Département d'hydraulique
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Item Modélisation des inondations en Algérie. Cas de la ville de Biskra Sud Est algérien.(University of Batna 2, 2024) BOUMESSENEGH AmelL'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.Item Modélisation Du comportement dynamique du barrage en terre sous sollicitations sismiques(University of Batna 2, 2023) SEGHIR TarekLa 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.Item 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)(University of Batna 2, 2023) BENFARHI FaridaL'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.Item Modélisation du risque d’affouillement dans les ouvrages d’art en milieu semi-arides cas des ponts à piles circulaires(University of Batna 2, 2023) NEMILI ZohraL'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.Item Etude et modélisation informatique de la qualité des eaux de surface de l’oued Agroun. Doctorat thesis (2020), Université de Batna 2.(University of Batna 2, 10/18/2020) MERAH FerhatLes 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.Item 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.(University of Batna 2, 3/11/2022) BENAICHA Amar ChérifLa 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.Item 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.(University of Batna 2, 2/9/2022) BABAAZI HouriaCe 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 risqueItem Modélisation par volumes finis des écoulements à surface libre. Doctorat thesis(2023), Université de Batna 2.(University of Batna 2, 2/27/2023) KHANFOUF OmarL’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.