Analyse Numérique du Comportement d’une Conduite sur un Versant Non-Saturé Instable de Grande Hauteur. Cas de la Conduite AEP de Ain Tinn-Mila. (Numerical Analysis of Pipeline Behavior on High Unstable Unsaturated Slope. Case of AEP pipe of Ain Tinn-Mila.). Doctorat thesis (2021) , Université de Batna 2.
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Date
2021-09-30
Authors
BOUATIA Mohammed
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Abstract
Sur la voie du développement, les pays du tiers monde, dont l'Algérie, continuent de faire face à leurs propres problèmes. Une partie importante de ces problèmes rencontrés est liée à la sécurité et à l'aptitude au service de nombreuses infrastructures construites pour répondre à la forte demande de la population qui ne cesse de croître. À cette fin, la présente thèse se concentre sur l'application de la mécanique des sols non saturés pour étudier la stabilité des pentes non saturées et le comportement des canalisations enfouies dans des sols expansifs situés dans une zone non saturée en pente où la pente Aine-Tine située dans le bassin de Mila constitue le site de l’étude. Les pipelines sont des infrastructures linéaires qui sont généralement utilisées dans le monde pour transporter des fluides tels que le gaz et l'eau dans le but de remédier aux fortes inégalités hydrauliques et énergétiques qui caractérisent de nombreux pays. En Algérie, le barrage de Beni- Haroun a été construit dans la province de Mila pour assurer la sécurité hydraulique et remédier à une forte inégalité hydrologique qui caractérise la partie orientale du pays comprenant les provinces suivantes : Mila, Constantine, Batna et Khenchela. Cela a été fait en enterrant plus de 600 km de tuyaux de différents diamètres dans le bassin quaternaire de la province de Mila, aboutissant à la création d'un nouveau système composé de tuyaux et de sol qui sont deux matériaux différents avec des caractéristiques différentes. Les systèmes de canalisations nécessitent une compréhension approfondie du mécanisme d'interaction de la structure du sol car ils sont généralement enfouis à une faible profondeur où ils sont exposés aux processus de mouillage et de séchage et soumis à la variation de la résistance au cisaillement et de la rigidité de ce sol. Comme beaucoup de recherches l'ont fait, le cas défavorable considéré dans les études et les conceptions de l'interaction des pipelines avec le sol d'enfouissement était les conditions saturées. Cependant, ce n'est pas toujours le cas comme cela est confirmé dans cette thèse et dans de nombreuses nouvelles recherches citées dans le chapitre de la revue de la littérature. A partir de la vérification de la stabilité de la pente à l'aide du logiciel FLAC 3D, la pente s'est avérée être dans une stabilité critique. Après cela, la mécanique des sols non saturés a été considérée pour vérifier l'effet de la succion sur la résistance au cisaillement de la pente Aine-Tine où les paramètres d'ajustement du SWCC ont joué un rôle clé dans la variation du facteur de sécurité. Dans la deuxième partie de la thèse, des investigations numériques ont été menées pour analyser l'effet du mouvement d'expansion sous les précipitations, où il a été constaté que la diminution de la succion a un effet significatif sur les forces internes apparues le long de l'anneau de la canalisation. Les résultats obtenus peuvent offrir une plateforme fiable pour comprendre et justifier les causes possibles des points de fuite d'eau le long de la canalisation. La simulation a été entreprise à l'aide du logiciel GEOSLOPE de GeoStudio, et en tenant compte des sections transversales et longitudinales du pipeline. Il a été vérifié que la durée de la pluie et le profil initial d'aspiration ont un effet proportionnel sur la déformation et les efforts internes survenus sur la canalisation. La dernière partie de la thèse a été orientée vers l'étude de l'effet des déformations permanentes du sol qui peuvent suivre les ruptures de talus de surface dans la pente Aine-Tine en particulier pendant la saison hivernale où une grande partie de la cohésion apparente due à la succion actuelle peut être perdue sous le processus de saturation pendant la pluie. Une enquête numérique a été menée pour étudier l'interaction de la canalisation avec le sol sous l'effet de grands incréments de déplacements qui passent par les axes médians de la canalisation. La rigidité de la canalisation et le profil de la succion ont été considérés. Les études et résultats présentés dans la présente thèse ont montré que la prise en compte du comportement insaturé des sols est obligatoire surtout dans des pays comme l'Algérie où le climat aride et semi-aride caractérise l'ensemble de la région ce qui donne une grande variation de la succion présente dans les couches superficielles d'une telle région entre l'été et l'hiver qui conduisent à un effet très important sur l'interaction des pipelines avec leurs profondeurs d'enfouissement. Les résultats de la thèse sont prometteurs pour être utilisés par les ingénieurs et les futurs chercheurs pour utiliser la mécanique des sols non saturés.