Thèse de Doctorat

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Analyse D ynamique Non Linéaire Des Barrages Voutes. Doctorat thesis (2018), Université de Batna 2.
(2018-12-20) LAMBARKIA Hanane
La stabilité, et la sécurité en conséquence, des barrages voûtes dépend très largement du comportement hydromécanique fortement non linéaire des zones les plus faibles localisées au niveau des discontinuités dans la structure et dans le rocher, qui sont principalement : les failles des zones d’appuis, les reprises de bétonnage dans le barrage, le contact entre le béton et la roche et les joints entre les plots du barrage. Ce travail présente une contribution à l’évaluation de la performance et de la fiabilité des modèles numériques de l’analyse dynamique non linéaires des barrages-voûtes implémentés dans des codes de calcul en éléments finis en particulier ceux utilisés dans le code de calcul libre Code-Aster. Les barrages-voûtes sont structurés en consoles verticales monolithiques séparées par des joints de retrait verticaux qui sont injectés avec un coulis de ciment. Ils sont utilisés pour diminuer les contraintes thermiques générées par l’hydratation du béton durant la phase de construction, et les charges thermiques en phase de mise en service. Ils minimisent la formation des fissures de traction dues au retrait. Ces joints peuvent uniquement transmettre des contraintes de traction limitées entre les blocs adjacents de ces consoles. Le mouvement relatif des blocs monolithiques durant un choc sismique induit l’ouverture, la fermeture et le glissement des joints de contraction, induisant une dissipation significative de l’énergie sismique initiale. Pour ces raisons, une analyse Temporelle Non-linéaire est réalisée dans le but de localiser et d’estimer les endommagements probables de la structure sous forme d’ouvertures de joints. Le premier axe de ce travail est dédié à une meilleure compréhension des différents phénomènes de l’étude : le mouvement sismique, le comportement non-linaire des joints, l’Interaction Fluide-Structure et l’Interaction Sol-Structure. Ensuite différentes approches basées sur le modèle non-linaire du corps du barrage ont été implémentées. Enfin, une analyse des résultats obtenus est commentée afin d’en tirer les conclusions.
Analyse non linéaire des barrages poids en béton sous charges sismiques, étude de la fissuration. Doctorat thesis(2018) , Université de Batna 2.
(2018-01-16) ZINE Ali
Les barrages poids en béton sont des ouvrages stratégiques pouvant être implantés dans des zones de forte sismicité et dont il est primordial d’assurer la sécurité. Dans cette thèse, on se propose d’entreprendre une analyse sismique non linéaire afin d’évaluer la réponse fortement non linéaire des barrages poids en béton. Du fait que le béton a une très faible résistance à la traction, il est susceptible de se fissurer et ceci est l’une des principales causes d’endommagement des barrages poids en béton. Dans le cadre de la méthode des éléments finis, la modélisation de la fissuration se fait à travers un modèle de la fissuration discrète ou répartie. Dans notre travail on a adopté le modèle de la fissuration répartie car il est le plus populaire et est implémenté dans le code de calculs ADINA. Pour le béton, un modèle considérant les principales caractéristiques du béton (lois constitutives en compression et en traction avec prise en compte de l’adoucissement en compression, du raidissement en traction et l’ouverture et la fermeture des fissures) a été adopté. La modélisation de la structure du barrage et du sol été faite par éléments finis bidimensionnels. Pour le fluide, l’hypothèse de l’incompressibilité de l’eau a été prise en compte à travers l’approche de la masse ajoutée de Westergaard. Une simulation numérique intensive a été entreprise pour visualiser les profils de la fissuration dans le corps des barrages à travers l’étude de trois barrages ayant des hauteurs différentes et soumis à des accélérogrammes ayant différents contenus fréquentiels. Les résultats obtenus permettent d’identifier les zones potentielles où un endommagement important est susceptible de se développer
Comportement Mécanique De La Boue D’extraction Du Barrage Koudiet Meddaouar Pour Son Utilisation Dans Le Domaine Industriel. Doctorat thesis (2022), Université de Batna 2.
(2022-03-11) BENAICHA Amar Chérif
La sédimentation des réservoirs des barrages est un problème complexe qui comporte plusieurs dimensions dont les tauxde remplissage et les caractéristiques des sédiments accumulés. L’apport des sédiments depuis les bassins fluviaux est singulièrement élevé dans cette région par le fait de son climat semi-aride et en raison surtout de la faible protection végétale. La quantité de vase accumulée depuis la construction de ce barrage est estimée à 6 millions de m3.Cet envasement limite donc sévèrement sa capacité de stockage et, par voie de conséquence, sa durée d’exploitation. L’extraction des sédiments accumulés dans la retenue du barrage, est impérative donc, sous peine de le voir périr à moyen terme. Ces sédiments sont, en revanche, d’une grande valeur géotechnique et mécanique. Les résultats des essais conduits au laboratoire nous ont permis d’identifier les différents sédiments d’un point de vue physique et géotechnique. Ces matériaux doivent bien entendu répondre à certains critères rigoureux, en termes de résistance mécanique, de durabilité et d’impact environnemental. L’envasement des barrages Algériens est un phénomène notoire où plus de 65 Mm3/an de sédiments se déposent chaque année dans ces retenues. Les conséquences inhérentes à ce grave problème ont été catastrophiques, incluant une réduction considérable de 43 à 84% de la capacité d’emmagasinement et de stockage des barrages et une nette détérioration de la qualité des eaux pouvant avoir pour résultat la détérioration du fonctionnement des écosystèmes et conduire à des changements irréversibles. La vase présente en abondance dans les barrages Algériens peut constituer donc une ressource potentielle à exploiter judicieusement vers l’amélioration des performances des matériaux de construction. Cette étude a pour objectif d’évaluer la faisabilité de la valorisation des vases en analysant les connaissances des sédiments du barrage de Koudiat Medouar. La démarche expérimentale que nous avons adoptée nous a permis de déterminer les caractéristiques des matériaux nécessaires pour la réalisation des briques en terre comprissée (BTC) conformément aux recommandations des guides techniques de construction.
CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA VALORISATION DES EAUX USEES EN MARAICHAGE. Doctorat thesis(2011) , Université de Batna 2.
(2016-08-02) TAMRABET Lahbib
Les eaux usées traitées et brutes sont continuellement évacuées en aval des centres urbains et largement réutilisées en irrigation agricole, en particulier, là où les sols sont déficitaires en matière organique et les ressources en eau sont limitées. Le traitement des eaux usées s’accompagne d’une production de quantités de boues non négligeables. Ces eaux usées brutes et boues résiduaires sont à l’origine de différentes sources de pollution environnementale, et ce, en particulier dans les pays en développement moins préoccupés et moins sensibilisés par les risques sanitaires concomitants. Lorsqu’elles sont traitées, les eaux usées et les boues constituent une source hydrique d’irrigation non négligeable, d’éléments fertilisants et d’amélioration des propriétés du sol. Les eaux usées de l’Oued El Gourzi, partiellement traitées, sont utilisées pour irriguer 1073 ha des terres agricoles réparties sur les communes de Fisdis (250 ha), El Madher (160 ha) et Djerma (600 ha). Les principales spéculations concernées par l’irrigation avec les eaux usées sont les cultures maraîchères fourragères et la céréaliculture. La présente étude a pour objectifs d’évaluer la composition physicochimique et bactériologique les eaux usées de l’Oued El Gourzi, issues des rejets de la ville de Batna et des localités limitrophes, et d’étudier leur impact sur les cultures et le sol. Le diagnostic de la qualité des eaux usées de l’Oued El Gourzi montre que les effluents domestiques et industriels de la ville de Batna constituent la principale source de pollution, et le processus de contamination est plus accentué en période de faible débit. Les paramètres de pollution azotée, phosphorée, particulaire et bactériologique de l’eau sont assez élevés, dépassant ainsi les teneurs admissibles fixés par la FAO et l’OMS pour l’irrigation non restrictive en générale et pour les cultures maraîchères en particulier. La contamination des eaux usées par les éléments traces métalliques ne représente pas une menace importante, suite à leur faible accumulation dans le sol et la plante. L’irrigation aux eaux usées a contribué à l’amélioration de la fertilité et de la productivité du sol, et du rendement des cultures étudiées. Les résultats des amendements organiques à base de boue résiduaire indiquent une augmentation de la production des cultures fourragères (Hordeum vulgare L., Avena sativa L.) et du rendement grain et de la production de paille du blé dur (Triticum durum Desf.). L’amélioration de la production varie de varie de 100 à 250% et l’apport 30 t de MS ha-1 de boue résiduaire, se montre aussi efficace que l’apport de 66 kg ha-1 d’azote minéral.
Estimation des potentialités des eaux souterraines et estimation de la pollution par les nitrates :Cas de la région de Chemora-Est algérien. Doctorat thesis(2018) , Université de Batna 2.
(2018-07-10) GHODBANE Messaoud
La présente étude vise à estimer les potentialités des eaux souterraines de la région de Chemora et déterminer les sources et les origines de la pollution par les nitrates. Ceci permettra de prendre les mesures nécessaires afin de les protéger. La zone d’étude fait partie des hauts plateaux constantinois situés dans l’Est Algérien. Cette région est à vocation agricole et l’activité principale est la céréaliculture intensive en plus les cultures maraîchères, l’élevage du bétail et la production volaille. La géologie de la région est caractérisée par la présence des formations calcaires recouverts par des affleurements alluvionnaires du Quaternaire. Les résultats des différentes compagnes piézométriques montrent que la nappe est le siège d’un faible rabattement atteignant les 3.20 m au maximum. L’étude géochimique a montré un comportement variable du chimisme de la nappe dans le temps et l'espace. La minéralisation augmente de Sud-ouest vers le Nord-est dans le sens d’écoulement des eaux souterraines. La conductivité électrique présente des valeurs élevées à la partie Sud-ouest et Nord-est près du lac salé (Gareat Ank Djemel), avec un maximum de 9580μS/cm durant la période de Mars 2007 et 5350μS/cm pendant la période de Février 2016. L’analyse de la qualité chimique des eaux montre que la majorité des eaux souterraines sont impropres à la consommation. Cependant pour l’aptitude à l'irrigation, les eaux de la partie centrale, le Sud-ouest et le piémont Nord du djebel Fedjoudj sont de qualité admissible. Le reste du terrain est le siège d’une eau de qualité médiocre à mauvaise. La concentration élevée en nitrates dans la Sud-ouest est en liaison avec l’activité agricole. La modélisation de la variation de la concentration des nitrates dans les eaux souterraines de l’aquifère de Chemora à l’aide des codes ODAST (1D) et TDAST (2D), a montré que cette pollution pourrait polluer une distance d’environ 6Km et surface d’environ 120 km2 avec la valeur maximale de concentration initiale (87mg/l) au bout d’une dizaine d’années.
Etude de la Pollution Organique et par Métaux Lourds du Complexe Eau-Sol-Plante de la Plaine d’El Madher, Réceptacle des Rejets Usés de la Ville de Batna (Nord- Est Algérien)
(2023) BENFARHI Farida
L'usage d'eaux contaminées pour l'irrigation comporte d'importants dangers pour la santé publique, car cela peut entraîner la propagation de divers polluants dans les plantes et les sols agricoles, les rendant ainsi également pollués. Notre étude se concentre sur la région d'El Madher, qui se trouve à environ 15 km au Nord- Est de Batna. Où les eaux usées provenant de Batna et de certaines localités environnantes telles que Djerma, Bou Ilef et Fesdis. Se déversent dans l'Oued El Gourzi. Dans cette région, il existe un aquifère libre qui alimente un grand nombre de puits (plus de 300), avec des profondeurs moins de 25 mètres. Il y a des puits où l'eau atteint la surface, notamment à l'embouchure du bassin, près de Merdja Mazouala. Des forages d'une profondeur variant entre 100 et 200 mètres sont également utilisés, principalement pour capter les formations géologiques du Mio-Plio-Quaternaire. Les eaux captées sont utilisées à des fins domestiques et agricoles. Outre l'utilisation de forages et de puits, certains agriculteurs situés le long de l'Oued El Gourzi utilisent également les eaux usées pour l'arrosage de leurs cultures. Ces cultures comprennent des cultures qui varient selon les saisons ainsi que cultures qui se prolongent sur plusieurs années telles que la luzerne et le sorgho. Certaines cultures maraîchères, notamment la laitue, la coriandre, le persil et les épinards, se retrouvent sur les marchés régionaux sans aucun contrôle sur leur origine. Nous visons à évaluer le niveau de pollution des eaux de l'Oued El Gourzi dans notre étude, tout en examinant les effets de cette pollution sur l'irrigation des cultures maraîchères largement consommées. Nous nous intéressons particulièrement aux métaux traces tels que le Cadmium, le Zinc, le Chrome et le Plomb. Nous avons évalué la pollution des sols en calculant des indices de pollution, et nous avons également étudié la capacité d'assimilation de ces substances par les plantes en utilisant le facteur de translocation. Enfin, nous avons calculé deux indices de pollution pour évaluer l'état de contamination des réserves d'eau disponibles dans la région d'étude : Le facteur de contamination représente le niveau de contamination, et le degré de contamination indique l'étendue de la contamination. Notre étude met en évidence les dangers potentiels associés à l'emploi d'eaux polluées dans le processus d'arrosage des cultures, soulignant ainsi l'importance de contrôler la qualité de l'eau d’irrigation pour protéger la santé publique et l'environnement. Les analyses réalisées, en utilisant un spectrophotomètre d’absorption atomique à flamme (SAA) sur les eaux usées révèlent une concentration anormalement élevée de Chrome (Cr) (17,36 mg.l-1), de Plomb (Pb) (0,71 mg.l-1) et de Cadmium (Cd) (0,45 mg.l-1). En ce qui concerne les sols irrigués par ces eaux, les données de l'indice de pollution montrent que les sols destinés à la culture du persil et de la laitue sont contaminés par plusieurs métaux (IP > 1). Les doses moyennes des métaux (ETM) dans les végétaux prélevées révèlent une accumulation significative de Plomb, de Cadmium et de Chrome par les légumes tels que la coriandre, le persil, les épinards et la laitue. Ces concentrations dépassent les normes admises.
Etude de l’apport hydrochimique dans la connaissance du fonctionnement de la nappe alluviale de la région nord du Hodna (Sud-Est algérien). Doctorat thesis(2018), Université de Batna 2.
(2018-12-26) AMROUNE Abdelouahab
Le bassin du Hodna situé au Sud-Est de l‟Algérie dans l‟étage climatique aride, connaît ces dernières années une baisse de niveau piézométrique, due à la surexploitation de la nappe Mio-Plio-Quaternaire et au changement climatique. Pour comprendre le fonctionnement de cette nappe alluviale, définir les principaux facteurs régissant l'hydrochimie à l'échelle d‟une plaine et les mécanismes de l'origine des eaux et de la recharge de l'aquifère ; trois méthodes ont été utilisées : la géochimie, les techniques statistiques multivariées et les isotopes. Les résultats des analyses chimiques de 18 échantillons d‟eau souterraine ont été traités à l‟aide de la classification ascendante hiérarchique et l‟analyse factorielle. Ceci a permis de déterminer trois groupes d‟eaux souterraines dans la plaine. Les eaux de type Ca-HCO3 correspondent à des eaux provenant des massifs carbonatés en zone de recharge dans la partie nord. A l‟inverse, les eaux de type SO4-Cl-Na de la proximité d'un lac salé (Chott El Hodna) qui représente naturellement l‟exutoire des eaux de la nappe. Un troisième type qui est un mélange des deux groupes précédents. Les techniques statistiques multivariées révèlent la présence de trois groupes. On passe respectivement d'amont en aval (Nord-Sud) d'une eau non salée à une eau fortement salée près du Chott. L'eau d'infiltration du groupe 1 se mélange avec l‟ensemble des réserves de l‟aquifère progressivement le long de l'écoulement souterrain pour aboutir à une eau plus chargée du groupe 3 dans la zone de décharge. La concentration élevée en nitrates est liée à l‟activité agricole au niveau de la plaine. Les analyses isotopiques ont montré que la recharge de l'aquifère est très rapide et que ses eaux souterraines ont subi une forte évaporation dans le lac salé.
Etude de l’évolution de la qualité des eaux du barrage de Babar (Sud-Est Algérien) et l’impact de la rupture de la digue sur l’environnement. Doctorat thesis(2017), Université de Batna 2.
(2018-01-18) GAAGAI Aissam
Cette thèse est destinée à évaluer l’impact des eaux usées, de l’industrie et de l’agriculture sur la qualité des eaux de surface du barrage de Babar et leurs impacts environnementaux. La rupture de cet ouvrage est également abordée à l’aide du code HEC-RAS. Des techniques d'analyse telle que la classification hiérarchique ascendante, l'analyse des composantes principales et l'analyse des séries chronologiques ont été utilisées pour évaluer la variation de la qualité de l'eau de surface dans le bassin versant de Babar. Au total, 21 échantillons ont été collectés. Onze paramètres physicochimiques ont été déterminés sur trois stations d'échantillonnage. La salinité dans la partie orientale (S1) est élevée par contre dans la partie occidentale (S2) le TDS est faible et l’eau du barrage (S3) a une salinité intermédiaire. Le type d'eau est SO4-Na pour S1, HCO3-Ca-Mg pour S2 et SO4-Ca-Mg, pour l’eau du barrage. L'analyse de cluster a montré que sept variables ont été classées en deux groupes contrôlés par SO4 et 21 échantillons sont regroupés en 3 groupes statistiques coïncidant avec la station S1, S2 et S3. L'analyse des facteurs montre que deux facteurs expliquent 87% de la variance totale de l'ensemble des données relatives à la qualité de l'eau. L'analyse des séries chronologiques a montré que Ca, Mg, Na, Cl et SO4 ont une tendance très similaire avec TDS et K a un comportement similaire avec NO3, qui résultent de l’utilisation des engrais et des eaux usées domestiques. L’évolution temporelle des paramètres physicochimiques a été suivie pendant près de 39 mois ce qui a montré que la plupart des tendances sont négatives, sauf pour K (41.56%), NO2 (5%) et NO3 (35.62%). L’utilisation des engrais potassiques et le diversement des rejets des villages directement dans la cuvette du barrage a probablement entrainé une augmentation de K+. L’augmentation des NO3 est due essentiellement à l’apport par les engrais et la nitrification de l’ammonium (-61%) qui a été accompagné par la basse des teneurs de l’oxygène dissous (-7.5%). L’analyse de la rupture du barrage de Babar sur Oued el Arab a été réalisée pour montrer l’impact de l’onde de crue et sa vitesse sur les quatre villages situés à l’aval du barrage tel que Hella, Kherenne, Chebla et El Oueldj. Ce modèle est consacré à la description des inondations lors de la rupture du barrage suite à la formation d’une brèche dans la digue. Les principaux facteurs pris en compte dans cette simulation sont: le niveau de l’eau de la crue et l’hydrogramme de crue. Cette analyse des risques d’inondations a montré que le débit max de l’onde de crue enregistré au niveau de la brèche est de 9253 m³/s), et qu’il commence à s’atténuer à l’aval du barrage le long de Oued El Arab où il arrive au niveau du dernier village avec un débit plus faible, de l’ordre de 1110 m3/s. Cette simulation a permis de tracer une carte de risque qui montre les zones menacées par l'onde de submersion, qui résulterait d'une rupture totale de l'ouvrage. Par conséquent, on peut élaborer un plan de mesure de sécurisé pour atténuer autant que possible les conséquences de ces inondations. Une analyse de sensibilité a été effectuée pour voir l’impact des paramètres de la brèche sur le scénario ‘’rupture du barrage’’.
Etude et modélisation informatique de la qualité des eaux de surface de l’oued Agroun. Doctorat thesis (2020), Université de Batna 2.
(2020-10-18) MERAH Ferhat
Les orientations ministérielles en matière de l'eau et de la protection de l’environnement représentent un cadre d'actions national dans le domaine de l'eau. Pour mettre en oeuvre ces récentes directives, les autorités compétentes (Agence Nationale des Ressources Hydrauliques(ANRH)) ont besoin de les traduire en actions concrètes sur le terrain. Ces actions concernent: • la caractérisation des eaux de surface ; • l’identification et la caractérisation des pressions ; • l’évaluation des impacts. Cependant, la planification des mesures/actions visant à améliorer la qualité de l’eau et la gestion des ressources en eau nécessitent des outils prévisionnels tels que les modèles mathématiques. La modélisation permet aux autorités en charge de la gestion de l'eau de: • estimer la qualité spatio-temporelle de l'eau, là où aucune mesure n'est réalisée ; • établir des niveaux de référence de qualité pour les masses d'eau de surface ; Les modèles de qualité des eaux de surface sont des outils indispensables pour prévoir les concentrations des polluants chimiques dans les cours d’eau. Les résultats obtenus à partir de ces modèles pour différents scénarios prospectifs permettent l'évaluation des impacts environnementaux et fournissent une base technique d’aide à la décision pour une meilleure gestion environnementale. La taille des bassins hydrographiques algériens ne permet pas à l’ANRH de couvrir l’entièreté du réseau de rivières avec des appareils de mesures et de surveillance. L’ANRH cherche des outils de simulation permettant l’évaluation efficace de la qualité de l’eau (représentation détaillée des processus biogéochimiques), afin de pouvoir simuler toutes les masses d'eau d'un bassin versant (pas seulement les principales rivières) avec un outil convivial (pour être utilisable directement par les intervenants). Dans ce cadre, le modèle PEGASE (Planification et gestion de l'assainissement des eaux) est conçu pour calculer de façon déterministe la qualité de l'eau des rivières selon les apports de polluants pour différentes situations hydrologiques. Le modèle PEGASE permet d’établir les relations « pressions-impacts » et d'aider à prendre des décisions pour la gestion de la qualité des eaux de surface en permettant d’évaluer l'amélioration de la qualité de l'eau suite à des actions d’épuration ou de diminution de rejets. Le bassin versant de l’oued Agrioune contient d'importantes ressources en eaux de surface et souterraines (un débit moyen annuel de 182 Mm3/an). Les sources de pollution sur ce bassin sont d’origines diverses : la croissance démographique, l'expansion du secteur industriel et le développement agricole. Les rejets urbains sont notamment pour la plupart déversés directement dans les rivières du bassin, exception faite pour les eaux usées des deux villes côtières Melbou et Souk El-Tenine. La modélisation du bassin versant Agrioune par le modèle PEGASE a permis de calculer la qualité de l'eau des rivières du bassin, de déterminer l'impact des différents rejets ponctuels connus et des charges diffuses sur les ressources en eau du bassin. Les résultats de la simulation montrent un bon accord avec les valeurs mesurées au cours des quatre campagnes d'échantillonnage réalisées. Les résultats de la modélisation seront présentés pour l’oxygène dissous, les nitrites et les phosphates. Ces résultats visent à orienter les choix en matière de gestion des eaux de surface du bassin versant Agrioune.
Evaluation du transport solide au niveau du bassin versant de Oued Bounamoussa et ses incidences sur l‟envasement du barrage de Cheffia (Nord-Est algérien). Doctorat thesis (2019), Université de Batna 2.
(2019-05-05) BOUHADEB CHEMSSEDDINE
Le bassin versant de Bounamoussa est caractérisé par un climat Sub-humide. Les sols sont de plus en plus dégradés et les sédiments issus de l‟érosion contribuent à l‟envasement de la retenue du Barrage Cheffia. Le présent travail a pour objet d‟évaluer les pertes annuelles des terres dans le bassin versant de Bounamoussa et de développer un ensemble d‟éléments et d‟outils de prise de décisions pour une gestion durable du barrage Cheffia. Une description de l‟ensemble des paramètres morphométrique, géologiques, hydroclimatiques du bassin versant a été réalisée. L'évaluation a été abordée par l‟application de deux modèles ; l‟équation universelle des pertes en sol avec sa version révisée (RUSLE) intégrée dans un Système d‟Information Géographique (SIG), et le modèle Previsioni dell‟Interimento nei Serbatoi Artificiali (PISA). L‟intégration des cartes thématiques des différents facteurs de l‟Equation universelle de pertes en sol RUSEL a permis la quantification et la cartographie des zones fragiles exposées au risque érosif. L‟application de ce modèle dans différents milieux et à toutes les échelles tient compte de six facteurs essentiels: l‟agressivité des pluies, l‟érodibilité des sols, l‟inclinaison et la longueur des pentes, ainsi que le couvert végétal et les pratiques antiérosives. La représentation cartographique de ces facteurs (cartes thématiques) et leur croisement a abouti à l‟élaboration d‟une carte synthèse faisant ressortir quatre classes de vulnérabilité des sols à l‟érosion hydrique, découlant d'un taux d‟érosion moyen de 7,8 t/ha/an: les zones à vulnérabilité très faible à faible (40 %), moyenne (34.48 %), forte (22.59%) et très forte (6.93 %). Les zones à vulnérabilité moyenne, forte et très forte à l'érosion occupent plus de la moitié de la superficie du bassin versant et correspondent aux sols à érodibilité élevée, à forte pente et à faible couvert végétal. Les programmes de défense anti-érosion doivent cibler en priorité ces zones afin de réduire le taux d'envasement dans le réservoir de Cheffia. L‟application du modèle PISA au barrage de Cheffia durant la période (1965-2004) a amené un taux de sédimentation de 17.709 hm3, Ce résultat est surestimé de 1,35 fois de celui trouvé avec le levé bathymétrique évalué à 13.095 hm3. La confrontation de résultats fournis par ces deux modèles avec ceux issus des levés bathymétriques des fonds du barrage étudié, qui permettent la quantification effective de l‟envasement, a permis de valider d‟une part le modèle RUSLE comme un outil d‟estimation de l‟érosion au niveau du bassin de Bounamoussa et d‟autre part de proposer le modèle PISA comme un modèle d‟estimation de l‟envasement du barrage Cheffia
Intégration de l’aléa pluviométrique dans le cadre d’une gestion durable du service de l’eau potable. Doctorat thesis(2017), Université de Batna 2.
(2017-04-26) HAMCHAOUI Samir
Le tableau brossé par le rapport du Conseil National Economique et Social en 2000, consacré à l’eau est peu réjouissant. La hausse constante de la demande, tirée par la croissance démographique et économique, conjugué : à la pollution des eaux de surface, aux effets du changement climatique, au phénomène aléatoire de l’apport en eau de pluie a déjà fait de la rareté de l’eau une réalité dans bien de wilayas du pays. Les conséquences sur l’alimentation, la santé, l’économie et l’environnement sont graves et très coûteuse pour les pouvoirs publics. Un défi a relevé par l’Algérienne Des Eaux qui est en plus confrontée à la mise en place d’actions stratégiques orientées vers la gestion durable de leur service. Par conséquent, la première condition préalable pour évaluer une gestion durable d’un service est de construire un jeu de critères et d’indicateurs de performance. Le choix des indicateurs est réalisé en concertation effective avec les parties prenantes. Il tient compte des spécificités locales, de la ressource pluie, des données pratiques disponibles et des divers objectifs définis dans la nouvelle politique du développement durable. L’objectif de cette thèse est de développer un outil méthodologique d’aide à la gestion durable du service d’eau potable, prenant en considération les spécificités locales de l'Algérie. Cette recherche vient soutenir le service d’eau potable (Algérienne Des Eaux : ADE) dans ses défis pour améliorer la qualité de gestion du service rendu aux consommateurs. La méthodologie choisie est composée d'une phase de construction et d'une phase d'évaluation. La 1ère a pour but d'identifier les objectifs et sous-objectifs prioritaires ainsi que les critères et indicateurs de durabilité qui leur sont associés. La 2ème consiste à l’évaluation de la performance du service d’eau potable. L’agrégation des indicateurs et des critères est réalisée avec la méthode de la somme pondérée, la pondération avec la méthode AHP (Analytical Hierarchy Process). L’application de cette méthodologie est réalisée sur le service d’eau potable de la ville de Béjaia, Algérie. Elle a permis d’identifier un ensemble d’indicateurs répondant aux attentes du service d’eau potable. L’évaluation de la performance des indicateurs et critères, identifiés, associés à l’objectif étudié « satisfaire le client » durant la période 2009-2013 a révélé un bon niveau de performance de gestion du service d’eau potable de la ville de Béjaia
La plaine de la Merdja entre les risques d’inondations et les risques de pollution. Etude Hydrologique et analyse de la vulnérabilité à la pollution de l’aquifère plio-quaternaire. Doctorat thesis (2022) , Université de Batna 2.
(2022-02-09) BABAAZI Houria
Ce travail a été réalisé dans une zone semi-aride, il s'agit de l'aquifère alluvial de Tébessa (Nord-Est de l'Algérie). La première partie est dédiée à la caractérisation des eaux souterraines de la plaine. L'étude hydro-chimique a permis d'identifier les sources potentielles de pollution dans la plaine de la Merdja. Effectivement, cette contamination peut avoir plusieurs origines dont les plus importantes sont l'influence des formations lithologiques, l'utilisation de fertilisants dans les domaines agricoles et les rejets domestiques et industriels qui sont déversés dans Oued El Kebir sans aucun traitement préalable. Afin d'évaluer le niveau de vulnérabilité des eaux souterraines à la pollution, quatre méthodes sont utilisées : DRASTIC, DRASTIR (DRASTIC modifié), SI et GOD couplées à un système d’information géographique (SIG). Par conséquence, trois classes de degré de vulnérabilité à la pollution ont été identifiées par les quatre méthodes (faible, moyenne et élevée). En outre, la validation de ce dernier a été testée en comparant la distribution des nitrates dans les eaux souterraines et les différentes classes de vulnérabilité., puis le calcul des corrélations entre les surfaces de chaque classe de vulnérabilité par les quatre méthodes. Sur la base des résultats obtenus, la méthode SI semble mieux évaluer la vulnérabilité à la pollution par les nitrates, également la méthode DRASTIR a donné un meilleur résultat que la méthode DRASTIC dans le cas de notre zone d'étude. La deuxième partie a été consacrée à l’étude des inondations dans la ville de Tébessa, dans un premier temps un traitement SIG à l’aide du logiciel ArcGIS a permis d’extraire l’ensemble des caractéristiques nécessaires pour l’étude hydrologiques des cinq oueds qui traversent la ville. Ensuite, l'établissement de cartes d'aléas hydrologiques basées sur les résultats de la modélisation hydraulique qui a été réalisée à l'aide du logiciel HEC -RAS pour des récurrences de 100 et 50 ans. Par ailleurs, l’élaboration de la carte de vulnérabilité, en tenant compte des critères socioéconomiques par la méthode multicritère AHP. Enfin, les deux cartes des risques d’inondation pour les deux récurrences (100 ans et 50 ans) sont obtenues en croisant les deux cartes d'aléas hydrologiques et la carte de vulnérabilité par l’utilisation de l’outil Map Algébra. L'objectif est de déterminer l'étendue de l'inondation et d'identifier les zones exposées aux risques des inondations afin d’aider les décideurs à mieux se prononcer sur la gestion de ce risque
MODÉLISATION DE LA RÉGULARISATION DES BARRAGES DANS LA RÉGION DES AURÈS. Doctorat thesis(2014), Université de Batna 2.
(2017-04-10) Tebbi Fatima Zohra
La régularisation des barrages à long et moyen terme consiste en la dérivation des courbes consignes pour une gestion optimale de la ressource disponible. Le présent travail s’intéresse à la régularisation ou gestion des barrages situés dans la région des Aurès très connue pour sa vulnérabilité à l’érosion. Comme exemple, le réservoir de Foum El Kherza a été choisi afin de lui appliquer l’approche proposée, qui consiste à évaluer en premier lieu tous les termes du bilan hydrique, surtout ceux à caractère aléatoire comme les apports liquides. Par la suite, et en se basant sur les mesures bathymétriques effectuées au niveau du réservoir conjointement avec l’approche de la courbe de tarage en sédiments, une courbe cumulative en sédiments piégés est élaborée, cette courbe a donné lieu à une relation puissance débit solide-débit liquide qui sera utilisée pour l’estimation future du volume des sédiments piégés dans le réservoir. Implicitement, cette estimation du volume utile est introduite dans le modèle de gestion par optimisation en utilisant la Programmation Dynamique Stochastique Explicite PDSE afin de dériver les règles de gestion optimales pour chaque horizon. Les lâchers optimaux issus de cette optimisation sont introduits par la suite dans un modèle neuronal afin d’extraire une relation plus flexible exprimant les lâchers en fonction du volume dans le réservoir et les apports liquides. Les résultats obtenus de cette optimisation ont montré une zone de gestion optimale en fonction du volume utile du réservoir et ainsi une flexibilité de la gestion du réservoir s’avère nécessaire afin de veiller à la durabilité de la ressource. La confrontation de ces consignes à un réel fonctionnement du réservoir même étant optimales, a fait apparaitre les défaillances d’un tel système surtout celles relatives au déversement engendré par la diminution du volume utile.
Modélisation des flux hydro-sédimentaires et cartographie des zones à risques d’érosion hydrique dans certains bassins versants des hauts plateaux constantinois. Doctorat thesis (2019), Université de Batna 2.
(2019-05-05) BALLA FAIZA
L'érosion est un phénomène majeur qui cause des dommages non seulement au sol et à l'agriculture, mais aussi à la qualité de l'eau s'élevant à des tonnes de matière transportées annuellement à la surface de la terre. Ce fait a attiré l'intérêt des chercheurs à comprendre son mécanisme et à en expliquer les causes et les conséquences. Ce travail est une étude comparative de l'érosion hydrique dans les deux bassins semi-arides de l’Oued Soultez et l’Oued Reboa; situé dans le nord-est de l'Algérie.Une description de l’ensemble des paramètres géomorphologiques, géologiques, hydrologiques et climatiques du bassin versant a été réalisée. L’approche retenue pour la quantification du transport sédimentaire consiste à rechercher le meilleur modèle régressif pour représenter la relation statistique entre le rendement sédimentaire et l’écoulement de l'eau à différentes échelles: annuelle, saisonnière et mensuelle, a permis d’observer des relations entre le transport solide et leurs débits liquides.Les données disponibles couvrent 27 ans à partir de 1985-2012. Les résultats montrent que le modèle de puissance a donné le meilleur coefficient de corrélation. Les résultats ont indiqué que l’Oued Reboa a transporté en moyenne 14,66 hm3 d'eau et de 0,25 million de tonnes de sédiments / an. Tandis que l’Oued Soultez a transporté 4,2 hm3 d'eau et de 0,11 million de tonnes de sédiments /an. A une échelle saisonnière, les quantités de sédiments ont montré une érosion hydrique significative en automne avec environ 44% et secondairement au printemps avec 29% à l’Oued Soultez. Contrairement à l’Oued Reboa, le transport de sédiments représente 32% et 46% en automne et au printemps respectivement. Sur la base des quantités de sédiments obtenues; il est constaté que les physiques facteurs: tels que les reliefs escarpés, la nature lithologique vulnérable des roches et la couverture végétale pauvre, ont considérablement Contribué à accélérer l'érosion des sols.L’intégration des cartes thématiques des différents facteurs par le modél RUSEL (Revised Universal Soil Loss Equation ) avec leurs bases de données, a permis d’une manière rapide fournir des éléments pour cartographier la vulnérabilité multifactorielle à l’érosion en passant par une analyse des principaux facteurs de l'érosion à savoir la lithologie, les pentes et l’occupation du sol. Les cartes obtenues sont intégrées dans un Système d'Information Géographique (SIG ARCGIS10.1) à l'aide d'une combinaison additive pour établir une carte de vulnérabilité à l'érosion hydrique. quatre classes de vulnérabilité à l'érosion ont été distinguées : les zones à faible vulnérabilité (>3 t/ha/an) qui représente 52%de la superficie totale ; les zones à vulnérabilité moyenne (3-7 t/ha/an) de 25% de sa superficie totale , les zones fortement vulnérables (7-12 t/ha/an) et qui représente 14% de sa superficie , les zones très fortement vulnérables (>12t/ha/an) qui présente les haute reliefs de formations marno-calcaire de 8% de sa superficie totale. Cette première étude cartographique est un outil devant aider les décideurs pour l'attribution des zones de cultures et des sites pouvant abriter des infrastructures socio-économiques
Modélisation des inondations en Algérie. Cas de la ville de Biskra Sud Est algérien.
(2024) BOUMESSENEGH Amel
L'objectif principal de cette étude est de développer une politique en plusieurs étapes pour protéger la ville de Biskra contre les crues exceptionnelles de l'Oued Biskra. Dans un premier temps, les caractéristiques de la région d'étude sont examinées, y compris les catastrophes passées liées aux inondations dans la ville. Cette analyse permet de bien comprendre le contexte et les enjeux spécifiques à Biskra. Ensuite, une étude hydrologique complète est menée afin d'analyser en détail le bassin versant alimentant l'Oued Biskra. Pour ce faire, le modèle hydrologique HEC-HMS est utilisé pour simuler les crues de l'Oued Biskra avec différents intervalles de retour, offrant ainsi une compréhension approfondie des dynamiques des inondations potentielles. Enfin, le modèle hydraulique HEC-RAS est employé pour localiser les zones à risque de débordement de l'Oued Biskra à travers la ville. Ces résultats permettent de planifier des actions de prévention et de gestion des crises, telles que l'amélioration des systèmes de drainage, la mise en place de systèmes d'alerte précoce et la sensibilisation de la population aux risques d'inondation. En utilisant des données précises et des analyses rigoureuses, il est possible de mettre en œuvre une politique de gestion des inondations qui protège efficacement la ville de Biskra et qui est adaptée aux particularités de chaque zone à risque, assurant une réponse rapide et adéquate face aux crues exceptionnelles de l'Oued Biskra.
Modélisation Du comportement dynamique du barrage en terre sous sollicitations sismiques
(2023) SEGHIR Tarek
La modélisation des barrages en terre sous charge sismique est un domaine crucial pour la sécurité des ouvrages hydrauliques. La (MEF) et la (MDF) ont permis d'analyser le comportement des sols sous différentes conditions de chargement. Les modèles de comportement des sols ont été développés en se basant sur la mécanique des milieux continus et la théorie de la plasticité pour comprendre les interactions sol-structure-fluide et ainsi faire face aux effets que peut engendrer un chargement sismique. L'utilisation des logiciels de simulation tels que FLAC 2D et PLAXIS 2D a permis de simuler le comportement d'un barrage en terre sous charge sismique en termes de déformation et de déplacement. Les résultats de simulation ont montré une bonne corrélation entre les deux logiciels, ce qui valide l'utilisation du modèle de Mohr-Coulomb dans la simulation du comportement des sols. A partir de la structure du barrage de Ouarkiss et de l’éventail de données utilisées pour étudier la stabilité et la déformation de cette structure hydraulique, de nombreux calculs ont été effectués pour montrer l’influence respective de chacun des paramètres (accélérogrammes, densité). L'étude paramétrique a montré que la variation de la densité des matériaux𝛾s et l'accélération maximale ont une influence significative sur le comportement du barrage en terre. Les calculs réalisés à l’aide du logiciel Plaxis, ont montré que le paramètre densité de ces matériaux et l'accélération du sismique sont susceptibles d’entraîner une augmentation des déplacements et des déformations parfois substantiels dans le barrage. Ces déplacements induits par le mouvement sismique peuvent franchir le seuil de l'élasticité des éléments structuraux du barrage de Ouarkiss. En conséquence, il est crucial de comprendre l'impact de la densité sur la stabilité, la déformation, la résistance et la plasticité des barrages en terre pour garantir leur sécurité et leur durabilité. Des études approfondies peuvent être menées pour évaluer l'effet de la densité sur ces aspects, en tenant compte des caractéristiques des matériaux, des conditions environnementales et des charges appliquées. Les résultats de ces études peuvent être utilisés pour optimiser la conception, la construction des barrages en terre, afin de répondre aux normes de sécurité exigées. Enfin, la simulation numérique est une méthode crédible et efficace pour évaluer le comportement des barrages en terre sous charge sismique. Les résultats de cette étude peuvent aider les ingénieurs à prendre des décisions prudentes concernant la conception et la construction des barrages en terre. Enfin, des perspectives de recherche futures pourraient inclure l'utilisation de modèles de comportement des sols plus avancés et la simulation de conditions de chargement plus complexes.
Modélisation du risque d’affouillement dans les ouvrages d’art en milieu semi-arides cas des ponts à piles circulaires
(2023) NEMILI Zohra
L'affouillement est un risque très grave ; il est la cause d'effondrement de plusieurs ouvrages dans le monde. En effet, lors de la crue, il y a une augmentation de la vitesse et du débit de l'eau qui influence le lit du cours d'eau sous le fait virulent du débit hydraulique. Il s'agit d'un événement d'érosion avancée autour des appuis du pont créé par l'écoulement exposant l'ouvrage au risque d'effondrement. Également, ce phénomène est accentuée par l'existence d'obstacles (piles et culées) à l'écoulement, comme la formation de la fosse d'affouillement autour de ces obstacles engendre une imperfection de l'ouvrage et diminue sa stabilité, ce qui conduit à la dégradation de l'ouvrage et génère des pertes économiques et parfois humaines. En Algérie, de nombreux ouvrages sont menacés par Le risque d’effondrement, mais il n’existe pas de recensements confirmés officiellement. Ce travail vise à utiliser un modèle neuronal (méta modèle) pour l'évaluation de l'affouillement, et la précision de l'influence des caractéristiques hydrauliques de l'écoulement sur la profondeur d'affouillement. De même, dans ce modèle neuronal, une base de données constituée de résultats d'affouillement et des caractéristiques d’écoulement générés par le programme du Système d'analyse des rivières du Centre d'ingénierie hydrologique (HEC RAS) a été introduite, puis une analyse en composantes principales (ACP) a été effectuée pour réduire la dimensionnalité des entrées par le logiciel R où son efficacité a été démontrée. Au terme de cette étude, l'influence directe des paramètres hydrauliques sur la mesure de la profondeur d'affouillement au niveau des piles de pont circulaires a été confirmée ainsi que, l’effet de l’énergie cinétique sur l’érosion régressive dans le cas des ponts cadres à radier général.
Modélisation numérique de la variation des vitesses des écoulements turbulents instationnaires dans les canaux à surface libre. Doctorat thesis(2019) , Université de Batna 2.
(2019-03-12) MERROUCHI Farida
L’objectif de ce travail de thèse est d’établir, tester, et vérifier la modélisation numérique instationnaire 3D de l’hydrodynamique et du transport particulaire à surface libre dans les ouvrages hydrauliques d’assainissement sans et avec des obstacles. L’approche de la phase discrète (Euler-Lagrange DPM) et de la dense phase discrète (Euler-Lagrange DDPM) sont retenues pour la modélisation de l’écoulement liquide et du transport particulaire, en tenant compte de l’interaction entre les obstacles et le phénomène de la turbulence. L’idée principale de notre approche est d’améliorer la méthode hybride Eulérienne-Lagrangienne par une nouvelle condition basée sur le calcul de l’énergie cinétique turbulente, en fonction de la contrainte de cisaillement calculée et les propriétés de chaque particule. Cette condition a pour but de traiter l’interaction entre les particules et les parois et permet de représenter les dynamiques associées au transport particulaire et à leur entraînement en régime instationnaire. La surface libre des écoulements horizontaux est modélisée à l’aide d’une condition de la symétrie, qui a été choisie après une étude comparative entre le modèle VOF et cette dernière, les profils des résultats sont presque identiques pour les deux cas. La dispersion et l'interaction entre les particules solides et la turbulence sont étudiées en utilisant une approche Eulérienne-Lagrangienne couplée, bidirectionnelle et basée sur le modèle de turbulence
Modélisation numérique des écoulements transitoires dans les conduites en charge à géométrie circulaire. Doctorat thesis(2019), Université de Batna 2.
(2019-03-05) RAMOUL Sami
Les changements du régime d'écoulement d'un fluide dans une conduite, entraînent souvent des variations brusques des pressions ou des vitesses et donnent lieu à des écoulements transitoires en charge. L’étude du phénomène des écoulements transitoires en charge vise par conséquent, à déterminer si la pression dans l'ensemble d'un système est à l'intérieur des limites prescrites, suite à une perturbation accidentelle de l'écoulement. En définissant l’étendue d’une étude de coup de bélier, on prévoit l’examen des variations de vitesse ou de débit et de pression qui résultent de mauvaises opérations du système hydraulique, de son opération normale et des opérations d’urgence. Cette étude présente une modélisation numérique du phénomène des écoulements transitoires dans les conduites en charge à géométrie circulaire. La méthode des caractéristiques est utilisée pour résoudre les équations (EDP) gouvernantes dérivées des équations de Navier-Stokes. Grâce au logiciel AFT Impulse, nous avons obtenu des résultats numériques très intéressants et très pratiques, pour analyser le phénomène des écoulements transitoires dans les conduites en charge à sections variables.
Modélisation par volumes finis des écoulements à surface libre. Doctorat thesis(2023), Université de Batna 2.
(2023-02-27) KHANFOUF Omar
L’objectif de ce travail est l’implémentation d’un modèle hydrodynamique turbulent approprié, pour la compréhension des écoulements turbulents à surface libre homogènes et isotropes, de créer ou modifier dynamiquement les conditions aux limites et la résolution des équations de transport non linéaires gouvernant le problème par la méthode numérique des volumes finis, après avoir fixé le maillage dont la qualité influe largement sur la précision des résultats. Afin de confirmer les résultats obtenus par le modèle numérique choisi, nous avons utilisé les résultats expérimentaux des travaux ayant été réalisés sur les écoulements turbulents homogènes anisotropes, conduits dans des conditions identiques, aussi, afin de de conclure sur la validité des hypothèses adoptées. Un accent particulier est mis sur la géométrie du canal numérique constitué d’un tunnel circulaire et d’un canal trapézoïdal ouvert, ainsi que les autres paramètres comme la rugosité et la pente du canal, afin d’évaluer les fluctuations des paramètres hydrodynamiques, autant que faire se peut, dont la distribution des vitesses et des pressions qui est homogène et isotrope et l’évolution spatio-temporelle des écoulements dans le circuit hydraulique adopté. La modélisation du présent problème est basée sur le logiciel Fluent, qui est un modèle numérique en 3D, en volumes finis utilisant les équations aux dérivées partielles non linéaires de Navier-Stokes.

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