1,144 Ks, lim = 1,08.

Variante 8. La stabilité du talus amont sans tenir compte de l'action

sismique est aussi assurée : Ks = 1,373 Ks, lim =1,20.

Variante 9. Conformément à cette variante on évaluait la stabilité du

talus amont lors du remplissage de la retenue jusqu’à la

profondeur de 0,2h (cote absolue 519,20 m). Dans ce cas, même compte

tenu de l'action possible du séisme d'une intensité de 8 degrés la

stabilité du talus amont est assurée avec la grande marge de

sécurité (Ks = 1,447 Ks, lim =1,08).

Sur la base des résultats des calculs effectués de la stabilité

des talus du barrage de Renem on peut faire les conclusions

suivantes :


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La stabilité du talus aval du barrage pour les paramètres

géométriques adoptés dans le projet compte tenu de l'action

sismique éventuelle d'une intensité de 8 degrés de l'échelle de

Mercalli (МSK) est assurée lors de l'absence, dans la fondation

du barrage, de la couche des dépôts quaternaires à résistance

affaiblie ou lorsque les dépôts quaternaires sont constitués

de sables ou de faciès plus grossiers (graviers - galets) ;

Lors de la présence, dans la fondation, de la couche des sols

limono-argileux le talus aval du barrage s'avère instable ;

dans ce cas il est nécessaire d'enlever les couches de limons

et argiles de la fondation de la recharge aval du barrage ;

La stabilité du talus amont du barrage de configuration de

projet est assurée dans toutes les coupes de calcul pour les

conditions différentes du gisement des sols dans la

fondation.

Ainsi, la sécurité de l'exploitation du barrage de Renem en cas de

l'action sismique est conditionnée par la non-variabilité de ses

paramètres géométriques (déformations du barrage en cas de

l'action sismique sont estimées comme insignifiantes) et par les

coefficients de stabilité obtenus lors du calcul pour l'action

conjointe des forces statiques et celles dues au séisme d'une

intensité de 8 degrés de l'échelle de Mercalli (МSK) qui dépassent le

coefficient de sécurité normatif.


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2.Structure géologique et géotechnique de la zone de laretenue

2.1. Berges de la retenue

Généralité

Il est convenu d'appeler la formation des berges des retenues

après leur remplissage par le terme transformation, car avant leur

création les berges étiaient formées sous l'effet des phénomènes

naturels dans d'autres conditions naturelles.

Après le remplissage de la retenue ces conditions changent

fortement et on voit apparaître les facteurs de la formation de

nouvelles berges sous l'effet, essentiellement, de leur

affouillement et leur destruction. Les dernières provoquent

souvent, sur certains tronçons, le déséquilibre des masses de

roches sue les versants et la formation des éboulis, écroulements,

glissements de terre ou l'activation des déformations sur les

tronçons des anciens glissements. La totalité de ces processus le

long de la ligne côtière de la retenue constitue l'essence des

phénomènes de transformation.

Les berges de la retenue changent en permanence leurs

configurations sous l'effet des phénomènes de déferlement, des

courants le long de rives et des courants d'autres directions,

ainsi que du fait de l'action physique et chimique de l'eau sur

les roches constituant les berges. En même temps il se passe le

long des berges l'accumulation des matériaux meubles résultant de

la destruction des berges et apportés par les courants orientés et

STRUCTURE GÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DE LA ZONE DE LA RETENUE

BERGES DE LA RETENUE

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par les oueds. Ces produits créent les formes accumulatives du

relief et ils changent aussi les configurations des berges.

L'étude des processus géodynamiques ayant lieu au niveau de la

bande littorale des retenues représentent un intérêt pratique

important, puisque dans la zone côtière se trouvent, en général,

les constructions diverses, les routes, les lignes de transmission

de l'énergie électrique et celles de communication, les terres

agricoles. De plus, l'effet et le développement de certains

phénomènes, comme, par exemple, le déchaussement et la destruction

des berges, créent les conditions pour l'apparition d'autres

phénomènes tels que, par exemple, les glissements de terre,

éboulements etc.

En caractérisant et en estimant la stabilité des berges de la

retenue sur l'oued Renem on utilise la notion de la ligne

littorale (ligne le long de laquelle la terre et la retenue se

contactent). L'étendue de cette ligne à RN=560.00 est d'environ

11,5 km (Annexe Graphique № GR-02). Sa position ne reste pas

permanente, par exemple, lors de la vidange de la retenue ; elle

est aussi influencée de façon substantielle par des processus

géodynamiques dominant dans la zone littorale : le déchaussement

et la destruction des berges ou l'accumulation des matériaux

meubles.

Classification type morphologique et géologique des berges

Les berges dans les limites de la zone littorale de la retenue de

Renem peuvent être du type d'abrasion ou d'accumulation en

fonction des processus géodynamiques dominants.



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Sur la Carte Géologique de la cuvette de la retenue Renem, Echelle

1/5 000 (Annexe Graphique № GR-02) sont montrés 4 types de berges.

berges avec les versants raids (30-350) constitués de calcaires

et calcaires marneux de l'étage de Maastricht (С6a-6b) du

Crétacé supérieur et de grès du Miocène (m1-3) avec la

couverture peu puissante (jusqu’à 1,0-1,5 m) colluvio-

éluviale (Ag-qe) présentée par des pierres cassées et

arènes dont le remplissage est sablo-limoneux et

limoneux.

berges avec les versants dont la raideur est moyenne (15-300)

constitués de marnes du sous-étage de Maastricht

supérieur du Crétacé supérieur et du Paléocène (e1-3),

ainsi que d'argilites et marnes du Miocène (m1-3)

recouvertes à partir de la surface par les limons

diluvio-colluviaux (q3dg), éluvium (qe) et diluvio-

proluviaux (q2dp) avec insertions d'arène et pierre cassée

d’une puissance de 0,5 à 2,5 m.

berges avec les versants dont la raideur est moyenne (15-250) et faible

(5-150), constitués de dépôts diluvio-colluviaux (q3dg) dus

au glissement de terre (dP) et diluvio-proluviaux (q2dp).

La puissance de ces dépôts atteint 5,0-10,0 m.

surfaces à faible pente des terrasses submersibles (Af) et non

submersibles (q3al) sont de préférence développées dans la

partie supérieure de la retenue. Sur le plan

lithologique, ce sont les limons sableux et limons avec



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insertions de gravier et galet d’une puissance allant à

10,0 m.

Les premiers trois types de berges se rapportent au type d'abrasion (qui sont

en général affouillés par des vagues), le quatrième – au type

d'accumulation (dans les limites duquel se produit la décantation du

matériau transporté par l'oued). La comparaison des particularités

des berges de type d'abrasion et d'accumulation montre qu'elles

dépendent essentiellement de la résistance et de l'état physique

de roches constituant les berges.

Déchaussement et destruction des berges

Lorsque les berges sont constituées de rochers durs caractérisés

par la grande résistance et par la perméabilité faible (calcaires

de l'étage de Maastricht (С6a-6b) du Crétacé supérieur et grès du

Miocène), elles auront, dans la plupart des cas, peu de signes de

l'action de la retenue et leurs versants restèrent raids et

rocheux. Les berges constituées de calcaires et grès intensivement

fissurés et altérés (sols semi-rocheux), ainsi que de marnes du

Paléocène, argilites du Miocène, sont plus susceptibles d'être

affouillées et détruites. Ces roches se diffèrent des sols rocheux

par la résistance et stabilité moins importantes aux facteurs de

l'altération, par la déformabilité plus grande ; de plus les

dépôts argileux (marnes et argilites) deviennent détrempés au

contact avec l'eau.

Les berges constituées de ces roches porteront les signes de

l'action de la retenue. Dans la plupart des cas elles sont de type



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d'abrasion et après le remplissage de la retenue les berges

relativement abruptes se forment. Le développement du profil de

l'équilibre de ces berges sera caractérisé par l'éloignement

graduel de la berge abrupte de la ligne littorale et par la

formation d'une plage sous-marine en roches mères ou recouverte du

matériau détritique meuble d'une faible épaisseur. Au fur et à

mesure du développement du profil normal de l'équilibre l'activité

d'abrasion due au déferlement des vagues sera graduellement

atténuée. Les berges constituées de roches meubles non cohérentes

et de celles molles cohérentes (terrasses alluvionnaires, versants

diluvio-proluviaux) seront facilement et vite affouillées et

ensuite leur pente deviendra faible. C'est pourquoi lors de

l'étude et l'estimation des processus et des phénomènes liés au

déchaussement et à la destruction des berges de la retenue sur

l'oued Renem, il est nécessaire, en premier lieu, de tenir compte

de la nature des roches leur constituant, en outre la stabilité

des berges dépend aussi de conditions du gisement des roches et la

succession de la stratification des roches de la structure

pétrographique différente. Par exemple, si sur la surface au

niveau du déferlement des vagues affleurent les roches faibles

(argilites du Miocène dans la couche des grès ou marnes de l'étage

de Maastricht dans la couche des calcaires), il s'y formera une

niche qui peut entraîner l'écroulement des berges.

La formation des berges de la retenue sur l'oued Renem sera

fortement influencée par le réseau hydrographique existant.

Pendant les pluies intensives le matériau meuble sera transporté à

travers les thalwegs nombreux. Ce matériau sera accumulé dans la



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zone littorale de la retenue ou sera distribué le long de ses

berges par les courants orientés.

Par exemple, dans le bord droit de la vallée de l'oued Renem, dans

la zone de la retenue proche du barrage (à environ 200 m de l'axe

du barrage) il y a un lit du fleuve de boue (Annexe Graphique №

GR-02) où on observe périodiquement tant les écoulements d'eau

chargés de sédiments que les avalanches boueuses à grande densité.

L'existence de ces dernières est confirmée par la présence, de

deux cotés du lit, des bourrelets d’une hauteur de 1,0-1,5m en

gros cailloux et galets mal roulés avec remplissage sablo-limoneux

et limoneux. Les avalanches boueuses sont engendrées dans les

rameaux de la chaîne Bou-Rzine, dans les couloirs étroits rocheux

attachés aux dépôts de l'étage de Maastricht (calcaires, calcaires

marneux). Les réserves du matériau meuble dans les foyers

d'avalanche boueuse ne sont pas grandes (quelques centaines de m3).

La formation de la phase solide se produit par l'altération de la

roche du substrat, c'est pourquoi pour le comblement du foyer

d'avalanche boueuse après sa "vidange", il faut un certain délai

relativement prolongé (environ 10 - 15 ans en moyenne). Cependant

la grande quantité de foyers d'avalanche boueuse (près de 10)

permet de supposer que l'activation des avalanches boueuses sera

possible avec la périodicité de 3 - 5 ans en cas de certaines

conditions (pluies abondantes). Le volume (W) du transport de

futures avalanches boueuses ne dépassera quelques centaines de m3,

le débit (Q) - 3-5 m3/s. La zone d'accumulation (du déchargement)

des avalanches boueuses qui est à présent attachée à la terrasse

de Pléistocène supérieur de l'oued Renem et à son lit, se

déplacera, après le remplissage de la retenue, en amont du thalwegSTRUCTURE GÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DE LA ZONE DE LA RETENUE


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(lit de l'avalanche boueuse) à une distance de 300 - 350 m et se

produira dans le haut bassin de la baie rive droite de la retenue.

Le bilan du matériau meuble dans la zone littorale déterminera

essentiellement la direction des processus géodynamiques : le

défaut du matériau meuble conduira au développement des processus

d'abrasion et au contraire, l'excès du matériau arrête son

développement.

Prévision de la transformation des berges de la retenue Renem

La retenue sur l'oued Renem se rapporte aux retenues de montagne qui sont

créées dans les conditions fortement distinctes des conditions des

retenues sur les rivières de plaine. Les particularités des

conditions des retenues de montagnes sont liées à la

différenciation considérable du relief, à la morphologie

particulière des vallées fluviales et à la grande complexité de

leur structure géologique.

Pour la retenue Renem il est caractéristique :

les profondeurs considérables (jusqu’à 55 m) et la largeur

relativement petite ;

les versants hauts, très raids dans la zone proche du barrage

;

la superficie relativement petite du miroir d'eau ;

la grandeur importante de la vidange de la retenue (jusqu’à

25m) ;



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la grande variation des phénomènes dus aux vagues du fait de

la variation des directions des vents souvent attenant les

grandes vitesses ;

la petite hauteur des vagues dues aux vents à cause de petit

fetch ;

la grande complexité de la structure géologique différente

pour les tronçons divers du périmètre de la retenue

conditionnée par la complexité de la coupe géologique, par la

grande dislocation et fissuration des roches et par la

présence des accidents et ruptures tectoniques ;

l'activation éventuelle des processus contemporains

géologiques (altération, glissement de terre) du fait de la

variation périodique du niveau du plan d'eau de la retenue ;

l'absence des conditions favorables à la formation des bancs

et des plages d'accumulation (qui représentent la protection

naturelle des berges) à cause du déplacement du matériau

détruit au pied des versants raids lors de la baisse

périodique et considérable du plan d'eau ;

le petit rôle des courants le long des berges en ce qui

concerne la formation du matériau meuble dans la zone

littorale du fait de la raideur considérable et de la

différenciation des berges et de la variation de la direction

et de la vitesse du vent.

Ainsi, la transformation des berges des retenues de montagne et, en

particulier, sur l'oued Renem engendrée par le développement des



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processus d'abrasion lors du déferlement des vagues a une valeur secondaire ou

locale. Le rôle important y sera joué par les processus

géodynamiques contemporains se développant sous l'effet de

l'humidification et dessiccation périodique des terrains rocheux

lors de la baisse du plan d'eau de la retenue et de sa remontée

ultérieure. C'est pourquoi l'utilisation des méthodes existantes

pour le calcul de la transformation des retenues de plaine

(méthodes de G. Zolotarev, E. Koutchouguin et d'autres auteurs)

43,44,47 pour le calcul de la transformation des retenues de

montagne est difficile et peu effective. Au cours de la prévision

de la transformation de ces berges il faut essayer de tenir compte

de la multitude de facteurs déterminant les particularités

spécifiques des conditions des retenues de montagne.

A présent, lors de la prévision de la transformation des berges

des retenues de montagne sont en général utilisées les méthodes

qualitatives 45,47 fondées sur la mise en évidence des tronçons

dont la stabilité des berges et des versants est différente en

fonction de la structure, de l'état physique et des propriétés des

roches, de leurs composantes, ainsi que de la raideur des

versants, de leur structure et d'autres indices indiquant le taux

de leur stabilité.

On a fait autrefois la classification type morphologique et

géologique des berges dans les limites de la zone littorale de la

retenue Renem. En ce faisant on a pris en considération : raideur

de la surface, lithologie et propriété physico-mécaniques des

roches, puissance des dépôts quaternaires, développement des

processus contemporains exogènes géologiques etc. On a mis en



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évidence quatre types de berges - , , , (Annexe Graphique №

GR-02).

On donne ci-après la prévision approximative de la transformation des berges

de la retenue Renem après son remplissage en partant de l'analyse des

particularités géologiques et géomorphologiques de la vallée de

l'oued avec l'utilisation des données concernant les retenues

analogues :

le type avec les versants raids (30-350) occupe environ 1,4

km (12,2%) de l'étendue de la ligne littorale de la retenue.

Environ 900 m (7,8%) ce sont les versants constitués de

calcaires et calcaires marneux de l'étage de Maastricht du

Crétacé supérieur, 500 m (4,4%) - les grès du Miocène.

L'activation des processus du glissement de terre et de

l'éboulement n'y est pas attendue. La formation éventuelle

des petits fluages d’une puissance de 0,5-1,0m dans les

dépôts diluvio-colluviaux pourrait avoir lieu.

le type , avec les versants dont la raideur est moyenne (15-

300) occupe environ 4,1km (35,7%) de l'étendue de la ligne

littorale de la retenue. Les versants sont constitués de

marnes du Crétacé supérieur et du Paléocène, ainsi que

d'argilites et marnes du Miocène recouvertes à partir de la

surface par les limons diluvio-colluviaux, éluvium et

diluvio-proluviaux avec insertions d'arène et pierre cassée

d’une puissance de 0,5 à 2,5 m. Il est possible la petite

transformation des versants sous l'effet des vagues sur la

bande d’une largeur de 3,0-5,0 m avec l'activation, sur les



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certains tronçons, des glissements - blocs d'un petit volume

(quelques dizaines de m3).

le type avec les versants dont la raideur est moyenne (15-

250) et faible (5-150) occupe environ 4,9 km (42,6%) de

l'étendue de la ligne littorale de la retenue. Ils sont

constitués de dépôts diluvio-colluviaux, y compris des dépôts

dus au glissement de terre et diluvio-proluviaux. La

puissance de ces dépôts atteint 5,0 mètres et plus. On doit y

attendre la transformation plus intensive des versants sous

l'effet des vagues sur la bande d’une largeur jusqu’à 5 -

10 m. Il sera possible de voir l'activation du glissement

existant de terre (versant gauche de la vallée de l'oued

Renem à 500 m à l'amont du site du barrage) ou l'engendrement

de nouveaux glissements : glissements-blocs ou glissements-

courants avec une profondeur approximative des sols touchés

de 3 - 5 m.

le type avec les surfaces à faible pente des terrasses

submersibles et non submersibles occupe environ 1,1 km (9,6%)

de l'étendue de la ligne littorale de la retenue. Ces

terrasses sont attachées à la zone de la fin du remous et à

la zone supérieure de la retenue. la transformation des

versants sous l'effet des vagues dans cette zone sera à peine

signifiante ou tout à fait absente. Cela est lié aux pentes

très faibles de la surface et à petite profondeur de la

retenue.

En faisant le résumé il faut constater que la plus grande

transformation des berges de la retenue Renem est à attendre dans



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la zone des versants dont la raideur est moyenne (15-250) et faible (5-150)

constitués de dépôts diluvio-colluviaux (q3dg), de dépôts dus au

glissement de terre (dP) et de dépôts diluvio-proluviaux (q2dp), la

transformation un peu moins importante sera sur les versants dont la

raideur est moyenne (15-300) constitués de marnes du sous-étage de

Maastricht supérieur du Crétacé supérieur (С6b) et du Paléocène (e1-

3), ainsi que d'argilites et marnes du Miocène recouvertes à partir

de la surface par les limons diluvio-colluviaux (q3dg), éluvium (qe)

et diluvio-proluviaux (q2dp) avec insertions d'arène et pierre

cassée. La longueur de ces zones sera de 9,0 km (78,3%) de

l'étendue de la ligne littorale de la retenue.



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2.2. Cuvette de la retenue

Structure géologique

La structure géologique de la cuvette de la retenue présente

l'intérêt du point de vue de l'estimation des pertes par

infiltration. Elles dépendent avant tout de la lithologie, du taux

de fissuration, de la puissance de roches constituant la cuvette.

Ce sont les dépôts alluvionnaires (qal3) des terrasses non inondables de

l'oued Renem qui y ont le plus vaste développement. Ils ont une

structure à deux couches : la partie inférieure est présentée par

le faciès des alluvions – les graviers et galets avec le

remplissage en sable et limon sableux, parfois avec des gros blocs

(épaisseur jusqu’à 5,0 m) ; la partie supérieure est constituée

par le faciès provenant des terrasses submersibles – les dépôts

limono-sableux, limoneux et argileux avec des lentilles du sable

et des insertions des graviers et galets (épaisseur jusqu’à 4,0 -

5,0 m). La puissance des alluvions de Quaternaire supérieur peut

atteindre 10,0 m.

Les dépôts diluvio-proluviaux du Quaternaire moyen et supérieur (qdp2-3) ont le

développement un peu moins grand et ils sont présentés sur le plan

morphologique par les cônes d'érosion et les accumulations de

versant constitués de pierre cassée, galets mal roulés, sable,

limons sableux et limons. Leur puissance atteint 3,0 - 5,0 mètres

et plus. Les dépôts diluvio-gravitationnels-éboulis de pente (qdg3) du Pléistocène

supérieur représentent les accumulations à la formation desquelles

prend part, en plus des processus d'écroulement-éboulis,

l'érosion de surface. Ils se composent de gros blocs, pierres


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cassées, arène avec le remplissage sablo-limoneux et limoneux.

Leur puissance peut aller à 5,0-10,0 mètres et plus.

Parmi les dépôts quaternaires il y a les alluvions contemporaines (Af)

(lit de l'oued Renem), les accumulations gravitationnelles - éboulis (Ag) et

celles dues au glissement de terre (dP), mais ils ont le développement

limité.

Les affleurements des roches mères dans la cuvette de la retenue

ont aussi le développement très limité bien que ce sont ces dépôts

du fait de leur perméabilité relativement importante qui exercent

une influence déterminante sur la grandeur des pertes par

infiltration à partir de la retenue. En premier lieu, cela se

rapporte aux calcaires et aux calcaires marneux de l'étage de

Maastricht (С6a-С6b) du Crétacé supérieur dont les affleurements ont lieu

sur les versants droit et gauche de la vallée, dans la zone proche

du barrage. Cela se rapporte aussi, mais avec un degré moins

grand, aux grès du Miocène (m22-3) dont les affleurements rocheux ont

lieu à 1,5 km à l'amont de l'axe du barrage sur les deux versants

de la vallée et où (sur le versant droit) se situé la carrière de

grès. Les dépôts du Paléocène dont les affleurements ont lieu sur

les versants droit et gauche de la vallée à 250 m à l'amont de

l'axe du barrage, et qui sont constitués de marnes et argilites,

sont pratiquement imperméables.

Pertes par filtration

Les pertes par filtration à partir de la retenue Renem seront la

somme de quelques composantes :



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I. Les pertes par filtration à travers le corps et la fondation du barrage auront

lieu au cours de toute la vie de la retenue de Renem. Leur

calcul doit être effectué en conformité avec le schéma du

régime stationnaire de la filtration de l'écoulement

bidimensionnel.

II. Les pertes par filtration à travers les appuis latéraux du barrage (filtration

par contournement).

Ces pertes ont le caractère permanent et auront lieu pendant

toute la durée de l'exploitation de la retenue. On les

calcule d'habitude pour la partie de la retenue proche du

barrage où l'influence du bief aval est très sensible, mais

le mouvement des eaux souterraines est approximé par le

modèle bidimensionnel.

III. Les pertes pour la saturation du fond de la retenue pendant la période de

son remplissage.

Ces pertes sont de courte durée et elles cesseront dans un

délai assez court après la fin du remplissage de la retenue

Renem. Elles doivent être déterminées en fonction du volume

des roches à saturer sur toute la surface du plan d'eau de

la retenue et de leur porosité libre. Ces pertes dépendent

du régime du remplissage de la retenue : lors du remplissage

rapide elles croissent brusquement, mais ensuite elles

diminuent avec le temps ; lors du remplissage lent elles

sont constantes.

IV. Les pertes par filtration à travers les berges de la retenue hors de la zone de

l'influence du barrage.

Ces pertes comprennent les débits de filtration nécessaires

à la saturation des berges, des vallées et dépressions



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voisines et elles peuvent avec le temps devenir constantes.

Lors du remplissage de la retenue elles grandiront, à la fin

du remplissage ou après celui-ci elles diminuent jusqu’aux

valeurs correspondant aux conditions du régime stationnaire

des eaux souterraines. Dans cette zone l'écoulement des eaux

souterraines sera déterminé par l'influence des eaux de laretenue dont la grandeur varie le long de la retenue. Les

conditions géologiques sur les berges de la retenue changent

aussi. C'est pourquoi le mouvement des eaux souterraines

doit être séparément examiné pour les divers tronçons avec

les conditions différentes aux frontières.

On cite ci-dessous les extraits du rapport de l'Institut de

Recherches scientifiques "VODGEO" (Moscou) 48 où on donne le

calcul des pertes par filtration à partir de la retenue Renem. Le

calcul total des pertes par filtration à partir de la retenue

(filtration à travers le corps et la fondation du barrage,

filtration par contournement, pertes dans la région de la carrière

de grès) est donné au chapitre "Etude de la filtration à travers

le corps et la fondation du barrage" (Annexe Textuelle №5).

Schématisation géofiltration

Pour la définition de la perméabilité des roches gisant dans la

fondation du barrage, on a fait les essais d'eau dans les sondages

selon la méthode de Lugeon.

Avec l'utilisation de ces données et compte tenu des conditions

géologiques de la région de l’aménagement hydraulique on a élaboré

la schématisation géofiltration dont le but est de définir les



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schémas de calcul de la filtration à travers la fondation et les

appuis latéraux du barrage.

Compte tenu des particularités géologiques du gisement des roches

mères dans la fondation de l'ouvrage on mettait en relief les

tronçons types pour lesquels on utilisait les schémas

correspondants de calcul de la filtration.

Le profil longitudinal dans l'axe du barrage est divisé en trois

tronçons types I-III du front de retenue. Pour ces tronçons on

fixe les coupes 1-3 types présentées sur la figure 5.1. On met

aussi en relief les tronçons dans les appuis de la rive droite et

de la rive gauche du barrage (pour calculer la filtration par

contournement du barrage) et dans la zone de l'emplacement de la

carrière des grès situé à 1,5 km en amont du site du barrage (pour

calculer la filtration à travers les berges de la retenue).

Le tronçon de la fondation du barrage I (Piquet 1+39 – Piquet 2+47) présenté par

la coupe 1-1 type sur Piquet 2+47, généralise les caractéristiques

de filtration de la zone rive gauche du barrage dans la limite de

RN constituée par les roches du Maastricht inférieur С6a. Sur ce

tronçon on remarque les zones de fissuration et l'altération

intense jusqu'à la profondeur de 10-20 m.

Pour le tronçon I, on a adopté avec une certaine marge de sécurité les

coefficients de perméabilité suivants : dans la zone de la fissuration

élevée pour les calcaires et calcaires marneux Kf=1,0 m/jour, mais dans la zone

de la fissuration atténuante de ces roches Kf=0,1-0,2 m/jour ; pour la zone restante

Kf=0,05 m/jour. Le coefficient de perméabilité des dépôts diluvio-

gravitationnels développés dans les versants du barrage est adopté

égal à 0,5 m/jour.



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Le tronçon II (Piquet 2+47 – Piquet 3+21,3). La particularité caractéristique

de la structure de ce tronçon est son hétérogénéité dans la coupe,

ainsi que la présence des zones de la fissuration non seulement

dans la couche près de la surface, mais encore à la profondeur de

35-40 m. L'alternance des couches du calcaire marneux et le

calcaire à minces intercalations de la marne a conduit à ce que,

dans le schéma de calcul, on observe quelques zones dont la

perméabilité est différente. La gamme de variation des grandeurs

du coefficient de perméabilité dans ces roches est suffisamment grande de

Kf=0,05 m/jour jusqu'à Kf=2,0 m/jour. Les grandeurs des coefficients de

perméabilité pour chaque couche étaient obtenues par pondération

des grandeurs de l'absorption d'eau unitaire issues des essais

d'eau aux intervalles donnés des sondages.

Le tronçon III est la partie de la rive droite du barrage constituée

par des roches du Maastricht inférieur С6a. Ce sont les calcaires à

minces intercalations des marnes qui y prédominent. En analysant

les données des essais il faut remarquer, que la zone supérieure

la plus perméable des calcaires d'une puissance de 15 m se trouve

dans la partie centrale du barrage, ce qui correspond à la valeur

pondérée du coefficient de perméabilité Kf=1,5 m/jour.

Les calcaires gisant dans la partie amont de la fondation du

barrage ont la zone de la fissuration élevée d'une puissance près

de 10 m avec le coefficient de perméabilité de 1,0 m/jour ; la fissuration

atténue graduellement avec la profondeur.

Pour l'argumentation du modèle de calcul dans la partie aval de la

fondation du barrage, on a pris les résultats des essais d'eau

dans le sondage SR-5. Dans ce sondage on observe l'alternance des

zones de la perméabilité différente Kf= 0,1-1,2 m/jour.



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A partir de cela, pour les calculs de la filtration sur le tronçon III, on

mettait en relief quelques zones se distinguant selon la

perméabilité. Par exemple, pour la zone supérieure des calcaires fissurés

k=1,0-1,5 m/jour, pour la zone relativement perméable Kf=0,1-0,5 m/jour. Pour les

autres zones le coefficient de perméabilité Kf est adopté égal à 0,05

m/jour.

Filtration à travers le corps et la fondation du barrage

Le noyau du barrage est érigé en terres limono-argileuses dont le

coefficient de perméabilité fait en moyenne 2,1410-3 m/jour. Les

coefficients de perméabilité des roches de la fondation dans

chaque coupe de calcul sont retenus en conformité avec la

schématisation géofiltration mentionnée ci-dessus.

La simulation numérique était faite sur ordinateur à l'aide du

paquet d'application de programmes concernant les calculs de

filtration (Modflow), avec cela, vu la grande perméabilité des

sols de la recharge aval, on ne prenait pas en considération, dans

les calculs, la montée de la ligne phréatique dans la recharge

aval, ce qui va du côté de la sécurité.

La position de la ligne phréatique au noyau du barrage était

définie en partant des conditions suivantes :

la ligne phréatique est une ligne de courant et le long de

celle-ci Н/n=0 ;

le long de la ligne phréatique la pression est égale au

zéro, c'est pourquoi la diminution de la charge suit la loi

linéaire Н= z.



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A l'issu de la simulation numérique on a obtenu la position de la

ligne phréatique au noyau, la cote de sa sortie sur son parement

aval, le réseau d'écoulement de filtration au noyau et dans la

fondation du barrage, les épures des gradients hydrauliques à la

sortie du noyau dans la recharge aval pour trois coupes de calcul.

Le débit total de la filtration à travers le noyau du barrage fera en moyenne

39,44 m3/jour (14,4 mille m3/an).

Sur la figure 5.2 (Annexe Textuelle №5) on présente le réseau

d'écoulement de la filtration au noyau du barrage pour la coupe 1-

1 de calcul (Piquet 2+47.0) avec les épures des gradients

hydrauliques à la sortie du parement aval du noyau.

Lors de la simulation de la filtration on a obtenu les

distributions des charges dans la fondation du barrage et au

rideau d'injection dont le coefficient de perméabilité est adopté égal à

0,03 m/jour et dont la largeur est de 6 m. Pour l'estimation de

l'efficacité du rideau d'injection on examinait aussi les

variantes de la construction du barrage sans rideau d'injection.

Pour les deux cas on a calculé les débits d'infiltration et les

gradients hydrauliques à la sortie de l'écoulement dans la

recharge aval.

Les résultats de la simulation pour la variante de projet (avec le

voile d'injection) sont présentés sur les figures 5.3-5.5 sous

forme des lignes équipotentielles et des lignes de courant. Ce qui

attire l'attention c'est une assez haute efficacité du voile

d'injection au niveau duquel les pertes de charge atteignent

jusqu'à 60 % de la charge totale.



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Le débit total de la infiltration à travers la fondation du barrage avec le voile

d'injection de ciment sera de 1368,6 m3/jour (499,5 mille m3/an).

Les grandeurs des gradients hydrauliques à la sortie de

l'écoulement d'infiltration à l'aval (au niveau du contact de la

recharge aval avec l'assise) sont présentées dans le tableau 3

(Annexe Textuelle №5).

Les résultats cités montrent que la partie considérable de la

charge est "dissipée" par le noyau et le voile d'injection, c'est

pourquoi les gradients hydrauliques à la sortie de l'écoulement de

la fondation dans la recharge aval sont très faibles. Cela permet

de considérer que la résistance aux infiltrations des roches de la

fondation aval est sans doute assurée.

Filtration par contournement

Les pertes dues à la filtration par contournement sont calculées à

condition que le voile d'injection en ciment soit prévu sur toute

l'étendue du front de retenue du fait de la mise en évidence des

zones de la fissuration élevée du massif des roches mères.

Les études des écoulements de la filtration par contournement des

appuis latéraux du barrage étaient faites sur les modèles

reproduisant la structure géologique à plusieurs couches avec la

prise en compte le maximum possible des données des

reconnaissances géologiques et géotechniques.

Les isohypses, les lignes de courant séparantes, les zones de

l'alimentation et du déchargement des eaux souterraines, les zones



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de la filtration par contournement sont présentées sous forme des

cartes générales sur les figures 5.6-5.7 (Annexe Textuelle №5).

Il faut noter certaines particularités de la filtration par

contournement définissant son caractère et son intensité :

Dans l'appui de la rive gauche du barrage la zone de la

filtration est limitée par les bords d'eau amont et aval, par

les lignes de courant à la distance de 400 m plus haut et

plus bas par rapport à l'axe du barrage et par la ligne du

niveau fixé des eaux souterraines qui se trouve en haut

suivant le versant à la distance de 250 m du sondage SR-102.

La cote de la zone de l'alimentation est obtenue par

extrapolation de la ligne de la surface des eaux souterraines

selon les sondages SR-102 et SR-106.

On a examiné le modèle de filtration à deux couches : dans la

couche supérieure comprenant deux zones avec les coefficients

de perméabilité de 2,0 m/jour et de 0,5 m/jour se forme la

surface libre des eaux souterraines avec le déchargement vers

le bief amont et, essentiellement, vers la 2-ème couche

inférieure qui a aussi deux zones avec les coefficients de

perméabilité de 0,2 m/jour et 1,0 m/jour. Pour cette couche

la zone du déchargement de l'écoulement par contournement est

l'oued Renem à l'aval du barrage.

Le débit de la filtration par contournement à travers l'appui rive gauche fait

693,2 m3/jour (ou 253 018 m3/an).



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Pour la simulation des processus de la filtration dans l'appui de

la rive droite, on adoptait, au calcul, les résultats des essais

d'eau aux sondages SR-4 et SR-101.

Les dimensions du modèle en plan font 400600 m. Pour la

construction du modèle de la filtration par contournement on met

en relief 4 couches de la perméabilité différente. On prévoit deux

zones de la filtration en plan : la première, intérieure, adhérant

vers le bord de l'eau de la retenue d'une largeur près de 100 m et

la deuxième - la zone extérieure d'une largeur de 250 m.

La filtration par contournement dans l'appui de la rive droite de

l'oued Renem a les particularités suivantes :

Premièrement, on a autrefois remarqué le fait de l'immersion

des eaux souterraines sous le lit de l'oued avec la tendance

de la suite de ce processus en profondeur de la rive droite.

Deuxièmement, la zone du déchargement de l'écoulement des

eaux souterraines à partir de la retenue peut être l'oued

Renem.

Compte tenu de ces particularités on introduit, sur le modèle, la

frontière de l'influence à la distance de 300 m de l'appui droit

du barrage. La première couche supérieure du modèle est à surface

libre des eaux souterraines avec deux zones dont le coefficient de

perméabilité est de 2,5 m/jour dans la zone intérieure et de 0,1

m/jour dans la zone périphérique du domaine de la filtration. Les

couches inférieures du modèle qui sont en charge, ont les zones

différentes de la perméabilité.



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Le débit de la filtration par contournement dans l'appui de la rive droite du barrage

a fait 734,96 m3/jour (ou 268 260 m3/an).

Le débit total de la filtration par contournement du barrage sur l'oued Renem est

égal à 1428,16 m3/jour ou 521278 m3/an (1,2 % de la capacité de la

retenue).



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Justification des débits de filtration à travers le corps et la fondation du barrage

A la demande de l'ANB on donne ci-dessous la justification des

débits de filtration à travers le corps et la fondation du

barrage.

a. Pour la schématisation géofiltration du site du barrage on a

utilisé les données géologiques et géotechniques de l'Avant-

projet.

b. La fondation du barrage sur toute la longueur du front de

retenue est présentée par trois coupes de filtration se

distinguant par la structure de la fondation.

c. Les coefficients de perméabilité de la fondation stratifiée

sont adoptés en conformité avec les résultats des essais

d'eau dans les sondages. Le coefficient de perméabilité des

limons compactés du noyau du barrage est pris égal, avec une

certaine marge de sécurité, à 0,005 m/jour, et le coefficient de

perméabilité du voile d'injection de ciment - à 0,03 m/jour.

d. Il est à noter que pendant l'analyse des données des

injections d'eau dans les intervalles des sondages on a

réussi à relever les zones à perméabilité différente dont on

a tenu compte lors des calculs de la filtration à travers la

fondation et par contournement du barrage. On a examiné les

conditions les plus défavorables du point de vue de la filtration. C'est

pourquoi les résultats obtenus concernant les pertes par

filtration semblent un peu surélevés.



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Néanmoins, les pertes totales par filtration estimées en 2836,22

m3/jour ou 1035,2 mille m3/an qui sont la somme des pertes à travers le

corps et la fondation du barrage (1408,1 m3/jour) et les pertes

dues à la filtration par contournement dans l'appui rive (693,2

m3/jour) et l'appui rive droite (734,96 m3/jour), ne dépassent pas

2,4% de la capacité de la retenue, ce qui est confirmé par les indices du

bilan hydraulique.

Pertes par filtration dans la région de la carrière de grès

A la demande de l’Administration on a effectué les calculs des

pertes de l'eau par infiltration à partir de la retenue dans la

région de l'emplacement de la carrière de grès (m22-3), situé à 1,5

km en amont de l'oued Renem.

Pour la reconnaissance de la carrière en rive droite de l'oued on

a foré, sur le versant, six sondages de la profondeur de 20 et 40

m. Selon ces sondages on a construit la coupe géologique montrant

que dans la partie supérieure il y a une zone de l'altération des

grès d'une puissance de 5 m. Les essais d'eau dans ces sondages

n'ont pas été réalisés.

Sur une autre rive de l'oued il y a un sondage S-5, percé en

février 1992, qui a découvert les roches du Miocène (grès,

argilites). Dans ce sondage on a effectué les essais d'eau selon

la méthode de Lugeon (Annexe Textuelle 2.3). Conformément aux

données des essais d'eau dans ce sondage le coefficient moyen de

perméabilité de la couche de Miocène est adopté égal à 0,03 m/jour.

Vu le nombre limité de données, le calcul des pertes d'eau par

filtration à partir de la retenue porte un caractère d'estimation.



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On examine la zone de la filtration d'une largeur de 500 m à

partir du bord d'eau de la retenue de la longueur unitaire le long

de la ligne littorale. Pour la zone supérieure, altérée, d'une puissance

de 5,0 m, le coefficient de perméabilité est adopté égal à 1,0 m/jour, pour tout

l'autre domaine Kf=0,03 m/jour. Le débit de la filtration par unité de

la longueur de la ligne littorale de la retenue sur la longueur de

500 m est égal à 2,32 m2/jour.

Ainsi, les pertes par filtration sur le tronçon de la carrière se

répartissent de façon suivante :

à travers la rive gauche sur la ligne de bord de la retenue d’une

longueur de 490 m les pertes par filtration seront de 1137

m3/jour (ou 414 932 m3/an)

à travers la rive droite sur la ligne de bord de la retenue d’une

longueur de 280 m les pertes par filtration seront égales à

650 m3/jour (ou 237 104 m3/an)

les pertes totales à partir de la retenue dans la région de

la carrière de grès (m22-3 ) seront de 1787 m3/jour ou 652 255 m3/an

(1,5% de la capacité de la retenue).

Pertes temporaires par infiltration pour la saturation du fond de la retenue. Pertes

par infiltration à travers les berges de la retenue se trouvant loin du barrage

Sans disposer de toutes les données nécessaires aux calculs, on a

fait les prévisions d'estimation relatives aux pertes à partir de

la retenue :

les pertes temporaires par infiltration pour la saturation du

fond de la retenue,



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les pertes par infiltration à travers les berges de la

retenue se trouvant loin du barrage.

Les pertes temporaires par infiltration pour la saturation du fond

de la retenue sont estimées de façon suivante :

la longueur L de la retenue est adoptée égale à 5750m

la largeur moyenne B de la retenue est prise égale à 120m

le déficit en saturation des sols argileux du fond de la

retenue en conformité avec les données de la littérature

technique est retenu égal à 0,007

la profondeur moyenne des eaux souterraines hs=9,2m.

Compte tenu de ces paramètres, les pertes pour la saturation du fond de la

retenue seront de l'ordre de 43100 m3.

Pertes par infiltration à travers les berges de la retenue se trouvant loin du barrage

(à l’exception des pertes par infiltration dans la zone de carrière de grès – m22-3)

Les calculs d'estimation des pertes par filtration à travers les

berges se trouvant loin du barrage où elles ne sont pas

influencées par le bief aval, ont été effectués pour les données

de départ suivantes :

les berges de la retenue sont constituées de roches peu

perméables d’une puissance de 50 m avec le coefficient de

perméabilité Кf=0,02 m/jour ;

la frontière de la zone de la filtration se trouve à une

distance de 300 m du bord d'eau de la retenue ;



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le niveau ses eaux souterraines se trouve à la cote de 510 m.

Le calcul a été fait par la méthode numérique à l'aide du

programme des calculs de filtration pour le cas de la circulation

unidimensionnelle (linéaire) des eaux souterraines.

Les pertes par infiltration pour la saturation les berges pour les conditions aux

frontières données sont de 667 m3/jour (ou 243 455 m3/an).

Les grandeurs obtenues des pertes par filtration (saturation du

fond et des berges de la retenue) sont inférieures à 1% de la

capacité de la retenue.

Ainsi, les pertes de calcul dues à la filtration à partir de la

retenue Renem seront :

le débit de filtration à travers le noyau du barrage 39,4 m3/jour (14,4 mille

m3/an).

le débit de filtration à travers la fondation du barrage 1368,6m3/jour

(499,5mille m3/an)

le débit de filtration par contournement du barrage1428,2 m3/jour (521,3 mille

m3/an)

les pertes dans la région de la carrière de grès1787 m3/jour (652,3 mille m3/an)

les pertes pour la saturation des berges (à l’exception des pertes par

infiltration dans la zone de carrière de grès – m22-3)667 m3/jour(243,5 mille

m3/an)

TOTAL : 5 290,2 m3/jour (1 931 mille m3/an,



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ce qui fait 4,4% de la capacité totale de la

retenue.



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3.Caractéristique géologique et géotechnique du site sur

l'oued Renem

3.1. Structure géologique

Le site du barrage se situe dans la gorge de la vallée de l'oued

Renem où il traverse la chaîne Bou-Rzine constituée de calcaires

du Crétacé supérieur. La largeur de la vallée au fond est de 110

m, la pente moyenne du versant droit est de 35-400, celle du

versant gauche - 20-250. Les versants et la cuvette de la vallée

sont constitués de roches du Crétacé supérieur qui sont

partiellement recouvertes par des formations de Pléistocène-

Holocène.

Les roches les plus anciennes dans les limites de la zone en

question sont les dépôts non-différenciés du Santonien supérieur –

Campanien inférieur (C4b-5a). Ils affleurent à une distance de 300 m à

l'aval du site du barrage sur le versant droit de la vallée et,

sous forme d'un fragment, sur le versant gauche (Annexe Graphique

№GR-01). La forme du gisement des roches est monoclinale, le

pendage des bancs est sud-est avec l'angle 35-400. Elles sont

présentées sur le plan lithologique par des marnes avec les

couches rares intercalées de calcaires. Ces roches sont

découvertes par les sondages SR-105 et SR-108 ; il est possible

qu'une partie de dépôts découverts par le sondage SR-9 se rapporte

au même âge. Les marnes calcaires, gris foncé et gris, denses et

monolithes dans les conditions naturelles, sont soumises à

l'altération rapide au contact avec l'air, ce qui explique les

grandeurs relativement basses de RQD (jusqu’à 33-38%). Dans les

CARACTÉRISTIQUEGÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE STRUCTURE GÉOLOGIQUEDU SITE SUR L'OUED RENEM

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conditions naturelles leur fissuration est faible de quoi

témoignent les grandeurs basses de la perméabilité (1-2UL).

Les dépôts de Campanien supérieur (С5b) gisent de façon concordante sur

les dépôts de Santonien–Campanien inférieur, ils affleurent dans les

versants droit et gauche de la vallée, a l'aval du barrage à la

distance de 50 m de son axe. Ces dépôts sont découverts par les

sondages SR-7, SR-9, SR-102, SR-105, SR-106 (Annexes Graphiques №

GR-03 et № GR-04). Ils sont présentés par les marnes calcaires,

gris foncé, peu résistantes, par les calcaires marneux gris avec

des intercalations des calcaires gris jaunâtre et en toit – par

les calcaires. Les marnes calcaires sont facilement altérables en

se décomposant avec le temps en écailles minces ; par ce fait

s'expliquent les gardeurs basses de RQD bien qu'elles soient en

état naturel monolithes. Les calcaires marneux sont plus

résistants, les gardeurs de RQD dépassent 80% (SR-106). Au

contraire, les calcaires ont la forte fissuration ; les certaines

zones sont complètement fragmentées avec RQD=0% (par exemple, dans

l'intervalle de 27,0-29,0 m dans le sondage SR-7).

Les dépôts de Maastricht, en conformité avec sa lithologie, se

subdivisent nettement en deux sous-étages : inférieur et

supérieur.

Les dépôts de Maastricht inférieur (C 6a) gisent dans l'assise du barrage en

étude, ils constituent les versants gauche et droit de la vallée.

Les roches du substrat sont présentées par les calcaires

résistants de couleur blanche, gris clair, gris jaunâtre, avec des

intercalations minces et rares des marnes grises. Le taux de

fissuration est très variable, à partir des tronçons pratiquement


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monolithes (RQD=90%, SR-1, intervalle de 55,0-60,0 m ; RQD=100%,

SR-2, intervalles de 15,0-17,0 et 20,0-23,0 m) jusqu’aux zones qui

sont très fortement brouillées (par exemple, RQD=7%, intervalle de

37,0-44,0 m) dans lesquelles les fissures sont en général remplies

de calcites et limonites. A la base de la couche les calcaires

alternent avec les calcaires marneux gris, moins résistants dont

la grande partie a la faible fissuration.

Les dépôts de Maastricht inférieur sont découverts par les

sondages en grand nombre : SR-1, SR-2, SR-3, SR-4, SR-5, SR-8, SR-

10, SR-101, SR-102, SR-103, SR-104, SR-107.

Sur la base de l'analyse structurale de faciès, des constructions

corrélatives et du déchiffrement des photos aériennes on a mis en

évidence, dans le versant gauche et le fond de la vallée, une

structure du type de graben séparée des zones contigues

relativement soulevées par un système des accidents tectoniques du

type des failles de compression (ou des failles ordinaires) à

pendage raid. L'existence des accidents tectoniques à pendage raid

est confirmée par la corrélation des fiches lithologiques des

sondages SR-102 - SR-1, SR-2 - SR-103, SR-103 - SR-3, SR-10 - SR-6

situés sur la ligne proche de la direction des roches; ainsi que

SR-5 – SR-3, SR-5 – SR-103, SR-5 – SR-108, SR-1 – SR-7 se trouvant

en direction proche du pendage. Par exemple, dans les sondages SR-

1, SR-2, SR-5 la coupe géologique est monotone ; les roches ne

sont présentées que par des calcaires blanc et gris jaunâtre,

tandis que dans les sondages SR-101, SR-102 et SR-103 la

lithologie est très variable : les calcaires gris jaunâtre, les

calcaires marneux gris et même la marne calcaire gris foncé (SR-


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102, intervalle de 63,0-100,0 m) que nous datons comme le sous-

étage de Campanien supérieur.

La tectonique de rupture est aussi confirmée par la terrasse

puissante de travertin sur le versant gauche de la vallée de

l'oued Renem formée dans la zone du débouché des sources

carboniques de Pléistocène inférieur. On a encore mis en évidence

deux accidents de rupture à pendage raid en amont du barrage sur

la base du déchiffrement des photos aériennes et de la différence

en éléments du gisement (azimut et angle du pendage) des bancs

(Annexe Graphique № GR-03, coupes géologiques III-III, IIA-IIA et

Annexe Graphique № GR-04, coupe géologique IIB-IIB). Ils

sectionnent les dépôts de Maastricht inférieur et, peut être, de

Maastricht supérieur. Il est probable que ces failles seraient

ramifiées par rapport à la faille principale régionale passant par

le thalweg de la vallée de l'oued Renem portée sur le Schéma

structural de l’Algérie à l'échelle de 1:250 000 (Annexe Graphique

№ GR-01).

On peut constater de façon indirecte l'existence de cet accident

tectonique lors de la corrélation de la coupe lithologique entre

les sondages SR-5 – SR-103 (Annexe Graphique № GR-04, coupe

géologique IV-IV), SR-3 – SR-103 (Annexe Graphique № GR-03, coupe

géologique I-I), SR-6 – SR-104 (Annexe Graphique № GR-04, coupe

géologique V-V).

Les dépôts de Maastricht supérieur (C 6b ) gisent de façon concordante

sur les formations du sous-étage inférieur en constituant les

versants gauche et droit de la vallée à 80-140 m en amont du site

du barrage. Les dépôts sont présentés sur le plan lithologique par


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des marnes et calcaires marneux de couleur grise, en toit de la

couche – par des calcaires gris jaunâtre. Sur le versant gauche de

la vallée ils constituent un plateau collinaire dont le sommet et

les versants est et sud sont couverts de calcaires résistants. Sur

le versant nord affleurent les marnes recouvertes de formations de

colluvion. Sur le versant droit elles sont fixées sous forme d'une

bande d’une largeur d'environ 200 m dans la région de la station

de concassage.

Les dépôts de Maastricht supérieur sont découverts par trois

sondages SR-10, SR-11, SR-107. Les calcaires, sauf l'intervalle

très fissuré de 8,0-10,0 m, RQD=31% (SR-11), se rapportent aux

calcaires dont la fissuration est moyenne (RQD=50-75%) et faible

(RQD=75-90%), cependant les fissures dans les calcaires sont

ouvertes de quoi témoignent les traces de limonitisation sur les

surfaces et les grandeurs élevées de la perméabilité des roches.

Les marnes sont au contraire peu résistantes ; les fissures en

état naturel sont en général fermées, mais les grandeurs élevées

de RQD (35-38%) s'expliquent par l'altérabilité rapide de ces

roches.

A l'amont du barrage, sur les versants droit et gauche de la

vallée en utilisant les résultats du déchiffrement, des mesures

des éléments du gisement des roches et sur la base de la

corrélation des coupes lithologiques entre les sondages, on a

relevé deux accidents tectoniques éventuels à pendage raid (faille

en surplomb ou faille simple) attachés aux thalwegs. Ces accidents

sont les branches de la faille de l'ordre plus haut passant dans

le fond de la vallée de l'oued (Annexe Graphique № GR-01).


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Les roches mères les plus récentes du substrat de la zone en

question sont les dépôts de Paléocène (е1-3) dont les affleurements

ont lieu à 250 m à l'amont du site du barrage et sur le versant

droit de la vallée. Au plan lithologique c'est une couche

argileuse, les marnes et argilites avec des intercalations minces

et rares de calcaires.

Les plus anciennes des formations quaternaires sont les dépôts de

Pléistocène inférieur :

les dépôts diluvio-gravitationnels de couverture (qdg1)

les dépôts alluvionnaires des terrasses supérieures (qal1)

les travertins (qТ1)

Les dépôts diluvio-gravitationnels de Quaternaire inférieur gisent

sous la forme d'une lentille sur le versant droit de la vallée de

l'oued Renem. Ils sont découverts par les sondages SR-7 et SR-106

(Annexe Graphique № GR-03, coupe géologique III-III) dans les

intervalles de 19,0-24,9 et 17,0-25,5 m. Les dépôts sont présentés

par des limons gris jaunâtre avec des insertions de petits blocs,

de pierre cassée et arène. La puissance de dépôts est de 5,9-8,5 m

Annexe Graphique № GR-03, coupe géologique III-III. Ils sont

recouverts de dépôts alluvionnaires de Pléistocène inférieur

représentés par un sable argileux à grains fins de couleur jaune

(SR-7) et par des galets avec le remplissage sableux (SR-106)

d'une puissance de 4,0-5,0 m.

Les travertins sous la forme d'une terrasse d’une longueur

d'environ 140 m et d’une largeur de 60 m gisent partiellement sur


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les formations alluvionnaires de Pléistocène inférieur (SR-7, SR-

106), partiellement sur les roches mères (SR-1) présentées par des

calcaires de Maastricht inférieur. Les travertins sont gris

jaunâtre, de texture cellulaire, poreux. La puissance des dépôts

est variée de 12,0 à 16,5 m (Annexe Graphique № GR-03, coupes

géologique I-I, III-III).

Les dépôts diluvio-proluviaux de Quaternaire moyenne et supérieur sont

présentés sur le plan morphologique par des cônes de déjection et

des accumulations au pied des versants constitués de pierres

cassées, galets mal roulés, sables, limons sableux et limons. Ils

sont développés tant sur le versant gauche (à l'aval) que sur le

versant droit (à l'amont) de la vallée (Annexe Graphique № GR-01).

Leur puissance atteint 3,0-5,0 mètres et plus.

Les dépôts diluvio-gravitationnels de Pléistocène supérieur (qdg3) représentent

les accumulations dont la formation est due, en plus des processus

tels comme les éboulis et écroulements, à l'érosion de surface des

versants. Ils se composent des blocs, pierres cassées, arènes avec

le remplissage limono-sableux et limoneux. Ils sont développés sur

le versant gauche de la vallée de l'oued Renem tant à l'amont qu'à

l'aval du barrage. Ces dépôts sont découverts par le sondage SR-10

où leur puissance dépasse 15,0m.

Les dépôts alluvionnaires de Pléistocène supérieur (qal3) constituent la

première terrasse non inondable de l'oued Renem qui se présente en

forme des fragments sur les deux cotés de la vallée en s'appuyant

par sa partie arrière sur les versants (Annexe Graphique № GR-01).

La hauteur du gradin de terrasse au-dessus des terres submersibles

est de 1,5-2,0 m. Au cours de travaux de forage ces dépôts sont


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découverts par les sondages SR-5, SR-9, SR-107, SR-108 (Annexe

Graphique № GR-04). Généralement, ils ont une structure à deux

couches : la partie inférieure est présentée par les faciès des

alluvions de lit – les graviers et galets avec le remplissage en

sable et limon sableux, parfois avec les gros blocs (puissance

jusqu’à 5,0 m); la partie supérieure est constituée par les faciès

provenant des terrasses inondables – les dépôts limono-sableux,

limoneux et argileux avec des lentilles du sable et des insertions

des graviers et galets (puissance de 4,0-5,0 m). La puissance des

alluvions de Quaternaire supérieur atteint 10,0m.

A la formation de faciès des alluvions provenant des terres

submersibles participent souvent les processus contemporains de

colluvion ; en ce cas dans la composition de faciès apparaissent

les pierres cassées et arènes (SR-9, SR-107). Proprement dit, les

colluvions contemporaines (Ag) sont présentées par des pierres cassées,

gros blocs, arènes, souvent avec le remplissage en limon sableux

et limoneux. Elles sont développées sur le versant droit de la

vallée (Annexe Graphique № GR-01). Sa puissance peut aller

jusqu’à 4 m (SR-8).

Les dépôts alluvionnaires contemporains (Af) constituent la terrasse

inondable et la partie de lit de la vallée de l'oued Renem. Ils

sont totalement découverts par le sondage SR-103 et,

partiellement, par le sondage incliné SR-5. Les dépôts sont

présentés par des cailloux, graviers, gros blocs de grès avec le

remplissage en limon sableux et en sable. La puissance des dépôts

est de 7 m.


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La zone d'éluvium (qe) – les produits de l'altération des roches mères

non touchés par la dislocation. Ils se trouvent pratiquement

partout dans les limites du développement des calcaires et marnes

de Crétacé supérieur, c'est pourquoi cette zone n'est pas montrée

sur la carte à l'exception de la couche puissante formée sur les

marnes de Paléocène qui ont perdu leur texture initiale (partie

sud-est du territoire). Sa puissance va jusqu’à 4 m (SR-105) et la

composition varie en fonction de la composition des roches du

substratum : les débris des calcaires marneux avec le remplissage

limono-argileux (SR-105) ou les pierres cassées et les gros blocs

des calcaires (SR-4).


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3.2. Propriétés de filtration des roches

Les eaux souterraines sont découvertes par tous les sondages sansexception. Il faut noter que l'intervalle temporaire entre le

début et la fin du sondage était très considérable, près de quatre

ans et demi. Par exemple, la foration du sondage SR-1 était

terminée le 22.11.97, mais du sondage SR-101 – le 12.03.02. Le

percement des sondages était produit pendant les saisons

différentes de l'année, les uns étaient forés pendant la période

aride, les autres à la saison des pluies. Au fur et à mesure de

l'achèvement de la foration les sondages étaient liquidés, mais la

mesure simultanée des niveaux des eaux souterraines n'était pas

faite. C'est pourquoi, les relations entre les profondeurs des

niveaux des eaux souterraines dans les sondages particuliers

provoquent le doute, par exemple, dans les sondages SR-4 et SR-

101, SR-3 et SR-101, SR-7 et SR-106. Il ne faut pas non plus

ignorer la qualité de la mesure, par exemple, si le sondage

n'était assez bien lavé du liquide de forage. C'est pourquoi, bien

que sur les coupes géologiques on montre la profondeur de la nappe

des eaux souterraines selon les cahiers de sondage, lors de

l'analyse des conditions hydrogéologiques, de la rédaction des

modèles géofiltration, du calcul des paramètres du rideau

d'étanchéité ces données étaient corrigées compte tenu de

l'expérience des recherches et de la construction dans les

conditions similaires géologiques et géotechniques.

La profondeur de la nappe des eaux souterraines est nettement

définie par l'appartenance géomorphologique et par la situation

hypsométrique de tel ou tel sondage. Par exemple, dans les

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sondages situés sur les versants de la vallée elle est maximale :

SR-101 (cote absolue 594,40) – 96,1 m, SR-102 (cote absolue

576,88) – 48,6 m, SR-4 (cote absolue 549,76) – 41,3 m, SR-1 (cote

absolue 542,99) – 24,0 m. Dans les sondages situés dans la partie

des terrains submersibles de l'oued Renem elle est minimale : SR-

103 (cote absolue 510,24) – 1,8 m. Les sondages faits dans les

terrasses de Pléistocène supérieur de l'oued Renem occupent la

position intermédiaire : SR-9 (cote absolue 510,62) – 3,9 m, SR-

108 (cote absolue 509,80) – 4,6 m et aussi les sondages dans les

versants diluvio-colluviaux : SR-10 (cote absolue 521,56) –

13,0 m, SR-107 (cote absolue 517,68) – 8,2 m.

L'analyse de la coupe géologique suivant l'axe du barrage en étude

(Annexe Graphique № GR-03, coupe géologique I-I) montre que l'oued

Renem draine les versants de la vallée. La surface des eaux

souterraines s'abaisse vers le thalweg de la vallée avec la pentetrès faible de 20 – versant droit (lors du calcul du gradient

hydraulique on utilisait les données des sondages SR-3 и SR-4) et

60 – versant gauche, ceci témoigne des bas gradients de

l'écoulement souterrain.

La perméabilité des roches a été estimée à partir des résultats

des essais d'eau par la méthode Lugeon. Lors du traitement des

résultats des essais sont déterminés l'absorption d'eau unitaire (q) et le

débit réduit (Qп).

L'absorption d'eau unitaire (q) – la grandeur de l'absorption de

l'eau en l/min de 1 m d'un intervalle d'essai à la pression de

1 m. Conformément à la grandeur de l'absorption de l'eau unitaire


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on a fait une estimation de l'hétérogénéité de filtration des

terrains dans le massif.

Classification en fonction de la perméabilité 28Tableau 3

Taux de perméabilité duterrain

Coefficient deperméabilité Кf, m/jour

Absorption d'eauunitaireq, l/min

Pratiquement imperméable inférieur à 0,005 inférieur à 0,01Peu perméable 0,005-0,3 0,01-0,1Perméable 0,3-3 0,1-1Très perméable 3-30 1-10De perméabilité très grande supérieur à 30 supérieur à 10

Le débit réduit (Qп) - la grandeur de l'absorption de l'eau en

l/min de 1 m d'un intervalle d'essai à la pression de 100 m

maintenue pendant 10 minutes. Conformément à la grandeur de (Qп) on

fait une estimation de la nécessité et des conditions de

l'étanchéitisation des sols par l'injection lors de la projection

des voiles d'étanchéité.

Le débit réduit correspond à la perméabilité exprimée en unités de

Lugeon (UL). Lorsque l'on ne réussit pas à atteindre une pression

de l'eau de 100 m, l'injection de l'eau (pour déterminer la

perméabilité d'après Lugeon) est admise avec le débit plus bas,

mais à la pression d'au moins 50 m. Dans ce cas la grandeur du

débit de l'eau réduite à la pression de 100 m est déterminée par

l'extrapolation linéaire de la valeur du débit à la pression

réelle au cours des prospections. Conformément aux recherches de

Maurice Cassan pour un sondage d'un diamètre de 100 mm, 1UL

correspond à Kf=810-6 cm/s 16.


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Au cours des essais dans les forages avec les diamètres les plus

fréquemment rencontrés on adoptait le rapport approximatif suivant

: 1 Lugeon = 10-5 cm/s = 10-7 m/s.

La perméabilité de dépôts de Santonien supérieur – Campanien inférieur (C4b-

5a) était estimée sur la base des résultats des essai d'eau dans les

sondages SR-105 et SR-108 (dans le sondage SR-9 les essais n'ont

pas été effectués). Les marnes sont peu perméables, l'absorption

d'eau unitaire (q) est de 0,01-0,08 l/min, le débit réduit (Qп) – 1-

3 UL, ce qui correspond au coefficient de perméabilité égal à (1-

3)10-5cm/s.

La composition chimique des eaux souterraines attachées aux dépôtsde Santonien supérieur – Campanien inférieur (C4b-5a) est donnée dans le

tableau 4 (SR-108). Les eaux se rapportent aux eaux

hydrocarbonate-chlorure-sodium-calcaires, selon le résidu sec

(1050 mg/l) elles sont un peu salées et peu alcalines (рН=7,2).

Conformément à la teneur en ion SO42- (217 mg/l) les eaux ne

possèdent pas de l'agressivité aux bétons à la base du ciment

Portland.

La perméabilité de dépôts de Campanien supérieur (С5b) qui affleurent

en surface naturelle à l'aval du barrage était déterminée sur la

base des essais d'eau dans les sondages SR-102, SR-105, SR-106

(dans les sondages SR-7 et SR-9 les essais n'ont pas été

effectués). La perméabilité de ces dépôts est déterminée, d'une

part, par la lithologie des roches, d'autre part, par le degré de

leur fissuration. Les marnes et les calcaires marneux sont peu

perméables et pratiquement imperméables : q = 0,0-0,05 l/min (SR-

102, intervalle de 63,0-100,0 m, SR-105, intervalle de 10,0-


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23,0 m, SR-106, intervalles de 26,0-30,0 et 35,0-50,0 m), ce qui

correspond à 0-4UL, alors que les calcaires (SR-106, intervalle de

30,0-35,0 m) – perméables : q = 0,33 l/min. D'autre part, la

perméabilité des calcaires séparés par des intercalations de

couches, même minces, des calcaires marneux (SR-102, intervalle de

44,0-63,0 m) est minimale : q = 0,01-0,02 l/min (2-3UL).

La composition chimique des eaux souterraines attachées aux dépôtsde Campanien supérieur (С5b) est donnée dans le tableau 4 (SR-105).

Les eaux se rapportent aux eaux sulfate-calcaires, selon le résidu

sec (3348 mg/l) elles sont salées et peu alcalines (рН=6,7).

Conformément à la teneur en ion SO42- (1860 mg/l) les eaux possèdent

l'agressivité forte aux bétons à la base du ciment Portland, ce

qui nécessitera l'utilisation des ciments résistants à l'action

des sulfates.

Le plus grand intérêt du point de vue de leur perméabilité

représente les dépôts de Maastricht inférieur (C 6a), ce sont ces roches

qui constituent en grande partie l'assise du barrage. Pour

déterminer leur perméabilité on a utilisé les essais d'eau dans

les sondages suivants : SR-1, SR-2, SR-3, SR-4, SR-5, SR-8, SR-10,

SR-101, SR-102, SR-104, SR-107.

Les grandeurs de l'absorption d'eau unitaire des roches de cette

couche constituée de calcaires et calcaires marneux se distinguent

très considérablement. Leurs grandeurs les plus élevées sont

observées dans la zone la plus altérée située près de la surface.

Par exemple, dans le sondage SR-3 (intervalle de 5,0-20,0 m) q =

1,05-1,84 l/min ; dans le sondage SR-4 (intervalle de 3,0-15,0 m)

q = 0,43 – supérieure à 4,0 l/min ; dans le sondage SR-103


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(intervalle de 10,0-15,0 m) q = 0,32 l/min etc. Ces roches sont

classées comme perméables et très perméables. Par exemple, les

valeurs élevées de q sont observées dans la zone de la fissuration

élevée, probablement tectonique, par exemple, dans l'intervalle de

25,0-35,0 m dans le sondage SR-5 (q = 1,19-1,54 l/min) les roches

sont très perméables.

D'autre part, les roches monolithes et peu fissurées dont la

plupart des fissures sont fermées, sont caractérisées comme peu

perméables et même comme pratiquement imperméables. Ce sont les

intervalles de 20,0-80,0 m dans le sondage SR-1 (q = 0,0-

0,01 l/min), de 25,0-80,0 m dans le sondage SR-4 (q = 0,0-0,08

l/min), de 10,0-95,0 m dans le sondage SR-101 (q = 0,01-0,06

l/min), de 15,0-40,0 m dans le sondage SR-104 (q = 0,02-0,03

l/min).

Il est à noter qu'il existe le changement des propriétés de

filtration des roches avec l'augmentation de la pression d'essai.

Dans un cas on observe la croissance de la perméabilité du fait du

phénomène de renard (entraînement des fins de la roche) ou de la

rupture de la couche (par exemple, l'intervalle de 60,0-65,0 m

dans le sondage SR-4 où la perméabilité s'est avéré accrue de

q=0,0 l/min à la pression de 1 bar à 17 UL à la pression de 10

bars). Dans un autre cas, on a observé la diminution brusque de la

perméabilité du fait du colmatage des fissures (par exemple,

l'intervalle de 25,0-30,0 m dans le sondage SR-3 où la

perméabilité a diminué de q=0,19 l/min à la pression de 1 bar à

1UL à la pression de 10 bars).


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La composition chimique des eaux souterraines attachées aux dépôtsde Maastricht inférieur (C 6a) est donnée dans le tableau 4. Les eaux se

rapportent aux eaux hydrocarbonates-calcaires- magnésiques (SR-

101) et sulfate-sodium-calcaires (SR-102, 104), selon le résidu

sec (579-1841 mg/l) elles sont potables et un peu salées, peu

alcalines (рН=7,1-7,4). Conformément à la teneur en ion SO42- (585-

650 mg/l) les eaux possèdent l'agressivité faible aux bétons à la

base du ciment Portland, ce qui nécessitera l'utilisation des

ciments résistants à l'action des sulfates.

La perméabilité des dépôts de Maastricht supérieur (C 6b) affleurant en

surface naturelle à l'amont du barrage était déterminée sur la

base des résultats des essais d'eau dans les sondages SR-6, SR-10,

SR-11 et SR-107. La perméabilité de ces dépôts varie très

largement sans relation évidente avec la lithologie des roches

(marne, calcaire marneux, calcaire). Il n'existe pas non plus de

liaison prononcée avec RQD des dépôts. L'influence principale est

exercée, peut-être, par la fissuration ouverte ou, plus

précisément, par la largeur de l'ouverture des fissures séparées.

Par exemple, l'absorption d'eau unitaire des calcaires dans le

sondage SR-11 est de 0,14-0,85 l/min, ceci permet de classer ces

roches comme perméables (on n'a pas réussi à atteindre la pression

supérieure à 3 bars du fait de l'absorption d'eau élevée) ; les

calcaires marneux sous-jacents sur toute la profondeur de

l'intervalle traversé par le sondage sont pratiquement

imperméables (q=0,0 l/min). Les mêmes calcaires marneux dans le

sondage SR-10 (intervalle de 20,0-35,0 m) ont q=0,18-0,81 l/min et

la pression maximale atteinte est de 2 bars. Les valeurs deCARACTÉRISTIQUEGÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE PROPRIÉTÉS DE FILTRATION DU SITE SUR L'OUED RENEM DES ROCHES

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l'absorption d'eau unitaire sont très grandes dans la zone de

décompression des calcaires marneux (sondage SR-107, intervalle de

13,0-18,0 m) : q=0,55 l/min, la roche est perméable. De plus, dans

cet intervalle a lieu le processus du colmatage des fissures, car

le débit réduit à la pression de 10 bars est de 2UL. Alors que

dans le sondage SR-6 sur la longueur totale de l'intervalle

d'essai on observe le phénomène de renard du matériau de

dispersion conduisant à l'augmentation brusque de la perméabilité

des roches présentées par des calcaires gris jaunâtre avec des

intercalations des formations marneuses.

Les travertins de Pléistocène inférieur (qТ1) ont été découverts par trois

sondages SR-1, SR-7 et SR-106. Dans le sondage SR-7 les essais

d'eau n'ont pas été faits. Les résultats des essais d'eau dans les

sondages SR-1 et SR-106 permettent de classer ces roches comme

très perméables : (q) atteint 1,91 l/min ce qui correspond au

coefficient de perméabilité Кf=5-6 m/jour. La pression maximale

atteinte manométrique a été de 0,7 bar du fait de la forte

absorption d'eau.

Les dépôts alluvionnaires de Pléistocène supérieur (qal1) gisant sous les

travertins ont aussi les grandes valeurs de l'absorption d'eau

q=1,13 l/min, tandis que les formations diluvio-gravitationnelles de

couverture (qdg1) gisant encore plus bas sont pratiquement imperméables

q=0,0 l/min.

La perméabilité q de dépôts diluvio-colluviaux (diluvio-gravitationnels-éboulis

de pente) de Pléistocène supérieur (qdg3) présentés par des pierres cassées

et arènes de calcaires avec le remplissage limoneux se trouve dans

les limites de 0,10-0,15 l/min (SR-2 et SR-6). La perméabilité


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considérablement plus grande présentent les dépôts contemporains

diluvio-colluviaux (Ag) –blocs, pierres cassées, arènes de calcaires avec

ou sans remplissage limono-sableux, q=0,98 l/min (SR-8), Kf=1,46

m/jour (SR-107). La zone de l'altération des calcaires (éluvium)

représentée par des pierres cassées et blocs (SR-4, q=4,13 l/min)

et les dépôts alluvionnaires (cailloux, graviers, gros blocs rares

avec le remplissage sableux, limono-sableux et limoneux), Kf=1,30-

1,88 m/jour (SR-103, SR-108) (Annexe Textuelle 1.3.) ont la

perméabilité encore plus élevée.


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Tableau 4


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3 .3 Caractéristiques géotechniques des roches

L'étude des propriétés physiques et mécaniques des roches des

fondations des ouvrages a été faite en Laboratoire National de

l’Habitat et de la Construction. Unité Régionale de Oued Smar et

en Laboratoire de chantier de СМО-3 «Vodstroy» (barrage de

Tilesdit). Les résultats des essais sont donnés dans le tableau 5.

Les caractéristiques normatives et de calcul des propriétés de

résistance des roches et les valeurs des paramètres statistiques

utilisées dans les calculs sont données dans le tableau 6. On

donne ci-après la caractéristique des éléments géologiques et

géotechniques (EGG)).

CALCAIRES

Etage Campanien (sous-étage supérieur) (С5b)

La densité en état naturel varie dans les limites de 2,47-

2,64 g/cm3, en moyenne - 2,57 g/cm3, la densité du squelette du

terrain, respectivement, 2,46-2,62 g/cm3 et 2,55 g/cm3. La porosité

moyenne est égale à 5,0 %, l'indice de vides - 0,053. La valeur

normative de la limite de résistance à la compression axiale RCS

est de 1320 kg/cm2, les limites de variations sont de 1231-

1409 kg/cm2, en état saturé RICS=1107 kg/cm2, les limites de

variations sont de 1074-1164 kg/cm2. La valeur de calcul de la

limite de résistance à la compression axiale en état saturé RICS

I=720 kg/cm2 (Tableau 6). D'après [25] les calcaires sont classés

) On entend par un élément géologique et géotechnique un certain volume du sol de même genèse et type

à condition que les valeurs des caractéristiques du sol dans les limites de l'élément changent de façon

aléatoire (sans suivre les lois) ou la loi établie puisse être négligée.

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comme les roches dures et résistantes représentant la bonne

fondation. Leur absorption d'eau unitaire est en moyenne de 1,2 %,

le coefficient d'amollissement (KW) étant égal en moyenne à 0,87,

les roches se rapportent à celles non ramollissantes.

Etage de Maastricht (sous-étage inférieur) (С6a)

La densité en état naturel varie dans les limites 2,34-2,63 g/cm3,

en moyenne - 2,48 g/cm3, la densité du squelette du terrain,

respectivement, 2,32-2,59 g/cm3 et 2,46g/cm3. La porosité moyenne

est égale à 8,2%, l'indice de vides - 0,089. La valeur normative

de la limite de résistance à la compression axiale RCS est de 955

kg/cm2, les limites de variations sont de 620-1346 kg/cm2, en état

saturé RICS=763 kg/cm2, les limites de variations sont de 515-1142

kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de résistance à la

compression axiale sont, respectivement, égales RCS I=910 kg/cm2 et

RICS I=720 kg/cm2 (Tableau 6).

D'après [25] les calcaires sont classés comme les roches

résistantes représentant la bonne fondation. Leur absorption d'eau

unitaire est en moyenne égale à 2,0%. Le coefficient

d'amollissement (KW) étant égal en moyenne à 0,82, les roches se

rapportent à celles non ramollissantes.

Etage de Maastricht (sous-étage supérieur) (С6b)



respectivement, 2,40-2,60 g/cm3 et 2,53 g/cm3. La porosité moyenne


de la limite de résistance à la compression axiale RCS est de

813 kg/cm2, les limites de variations sont de 556-1154 kg/cm2, en


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état saturé RICS=649 kg/cm2, les limites de variations sont de 453-

897 kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de résistance à la




résistantes représentant la bonne fondation. Leur coefficient

d'amollissement (KW) étant en moyenne égal à 0,86, les roches se

rapportent à celles non ramollissantes.

CALCAIRES MARNEUX

Etage Campanien (sous-étage supérieur) (С5b)




est égale à 8,2 %, l'indice de vides - 0,090. La valeur normative



saturé RICS=204 kg/cm2, les limites de variations sont de 102-




D'après [25] les calcaires marneux sont classés comme les roches

de résistance moyenne. Leur absorption d'eau unitaire est de 2,1

%. Le coefficient d'amollissement (KW) étant en moyenne égal à

0,69, les roches se rapportent à celles ramollissantes.


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Etage de Maastricht (sous-étage inférieur) (C6a)




est égale à 9,5 %, l'indice de vides - 0,105. La valeur normative



saturé RICS=341 kg/cm2, les limites de variations sont de 278-410

kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de résistance à la




de moyenne résistance. Le coefficient d'amollissement (KW) varie

dans les limites de 0,65-0,73 (il est égal en moyenne à 0,69), les

roches se rapportent à celles ramollissantes.

Etage de Maastricht (sous-étage supérieur) (C6b)





de la limite de résistance à la compression axiale RCS est de

454 kg/cm2, les limites de variations sont de 171-772 kg/cm2, en

état saturé RICS=361 kg/cm2, les limites de variations sont de 133-





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de moyenne résistance. Le coefficient d'amollissement (KW) étant en

moyenne égal à 0,48, les roches se rapportent à celles

ramollissantes. Leur absorption d'eau unitaire est en moyenne de

3,6%.

Pour la marne calcaire (C4b-5a–C5b) on n'a déterminé au laboratoire que

les propriétés physiques. Elles sont données dans le tableau 5. On

n'a pas réussi à déterminer la limite de résistance à la

compression axiale du fait de la forte altérabilité des marnes

calcaires (lors du désemballage du monolithe la roche est vite

fragmentée en écailles et lamelles séparées et la préparation des

échantillons de la forme cylindrique devient impossible).


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TRAVERTINS






kg/cm2, les limites de variations sont de 101-246 kg/cm2. En état

saturé les travertins deviennent détrempés jusqu’à la perte totale

de sa structure initiale. La durée moyenne de ce processus est de

6 heures. On n'a réussi à faire les essais en état saturé que deux

échantillons (en LNHC). La limite de résistance à la compressionaxiale RI

CS a été de 1,0-1,1 kg/cm2, c'est-à-dire selon sa

résistance en état saturé la roche est proche des terrains

argileux. Ainsi, les travertins représentent la fondation

extrêmement médiocre tant du point de vue des caractéristiques de

filtration que du point de vue de la capacité portante.

Les valeurs normatives et celles de calcul de la densité des

roches en état naturel (), de la densité du squelette de la roche

(d), de la limite de résistance à la compression axiale en état

naturel (Rcs) et en état saturé (R Ics) sont données dans le tableau 6.


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3.4. Conditions géologiques et géotechniques de la construction

On donne ci-après la caractéristique des conditions géologiques et

géotechniques de la construction des ouvrages principaux de

l’aménagement hydraulique.

3.4.1. Barrage

Versant gauche de la vallée

Le versant gauche de la vallée de l'oued Renem est relativement

doux (pente moyenne de 30-350), Le pendage des roches meres est

sud-est, l'angle du pendage fait 37-400.

Les calcaires avec des intercalations des calcaires marneux de

Maastricht inférieur (C6a) seront les roches de la fondation du barrage

dans le versant gauche de la vallée.

Les calcaires sont blancs, gris claire, gris jaunâtre à rares

intercalations de marnes grises. Le taux de fissuration varie

largement, des tronçons pratiquement monolithes (RQD=90%, SR-1,

intervalle de 55,0-60,0 m ; RQD=100%, SR-2, intervalles de 15,0-

17,0 et 20,0-23,0 m) aux zones très fortement broyées (par

exemple, RQD=7%, intervalle de 37,0-44,0 m). A la base de la

couche, les calcaires alternent les calcaires marneux gris, moins

résistantes et, dans sa grande partie, peu fissurés à l'exception

de certaines zones dont le grand taux de fissuration est

étroitement lié aux processus tectoniques ou à l'activité de

lixiviation des eaux souterraines.

CARACTÉRISTIQUE CONDITIONS GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUESGÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DE LA CONSTRUCTIONDU SITE SUR L'OUED RENEM BARRAGE

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Dans la zone de la décompression et de l'altération intensive

(jusqu’à la profondeur de 10-20 m) ces roches sont caractérisées

par la perméabilité élevée ; les valeurs de l'absorption d'eau

unitaire (q) atteignent 0,20-0,30 l/min. Ces roches deviennent,

avec la profondeur, peu perméables ou pratiquement imperméables (q

= 0,00-0,04 l/min), cependant la perméabilité peut brusquement

croître avec l'augmentation de la pression du fait de

l'entraînement de particules fines et des ruptures dans la couche.

Les exceptions sont de certaines zones dont le grand taux de

fissuration est étroitement lié aux processus tectoniques ou à

l'activité de lixiviation des eaux souterraines.

Au cours des travaux de reconnaissance, sur la base de l'analyse

structurale de faciès, des constructions corrélatives, ainsi que

sur la base du déchiffrement des images aérospatiales, on a

relevé, au niveau du versant gauche et du fond de la vallée, une

structure du type de graben séparée des tronçons avoisinants,

relativement soulevés par un système d'accidents tectoniques du

type de failles en surplomb à pendage raid (ou failles simples).

Ces failles sont détectées sur les cartes géologiques à l'échelle

de 1/1000 ou 1/5000 (Annexe Graphique GR-01 et GR-02) comme celles

cachées ou supposées. Si leur existence est confirmée pendant les

reconnaissances supplémentaires à faire au stade de la

documentation d'exécution, il sera possible la croissance de

l'absorption d'eau des roches dans les zones du broyage

accompagnant l'accident tectonique. On doit en tenir compte lors

de la réalisation des travaux de cimentation.


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Dans la partie moyenne du versant gisent les travertins de Pléistocène

inférieur (qT 1) – roches poreuses gris jaunâtre à texture cellulaire.

Leur puissance est de 12,0-16,5 m. Ces dépôts sont extrêmement

médiocres en tant que la fondation des ouvrages hydrotechniques :

premièrement, ils se rapportent aux roches dont la perméabilité

est élevée (absorption d'eau unitaire va jusqu’à 1,77-1,91 l/min),

secondairement, très durs en état naturel (zone de l'aération)

avec leur limite de résistance à la compression axiale RCS qui est

de 101-246 kg/cm2, en cas de la saturation d'eau ils deviennent

détrempés en 6 heures. C'est pourquoi, ils doivent être enlevés de

la fondation du barrage.

Outre les roches décrites il y a, sur le versant gauche de la

vallée de l'oued Renem, à l'aval du barrage, les affleurements

insignifiants de dépôts de l'étage Campanien (C5b) (Annexe Graphique

GR-01). La plupart de ces roches sont recouvertes de travertins,

ainsi que de formations gravitationnelles et alluvionnaires du

Pléistocène inférieur (Annexe Graphique GR-03, coupe géologique

III-III, SR-7, SR-106).

Les dépôts du substrat sont représentés, sur le plan lithologique,

par de calcaires marneux blanc grisâtre et gris à intercalations

de calcaires blanc jaunâtre. Les calcaires marneux sont moins

résistants que les calcaires de Maastricht inférieur, cependant, à

la différence des derniers ils possèdent la perméabilité basse.

Par exemple, le débit réduit dans le sondage SR-106 en conformité

avec les données des essais d'eau (Qn) a été de 1-2 UL. Au

contraire, la perméabilité des intercalations constituées par de

calcaires fissurés est très importante. Par exemple, l'absorption


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d'eau unitaire (q) dans le sondage SR-106 à la pression

manométrique p=0bar (intervalle de 30,0-35,0м) a été de 0,33

l/min ; on n'a pas réussi à atteindre les pressions plus grandes

du fait de la forte absorption d'eau.

Les eaux souterraines sont découvertes à la profondeur de 44,0 m(partie supérieure du versant), de 24,0 m (partie moyenne) et de

9.0 m (pied du versant) (Annexe Graphique GR-03, Coupe Géologique

I-I). Cela confirme ce que la profondeur de la nappe des eaux

souterraines est nettement déterminée par l'attachement

géomorphologique et la position hypsométrique de tel ou tel

sondage. L'analyse de la coupe géologique dans l'axe du barrage en

étude (Annexe Graphique № GR-03, coupe géologique I-I) montre que

l'oued Renem draine les versants de la vallée. La ligne phréatique

des eaux souterraines s'abaisse avec une pente faible (=60) vers

le thalweg de la vallée, ce qui témoine de faibles gradients

hydrauliques de l'écoulement souterrain.

Partie de lit de la vallée

La largeur de la partie de lit de l'oued Renem au site du barrage

est en moyenne de 110-120 m. Du point de vue morphologique la

partie de lit de la vallée a une structure à deux étages : la

position hypsométrique plus haute est occupée par de terrasses de

Pléistocène supérieur, mais le lit et le terrain submersible se

trouvent plus bas.

La largeur de la partie submersible de l'oued dans les limites de

l'assise du barrage est de 45-90 m. Les dépôts alluvionnaires de

lit datés de l'Holocène (Af) sont présentés par des graviers et


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galets avec le remplissage sableux et plus rarement sablo-

limoneux. Dans la région du site leur puissance va jusqu’à 7 m

(Annexe Graphique GR-03, Coupe géologique I-I, SR-103). La

profondeur de la nappe aquifère est de 1,8-2,0 m. Les coefficients

de perméabilité sont de 1,3-1,8 m/jour et plus (Annexe Textuelle

1.3., SR-103, 108).

Compte tenu de la perméabilité élevée de ces dépôts il faut les enlever sous les

éléments d'étanchéité (noyau). A l'aval et à l'amont du barrage ces

sols sont à laisser en place du fait de leur bonne portance.

Les formations alluvionnaires de Pléistocène supérieur (qal3) ont une

structure à deux couches. Leur partie supérieure, le faciès de

terrain submersible, est présentée par les sols sablo-limoneux et

limoneux avec des insertions de petit galet et gravier. Leur

épaisseur est de 3,0-4,0 m. La partie inférieure, le faciès de

lit, est constituée de gravier-galet avec le remplissage sableux

et plus rarement sablo-limoneux. La puissance de ces dépôts

atteint 5,0 m. Ainsi, l'épaisseur totale des alluvions de

Pléistocène dans la région du site peut atteindre 10,0-11,0 m. Le

niveau des eaux souterraines se trouve en moyenne à la profondeurde 4,0 m.

En prenant en considération la grande perméabilité des dépôts de

faciès de lit, les alluvions de Pléistocène supérieur (épaisseur

d'environ 10 m) sont à enlever sous les éléments d'étanchéité du barrage (noyau). A

l'aval, conformément aux recommandations de l'Institut de

Recherches scientifique "VODGEO" il faut décaper les dépôts sablo-limono-

argileux (faciès de terrain submersible, épaisseur de 3,0-4,0 m) à cause de leurs


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caractéristiques médiocres de résistance et de déformation. A l'amont, ces

sols sont à laisser en place.

La terrasse de Pléistocène supérieur de l'oued Renem dans les

limites de l'emprise du barrage est en partie recouverte par les

dépôts contemporains gravitationnels-éboulis (Ag) qui sont présentées par

des pierres cassées, gros blocs, arènes, souvent avec le

remplissage sablo-limoneux et limoneux. Leur perméabilité est très

grande q=0,98l/min (SR-8), Kf=1,46m/jour (SR-107). Sa puissance va jusqu’à 4

m. A cause des indices médiocres de la portance et des grandeurs

importantes de la perméabilité il est nécessaire de les enlever de

la fondation du barrage.

Les roches du substrat dans la partie de lit de l'oued Renem sont

les dépôts de l'étage de Maastricht inférieur (С6a) gisant sous la couche

d’une épaisseur de 7,0-11,0 m des formations alluvionnaires de

Pléistocène-Holocène. Les roches du substrat sont présentées :

dans la partie submersible de la vallée – par l'alternance des

calcaires blanc jaunâtre et marnes grises, dans l'appui de la rive

droite de la vallée (terrasse de Pléistocène supérieur) – par des

calcaires blanc jaunâtre à minces intercalations de 1-2 cm des

marnes grises.

Les valeurs de l'absorption d'eau unitaire des roches de cette

couche constituées de calcaires et calcaires marneux se diffèrent

très fortement. Leurs valeurs les plus grandes sont observées dans

la partie la plus altérée près de la surface. Par exemple, dans le

sondage SR-3 (intervalle de 5,0-20,0m) q = 1,05-1,84l/min, dans le


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sondage SR-103 (intervalle de 10,0-15,0 m) q = 0,32 l/min etc. Ces

roches se rapportent à celles perméables et très perméables.

Les grandes valeurs de l'absorption d'eau unitaire (q) seraient

liées à la fissuration tectonique formée à l'issu des déplacements

des blocs de roches le long des plans des failles passant dans la

partie de lit de la vallée (Annexe Graphique GR-03, Coupe

Géologique I-I). La diminution de la perméabilité avec la

profondeur et l'augmentation en même temps du taux de fissuration

(diminution de RQD, par exemple, dans le sondage SR-103)

témoignent du changement du caractère de la fissuration : les

fissures ouvertes sont remplacées par celles fermées.

Il est à noter aussi la variation des propriétés de filtration des

roches pendant la croissance de la pression de l'injection d'eau.

Dans un cas on constate la croissance de la perméabilité du fait

du phénomène de renard (entraînement) des fins de la roche ou à

cause de la rupture de la couche. Dans l'autre cas, on constate la

réduction brusque de la perméabilité du fait du colmatage des

fissures.

Versant droit de la vallée

Le versant droit de la vallée de l'oued Renem est plus raid (pente

moyenne est d'environ 40-450). Le pendage des roches mères est sud-

est, l'angle du pendage fait 35-400.

Les roches du versant droit de la vallée sont présentées par des

calcaires avec des intercalations des calcaires marneux (Maastricht

inférieur - С6a) recouverts depuis la surface par des dépôts colluviaux


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(Ag) présentés par des blocs, pierres cassées et arènes de grès

avec le remplissage sableux et limono-sableux, d’une épaisseur

allant à 3,0-5,0 m.

Les calcaires sont blanc jaunâtre, résistants ; les calcaires

marneux sont gris, moins résistants.

Dans la partie supérieure fortement fissurée les calcaires

possèdent la grande perméabilité (supérieure à 4,13 l/min, SR-4)

qui diminue graduellement de haut en bas de la coupe jusqu’aux

roches pratiquement imperméables. On observe souvent, à la

pression élevée de l'eau du refoulement, les phénomènes de

l'augmentation brusque de la perméabilité des roches liés aux

processus de l'entraînement des fins des couches.

A l'amont et à l'aval du barrage en plus des dépôts décrits ci-

dessus apparaissent les couches et intercalations de marnes et

calcaires marneux de Campanien supérieur (С5b) et Maastricht supérieur (С6b).

Ces roches sont en général peu perméables ou pratiquement

imperméables, cependant leur perméabilité dans les zones de la

décompression et de la fissuration élevée atteignent 0,5-0,80

l/min, c'est-à-dire les roches sont perméables.

Les particularités décrites de la structure géologique de l'assise

du barrage indiquent qu'il existe la nécessité de :

le traitement de la fondation par cimentation

enlever les travertins


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enlever les formations alluvionnaires de lit d’une épaisseur

de 5,0-11,0 m (galets, sables, limons sableux, limons) sous

les éléments d'étanchéité du barrage

décaper sous la recharge aval du barrage, les dépôts limono-

sableux, limoneux et argileux (faciès d'alluvions d’une

épaisseur de 3,0-4,0 m) du fait de leurs caractéristiques

médiocres de résistance et de déformation.


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3.4.2. Ouvrage de prise d'eau

L'ouvrage de prise d'eau situé sur la rive droite de la vallée de

l'oued Renem comprend le canal d'amenée, la tour, la galerie

souterraine et le bassin d'amortissement.

Canal d'amenée

Le canal d'amenée sera en service au cours du chantier du barrage.

Sa partie initiale passera par la surface de la terrasse de

Pléistocène supérieure de l'oued Renem. La profondeur maximale de

l'excavation est de 5,0 m. Les sols de la fondation seront les

dépôts de colluvions contemporains (Ag) et alluvions de Pléistocène supérieur-

Holocène (q3al–Af) constitués de roches limono-sableux et limoneux avec

des insertions de pierre cassée et galet.

La partie essentielle du canal traversera les roches mères

constituées de calcaires denses, blanc jaunâtre de sous-étage de Maastricht

inférieur (С6a) ; il faudra y utiliser les explosifs pour creuser le

canal.

Tour de prise d'eau

Les calcaires de Maastricht inférieur (С6a) possédant des bonnes valeurs de

la capacité portante serviront de l'assise de la tour de prise

d'eau.

Leur densité en état naturel varie dans les limites de 2,34-2,63

g/cm3, elle est en moyenne de 2,48 g/cm3, la densité du squelette,


est de 8,2 %, l'indice de vides - 0,089. La valeur normative de

la limite de résistance à la compression axiale RCS est de 955

kg/cm2, les limites de la variation sont de 620-1346 kg/cm2, en

CARACTÉRISTIQUE CONDITIONS GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUESGÉOLOGIQUE ET GÉOTECHNIQUE DE LA CONSTRUCTIONDU SITE SUR L'OUED RENEM OUVRAGE DE PRISE D’EAU

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état saturé RICS=763 kg/cm2, les limites de la variation sont de

515-1142 kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de résistance à

la compression axiale sont, respectivement, égales : RCS I=910 kg/cm2

et RICS I=720 kg/cm2 (Tableau 6).

D'après [25] les calcaires sont classés comme les roches dures

présentant une fondation sûre. Leur absorption d'eau unitaire est

en moyenne de 2,0 %. Le coefficient d'amollissement (KW) étant en

moyenne égal à 0,82, les roches se rapportent à celles non

ramollissantes.

La perméabilité des roches, surtout dans la zone de l'altération

intensive (cotes absolues 510-490 m) est très grande (q=1,0-2,0

l/min), ceci exige leur traitement par cimentation de

consolidation.

Galerie souterraine

Au cours du chantier la galerie souterraine sera utilisée pour

dériver les débits de l'oued et, ensuite, pour y installer les

conduites de prise d'eau et de vidange de fond.

Le tronçon initial de la galerie souterraine de prise d'eau

passera dans les calcaires de l'étage de Maastricht (С6a) (Annexe

Graphique GR-03, Coupe Géologique II-IIA).

Leur densité en état naturel varie dans les limites de 2,34-2,63

g/cm3, elle est en moyenne de 2,48 g/cm3, la densité du squelette,


est de 8,2 %, l'indice de vides - 0,089. La valeur normative de

la limite de résistance à la compression axiale RCS est de 955

kg/cm2, les limites de la variation sont de 620-1346 kg/cm2, en

état saturé RICS=763 kg/cm2, les limites de la variation sont de


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515-1142 kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de résistance à

la compression axiale sont, respectivement, égales : RCS I=910 kg/cm2

et RICS I=720 kg/cm2 (Tableau 6).

Aux lieux où la galerie souterraine traverse les zones à

fissuration élevée liée aux faibles accidents tectoniques ou aux

particularités de la diagenèse, on peut attendre les écroulements

de la partie de roches et le petit venu d'eau parce que la nappe

principale des eaux souterraines se trouve hypsométriquement au-

dessous du radier de la galerie souterraine.

Dans la partie moyenne de la galerie souterraine, aux couches du

calcaire s'ajoutent les couches des calcaires marneux de

l'altérabilité moyenne, ainsi que les minces intercalations des

marnes facilement altérables des sous-étages de Maastricht

inférieur et de Campanien supérieur qui, dans le cas de la

variation considérable de la température et de l'humidité,

deviendront intensivement ébouleux.

La densité des calcaires marneux de sous-étage de Campanien supérieur (C 5b)

en état naturel est en moyenne de 2,50 g/cm3, la densité du

squelette 2,46 g/cm3. La porosité moyenne est égale à 9,5%, le

coefficient de vides est de 0,105. La valeur normative de la

limite de résistance à la compression axiale RCS est de 410 kg/cm2,

la même en état saturé RICS=341 kg/cm2. Les valeurs de calcul de la

limite de résistance à la compression axiale sont, respectivement,

égales : RCS I=336 kg/cm2 et RICS I=273 kg/cm2 (Tableau 6).

Bassin d'amortissement


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A la fin de la galerie souterraine dans la zone du bassin

d'amortissement les roches mères sont présentées par des marnes

facilement altérables et érodables de Santonien supérieur –

Campanien inférieur. A partir de la surface elles sont recouvertes

par des formations colluviales et alluviales d'une puissance

allant à 8 m (Annexe Graphique GR-03, Coupe Géologique II-IIA)

présentées par des limons sableux, limons, lentilles du sable avec

des insertions des pierres cassées, graviers et cailloux.


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3.4.3. Evacuateur de crues

La partie initiale et le premier tiers du tracé de l’évacuateur de

crues traverseront les calcaires de sous-étage de Maastricht inférieur

(С6a) qui représentent les roches résistantes, dures, fissurées dans

sa partie superficielle (Annexe Graphique GR-03, Coupe Géologique

III-III). Leur densité en état naturel est en moyenne de

2,48 g/cm3, la densité du squelette est de 2,46 g/cm3. La porosité

moyenne est de 8,2 %, l'indice de vides - 0,089. La valeur


est de 955 kg/cm2, la même en état saturé RICS=763 kg/cm2. Les

valeurs de calcul de la limite de résistance à la compression

axiale sont, respectivement, égales RCS I=910 kg/cm2 et RICS I=720

kg/cm2.

Ces calcaires seront remplacés, approximativement au début du

deuxième tiers du tracé de l’évacuateur de crue, par des calcaires

marneux de Campanien supérieur (С5b) moins résistants et plus

altérables. Leur densité en état naturel est en moyenne de

2,50 g/cm3, la densité du squelette est de 2,46 g/cm3. La porosité

moyenne est de 8,2 %, l'indice de vides - 0,090. La valeur


est de 296 kg/cm2, la même en état saturé RICS=204 kg/cm2. Les

valeurs de calcul de la limite de résistance à la compression

axiale sont, respectivement, égales RCS I=237 kg/cm2 et RICS I=145

kg/cm2.

En ce qui concerne le versant droit de l’évacuateur de crue, la

possibilité de la découverte par la fouille de l'ouvrage des

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dépôts des travertins de Pléistocène inférieur qui se

caractérisent par la résistance faible et par la perméabilité

élevée, n'est pas exclue. Ces roches doivent être enlevées sur

toute l'emprise de l'ouvrage.

Les roches mères du tiers final du tracé de l’évacuateur de crue,

dans la zone de l'emplacement du bassin d'amortissement, sont

présentées par des marnes peu résistantes, facilement altérables

de Santonien supérieur–Campanien inférieur (C4b-5a). A partir de la surface

elles sont recouvertes par des formations quaternaires supérieures

diluvio-proluviales (limons avec des insertions de blocs et

pierres cassées) d'une puissance de 2,0-5,0 m et par des alluvions

de Pléistocène supérieur présentés en sa partie supérieure par des

limons et en sa partie inférieure – par des graviers-galets avec

le remplissage sableux d'une puissance totale d'environ 10,0 m.

Parmi les facteurs géologiques et géotechniques défavorables qui

peuvent exercer l'influence négative sur la marche de la

construction, il faut constater le gisement proche (2,0-4,0 m) de

la nappe des eaux souterraines possédant l'agressivité sulfate auxbétons à la base du ciment portland.

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4.Zones d'emprunt des matériaux de construction

En choisissant les lieux de l'implantation de futures zones

d'emprunt des matériaux de construction on préférait les zones

attachées à la cuvette de la future retenue.

4.1 Grès

La carrière de grès est située à 1,5 km à l'amont du site du

barrage dans le versant droit de la vallée de l'oued Renem au lieu

de l'emplacement du site de Renem-3 envisagé au stade de l’Etude

de faisabilité. Elle se trouve au niveau du plateau collinaire

constitué de dépôts de Miocène moyen (m22-3). Lors de l'exploration

de la carrière on a tenu compte de la morphologie du versant

(plateau du type cuesta dont l'altitude croit graduellement vers

le nord-est) et de la structure géologique de cette zone (les

couches de roches de Miocène gisent de façon monoclinale avec le

pendage de 300 vers sud-est). Les sondages ont été faits sur la

ligne de crête suivant le tracé coïncidant avec la direction des

roches avec l'écartement permettant la corrélation de la coupe

géologique. On a réalisé 6 sondages : SR-1C, SR-2C, SR-3C, SR-4C,

SR-5C d'une profondeur de 20 m chacun et SR-6C, d'une profondeur

de 40 m (Annexe Graphique № GR-02) Leurs fiches géologiques et

géotechniques sont données dans l'Annexe 2.1, la coupe géologique

et le tableau du calcul des réserves sont portés sur l'Annexe

graphique GR-04.

A la structure géologique de la couche explorée participent les

grès avec la présence subordonnée des argilites et aleurolites.

ZONE D’EMPRUNT DES MATERIAUXDE CONSTRUCTION GRÉS

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Les grès sont brun jaunâtre, arkose ; en conformité avec le taux

de fissuration ils se rapportent essentiellement aux roches à

fissuration moyenne et grande (RQD=25-75%).

Les argilites gris foncé et noires se rencontrent dans la plupart

des cas sous la forme des intercalations de petite puissance (0,2-

0,5 m) et des lentilles à l'exception d'une couche de 5 m

découverte par le sondage SR-1C dans l'intervalle de 12,0-17,0 m.

Aux aleurolites sont rapportées les formations grises à grains

plus fins, moins résistantes qui se manifestent sous la forme des

intercalations d'une puissance de 0,1-0,2 à 1,0-1,5 m gisant dans

la couche de grès.

La granulométrie des terrains de carrière (Figure 1 et Annexe

Graphique № GR-05) a été déterminée de façon analytique lors de

l'analyse du matériau de carottes avec la prise en compte du

pourcentage des formations lithologiques principales (grès,

aleurolites, argilites) et du taux de fissuration des grès.

FIG. 1

Granulométrie de pierres de la carrière


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Dans la future la composition granulométrique des terrains de la

carrière sera précisée après les tirs d'essai et le tamisage

ultérieur de la masse obtenue.

A partir du terrain naturel les roches mères sont recouvertes par

des dépôts d'éluvium d'une puissance de 2,0 (SR-2C) à 5.0 m (SR-


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5C) qui sont présentés sur le plan lithologique par des blocs,

pierres cassées, arènes de grès avec le remplissage silto-sableux.

Les eaux souterraines n'ont pas été découvertes au cours des

travaux de forage.

Les caractéristiques physiques et mécaniques des grès et leurs

valeurs normatives et celles de calcul sont récapitulées dans le

tableau 7. La densité de la roche en état naturel est en moyenne

de 2,30 g/cm3 (les limites de variations sont de 2,23-2,46), la

densité du squelette de la roche, respectivement, 2,26 g/cm3 (2,17-

2,35). La porosité est en moyenne égale à 15,5%, l'indice de

vides - 0,184. La valeur normative de la limite de résistance à

la compression axiale RCS est de 268 kg/cm2, les limites de

variations sont de 110-475 kg/cm2, en état saturé RICS=132 kg/cm2,

les limites de variations sont de 35-230 kg/cm2. La valeur de

calcul de la limite de résistance à la compression axiale en état

saturé RICS I=106 kg/cm2.

D'après [25] les grès sont classés comme les roches de faible

résistance. Le coefficient d'amollissement (KW) varie dans les

limites de 0,16-0,90, (il est égal en moyenne à 0,35), les roches

se rapportent à celles ramollissantes. Cette valeur semble sous-

estimée à cause de la différence brusque entre RICS et RCS pour le

même échantillon, par exemple, 35 kg/cm2 et 218 kg/cm2, ce qui est

lié à la présence de la microfissuration dans les monolithes subis

des essais en état saturé. Pour cette fondation les valeurs

particulières les plus basses du coefficient de ramollissement

KW=0,16-0,43 (Tableau 7) n'ont pas été prises en compte. Le

coefficient de ramollissement normatif a été recalculé et sa


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valeur rectifiée KW=0,62 (Tableau 7, Annexe Graphique № GR-05).

L'absorption d'eau unitaire est en moyenne de 4,0%.

Le calcul des réserves explorées (Annexe Graphique № GR-05) a été

fait entre les coupes II-II et VI-VI transversales à la direction

des roches. Les volumes du terrain sont repartis de manière

suivante :

grès 2 513 300 m3

aleurolites 212 400 m3

argilites 592 300 m3

Total : 3 318 000 m3

Ainsi, les réserves explorées des pierres (entre les coupes

géologiques II-II et VI-VI) dépassent le volume demandé (1,5106m3)

plus de 50%.

L'exploitation de la carrière des grès est recommandée de produire

hypsométriquement plus haut que la cote de RN (560.00). Cela

permettra de diminuer les pertes par filtration à partir de la

cuvette de la retenue et réduira la quantité de particules

argileuses dans le sol excavé de la carrière, car la couche la

plus puissante d'argilites (près de 5 m) est rattachée au pied de

la pente (cote absolue 548-553 m).

Dans le cas de l'exploitation de la carrière de grès au-dessous de

la cote de RN (560,00 m), les pertes par filtration à partir de la

retenue peuvent croître. Pour les diminuer en ce cas, il est

recommandé de réaliser, entre la carrière et la retenue, une digue


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de protection, un mur du type "paroi moulée" dans le sol et de

prévoir, dans la carrière, le drainage d'interception avec

l'évacuation des eaux dans la retenue, ainsi que la couverture de

la superficie de la carrière par le béton projeté.

Tableau 7


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4.2 Sols cohérents

La zone d’emprunt des sols cohérents est attachée aux dépôts

alluvionnaires de Pléistocène supérieur (q3al) de la première terrasse non

submersible de l'oued Renem (faciès des terrains submersibles) et

touche partiellement les accumulations ébouleuses (dP). La partie

nord-ouest de la zone d’emprunt se situe à 300 m du barrage sur

les versants gauche et droit de la vallée ; les terrains y sont

présentés par des dépôts alluvionnaires et des dépôts dus au

glissement de terre. Plus loin, elle est orientée en direction

sud-est sur la longueur d'environ 2 km le long du versant droit de

la vallée en occupant la surface de la première terrasse non

submersible de l'oued Renem (Annexes Graphiques № № GR-02 et GR-

06).

Lors de l'exploration de la zone d’emprunt on a fait 12 puits de

reconnaissance d'une profondeur de 3 à 4 m (Annexe 3.1.) sur

lesquels on a prélevé les échantillons de masse du sol pour lesessais de laboratoire ultérieurs. Du point de vue lithologique ces

roches sont présentées par des argiles et limons de couleur gris

jaunâtre, à consistance demi-dure et dure, parfois avec des

insertions des pierres cassées, arènes et carbonates amorphes. La

puissance des dépôts argilo-limoneux sont de 1,9-4,0 m. A partir

de la surface ils sont recouverts par la terre végétale (limons

d'humus gris foncé avec des racines des plantes) d'une puissance

de 0,2-0,4 m (épaisseur du décapage) ; les couches sous-jacentes

sont constituées de graviers-galets avec le remplissage sablo-

limoneux et sableux.

ZONE D’EMPRUNT DES MATERIAUXDE CONSTRUCTION SOLS COHERENTS

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Le rapport (en pour cent) entre les argiles et les limons est

approximativement égal. Après le compactage de ces sols par la

méthode PROCTOR NORMAL (NFP 94-093) on a déterminé leurs

paramètres physiques et mécaniques (Tableaux 7 et 8.). On donne

ci-après la caractéristique détaillée de ces deux types de sols

cohérents.

Argiles

La densité maximale moyenne du squelette d après le compactage était de

1,66 g/cm3 avec la variation des valeurs partielles de 1,62-

1,71 g/cm3, la densité maximale de calcul du squelette de la roche est de 1,63

g/cm3. Les limites de la variation des grandeurs moyennes de la teneur

en eau optimale Wopt sont de 15,1-19,9%, ceci coïncide avec les

limites de la teneur en eau optimale (Wopt = 15,0-20,0%) obtenues

sur la base de l'équation de la régression polynomiale (Figure 2).

La teneur en eau à la limite de liquidité (WL) varie dans les

limites de 0,356-0,470, elle est en moyenne égale à 0,413 ; la

teneur en eau à la limite de plasticité (WP), respectivement,

0,185-0,224 et 0,212. L'indice de plasticité (IP) varie dans les

limites de 0,171-0,250, il est en moyenne égal à 0,200.


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FIG. 2


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Le coefficient d'activité colloïdale (AC) (A. Skempton, 1953) varie de 0,40 à

1,20, c'est-à-dire les roches possèdent l'activité colloïdale tant

moyenne que basse.

Les coefficients de perméabilité des argiles varient dans les limites de

(1,1-8,6)10-5m/jour, le coefficient de perméabilité moyen est de

3,4310-5m/jour.

Les indices de résistance des sols argileux compactés étaient étudiés par

la méthode du cisaillement plan à la pression normale = 1-2-3

kg/cm2 suivant deux schémas des essais :

essai consolidé et drainé (CD) pour les sols saturés se trouvant en

état stabilisé ;

essai non consolidé et non drainé (UU) pour les sols ayant la teneur

en eau optimale et se trouvant en état non stabilisé.

Lors des essais suivant le schéma (CD) les valeurs de l’angle de

frottement interne varient dans les limites de 180-220, la

cohésion С=0,33-0,45 kg/cm2 ; lors des essais suivant le schéma

(UU) ces valeurs, à cause de la teneur en eau basse, sont

considérablement plus grandes - =340-430, С=0,82-2,40 kg/cm2.

Les modules normatifs de déformation générale (E, kg/cm2) du sol argileux

compacté ont été calculés pour 4 intervalles de contraintes ;

leurs grandeurs sont données par le tableau 10.

Tableau 10.

Module de déformation générale en état saturé d'eau Е, kg/cm2

pour l'intervalle de contraintes =3,0-8,0 kg/cm2


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3,0-8,0 1,0-3,0 3,0-5,0 5,0-8,0

54 38 43 65

Lors du calcul du module de déformation de compression le

coefficient de Poisson a été adopté pour les argiles égal à 0,38,

alors le coefficient prenant en compte l'absence de la dilatation

transversale du sol dans l'appareil d'essai sera égal

En conformité avec la grandeur de la déformation relative du gonflement (sw= 0,045-0,099) sans charge, le sol argileux se rapporte aux sols

dont le gonflement est faible et moyen, les grandeurs de la pression

de gonflement (sw) varient dans les limites de 1,6-2,7 kg/cm2, étant

en moyenne de 2,1 kg/cm2. L'humidité du gonflement Wsw est en

moyenne égale à 31,3%.

Le coefficient de consolidation de filtration (Сv) à la pression normale est de

(1,12-2,21)10-4 cm2/s.

La limite de résistance à la compression axiale RCS des échantillons saturésd'eau a été de 0,29-0,56 kg/cm2.

Limons

La densité maximale moyenne du squelette d après le compactage était de

1,85 g/cm3 avec la variation des valeurs partielles de 1,73-1,98

g/cm3, la densité maximale de calcul du squelette de la roche est de 1,80 g/cm3.

Les limites de la variation des grandeurs moyennes de la teneur en eau

optimale Wopt sont de 12,7-18,2%, ceci est proche des limites de la

teneur en eau optimale (Wopt = 12,0-17,7%) obtenues sur la base de

l'équation de la régression polynomiale (Figure 3). La teneur en


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eau à la limite de liquidité (WL) varie de 0,194 à 0,305, elle est

en moyenne égale à 0,243 ; la teneur en eau à la limite de

plasticité (WP), respectivement, 0,111-0,172 et 0,140. L'indice de

plasticité (IP) varie dans les limites de 0,080-0,143, il est en

moyenne égal à 0,103.

Le coefficient d'activité colloïdale (AC) (A. Skempton, 1953) varie de 0,30 à

0,74, c'est-à-dire les limons possèdent l'activité colloïdale

basse.

Les coefficients de perméabilité des limons varient dans les limites de

1,010-2 à 8,510-4m/jour, le coefficient de perméabilité moyen est

de 4,210-3m/jour (Kf=1,610-1m/jour est exclu du calcul après la

vérification statistique de l'échantillon.

Les indices de résistance des sols limoneux compactés étaient étudiés par

la méthode du cisaillement plan à la pression normale = 1-2-3

kg/cm2 suivant le schéma de l'essai consolidé et drainé (CD) pour les

sols saturés se trouvant en état stabilisé.

Lors des essais suivant le schéma (CD) les valeurs de l’angle de

frottement interne varient dans les limites de 190-280, la

cohésion С=0,36-0,60 kg/cm2.

Les modules normatifs de déformation générale (E, kg/cm2) du sol limoneux

compacté ont été calculés pour 4 intervalles de contraintes ;

leurs grandeurs sont données par le tableau 11.


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Tableau 11

Module de déformation générale en état saturé d'eau Е, kg/cm2

pour l'intervalle de contraintes =3,0-8,0 kg/cm2

3,0-8,0 1,0-3,0 3,0-5,0 5,0-8,0

160 84 122 201

Lors du calcul du module de déformation de compression le

coefficient de Poisson a été adopté pour les limons égal à 0,35,

alors le coefficient prenant en compte l'absence de la dilatation

transversale du sol dans l'appareil d'essai sera égal

En conformité avec la grandeur de la déformation relative du gonflement

(sw) sans charge le sol limoneux se rapporte aux sols dont le

gonflement est faible ou absent (sw=0,004-0,045), bien qu'un

échantillon du sol prélevé sur le puits de reconnaissance PR-10B

se soit avéré très gonflable (sw=0,13). L'humidité du gonflement

Wsw est en moyenne égale à 19,8%, les limites de sa variation sont

de 16,4-22,4%.

Les valeurs normatives (n, Сn) et celles de calcul (I-II, СI-II) des

caractéristiques de résistance (angle de frottement interne et

cohésion) des argiles compactés dans l'appareil de Proctor sont

données par la figure 4. Les essais étaient faits suivant le

schéma (UU) pour la teneur en eau optimale des échantillons.

Les valeurs normatives (n, Сn) et celles de calcul (I-II, СI-II) des

caractéristiques de résistance (angle de frottement interne et

cohésion) des limons et des argiles compactés dans l'appareil de

Proctor sont données par la figure 5. Les essais étaient faits


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suivant le schéma (СD) pour les échantillons des sols complètement

saturé d'eau.

L'analyse des relations régressives données dans les figures 4 et

5 montre que les variations des grandeurs partielles des

contraintes de cisaillement déterminées suivant le schéma (СD)

s'avère inférieures à celles obtenues pendant les essais (UU). Le

coefficient de détermination (R2) en cas des essais suivant le

schéma (СD) est égal à 0,798, tandis que lors des essais suivant le

schéma (UU) il est de 0,436. De plus, le schéma des essais du sol à

la teneur en eau optimale adopté par le LNHC semble douteux. C'est

pourquoi, lors de la définition des caractéristiques de calcul et

celles normatives des sols cohérents il faut s'appuyer sur les

essais faits par la méthode du cisaillement plan consolidé et

drainé (CD) pour l'échantillon complètement saturé d'eau.


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La densité maximale normative du squelette d calculée pour l'ensemble

des limons et argiles est de 1,76 g/cm3, la densité maximale de calcul du

squelette est de 1,69 g/cm3. La grandeur normative de la teneur en eau

optimale Wopt est de 16,1 %. Le coefficient de perméabilité de calcul

Kf=2,1410-3m/jour (Tableau 8). Les caractéristiques normatives de

déformation (modules de déformation, coefficients de

compressibilité) et les paramètres du gonflement (gonflement

relatif, pression due au gonflement) du "mélange" des limons et

argiles sont données dans le Tableau 9.

La composition chimique des sols limono-argileux de la zone

d’emprunt est donnée dans le tableau12.

Conformément à la teneur en sulfates (SO42-) ces sols, d'après [29],

conviennent à la réalisation des barrages en terre, leur quantité

ne dépasse pas 1%, et, dans la plupart des cas, on n'observe que

des "traces".

La teneur en sels solubles dans l'eau du chlore dans les sols en

étude est aussi peu importante («traces»-0,14%), leur quantité

n'est pas le facteur limitant.

Conformément à la teneur en matières organiques (0,14-1,56%) ces

sols conviennent aussi à l'utilisation dans la construction.

Les sols étudiés sont caractérisés par la teneur en СаСО3 élevée,

ceci se manifeste par la présence des lentilles, concrétions du

matériau blanc grisâtre dans la masse limono-argileux. La teneur

en carbonates est de 15,7-40,6%, cependant ce facteur n'est pas

limitant pour les sols utilisés pour la réalisation des barrages.


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Selon la teneur en sels sommaire et en conformité avec les Normes

françaises (NFP 18-011) les sols de la zone d'emprunt se

rapportent à ceux dont l'agressivité est faible ou moyenne.

La granulométrie des dépôts limono-argileux de la zone d’emprunt

est donnée par l'Annexe 3.2. Sur la figure 6 sont portées les

courbes partielles cumulées de la composition granulométrique des

sols de la zone d’emprunt sur la base desquelles on a construit

les courbes enveloppes intégrales des sols limono-argileux

(Figure 7).

Le calcul des réserves des sols limono-argileux de la zone

d’emprunt est donné dans le tableau 13.Tableau 13

Tableau

du calcul des réserves des sols limono-argileux

CARACTÉRISTIQUE DU BLOC DU CALCUL DES RESERVES

№№ Aire, m2

№№ de puitsde

reconnaissance

Puissancemoyenne de lacouche utile,

m

Volume desréserves, m3

I-1 35 000 PR-1B 2,5 87 500I-2 47 000 PR-1, 2, 2B 2,5 117 500I-3 30 000 PR-3B, 4B 2,0 60 000I-4 70 000 PR-5B, 6B,

7B2,0 140 000

I-5 100 000 PR-8B, 9B,10B

2.0 200 000

Total : 605 000

Ainsi, les réserves explorées des sols cohérents dépassent

600 mille m3 tandis que le volume demandé est de 300 mille m3. Le

volume des travaux de décapage avec l'épaisseur du décapage de

0,3-0,4 m sera de 85-112 mille m3.


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4.3 Pierre cassée pour la fabrication du béton

La demande en pierre cassée pour la fabrication du béton est de 40

mille m3.

On suppose de l'obtenir à partir de la carrière existante située

sur le versant droit de la vallée de l'oued Renem à environ 250 m

du site du barrage (Annexe Graphique № GR-02). La carrière est

attachée aux affleurements de calcaires de l'étage de Maastricht

(sous-étage supérieur) (С6b). Les calcaires sont denses, gris jaunâtre,

en plaquettes épaisses et minces.

Leur densité en état naturel est en moyenne de 2,55 g/cm3, la

densité du squelette du sol est de 2,53 g/cm3. La porosité moyenne



kg/cm2, la même en état saturé RICS=649 kg/cm2. Les valeurs de calcul

de la limite de résistance à la compression axiale sont,

respectivement, RCS I=701 kg/cm2 и RICS I=526 kg/cm2 (Tableau 6).


résistantes qui peuvent servir de bonne fondation. Le coefficient

de leur amollissement (KW) étants égal en moyenne à 0,86, les

roches se rapportent à celles non ramollissantes.

En vue de déterminer l'aptitude de ces sols pour la fabrication du

béton on a prélevé sur la carrière un échantillon de masse de la

pierre cassée qui a subi des essais au Laboratoire de chantier de

СМО-3 «Vodstroy» (barrage de Tilesdit). Les résultats de ces

essais sont donnés ci-après.

ZONE D’EMPRUNT DES MATERIAUX PIERRE CASSEEDE CONSTRUCTION POUR LA FABRICATION DU BETON

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La densité réelle des grains de la pierre cassée 2,66 g/cm3

La densité de la pierre cassée en vrac 1,35 g/cm3

La broyabilité de la pierre cassée :

1. fraction 10-20 mm sans saturation d'eau Др=10,6 %, М=1200 kg/cm2

avec saturation d'eau Др=11,2%, М=1000 kg/cm2

2. fraction 5-10 mm sans saturation d'eau Др=11,8%, М=1000 kg/cm2

avec saturation d'eau Др=12,6%, М=1000 kg/cm2

La teneur en grains de la forme lamellaire et aciculaire:

fraction 10-20 mm – 12,7% fraction 5-10 mm – 20,1%

COMPOSITION GRANULAIRE DES PIERRES CASSÉES NON-TRIEES Tableau 14

Dimension des maillesdes tamis, mm

Tamisats, g Tamisats partiels, %

20,0 2660 17,715,0 4740 31,612,5 1980 13,210,0 2250 15,07,5 2060 13,75,0 920 6,13,0 180 1,20,5 38 0,31,25 31 0,2

1,25 141 1,0

CARACTÉRISTIQUE COMPARATIVE DES INDICES PHYSIQUES ET MÉCANIQUES DES PIERRES CASSÉES DE LA CARRIÈRE AVEC LES NORMES DU STANDARD 26633-91

Tableau 15№№ Types d'essais Grandeurs des

indicesExigences du standard

26633-911 Densité réelle des grains

de la pierre cassée, 2,66 2,0-2,8


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g/сm3

2

Teneur en grains de la forme lamellaire et aciculaire, %

5-10 mm10-20 mm

20,112,7 35

3

Classe de la pierre cassée en fonction de la broyabilité dans le cylindre

sans saturationd'eau

avec saturationd'eau

12001000

Classe de la pierrecassée est supérieureune fois et demie àla classe du béton300 kg/сm2 et 2 fois àla classe du bétonsupérieure à 300kg/сm2

Sur la base de cette caractéristique comparative on peut faire la

conclusion sur l'aptitude de la pierre cassée de la carrière pour

tous les types de bétons hydrotechniques, y compris les bétons de

la zone de l'humidification alternée.

En prenant en considération que les réserves du calcaire dans la

zone de la carrière sont estimées en 150-200 mille m3 il faut

examiner la question de son utilisation pour les éléments

filtrants du barrage.

Le besoin en sable pour la fabrication du béton est égal à peu

près à 10 000 m3. Ce volume de sable sera obtenu de la zone

d’emprunt qui est rattachée à la terrasse de Pléistocène Supérieur

de rive gauche de l’oued Medjerda formée de gravier et galet

remplis de sables et se trouvant à 300 m de l’endroit où l’oued

Renem se jette dans l’oued Medjerda ( Annexe Graphique GR-02).


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Conclusion

En faisant le résumé de ci-dessus énoncé on met en relief les

moments clés des études réalisées.

1. Le site du barrage sur l'oued Renem est situé à 8 km an amont

de sa confluence avec l'oued Medjerda où l'oued traverse la

chaîne Bou-Rzine constituée de calcaires du Crétacé

supérieur partiellement recouverts par des formations de

Pléistocène-Holocène. Les roches du substratum sont

présentées par des calcaires, calcaires marneux et marnes

gisant de façon monoclinale avec les angles du pendage de 30-

400 vers sud-est.

2. La profondeur des eaux souterraines est nettement limitée par

la position géomorphologique et hypsométrique de telle ou

telle zone variant de plus de 40 m (sur les versants de la

vallée) à 1,8-4,6 m (dans le lit de l'oued). Parmi les roches

mères ce sont les calcaires de Maastricht inférieur qui ont

la perméabilité la plus élevée ; elle est maximale

(q varie de 1-2 à 4,0 l/min et plus) dans la zone près de la

surface (intervalle des profondeurs est de 0-20 m) où les

processus de décompression et d'altération dominent.

L'absorption d'eau unitaire des calcaires décroît en général

avec la profondeur à l'exception des zones fortement

fissurées. Les calcaires marneux et les marnes, sauf

certaines zones, se rapportent aux roches peu perméables et

pratiquement imperméables. Il faut accorder l'attention

particulière aux travertins de Pléistocène dont les

affleurements ont lieu sur le versant gauche de la vallée de

CONCLUSION 151

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l'oued Renem juste dans l'axe du barrage. Les résultats des

essais d'eau permettent de classer ces roches comme très

perméables (Kf 5-6 m/jour).

3. Les eaux souterraines possèdent l'agressivité sulfate au

bétons à la base du ciment Portland, ce qui nécessitera

l'utilisation des ciments spéciaux.

4. Conformément aux caractéristiques géotechniques ce sont les

calcaires de Maastricht inférieur (la valeur normative de la

limite de résistance à la compression axiale RCS pour la

teneur en eau naturelle est de 955 kg/cm2, en état saturé -

RICS=763 kg/cm2, les valeurs de calcul de la limite de

résistance à la compression axiale sont, respectivement, RCS

I=910 kg/cm2 et RICSI=720 kg/cm2) et les calcaires de Maastricht

supérieur (la valeur normative de la limite de résistance à

la compression axiale RCS pour la teneur en eau naturelle est

de 813 kg/cm2, en état saturé - RICS = 649 kg/cm2, les valeurs

de calcul de la limite de résistance à la compression axiale

sont, respectivement, RCSI=701 kg/cm2 et RICS I=528 kg/cm2) qui

présentent la fondation la plus sûre pour les ouvrages. Ces

roches se rapportent à celles non ramollissantes. Les

caractéristiques de résistance des calcaires marneux sont

considérablement plus basses (les valeurs normatives de la

limite de résistance à la compression axiale RCS pour la

teneur en eau naturelle varient de 296 à 454 kg/cm2, en état

saturé RICS=204-361 kg/cm2). Ces roches se rapportent à celles

ramollissantes. Les marnes et les travertins possèdent la

capacité portante encore plus basse. Par exemple, la valeur

normative de la limite de résistance à la compression axiale

CONCLUSION 152

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RCS de ces derniers en état naturel est de 173 kg/cm2, en état

saturé les travertins deviennent détrempés jusqu’à la perte

totale de la structure initiale. La durée moyenne de ce

processus est de 6 heures.

5. Au cours des travaux des reconnaissances géologiques et

géotechniques on a fait la prospection de 3 zones d’emprunt

des matériaux de construction : carrière de grès, zone

d'emprunt des sols cohérents et zone d'emprunt de pierre

cassée.

La carrière de grès est située à 1,5 km à l'amont du

site du barrage dans le versant droit de la vallée de

l'oued Renem au lieu de l'emplacement du site de Renem-3

envisagé au stade de l’Etude de faisabilité. Elle se

trouve au niveau du plateau collinaire constitué de

dépôts de Miocène moyen. A la structure géologique de la

couche explorée participent les grès avec la présence

subordonnée des argilites et aleurolites. A partir du

terrain naturel les roches mères sont recouvertes par

des dépôts d'éluvium d'une puissance de 2,0 à 5.0 m qui

sont présentés du point de vue lithologique par des

blocs, pierres cassées, arènes de grès avec le

remplissage silto-sableux. Les eaux souterraines n'ont

pas été découvertes au cours du forage. La densité des

grès en état naturel est en moyenne de 2,30 g/cm3, la

densité du squelette de la roche, respectivement,

2,26 g/cm3. La valeur normative de la limite de

résistance à la compression axiale RCS est de 268 kg/cm2,

les limites de variations sont de 110-475 kg/cm2, en état

CONCLUSION 153

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saturé RICS=132 kg/cm2, les limites de variations sont de

35-230 kg/cm2. La valeur de calcul de la limite de

résistance à la compression axiale en état saturé RICS I

est de 106 kg/cm2. Les grès sont classés comme les roches

de faible résistance. Le coefficient d'amollissement (KW)

est égal en moyenne à 0,62, les roches se rapportent à

celles ramollissantes. Le calcul des réserves explorées

a été fait entre les coupes géologiques transversales à

la direction des roches II-II et VI-VI. Les volumes des

sols sont répartis comme suit : grès – 2,5106 m3,

aleurolites – 0,2106 m3, argilites – 0,6106 m3.

La zone d’emprunt des sols cohérents est attachée aux

dépôts alluvionnaires de Pléistocène supérieur de la

première terrasse non submersible de l'oued Renem

(faciès des terrains submersibles) et touche

partiellement les accumulations ébouleuses. La partie

nord-ouest de la zone d’emprunt se situe à environ 300 m

du barrage sur les versants gauche et droit de la

vallée ; les terrains y sont présentés par des dépôts

alluvionnaires et ébouleux. Plus loin, elle est orientée

en direction sud-est sur la longueur d'environ 2 km le

long du versant droit de la vallée en occupant la

surface de la première terrasse non submersible de

l'oued Renem. Du point de vue lithologique ces roches

sont présentées par des argiles et limons de couleur

gris jaunâtre, à consistance demi-dure et dure, parfois

avec des insertions des pierres cassées, arènes et

carbonates amorphes. La puissance des dépôts argilo-

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limoneux sont de 1,9-4,0 m. A partir de la surface ils

sont recouverts par la terre végétale (limons d'humus

gris foncé avec des racines des plantes) d'une puissance

de 0,2-0,4 m ; les couches sous-jacentes sont

constituées de graviers-galets avec le remplissage

sablo-limoneux, limoneux et sableux. Après le compactage

de ces sols par la méthode Proctor la densité maximale

moyenne du squelette des argiles d était de 1,66 g/cm3

avec la variation des valeurs partielles de 1,62 à

1,71 g/cm3, la densité maximale de calcul du squelette de

la roche est de 1,63 g/cm3. Les limites de la variation

des grandeurs moyennes de la teneur en eau optimale Wopt

sont de 15,1-19,9%, ceci coïncide avec les limites de la

teneur en eau optimale (Wopt = 15,0-20,0%) obtenues sur la

base de l'équation de la régression polynomiale. Les

coefficients de perméabilité des argiles varient dans

les limites de (1,1-8,6)10-5 m/jour, le coefficient de

perméabilité moyen est de 3,4310-5 m/jour. Les indices

de résistance des sols argileux compactés étaient

étudiés par la méthode du cisaillement plan à la

pression normale = 1-2-3 kg/cm2 suivant deux schémas

des essais. Lors des essais suivant le schéma (CD) les

valeurs de l’angle de frottement interne varient dans

les limites de 180-220, la cohésion С=0,33-0,45 kg/cm2 ;

lors des essais suivant le schéma (UU) ces valeurs, à

cause de la teneur en eau basse des échantillons, sont

considérablement plus grandes - =340-430, С=0,82-

2,40 kg/cm2. Les modules normatifs de déformation

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générale (E, kg/cm2) du sol argileux compacté ont été

calculés pour 4 intervalles de contraintes ; leurs

grandeurs sont données par le tableau 10. En conformité

avec la grandeur de la déformation relative du

gonflement (sw = 0,045-0,099) sans charge le sol argileux

se rapporte aux sols dont le gonflement est faible et

moyen, les grandeurs de la pression de gonflement (sw)

varient dans les limites de 1,6-2,7 kg/cm2, étant en

moyenne de 2,1 kg/cm2. L'humidité du gonflement Wsw est

en moyenne égale à 31,3%. La densité maximale moyenne du

squelette d des limons après le compactage était de 1,85

g/cm3 avec la variation des valeurs partielles de 1,73-

1,98 g/cm3, la densité maximale de calcul du squelette de

la roche est de 1,80 g/cm3. Les limites de la variation

des grandeurs moyennes de la teneur en eau optimale Wopt

sont de 12,7-18,2%, ceci est proche des limites de la

teneur en eau optimale (Wopt = 12,0-17,7%) obtenues sur la

base de l'équation de la régression polynomiale (Fig.

3). Les coefficients de perméabilité des limons varient

dans les limites de 1,010-2 à 8,510-4m/jour, le

coefficient de perméabilité moyen est de 4,210-3m/jour.

Lors des essais suivant le schéma (CD) les valeurs de

l’angle de frottement interne varient dans les limites

de 190-280, la cohésion С=0,36-0,60 kg/cm2. Les modules

normatifs de déformation générale (E, kg/cm2) du sol

limoneux compacté ont été calculés pour 4 intervalles de

contraintes ; leurs grandeurs sont données par le

tableau 11. En conformité avec la grandeur de la

CONCLUSION 156

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déformation relative du gonflement (sw) sans charge le

sol limoneux se rapporte aux sols dont le gonflement est

absent ou faible (sw=0,004-0,045), bien qu'un échantillon

du sol prélevé sur le puits de reconnaissance PR-10B se

soit avéré très gonflable (sw=0,13). L'humidité du

gonflement Wsw est en moyenne égale à 19,8%, les limites

de sa variation sont de 16,4-22,4%. Les valeurs

normatives (n , Сn) et celles de calcul (I-II, СI-II) des

caractéristiques de résistance (angle de frottement

interne et cohésion) des argiles compactés dans

l'appareil de Proctor sont données par la figure 4. Les

essais étaient faits suivant le schéma (UU) pour la

teneur en eau optimale des échantillons. Les valeurs

normatives (n, Сn) et celles de calcul (I-II, СI-II) des

caractéristiques de résistance (angle de frottement

interne et cohésion) des limons et des argiles compactés

dans l'appareil de Proctor sont données par la figure 5.

Les essais étaient faits suivant le schéma (СD) pour les

échantillons des sols complètement saturé d'eau. La

densité maximale normative du squelette d calculée pour

l'ensemble des limons et argiles est de 1,76 g/cm3, la

densité maximale de calcul du squelette est de 1,69

g/cm3. La grandeur normative de la teneur en eau optimale

Wopt est de 16,1 %. Le coefficient de perméabilité de

calcul Kf=2,1410-3 m/jour (Tableau 8). Les

caractéristiques de déformation normatives et celles de

calcul (modules de déformation, coefficients de

compressibilité) et les paramètres du gonflement

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(gonflement relatif, pression due au gonflement) du

"mélange" des limons et argiles sont données dans le

Tableau 9.

Conformément à la teneur en sulfates (SO42-) ces sols,

d'après [29], conviennent à la réalisation des barrages

en terre, leur quantité ne dépasse pas 1%, et, dans la

plupart des cas, on n'observe que des "traces". La

teneur en sels solubles dans l'eau du chlore dans les

sols en étude est aussi peu importante («traces»-0,14%),

leur quantité n'est pas le facteur limitant.

Conformément à la teneur en matières organiques (0,14-

1,56%) ces sols conviennent aussi à l'utilisation dans

la construction. Le calcul des réserves des sols limono-

argileux de la zone d’emprunt est donné dans le tableau

13. Les réserves explorées des sols cohérents dépassent

600 mille m3 tandis que le volume demandé est de 297

mille m3.

On suppose d'obtenir la pierre cassée pour la

fabrication du béton à partir de la carrière existante

située sur le versant droit de la vallée de l'oued Renem

à 250 m du site du barrage. La carrière est attachée aux

affleurements de calcaires de l'étage de Maastricht

(sous-étage supérieur) (С6b). Les calcaires sont denses,

gris jaunâtre, en plaquettes minces. Leur densité en état

naturel est en moyenne de 2,55 g/cm3, la densité du

squelette du sol est de 2,53 g/cm3. La porosité moyenne

est égale à 6,0%, l'indice de vides - 0,065. La valeur

normative de la limite de résistance à la compression

CONCLUSION 158

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axiale RCS est de 813 kg/cm2, la même en état saturé

RICS=649 kg/cm2. Les valeurs de calcul de la limite de

résistance à la compression axiale sont, respectivement,

RCS I=701 kg/cm2 et RICS I=526 kg/cm2. Le coefficient

d'amollissement (KW) est égal en moyenne à 0,86, les

roches se rapportent à celles non ramollissantes. En vue

de déterminer l'aptitude de ces sols pour la fabrication

du béton on a prélevé sur la carrière un échantillon de

masse de la pierre cassée qui a subi des essais au

Laboratoire de chantier de СМО-3 «Vodstroy» (barrage de

Tilesdit). Sur la base des essais on peut faire la

conclusion sur l'aptitude de la pierre cassée de la

carrière pour tous les types de bétons hydrotechniques, y

compris les bétons de la zone de l'humidification

alternée.

6. A l'Institut de VODGEO (Moscou) on a effectué les calculs des

pertes par filtration à partir de la retenue. On donne ci-

après les résultats principaux des études faites.

Les conditions hydrogéologiques au site de l’aménagement

hydraulique en projet sur l'oued Renem se distinguent par

l'hétérogénéité de la perméabilité des roches. La

schématisation géofiltration au site du barrage est faite

compte tenu de la perméabilité des roches des ensembles

essentiels stratigraphiques avec l'utilisation des données

des essais d'eau dans les sondages. On a effectué la

division en tronçons types du front de retenue du barrage

avec les coupes caractéristiques pour les conditions

concrètes géologiques et hydrogéologiques, on a défini les

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zones de la filtration par contournement dans les appuis de

la rive droite et de la rive gauche du barrage.

La simulation de la filtration dans la fondation du

barrage a été effectuée sur les modèles de profil

bidimensionnels et celle de la filtration par contournement

- sur les modèles de profil des couches superposées avec

l'utilisation du programme «Modflow» en prenant en

considération des dispositifs d'étanchéité. A l'issu de la

simulation numérique on a obtenu les paramètres principaux

de l'écoulement de filtration : les pertes par filtration à

partir de la retenue, les gradients hydrauliques à la

sortie de l'écoulement du noyau et de la fondation au

contact avec la recharge aval.

Pour estimer l'efficacité du voile d'injection en

ciment, on a fait les calculs de la filtration à travers la

fondation du barrage sans réalisation du voile

d'étanchéité. Les valeurs obtenues des pertes par

filtration (2602,9 m3/jour) se sont avérées supérieures

environ 2 fois aux débits dus à la filtration dans la

fondation avec le voile d'injection (1368,62 m3/jour).

Pour la variante principale de la schématisation

géofiltration les pertes totales dues aux infiltrations

sont 2836,22 m3/jour ou 1035,2 mille m3/an (2,4% de la

capacité de la retenue). Les composantes principales des

pertes totales par filtration :

- les pertes dues à la filtration à travers le noyau

du barrage – 39,44 m3/jour ;

CONCLUSION 160

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- les pertes par filtration à travers la fondation


- les infiltrations par contournement dans l'appui

rive droite du barrage – 734,96 m3/jour ; celles-ci

dans l'appui rive gauche – 693,20 m3/jour.

Le gradient hydraulique maximum de sortie de

l'écoulement sur le parement aval du noyau du barrage est

égal à 3,13 ; à la sortie de l'écoulement de la fondation

sous la recharge aval les gradients hydrauliques ne sont

pas grandes, ils sont de 0,008-0,2 dans les coupes diverses

de calcul, ce qui est conditionné par la perte de la partie

considérable (jusqu’à 60%) de la charge sur les contours de

la fondation du noyau et du rideau d'injection. Les

grandeurs indiquées des gradients locaux hydrauliques dans

la zone examiné de la fondation est beaucoup plus bas que

les gradients réglementaires critiques établis pour les

types divers des terrains constituant la fondation du

barrage de Renem.

On a fait le calcul des pertes par filtration à partir

de la retenue dans la région de la carrière des grès. Les

pertes totales dues aux infiltrations à partir de la

retenue dans la région de la carrière seront de 1787

m3/jour (652255 m3/an ou 1,5% de la capacité de la

retenue).

7. Les caractéristiques de calcul des séismes sont les suivantes

:

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Séisme de projet (D.B.E.) dont la fréquence est 1 fois sur 1000 ans.

L'intensité maximale du séisme enregistré le plus proche de

l’aménagement hydraulique de Renem (série d'observations de

1365-1992) est de VII degrés (région de Souk-Ahras). Compte

tenu de la croissance possible de l'activité sismique de la

région et de l'intensité due au remplissage de la retenue,

il faut adopter le séisme de projet dont l'intensité est de

VIII degrés (magnitude М=5,5-5,8, accélération sismique а=0,20g) ;

Séisme maximum probable (M.C.E.) dont la fréquence est 1 fois sur

5000 ans, compte tenu de la zonation sismique de la

République Algérienne Démocratique et Populaire, peut être

estimé en IX degrés (magnitude М=6,5, accélération sismique а= 0,40g).

Ainsi, l'intensité sismique de calcul doit être prise égale à VIII

degrés (échelle de Mercalli), ce qui correspond à 5,5-5,8 degrés de

l'échelle de Richter, l'accélération sismique de 196 cm/s2, а =0,20g.

8. Sur la base des résultats des calculs (effectués à l'Institut

de Recherches scientifiques de "VODGEO") de la stabilité des

talus du barrage de Renem on peut faire les conclusions

suivantes :

La stabilité du talus aval du barrage pour les paramètres

géométriques adoptés dans le projet compte tenu de l'action

sismique éventuelle d'une intensité de 8 degrés de l'échelle de

Mercalli (МSK) est assurée lors de l'absence, dans la fondation

du barrage, de la couche des dépôts quaternaires à résistance

affaiblie ou lorsque les dépôts quaternaires sont constitués

de sables ou de faciès plus grossiers (graviers - galets) ;

CONCLUSION 162

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Lors de la présence, dans la fondation, de la couche des sols

limono-argileux le talus aval du barrage s'avère instable ;

dans ce cas il est nécessaire d'enlever les intercalations de

limons et argiles de la fondation de la recharge aval du

barrage ;

La stabilité du talus amont du barrage de configuration de

projet est assurée dans toutes les coupes de calcul pour les

conditions différentes du gisement des sols dans la

fondation.

Ainsi, la sécurité de l'exploitation du barrage de Renem en cas de

l'action sismique est conditionnée par la non-variabilité de ses

paramètres géométriques (déformations du barrage en cas de

l'action sismique sont estimées comme insignifiantes) et par les

coefficients de stabilité obtenus lors du calcul pour l'action

conjointe des forces statiques et celles dues au séisme d'une

intensité de 8 degrés de l'échelle de Mercalli (МSK) qui dépassent le

coefficient de sécurité normatif.

CONCLUSION 163

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ANNEXES TEXTUELLES

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1. SITE DU BARRAGE

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1.1 FICHES GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUESDES SONDAGES

ANNEXES TEXTUELLES SITE DU BARRAGEFICHES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES

DES SONDAGES

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1.2.TRAITEMENT DES TRAVAUX DES ESSAIS D'EAU

PAR LA MÉTHODE LUGEON

ANNEXES TEXTUELLES SITE DU BARRAGE 140TRAITEMENT DES TRAVAUX

DES ESSAIS D’EAUPAR LA METHODE LUGEON

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1.3. TRAITEMENT DES TRAVAUX DES ESSAIS D'EAU

PAR LA MÉTHODE LEFRANC


DES ESSAIS D'EAU PAR LA MÉTHODE LEFRANC

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2. ZONE D’EMPRUNT DES GRÉS

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2.1 FICHES GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUESDES SONDAGES

ANNEXES TEXTUELLES ZONE D’EMPRUNT DES GRES 313FICHES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES

DES SONDAGES

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2.2. TRAITEMENT DES TRAVAUX DES ESSAISD'EAU PAR LA MÉTHODE LUGEON


DES ESSAIS D’EAUPAR LA METHODE LUGEON

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3. ZONE D’EMPRUNT DES SOLS COHERENTS

ANNEXES TEXTUELLES ZONE D’EMPRUNT DES SOLS COHERENTS 334

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3.1 FICHES GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUES DES PUITS

ANNEXES TEXTUELLES ZONE D’EMPRUNT DES SOLS COHERENTS 335FICHES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES

DES PUITS

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4.METHODOLOGIE DE LA DETERMINATION DES VALEURS NORMATIVESET DE CALCUL DES CARACTERISTIQUES DE RESISTANCE

ANNEXES TEXTUELLES METHODOLOGIE DE LA DETERMINATION 343DES VALEURS NORMATIVES ET DE CALCULDES CARACTERISTIQUES DE RESISTANCE

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5. ETUDE DE LA FILTRATION À TRAVERS LE CORPS ET LA FONDATION DU BARRAGE

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5.1. CONDITIONS GÉOLOGIQUES ET GÉOTECHNIQUES ET

HYDROGÉOLOGIQUES DU SITE DU BARRAGE

Dans la partie submersible de la fondation du barrage la coupe

géologique et géotechnique est constituée des dépôts contemporains

alluviaux d'une puissance de 2-6 m qui sont incorporés aux

alluvions de Pléistocène supérieur dont la puissance atteint 9-10

m. Les dépôts alluviaux ont la structure à deux couches. A partir

de la surface il y a des limons et argiles moins perméables à

intercalations du sable et du gravier avec le coefficient de

perméabilité de 0,3 m/jour. Les couches sous-jacentes sont

présentées par des dépôts de graviers-galets avec remplissage

sableux dont le coefficient de perméabilité est de 1-10 m/jour.

Les roches mères dans la partie de lit du barrage sont présentées

par les dépôts du Maastricht inférieur С6а – les calcaires à minces

intercalations de marnes. Les coefficients de perméabilité varient

dans une assez large gamme de 0,05 jusqu'à 1,5 m/jour; leur

grandeur dépend, essentiellement, du degré de fissuration de ces

roches. La présence des zones de la fissuration est observée non

seulement dans la zone près de la surface (SR-103, l'intervalle 7-

15 m, q=0,32 l/min), mais encore à la profondeur de 40-50 m dans

les sondages SR-2 et SR-103.

Dans la partie de la rive gauche du barrage dans les dépôts du

Maastricht inférieur С6a il y a la zone de l'altération et de la

décompression d'une puissance de 10-20 m. Les coefficients de

perméabilité dans la direction verticale y changent de 1,0 m/ jour

jusqu'à 0,05 m/jour. Le niveau des eaux souterraines est découvert


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par les sondages SR-1, SR-2 et SR-102 aux cotes de 518,99 m,

503,86 m et 528,28 m. La pente du miroir des eaux souterraines

dans la partie de lit de l'oued change d'un sondage à l'autre dans

les limites de 0,15-0,22.

Sur le versant droit, plus proche de la partie de lit, gisent les

dépôts contemporains diluvio-colluviaux Ag constitués de pierre

cassé et arène des roches calcaires avec une petite quantité de

remplissage (q=0,98 l/min, SR-8). Plus haut selon la pente les

roches calcaires de Maastricht inférieur affleurent sur la surface

de jour. Conformément aux données des essais d'eau au sondage SR-4

jusqu'à la profondeur de l'ordre de 10 m il y a une zone de

l'altération intense des roches calcaires (q=1-2 l/min). A

l'intervalle des profondeurs de 10-25 m dans les sondages SR-101

et SR-104 on enregistre la zone de la fissuration élevée avec

l'absorption d'eau unitaire q=0,1-0,13 l/min ; plus bas, les

roches calcaires deviennent pratiquement imperméables q=0,01-0,04

l/min.

Sur le versant de la rive droite le coefficient de perméabilité

des roches calcaires diminue de 1,5 m/jour jusqu'à 0,05 m/jour au

fur et à mesure de la diminution de la fissuration.


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Le niveau des eaux souterraines est découvert par le sondage SR-

101 à la cote de 498,3 m. Les conditions particulières

hydrogéologiques au site du barrage ont la valeur de principe. Les

eaux souterraines du versant gauche de la cote de 528,3 m (le

sondage SR-102) avec assez grand pente s'abaissent aux cotes de

518,99 m (le sondage SR-1) et 503,86 m et (le sondage SR-2) en

s'introduisant sous les dépôts de lit à la profondeur de 1,8-2,0

m. En s'infiltrant ensuite aux roches du versant droit elles

continuent à s'immerger en bas jusqu'à la cote de 498,3 m dans le

sondage SR-101. Les conditions indiquées peuvent prédéterminer les

grandes pertes par infiltration à partir de la retenue (y compris

temporaire) par contournement de l'appui rive droite du barrage.

5.2. SCHÉMATISATION GÉOFILTRATION

Pour la définition de la perméabilité des roches gisant dans la

fondation du barrage, on a fait les essais d'eau dans les sondages

selon la méthode de Lugeon. Avec l'utilisation de ces données et

compte tenu des conditions géologiques de la région de

l’aménagement hydraulique on a élaboré la schématisation

géofiltration dont le but est de définir les schémas de calcul de

la filtration à travers la fondation et les appuis latéraux du

barrage. Compte tenu des particularités géologiques du gisement

des roches mères dans la fondation de l'ouvrage on mettait en

relief les tronçons types pour lesquels on utilisait les schémas

correspondant de calcul de la filtration.

Le profil longitudinal dans l'axe du barrage est divisé en trois

tronçons types I-III du front de retenue. Pour ces tronçons on


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fixe les coupes 1-3 types présentées sur la figure 5.1. Pour

calculer la filtration par contournement du barrage et celle à

partir de la carrière des grès (à la demande de l’Administration)

en vue d'estimer les pertes par filtration à partir de la retenue,

on met aussi en relief les tronçons dans les appuis de la rive

droite et de la rive gauche du barrage et de la carrière des grès

disposée à 1,5 km en amont du site du barrage.

Le tronçon de la fondation du barrage I (Piquet 1+39 – Piquet

2+47) présenté par la coupe 1-1 type sur Piquet 2+47 généralise

les caractéristiques de filtration de la zone rive gauche du

barrage dans la limite de RN constituée par les roches du

Maastricht inférieur С6a. Sur ce tronçon on remarque les zones de

fissuration et l'altération intense jusqu'à la profondeur de 10-20

m.

Pour l'estimation de la perméabilité des roches gisant dans la

fondation du barrage aux limites de ce tronçon on généralisait les

données des essais d'eau dans les sondages SR-1, SR-2, SR-10 et

SR-106. Les roches mères constituant la partie rive gauche de la

fondation du barrage, sont présentés par les roches calcaires et

les calcaires marneux assez solides et imperméables. Cependant,

comme les résultats des essais d'eau montrent, dans leur partie

supérieure ces roches se caractérisent par l'hétérogénéité

d'infiltration dont les données des injections d'eau faites par

intervalles dans les sondages SR-1, SR-10 et SR-106 témoignent.

Par exemple, conformément aux données des essais d'eau dans le

sondage SR-10 à l'intervalle de 20-35 m, dans la zone des

calcaires marneux fissurés, l'absorption d'eau unitaire varie de

q=0,81 l/min jusqu'à 0,18 l/min, mais à partir de la profondeur de


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35 m, dans la zone de la fissuration réduite, absorption d'eau

unitaire tombe jusqu'à q=0.

Les calcaires marneux découverts par le sondage SR-106, se

caractérisent pratiquement sur toute la profondeur par la

perméabilité très basse q=0, excepté l'intervalle des profondeurs

de 30-35 m, où il existe, apparemment, la zone de la fissuration

tectonique, c'est pourquoi l'absorption d'eau unitaire augmente

jusqu'à q=0,33 l/min.

L'analyse des données des essais d'eau du sondage SR-1 montre que

les calcaires gisant dans la fondation de la partie centrale du

barrage possèdent une perméabilité faible (q=0,02-0,04 l/min).

C'est pourquoi, avec une certaine marge, pour le tronçon I on

adopte les coefficients suivants de filtration : dans la zone de

la fissuration élevée pour les calcaires et pour les calcaires

marneux Kf=1,0 m/jour, mais dans la zone de la fissuration réduite

de ces roches Kf=0,1-0,2 m/jour ; dans la zone restante Kf=0,05

m/jour. De petites zones de l'affleurement des dépôts diluvio-

gravitationnels dans les appuis latéraux du barrage sont adoptés

avec le coefficient de perméabilité Kf=0,5 m/jour.

En ce qui concerne le tronçon II (Piquet 2+47– Piquet 3+21,3) on a

adopté, au calcul de la grandeur moyenne du coefficient de

perméabilité de la zone de la fissuration élevée des calcaires

marneux et des marnes, les résultats généralisés des essais d'eau

dans les sondages SR-3, SR-5, SR-6 et SR-103. La particularité

caractéristique de la structure de ce tronçon est son

hétérogénéité dans la coupe, ainsi que la présence des zones de la

fissuration non seulement dans la couche près de la surface, mais

encore à la profondeur de 35-40 m. L'alternance des couches du


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calcaire marneux et le calcaire à intercalations minces de la

marne a conduit à ce que dans le schéma de calcul on observe la

quantité importante des zones dont la perméabilité est différente.

La gamme de variation des grandeurs du coefficient de perméabilité

dans ces roches est suffisamment grande de Kf=0,05 m/jour jusqu'à

Kf=2,0 m/jour. Les grandeurs des coefficients de perméabilité pour

chaque couche étaient obtenues par la pondération des grandeurs de

l'absorption d'eau unitaire issues des essais d'eau aux

intervalles donnés des sondages.

Le tronçon III est la partie de la rive droite du barrage

constituée par les roches du Maastricht inférieur С6a. Ce sont les

calcaires avec des intercalations minces des marnes qui y

prédominent. Pour la définition du modèle de calcul avec la mise

en relief des zones avec les coefficients divers de filtration on

utilisait les résultats des essais d'eau dans les sondages SR-3,

SR-4, SR-5, SR-8, SR-9, SR-101, SR-104 et SR-107. En analysant

les données des essais il faut remarquer, que la zone supérieure

la plus perméable des calcaires d'une puissance de 15 m se trouve

dans la partie centrale du barrage dont les données des injections

d'eau faites par intervalles dans les sondages SR-3 (q=1,05-1,84

l/min, dans l'intervalle de 5-20 m) témoignent, ce qui correspond

à la valeur pondérée du coefficient de perméabilité Kf=1,5 m/jour.

Les calcaires gisant dans la partie amont de la fondation du

barrage ont la zone de la fissuration élevée d'une puissance près

de 10 m avec le coefficient de perméabilité de 1,0 m/jour ;

conformément aux résultats des essais d'eau aux sondages SR-4 et

SR-104 la fissuration diminue graduellement avec la profondeur.


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Pour l'argumentation du modèle de calcul dans la partie aval de la

fondation du barrage à défaut des données des essais, on a pris

comme la base les résultats des essais d'eau dans le sondage SR-5.

Dans ce sondage on observe l'alternance des zones de la

perméabilité différente de 0,1 m/jour jusqu'à 1,2 m/jour.

A partir de cela, pour les calculs de la filtration sur le tronçon

III on mettait en relief quelques zones se distinguant selon la

perméabilité. Par exemple, pour la zone supérieure des calcaires

fissurés Kf=1,0-1,5 m/jour, pour la zone relativement perméable

Kf=0,1-0,5 m/jour. Pour les autres zones le coefficient de

perméabilité est adopté égal à 0,05 m/jour.

Les coupes de calcul 1-3 de la filtration de profil correspondent

aux tronçons types de calcul de la filtration ainsi délimités.

5.3.FILTRATION À TRAVERS LE CORPS ET LA FONDATION DU BARRAGE


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Le noyau du barrage est érigé en terres limono-argileux dont le

coefficient de perméabilité fait en moyenne 2,1410-3 m/jour. Les

coefficients de perméabilité des roches de la fondation dans

chaque coupe de calcul sont retenus en conformité avec la

schématisation géofiltration mentionnée ci-dessus.

La simulation numérique était faite sur l'ordinateur avec l'aide

du paquet d'application concernant les calculs de filtration

(Modflow), avec cela, vu la grande perméabilité des sols de la

recharge aval on ne prenait pas en considération dans les calculs

la montée de la ligne phréatique dans la recharge aval, ce qui va

du côté de la sécurité.

La position de la ligne phréatique au noyau du barrage était

définie en partant des conditions suivantes :

la ligne phréatique est une ligne de courant et le long de

celle-ci Н/n=0 ;

le long de la ligne phréatique la pression est égale au

zéro, c'est pourquoi la diminution de la charge suit la loi

linéaire Н= z.

A l'issu de la simulation numérique on a obtenu la position de la

ligne phréatique au noyau, la cote de sa sortie sur son parement

aval, le réseau d'écoulement de filtration au noyau et dans la

fondation du barrage, les épures des gradients hydrauliques à la

sortie du noyau dans la recharge aval pour trois coupes de calcul.


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Le débit unitaire à travers le noyau du barrage a fait en moyenne

13,1 m2/jour. La distribution des valeurs du débit selon les

tronçons du barrage est montrée dans le tableau 5.1.

Tableau 5.1

Débits de la filtration à travers le noyau du barrage en m3/jour pour les tronçons

caractéristiques du barrage

Tronçon I Tronçon II Tronçon III Débit total

14,28 17,2 7,96 39,44(14,4 mille m3/an)

Sur la figure 5.2 on a présenté le réseau d'écoulement de la

filtration au noyau du barrage pour la coupe 1-1 de calcul (Piquet

2+47.0) avec les épures des gradients hydrauliques à la sortie du

parement aval du noyau.

Lors de la simulation de la filtration on a obtenu les

distributions des charges dans la fondation du barrage et au

rideau d'injection dont le coefficient de perméabilité est adopté

égal à 0,03 m/jour et dont la largeur est de 6 m. Pour

l'estimation de l'efficacité du rideau d'injection on examinait

aussi les variantes de la construction du barrage sans rideau

d'injection. Pour les deux cas on a calculé les débits

d'infiltration et les gradients hydrauliques à la sortie de

l'écoulement dans la recharge aval.

Les résultats de la simulation pour la variante de projet (avec le

voile d'injection) sont présentés sur les figures 5.3-5.5 en forme

des lignes équipotentielles et des lignes de courant. Ce qui

attire l'attention c'est une assez haute efficacité du voile


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d'injection au niveau duquel les pertes de charge atteignent

jusqu'à 60 % de la charge totale.

Les grandeurs des débits d'infiltration dans les coupes

caractéristiques pour les tronçons et les débits totaux à travers

la fondation du barrage obtenues à l'aide de la simulation

numérique, sont présentés dans le tableau 5.2..


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Tableau 5.2

Débit de la filtration à travers la fondation du barrage

Variante Avec voiled'injection

Sans voiled'injection

№№ des coupes 1-1 2-2 3-3 1-1 2-2 3-3Débit unitaire de la filtration, m2/jour

3,995 6,28 7,83 5,61 11,9

3 20,0

Débit de la filtration surle tronçon, m3/jour

349,2

596,6

422,8

491,5

1133,4 978

Débit de la filtration àtravers la fondation dubarrage, m3/jour

1368,6(499,5 mille

m3/an)

2602,9(950,06 mille

m3/an)

Les grandeurs des gradients hydrauliques à la sortie de

l'écoulement d'infiltration à l'aval (au niveau du contact de la

recharge aval avec l'assise) sont présentées dans le tableau 5.3.

Tableau 5.3

Gradients hydrauliques à la sortie de l'écoulement d'infiltration

à l'aval du noyau

Variante №№ coupesGradients hydrauliques

à la distance l (m) du noyau5 10 15 20 50

1-1 0,17 0,08 0,06 0,028 0,008

Avec voiled'injection 2-2 0,2 0,01

50,006

0,004 0,0002

3-3 0,115

0,034

0,017

0,007 0,008

Sans voiled'injection 1-1 0,28 0,14 0,08 0,06 0,01

2-2 0,31 0,03 0,014

0,008 0,0002

3-3 0,27 0,048

0,026

0,017 0,003


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Les résultats cités montrent que la partie considérable de la

charge est "dissipée" par le noyau et le voile d'injection, c'est

pourquoi les gradients hydraulique à la sortie de l'écoulement de

la fondation dans la recharge aval sont très faibles. Cela permet

de considérer que la résistance aux infiltrations des roches de la

fondation aval est absolument assurée.

5.4. FILTRATION PAR CONTOURNEMENT

Le voile d'injection en ciment est prévu sur toute l'étendue du

front de retenue du fait de la mise en évidence des zones de la

fissuration élevée du massif des roches mères. Les études des

écoulements de la filtration par contournement des appuis latéraux

du barrage étaient faites sur les modèles reproduisant la

structure géologique à plusieurs couches avec la prise en compte

le maximum possible des données des reconnaissance géologiques et

géotechniques.

Les isohypses, les lignes de courant séparantes, les zones de

l'alimentation et du déchargement des eaux souterraines, les zones

de la filtration par contournement sont présentés en forme des

cartes générales sur les figures 5.6.-5.7. Il faut noter certaines

particularités de la filtration par contournement définissant son

caractère et son intensité.

Dans l'appui de la rive gauche du barrage la zone de la filtration

est limité par les bords d'eau amont et aval, par les lignes de

courant à la distance de 400 m plus haut et plus bas que l'axe du

barrage et par la ligne du niveau fixé des eaux souterraines qui

se trouve en haut suivant le versant à la distance de 250 m du


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sondage SR-102. La cote de la zone de l'alimentation est obtenue

par l'extrapolation de la ligne de la surface des eaux

souterraines selon les sondages SR-102 et SR-106. On a examiné lemodèle de filtration à deux couches : dans la couche supérieure

comprenant deux zones avec les coefficients de perméabilité de 2,0

m/jour et de 0,5 m/jour se forme la surface libre des eaux

souterraines avec le déchargement vers le bief amont et,

essentiellement, vers la 2-ème couche inférieure qui a aussi deux

zones avec les coefficients de perméabilité de 0,2 m/jour et 1,0

m/jour. Pour cette couche la zone du déchargement de l'écoulement

par contournement est l'oued Renem à l'aval du barrage (Figure

5.6). Le débit de la filtration par contournement fait 693,2

m3/jour (ou 253018 m3/an).

Pour la simulation des processus de la filtration dans l'appui de

la rive droite, on adoptait, au calcul, les résultats des essais

d'eau aux sondages SR-4 et SR-101.

Les dimensions du modèle en plan fait 400600 m. Pour la

construction du modèle de la filtration par contournement on met

en relief 4 couches de la perméabilité différente. On prévoit

deux zones de la filtration en plan : la première, intérieure,

adhérant vers le bord de l'eau de la retenue d'une largeur près de

100 m et la deuxième - la zone extérieure d'une largeur de 250 m.

La filtration par contournement dans l'appui de la rive droite de

l'oued Renem a les particularités suivantes. Premièrement, on a

autrefois remarqué le fait de l'immersion des eaux souterraines

sous le lit de l'oued et les dépôts de sa vallée avec la tendance


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de la suite de ce processus en profondeur de la rive droite.

Deuxièmement, la zone du déchargement de l'écoulement des eaux

souterraines à partir de la retenue peut être l'oued Renem. Compte

tenu de ces particularités on introduit, sur le modèle, la

frontière de l'influence à la distance de 300 m de l'appui droit

du barrage. La première couche supérieure du modèle à surface

libre des eaux souterraines avec deux zones dont le coefficient de

perméabilité est de 2,5 m/jour dans la zone intérieure et de 0,1

m/jour dans la zone périphérique du domaine de la filtration. Les

couches inférieures du modèle qui sont en charge, ont les zones

différentes de la perméabilité. Le débit de la filtration par

contournement dans l'appui de la rive droite du barrage a fait

734,96 m3/jour (ou 268260 m3/an).

La récapitulation des débits de la filtration par contournement

dans les appuis latéraux du barrage sur l'oued Renem pour les

couches particulières des modèles, pour chaque appuis et du débit

total est présentée dans le tableau 5.4.

Le débit totale de la filtration par contournement du barrage sur

l'oued Renem est égal à 1428,16 m3/jour ou 521278 m3/an (1,2 % de

la capacité totale de la retenue).

Tableau 5.4Débits de la filtration par contournement des appuis du barrage sur l'oued Renem

Appui dubarrage

№№couches

Cotes, mDébit de

filtration, m3/jourdu toit de lasemelle

Rive droite1 588,0

534,0 Transition dans la2-ème couche avecla formation de la


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234

534,0480,0427,0

480,0427,0400,0

zone dedessiccation

384,8263,986,26

Somme 734,96

Rive gauche 12

542455

455400

591,6101,6

Somme 693,2

Total 1428,16 m3/jour(521278 m3/an )

A la demande de l'Administration on a accompli les calculs des

pertes de l'eau par filtration à partir de la retenue dans la

région de la carrière des grès situés à 1,5 km en amont de l'oued

Renem.

Pour la reconnaissance de la carrière en rive droite de l'oued on

a foré, sur le versant, six sondages de la profondeur de 20 et 40

m. Selon ces sondages on a construit la coupe géologique montrant

que dans la partie supérieure il y a une zone de l'altération des

grès d'une puissance de 5m. Sur une autre rive de l'oued il y a

un sondage S-5, percé en février 1992, qui a découvert les roches

du Miocène (grès, argilites). Dans ce sondage on a effectué les

essais d'eau selon la méthode de Lugeon (Annexe Textuelle 2.3).

Conformément aux données des essais d'eau dans ce sondage le

coefficient moyen de perméabilité de la couche de Miocène est

adopté égal à 0,03 m/jour.

Du fait de l'insuffisance des données le calcul des pertes de

l'eau par filtration à partir de la retenue porte le caractère

d'estimation.


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On examine la zone de la filtration d'une largeur de 500 m à

partir du bord d'eau de la retenue de la longueur unitaire le long

de la ligne littorale. Pour la zone supérieure, altérée, d'une

puissance de 5,0 m, le coefficient de perméabilité est adopté égal

à 1,0 m/jour, pour tout l'autre domaine Kf=0,03 m/jour. Le débit de

la filtration par unité de la longueur de la ligne littorale de la

retenue sur la longueur de 500 m est égal à 2,32 m2/jour.

Ainsi, les pertes par filtration sur le tronçon de la carrière

sont réparties de la façon suivante. Sur la rive gauche le long de

la ligne du bord d'eau de la retenue d’une longueur de 490 m les

pertes par filtration seront de 1137 m3/jour (ou 414932 m3/an). Sur

la rive droite le long de la ligne du bord d'eau de la retenue

d’une longueur de 280 m les pertes par filtration seront égales à

650 m3/jour (ou 237104 m3/an). Les pertes totales dues aux

infiltrations à partir de la retenue dans la région de la carrière

seront de 1787 m3/jour (652255 m3/an ou 1,5% de la capacité de la

retenue).

CONCLUSIONS

1. Les conditions hydrogéologiques au site de l’aménagement

hydraulique en projet sur l'oued Renem se distinguent par

l'hétérogénéité de la perméabilité des roches. La schématisation

géofiltration au site du barrage est faite compte tenu de la

perméabilité des roches des ensembles essentiels

stratigraphiques avec l'utilisation des données des essais d'eau

dans les sondages. On a effectué la division en tronçons types

du front de retenue du barrage avec les coupes caractéristiques

pour les conditions concrètes géologiques et hydrogéologiques,


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on a défini les zones de la filtration par contournement dans

les appuis de la rive droite et de la rive gauche du barrage.

2. La simulation de la filtration dans la fondation du barrage a

été effectuée sur les modèles de profil bidimensionnels et celle

de la filtration par contournement - sur les modèles de profil

des couches superposées avec l'utilisation du programme

«Modflow» en prenant en considération des dispositifs

d'étanchéité. A l'issu de la simulation numérique on a obtenu

les paramètres principaux de l'écoulement de filtration : les

pertes par filtration à partir de la retenue, les gradients

hydrauliques à la sortie de l'écoulement du noyau et de la

fondation au contact avec la recharge aval.

3. Pour estimer l'efficacité du voile d'injection en ciment, on a

fait les calculs de la filtration à travers la fondation du

barrage sans réalisation du voile d'étanchéité. Les valeurs

obtenues des pertes par filtration (2602,9 m3/jour) se sont

avérées supérieures environ 2 fois aux débits dus à la

filtration dans la fondation avec le voile d'injection (1368,62

m3/jour).

4. Pour la variante principale de la schématisation géofiltration

les pertes totales dues aux infiltrations sont de

2836,22 m3/jour ou 1035,2 mille m3/an (2,4% de la capacité de la

retenue). Les composantes principales des pertes totales par

filtration:

- les pertes dues à la filtration à travers le noyau



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- les pertes par filtration à travers la fondation


- les infiltrations par contournement dans l'appui

rive droite du barrage – 734,96 m3/jour ; celles-ci

dans l'appui rive gauche – 693,20 m3/jour.

1. Le gradient hydraulique maximum de sortie de l'écoulement sur le

parement aval du noyau du barrage est égal à 3,13 ; à la sortie

de l'écoulement de la fondation sous la recharge aval les

gradients hydrauliques ne sont pas grandes, ils sont de 0,008-

0,2 dans les coupes diverses de calcul, ce qui est conditionné

par la perte de la partie considérable (jusqu’à 60%) de la

charge sur les contours de la fondation du noyau et du rideau

d'injection. Les grandeurs indiquées des gradients locaux

hydrauliques dans la zone examiné de la fondation est beaucoup

plus bas que les gradients réglementaires critiques établis pour

les types divers de terrains constituant la fondation du barrage

de Renem.

2. On a fait le calcul des pertes par filtration à partir de la

retenue dans la région de la carrière des grès. Les pertes

totales dues aux infiltrations à partir de la retenue dans la

région de la carrière seront de 1787 m3/jour (652255 m3/an ou

1,5% de la capacité de la retenue).


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Contenu de l'avant-projet détaillé du barrage Renem

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