Etude de stabilité d'une retenue collinaire sur Oued Guadouar, commune de Derrahi Bouslah, Wilaya de Mila

عتلا ةرازو ـ

يل ـ علا م ـ لا ـ بلا و ي ـ ح

ـ لعلا ث ـ م ـ ي

République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

تــــعماـــج يحي نب قيدصلا محمد

- لجيج -

Université Mohammed SeddikBenyahia-Jijel

Mémoire de fin d’études

En vue de l’obtention du diplôme : MasterAcadémique en Géologie

Option :Géologie de l’Ingénieur et Géotechnique

Thème

Membres de Jury Présenté par :

Président :Dr. Abdelmalek BAGHDAD - DjaamouneSana

Examinateur : M

Hassiba KHERROUBA - BouchloukhIbtissam Encadrant : Mr. Hamza KEBAB

Année Universitaire 2019-2020

Numéro d’ordre (

) : ………

ةايــــــحلاو ةـعيبـــطلا مولـــــع ةـيلك مــــــسق :

نوكلاو ضرلأا مولع

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Département :des Sciences de la Terre et de l’Univers

Etude de stabilité d’une retenue collinaire sur oued Guadouar,

commune de DerrahiBouslah, Wilaya de Mila

Remerciements

Au terme de ce travail, avons toute chose, je remercie Dieu, le tout Puissant,

Pour m’avoir donnée la force et la patience à continuer ce modeste travail

J'adresse mes vifs remerciements à mon encadreur Mr. Kebab hamza

Pour m’avoir constamment guidé tout long de ce projet et pour ces Conseils précieux.

Je tiens à remercier tout particulièrement les jurys J’adresse aussi mes sincères reconnaissances à tous les

Enseignants de

L’Université Mohammed sedik ben Yahia Jijel pour leurs aides,

Soutiens et leurs conseils, sans oublier tout le staff administratif

Du département des sciences de la terre et l’univers.

Je dédiée ce travail :

A celle qui m’a donnée la vie et que ma vie n’est rien sans elle, À ma tendre mère, qui m’a soutenu d’amour et de bonheur ; Tout ce que je suis, je le dois à elle.

Djamila

A mon père l’homme le plus affectueux celui qui a tout donné Pour que je puisse arrivée à mon but qu’il ; trouve ici mes Remerciements les plus sincères.

Salah

Que dieu me les protège.

Et à mes adorables frères : Fouad, Boubakr,Manel, Nour Elhoda,Basma et son marie Billel et les petits Ines, Wassim.

A tous la famille Boulachab.

A tous mes amis Sana, Samiha, Soumia, Leila, Souaad, Chahrazed et mon collègue Boudergui youcef.

A ma collègueSanaet sa famille.

Ibtissam

Je dédiée ce travail :

A celle qui m’a donnée la vie et que ma vie n’est rien sans elle, À ma tendre mère, qui m’a soutenu d’amour et de bonheur ;

Tout ce que je suis, je le dois à elle.

Hadjira

A mon père l’homme le plus affectueux celui qui a tout donné Pour que je puisse arrivée à mon but qu’il ; trouve ici mes

Remerciements les plus sincères.

Kamel Que dieu me les protège.

Et à mes adorables frères et mes sœurs :Ramzi, Rida,Zinedine, Nassim, Mohammed, Amel et son marie Nacer et les petits Ilyass, yahya,ritadj, Ahcen.

Et à mes autres tendres tentes etA tous mes amis : Ibtissam, Samiha, Soumia, Leila, Souad, Chahrazed et mon fioncé moussa.

Sana

1.Table des matières………...…...i

2.Liste des tableaux………... iv

3.liste des figures……… v

4. Résumé………..vii

3. Introduction général……… ... 1

Chapitre I : Généralité sur les barrages en remblai I.1. Introduction ... 2

I.2.Historique sur les barrages ... 2

I.3. Utilisation des barrages ... 2

I.4. Classification des barrages ... 2

I.5. Barrages en remblai ... 3

I.6. Types des barrages en remblai ... …….4

I.6.1. Barrages en terre ... 5

I.6.1.1. Barrage en terre homogène ... 5

I.6.1.2. Barrage zoné avec noyau étanche ... 5

I.6.1.3. Barrage à masque amont ... 6

I.6.2. Les barrages en enrochement ... 6

I.7. Conception et construction des barrages en remblais ... 6

I.7.1. Choix de site du barrage ... 6

I.7.2. Choix du type de barrage ... 7

I.7.3. Disponibilité des matériaux ... 7

I.7.4. Fondation ... 7

I.7.5. Action des vagues ... 8

I.7.6. Climat... 8

I.7.7. Séismicité ... 8

I.8.1. Hauteur du barrage ... 8

I.8.2. Largeur en crête du barrage ... 8

I.8.3. Pente des talus ... 9

I.8.4. Drains et filtres dans les barrages en remblai ... 9

I.8.4.1. Les filtres ... 9

I.8.4.2. Les drains ... 10

I.9. Rupture des barrages en remblai ... 13

I.9.1. Mécanismes de rupture des barrages en remblai ... 14

I.9.1.1. Érosion externe ... 14

I.9.1.2. Glissement des talus : instabilité externe ... 15

I.9.1.3. Liquéfaction ... 15

I.9.1.4. Rupture par érosion interne (effet de renard hydraulique) ... 15

I.9.2. Causes des ruptures des barrages en remblai ... 16

I.9.2.1. Causes techniques ... 16

I.9.2.2. Causes naturelles ... 16

I.9.2.3. Causes humaines ... 16

I.10. Conclusion ... 16

Chapitre II : Cadre géologique II.1. Introduction ... 17

II.2. Situation géographique de la retenue collinaire Bouslah ... 17

II.3. Cadre géologique régional ... 18

II.3.1. Domaine interne ... 18

II.3.1.1. Socle Kabyle ... 18

II.3.1.2. Couverture sédimentaire ... 19

II.3.2.1. Les séries mauritaniennes ... 20

II.3.2.2. Les séries massyliennes ... 20

II.3.2.3. Flysch Numidien ... 20

II.3.3. Domaine externe : Le sillon Tellien ... 20

II.3.3.1. Les séries Telliennes ... 20

II.3.3.2. Les séries de l’Avant pays allochtone ... 21

II.3.3.3. Les séries de l’avant pays autochtone ... 21

II.4. Cadre géologique local ... 21

II.4.1. Les unités néritiques constantinoises ... 22

II.4.2 Géologie de la région de la retenue collinaire ... 22

II.5. Aspet tectonique ... 26

II.6. Sismicité de la région ... 26

II.7. Conclusion ... 27

Chapitre III : étude hydro-climatologie III.1. Introduction ... 28

III.2. Morphologie ... 28

III.3. Réseau hydrographique et Bassin versant ... 28

III.4. Analyses des paramètres climatiques ... 30

III.4.1. Précipitations ... 30

III.4.1.1. Précipitations moyennes annuelles ... 30

III.4.1.2.Précipitations moyennes mensuelles et saisonnières ... 31

III.4.2.Températures ... 32

III.4.2.1. Températures moyennes annuelles ... 32

III.4.2.2. Températures moyennese mensuelles ... 32

III.4.3.1. Évaporation moyenne annuelle ... 34

III.4.3.2. Évaporations moyennes mensuelles ... 34

III.4.4. Aridité ... 35

III.5. Diagramme Ombro–thermique... 35

III.6. Bilan hydrologique ... 36

III.6.1. Evapotranspiration potentielle mensuelle normale et corrigée (ETP, ETPc) ... 37

III.6.2. Évapotranspiration réelle (ETR) ... 37

III.6.3. Calcul du bilan hydrologique selon Thornthwaite : ... 38

III.7. Estimation les autres paramètres du bilan hydrologique ... 39

III.7.1. Ruissellement ... 39

III.7.2. Estimation de la lame d’eau infiltrée ... 40

III.8. Conclusion ... 40

Chapitre VI : étude de stabilité IV.1. Introduction ... 41

IV.2. Campagne de reconnaissance géotechnique du site de la retenue ... 41

IV.2.1. Essai In situ ... 41

IV.2.1.1 Sondages carottés……… 41

IV.2.1.2. Essai de perméabilité……….42

IV.2.2. Essais de laboratoire ………44

IV.2.2.1 Essais physiques ………44

IV.2.2.2. Essais mécaniques……….47

IV.3. Etude de stabilité de la digue ... 50

IV.3.1. Caractéristiques géométriques de la retenue collinaire ... 50

IV.3.2. Propriétés géotechniques des différents matériaux ... 50

IV.3.3.1. Variantes optées dans les calculs ... 51

IV.3.3.2. Effet sismique ... 52

IV.3.3.3. Coefficients de sécurités admis dans l’étude de stabilité ... 52

IV.3.3.4. Ligne de saturation de la retenue ... 52

IV.3.4. Résultats de calcul et interprétation ... 52

IV.5. Conclusion ... 53 Conclusion générale

Référencés bibliographiques

Liste des figures

Fig. I.1. Les familles des barrages selon les matériaux de leurs constructions (Bellaabed, 2019)

Fig. I.2. Coupe schématique d’un barrage en remblai (MillogoFounémé, 2009) Fig. I.3.Les différents types des barrages en remblai (Amara, 2018)

Fig. I.4. Barrage en terre homogène (Heragmi, 2009 et Bellaabed, 2019) Fig. I.5. Barrage zoné avec noyau vertical (Bellaabed, 2019)

Fig. I.6.Barrage à masque amont (Heragmi, 2009)

Fig. I.7. Profil d’un barrage en enrochement (Zenagui, 2014)

Fig. I.8. Influence des terrains de fondation sur la conception du barrage (Schleiss, 2004) Fig. I.9. Définition des côtes RN et PHE

Fig. I.10. Profil général d’’un barrage en terre

Fig. I.11. Filtres répondant aux conditions de Terzaghi (Durand, et al, 1999) Fig. I.12. Digue homogène équipée des dispositifs de drainage

Fig. I.13.Drain vertical (Durand, et al. 1999) Fig. I.14. Prisme de drainage (CIGB, 1993) Fig. I.15.Drainage de surface (CETMEF. 2014) Fig. I.16.Le drain tapis interne (Durand, et al. 1999)

Fig. I.17. Prisme de drainage avec drain tapis interne sur fondations imperméable Fig. I.18. Prisme de drainage avec drain tapis interne sur fondations perméable Fig. I.19.Drainage à bande (Bekkouche, 2016)

Fig. I.20. Mécanismes de rupture des barrages en terre Fig. I.21.Mécanismes d’érosion externe par l’affouillement

Fig. II.1. Localisation géographique de la commune de Derrahi Bouslah

Fig. II.2. Situation géographique de la retenue collinaire de Bouslah Extrait de la carte topographique de Ferdjioua NJ-31-V-6-EST à l’échelle 1/50 000

Fig. II.3. Schéma structurale de la méditerranée occidentale d’après (Durand Delga ,1980) Fig. II.4. Carte géologique de la région extrait de la carte géologique de Mila (1/500.000) (Durant Dulga)

Fig. II.5. Carte géologique de la digue et sa cuvette (S. E.T. S

, 2014)

Fig. II.6. Coupe géologique NE- SW parallèle à l’axe de la digue de la retenue de Bouslah

iii

Fig. II.7. Les différentes formations géologiques affleurées au niveau de lit d’Oued Guadouar Fig. II.8. Les formations de marno-calcaires affleurées dans la rive gauche (Sud-ouest) Fig. II.9. Calcaires à silex, et des marnes affleurés dans la rive droite (Nord-est)

Fig. II.10. Formations alluvionnaires affleurées dans le lit d’oued de Guadouar Fig. II. 11. Carte des zones séismiques en Algérie (RPA, 2003)

Fig.III.1.Morphologie de la région d’étude

Fig. III.2.Réseau hydrographique (photo de GooleEarth 2020) Fig.III.3.Bassin versant d’oued Guadouar

Fig.III.4. Evolution annuelle des précipitations

Fig. III. 5.Evolution des moyennes mensuelles des précipitations sur la période 2003-2013 Fig. III.6.Répartition saisonnière des précipitations

Fig. III.7. Evolution des températures annuelles Fig.III.8.Température moyennes mensuelles

Figure III.9.Répartition saisonnière des températures Fig.III.10.Evolution annuelle de l’évaporation

Fig. III.11.Evolution mensuelle interannuelle de l’évaporation

Fig. III.12.Diagramme Ombro thermique de la région d’étude sur la période de 2003 à 2013 (station du barrage Béni Haroun)

Fig.III.13.Bilan hydrologique de la région d’étude par la méthode de Thornthwaite Fig. VI.1. Localisation des sondages carottés réalisés sur le site (Google Earth, 2020) Fig. VI.2. Coupe lithologique le long de l’axe de la digue

Fig. IV.3 :Classification des sols selon l'abaque de plasticité de Casagrande Fig.IV.4. Propriétés géométriques de la retenue et ses annexes

Fig. IV.5. Configuration finale du projet de la retenue

Fig.VI.6. Résultats de calcul de stabilité pour la variante 01

Fig. VI.7. Résultats de calcul de stabilité pour la variante 02

Liste des tableaux

Tableau.III.1. Précipitation moyennes annuelles station Béni Haroun (2003-2013) (A.N.R.H) Tableau. III.2. Précipitation moyennes mensuelles et saisonnières station Béni Haroun (2003-2013) (A.N.R.H)

Tableau III.3.Distribution de la température moyenne mensuelle et saisonnière(Station Barrage béni Haroun 2003/2013)

Tableau III.4. Correspondent des types de climat selon la valeur de I

Tableau. III.5.Les valeurs de l’ETP et l’ETP

selon la formule de Thornthwaite

Tableau. III. 6. Bilan d’eau selon Thornthwaite pour la station de Béni Haroun (2003-2013) Tableau. IV.1. Lithologie des trois sondages réalisés (S.E.T.S, 2014)

Tableau. IV.2.Classification des roches en fonction de la perméabilité Tableau. IV.3.Résultats de l’essai lugeon(Rizzani de Eccher ,2015) Tableau. IV.4.Caractéristiques physiques des sols (L.C.T.P, 2015) Tableau.06. Classification des sols en fonction de l'indice de plasticité (Sanglerat et Costet, 1983)

Tableau. 07.Résultats des limites d’Atterberg

Tableau. IV.8. Classification du sol en fonction de Cc et Cg (S.E.T.S 2014)

Tableau. IV.9.Les résultats des essais oedométriques réalisés par le bureau d’étude Rizzani d’Eccher

Tableau. IV.10.Résultats des essais de cisaillement (S.E.T.S 2014) Tableau. IV.10: Résultats des essais de cisaillement (S.E.T.S 2014) Tableau IV.12.Coefficients de sécurité admis dans les calculs de stabilité

Tableau IV.13. Les coordonnées de la ligne de saturation selon la relation de Kozeny Tableau. IV.14.Coefficients de sécurité (Fs) obtenus par l’étude de stabilité

Tableau. IV.1. Logs lithologiques des trois sondages réalisés (S.E.T.S, 2014) Tableau IV.2. Les résultats des essais de laboratoires (S.E.T.S, 2014)

Tableau IV. 3. Les caractéristiques géotechniques des matériaux

Tableau IV.4. Coefficients de sécurité admis dans les calculs de stabilité

ii

Tableau IV.5. Les coordonnées de la ligne de saturation selon la relation de Kozeny

Tableau. IV.6. Coefficients de sécurité (FS) obtenus par l’étude de stabilité

Ce mémoire consiste en la réalisation une étude d’aménagement d’une retenue collinaire sur oued Guadouar destinée à l’irrigation des terres agricoles dans la commune de Darrahi Bousleh à l’est de la ville de Mila. Le site fait partie du domaine externe,occupé principalement par les marnes de crétacé supérieur. La lithologie est sub-homogène,avec un substratum marneux choisi comme fondation de la digue. De point de vue géologique, la morphologique de site est caractérisé par un relief faible plat (5% à 15). L’étude hydrologique a montré que l’oued Guadouar est alimenté par plusieurs chaabets, avec un bassin versant de 9.614 Km2 et un périmètre égal à 13.04 Km avec une pente moyenne de 8%. Deux variantes sont optées dans l’étude de stabilité des talus de la retenue contre le glissement :en fin de construction et fonctionnement normal. Les calculs de stabilité sont effectués par le logiciel Geoslope selon trois méthodes ordinaires, Bishop et Janbu pour les deux cas statique et dynamique. Les coefficients de sécurités obtenues sont largement supérieurs à ceux recommandés par les normes, ce qui résulte que la retenue est stable. Enfin, les résultats trouvésont montré que la conception de la retenue est adéquate. Néanmoins, on recommande de réaliser une étude de stabilité pour le cas d’une vidange rapide de la retenue, et l’établissement d’un dispositifd’auscultation pour surveille comportement de l’ensemble.

Mot clés :Retenue collinaire, Oued Guadouar, stabilité, Geoslope, marnes.

This thesis consists of carrying out a study for the development of a hill reservoir on the Guadouar wadi which is intended for the irrigation of agricultural lands in the commune of Darrahi Bousleh, east of the city of Mila. The site of the reservoir is part of the outer domain, which is mainly occupied by the Late Cretaceous marls. The lithology is sub-homogeneous, the marly substratum of which is chosen as the foundation of the dike. From a morphological point of view, the site is characterized on the whole by a low relief to flat (5% to 15). The hydrological study showed that wadi Guadouar is fed by several chaabets, its watershed is characterized by an area of 9,614 km2 and a perimeter equal to 13.04 km with an average slope of 8%. Two variants are chosen in the study of the slope stability of the reservoir against sliding: end of construction and normal operation. The stability calculations are carried out by the Geoslope software according to three ordinary methods, Bishop and Janbu for the two static and dynamic cases. The safety coefficients obtained are much higher than those recommended by the standards, which results in the restraint being stable. Finally, the results found by our work have shown that the design of the containment is adequate. Nevertheless, it is recommended to carry out a stability study for the case of a rapid emptying of the reservoir, and the establishment of a control device to monitor the behavior of the assembly.

Key words: hill reservoir, oued guadouar, stability, Geoslope, marne

فدهت ةلاسرلا هذه ىلإ

ضارلأا يرل صصخم راوداوغ يداو ىلع لت نازخ ريوطتل ةسارد ءارجإ ارد ةيدلب يف ةيعارزلا ي

ح ي

لاصوب ح ليم ةنيدم قرش ة

. يساسأ لكشب هلغشت يذلا ، يجراخلا قاطنلا نم ءزج وه نازخلا عقوم يريشابطلا رصعلا لرام

رخأتملا .

دسلل ساسأك هنم ةيلفسلا ةقبطلا رايتخا متي ، سناجتم هبش وه روخصلا ملع .

ةهجو نم لا

رظن لا لكشب عقوملا زيمتي ، ةيجولوفروم

ماع ليمب حطسم ىلإ ضفخنم (

5 ىلإ ٪ 55

٪ .) مستتو ، بعش ةدعب ىذغتي راوداوج يداو نأ ةيجولورديهلا ةساردلا تحضوأ

ةحاسمب هيف هايملا تاعمجتسم 4159

مك 2 هطيحمو 50.39 طسوتمب مك رادحنا

8

٪ . مت نيعونرايتخا نيفلتخم

يف ةسارد تابث

ردحنم نازخلا دض قلازنلاا : ةياهن ءانبلا و ليغشتلا يداعلا . متي ءارجإ تاباسح تابثلا ةطساوب جمانرب Geoslop قرط ثلاثل اًقفو

،ةيداع Bishop و

Janbu يكيمانيدلاو تباثلا نيتلاحلل .

اهب ىصوملا كلت نم ريثكب ىلعأ اهيلع لوصحلا مت يتلا ناملأا تلاماعم

دييقتلا رارقتسا ىلإ يدؤي امم ، ريياعملا يف بسانم ءاوتحلاا ميمصت نأ انلمع للاخ نم اهيلإ انلصوت يتلا جئاتنلا ترهظأ ، اًريخأ .

.

حل ةيتابث ةسارد ءارجإب ىصوي ، كلذ عمو عمجتلا كولس ةبقارمل مكحت زاهج ءاشن او ، نازخلل عيرسلا غيرفتلا ةلا

.

تاملك ةيحاتفم نازخ :

،لت داو اودغ

،ر

،ةيتابث geoslope

،

marne

Univ. M.S B.Y. Jijel Mater II GIG

Introduction générale

Le développement économique dans les domaines de l’agriculture et l’hydraulique repose essentiellement sur la mobilisation des ressources en eau et leur utilisation rationnelle. Parmi les efforts entrepris dans ce domaine sont d’arrêter les déperditions des eaux de ruissellement par la création d’ensembles agro-économiques.

Dans ce cadre la direction des ressources en eaux de la wilaya de Mila a engagé d’implanter une retenue collinaire sur oued Guadour qui est situé à environ 2 Km au sud-est de la commune de Derrahi Bouslah à l’est de la ville de Mila. Cette retenue a pour objectif d’assurer la disponibilité des quantités suffisantes d’eau pour irriguer les vastes surfaces (plusieurs hectares) des terres agricoles, de bonnes caractéristiques pédologiques, qui sont situées dans les zones limitrophes autour d’Oued Guedouar.

L’objectif de ce travail est d’effectuer une étude géologique, géomorphologique, hydrologique qui nous permettra de déterminer les caractéristiques et les conditions du site de la retenue. Par la suite une étude de stabilité est effectuée par le logiciel Gesostudio (2012) a pour but de vérifier la stabilité de la retenue contre le glissement de ses talus à la fin de construction et dans la phase de fonctionnement normal.

Pour réaliser ce travail, le mémoire a été organisé de la manière suivante :

 Chapitre I : généralités sur les barrages en remblai

 Chapitre II : étude géologique

 Chapitre III : étude hydro-climatologique

 Chapitre IV : étude géotechnique

Le mémoire se termine par une conclusion générale et des recommandations

I.1. Introduction

Le mot barrage est défini par le dictionnaire du Petit Larousse comme un ouvrage artificiel barrant un cours d'eau. Le caractère artificiel de l'ouvrage permet d'exclure les barrages naturels qui peuvent parfois se former par exemple derrière une moraine glacière ou un effondrement d'un pan de montagne (Chetatha, 2016).

En géotechnique, un barrage est un ouvrage hydraulique d'art construit en travers d'un cours d'eau pour créer une retenue ou exhausser le niveau en amont, qui barre sur toute la largeur de la section d’une vallée et créer ainsi une cuvette artificielle géologiquement étanche. Cet ouvrage hydraulique est destiné à : réguler le débit et/ou à stocker de l'eau, notamment pour le contrôle des crues, l'irrigation, l'industrie, l'hydroélectricité, la pisciculture, une réserve, le tourisme et les loisirs, les travaux de navigation, la pêche (élevage des poissons) d’eau potable (Bonelli, 2001).

I.2.Historique sur les barrages

Les premiers barrages sont nés avec les premières civilisations de l’antiquité, en particulier dans la vallée du Nil, Mésopotamie, en chine et en Asie du sud. Ce sont certainement les traces de ces anciennes civilisations que les archéologues retrouvent facilement. Le rythme de la croissance démographique et du développement économique dans le XX

siècle a été marqué par un taux très élevé de construction de barrages sur la planète, dont à la fin du XX

siècle le total de retenues a atteint les 45000, distribuées sur plus de 140 pays. L’apogée de la construction de ces ouvrages remonte aux années 1960 et 1970, dont la plupart sont concentrés dans les pays les plus industrialisés (Alberge et als, 2004).

I.3. Utilisation des barrages

Les barrages peuvent être construits pour plusieurs objectifs :

1) Produire de l'électricité à partir d'une énergie renouvelable, celle de l'eau, avec des usines hydroélectriques accolées au barrage ou situées plus bas dans la vallée et alimentées par des conduites forcées.

2) Créer des réserves d'eau pour l'alimentation en eau potable des villes. L'eau peut également être nécessaire pour des besoins industriels.

3) Irriguer des zones agricoles ayant de gros besoins en eau lors des périodes sèches.

4) Maintenir dans les rivières un débit minimum suffisant lors des étiages, pour assurer à la fois une qualité écologique satisfaisante des rivières et permettre les prélèvements par pompage à l'aval (pour des besoins d'alimentation en eau, d'irrigation…).

5) Réduire l'effet des crues en retardant l'eau grâce au stockage dans la retenue qui se remplit pour la relâcher après le passage de la crue

I.4. Classification des barrages

Dans nombreux pays la taille d'un barrage est caractérisée par sa hauteur par rapport au point le plus bas des fondations, comme le barrage est encastré dans le sol, la hauteur sur sa fondation est supérieure à la hauteur au-dessus du terrain naturel. La Commission Internationale des Grands Barrages (CIGB, ICOLD en anglais) maintient un grand barrage commence à partir d'une hauteur sur fondations supérieure ou égale à 15 m.

La classification des barrages peut être effectuée selon plusieurs critères comme : les

caractéristiques physiques (la hauteur, le volume de la retenue derrière le barrage), la forme ou

les matériaux qui les constituent, l’utilisation principale (l'irrigation, l'industrie...etc.)

Les barrages peuvent être classés en deux grandes familles, selon les matériaux utilisés dans leur construction (Fig. I.1) :

1) Les barrages rigides (en béton ou maçonnerie) : barrage poids, voute et contreforts 2) Les barrages en remblai : barrage en terre et en enrochement.

Fig. I.1. Les familles des barrages selon les matériaux de leurs constructions (Bellaabed, 2019)

I.5. Barrages en remblai

Les barrages en remblai sont considérés comme des structures souples, dont ils sont construits par des matériaux naturels comme l’argile, les roches et les pierres. Ce type d’ouvrage est choisi lorsque la vallée est trop large, avec la disponibilité des matériaux de construction sur place ou à faible distance.

Les principales composantes d’un barrage en remblai sont :

1) Le noyau : se compose par les sols fins pour assure l’étanchéité du barrage, sa position est variée : verticale, inclinée, centrée…etc.

2) Les recharges : elles sont construites par différents types de sols comme ceux du noyau pour supporter et protéger le noyau.

3) Les drains : à partir de son nom, il assure l’écoulement de l’eau dans le sol et diminue-la pression interstitielle pour cela il doit contenir des sols très perméables.

4) Les filtres : ce sont des parties peu épaisses, placés entre les différentes parties du barrage contre l’infiltration des eaux et pour éviter le phénomène de renard (l’érosion interne).

5) Le rip-rap : couche superficielle constitué par des blocs d’enrochements sur les côtes

du remblai pour protèges contre les vagues.

Fig. I.2. Coupe schématique d’un barrage en remblai (Millogo Founémé, 2009) I.6. Types des barrages en remblai

Il existe deux grandes catégories des barrages en remblai sont (Fig. I.3) :

1) Barrages en terre : ils sont réalisés essentiellement à la partie de sol naturel meuble prélève dans des gravières.

2) Barrages en enrochements : dont la majeure partie est constituée de carrière concassée.

Fig. I.3.Les différents types des barrages en remblai (Amara, 2018)

I.6.1. Barrages en terre

Les barrages en terre sont des murs de retenue d’eaux suffisamment étanches. À la différence des barrages en béton ou même en enrochements dont les matériaux constitutifs restent contenus dans des fourchettes beaucoup plus étroites, les barrages en terres ont construit avec la terre et les matériaux du site, de caractéristiques diverses, suivant des mélanges et des proportions bien définies (Anton.Schles& Henri ,2009). Il existe trois principaux types de structure des barrages en terre : homogène, zonés avec noyau étanche et à masque amont.

I.6.1.1. Barrage en terre homogène

Ce type de barrage est constitué d’un massif en terre compacté imperméable, muni d’un dispositif de drains dans sa partie aval et d’une protection mécanique contre l’effet du batillage dans sa partie amont même (Fig. I.4).

Fig. I.4. Barrage en terre homogène (Heragmi, 2009 et Bellaabed, 2019) I.6.1.2. Barrage zoné avec noyau étanche

Lorsque les caractéristiques géotechniques des matériaux disponibles ne permettent pas d’envisager un barrage homogène, alors le profil zoné est adopté. Chaque zone est constituée par un matériau différent, choisi en fonction du rôle qu’il doit jouer. Les matériaux imperméables sont disposés dans la partie centrale et les matériaux semi-imperméable et perméable dans les parties amont et aval (recharges) qui ont un rôle stabilisateur (Fig. I.5).

Fig. I.5. Barrage zoné avec noyau vertical (Bellaabed, 2019)

Le nombre et la disposition des zones qui constituent le barrage à zone peuvent varier selon

des schémas très divers, mais la plupart des barrages de ce type ne comportent pas plus de quatre

zones de caractéristiques différentes. Le noyau peut être disposé verticalement ou incliné

(Bayou, 2016).

I.6.1.3. Barrage à masque amont

Les barrages à masque amont sont constitués d’un remblai plus ou moins perméable assurant la stabilité d’ensemble. Un écran imperméable, appelé masque, est mis en place sue le parement amont de façon à rendre le barrage étanche et lui permettre de retenir l’eau du réservoir (Fig.I.6).

Le masque qui constitue l’organe d’étanchéité amont est classiquement réalisé en béton, avec des produits bitumineux ou encore au moyen d’une géo membrane (Heragmi, 2009).

Fig. I.6.Barrage à masque amont (Heragmi, 2009)

I.6.2. Les barrages en enrochement

Un barrage en enrochement n’est pas autre chose qu’un tas de cailloux à grande échelle, qui résiste par sa masse aux efforts auxquels il est soumis (Fig. I.7). Mais n’étant pas étanche par lui- même, il faut lui adjoindre un organe d’étanchéité qui constitue la partie la plus délicate, aussi bien au stade du projet qu’à celui de la réalisation (Labiodi, 2015).

Fig.I.7. Profil d’un barrage en enrochement (Zenagui, 2014)

I.7. Conception et construction des barrages en remblais

Plusieurs facteurs sont pris en compte lors la conception et la construction d’un barrage en remblai tel que : la forme de la vallée, le type de sol de site, les matériaux disponibles sur le site, le mode de résistance à la pression exercée par l’eau, topographie de site …etc.

I.7.1. Choix de site du barrage

La recherche d’un site apte à la réalisation d’un ouvrage répondant à des caractéristiques

spécifiques, puis à l’étude de sa faisabilité sur ce site (Chetatha, 2016).

La décision sur le choix du site nécessite une connaissance plus précise sur leurs caractéristiques techniques propres qui sont :

1) Garantir la demande en eau à crée par la retenue.

2) Géologie d’éventuel emplacement du barrage et de la retenue.

3) Un resserrement de la gorge liant les deux rives souhaitées.

4) Choisir l’emplacement rapproché des zones d’accès existantes, faciles pour éviter la création d’autres voies importantes pour engin et main d’œuvre.

5) Un site convenant à l’emplacement des ouvrages annexe I.7.2. Choix du type de barrage

Les principaux paramètres à prendre en considération dans le choix du type de barrage sont : la topographie du site, la morphologie de la vallée, les conditions géologiques et géotechniques et les matériaux de construction.

I.7.3. Disponibilité des matériaux

La construction d’un barrage en remblai nécessite la mise en place de grandes quantités de matériaux. Les zones d’emprunt devront donc se trouver le plus près possibles du lieu d’exécution pour optimiser les coûts de réalisation. La quantité et la qualité des matériaux localisés au niveau du site de l’ouvrage influencent fortement le type de barrage et le mode de construction (Lehbab, 2015).

I.7.4. Fondation

La nature du terrain de fondation a une influence sur la conception du barrage. Une fondation rocheuse perméable implique la nécessité d'injection pour remédier aux problèmes de perméabilité, de fissuration et de faille. En revanche, un sol mou et perméable implique la nécessité d'utilisation de tapis d’étanchéité, de réaliser des talus de pente plus douce pour élargir le flux de filtration, réduire les débits et remédier aux problèmes de tassement (Alonso, 2008) (Fig. I.8).

Fig.I.8. Influence des terrains de fondation sur la conception du barrage (Schleiss, 2004)

I.7.5. Action des vagues

Le recouvrement du talus de la digue doit être dimensionné pour palier à l’action des vagues. Le site de réalisation est choisi de sorte qu’il soit protégé du vent et diminuer ainsi l’effet des vagues (Bertram, 1967).

I.7.6. Climat

La teneur en eau étant le critère le plus important dans le compactage optimal des matériaux, les travaux sont souvent interrompus dans les zones où les précipitations sont élevées. Dans ces zones, la conception de digue avec un noyau incliné ou avec un volume minimal de matériaux argileux est préférable (Bouzid, 2010).

I.7.7. Séismicité

De par leurs capacités à supporter les grandes déformations, les barrages en remblai sont les plus résistants aux sollicitations dynamiques. Néanmoins les barrages situés dans des zones sismiques doivent être conçues avec des talus moins abrupts, des crêtes plus larges, des filtres et des drains plus importants (SChalosse, 1988).

I.8. Dimensionnement géométrique des barrages en remblai

Après le choix du type de barrage, le profil général du barrage doit être défini comme : la hauteur, la largeur de crête …etc.

I.8.1. Hauteur du barrage

La hauteur totale du barrage est égale à la hauteur normale de la retenue majorée par la charge maximale au-dessus du seuil déversoir et la revanche. Pour calculer cette hauteur il est donc nécessaire de connaitre le Niveau normale de retenue (NR) et le Niveau des plus hautes eaux (PHE) (Fig.I.9) (Lehbab ; 2015).

 Le Niveau normale de retenue (NR) : Cette hauteur est calculée en fonction de la capacité utile à stocker, du volume mort prévu et du volume des pertes par infiltration et évaporation.

Elle correspond au niveau d’arase du déversoir.

 Niveau des plus hautes eaux (PHE) : Cette hauteur représente le niveau maximal du plan d’eau lors d’une crue. Elle correspond au niveau normal de retenue (RN) majorée de la charge (H) sur le déversoir de crue.

Fig.I.9. Définition des côtes RN et PHE

I.8.2. Largeur en crête du barrage

La largeur en crête du barrage doit être au moins égale à 3m pour permettre le passage des engins de terrassement pendant la réalisation et ultérieurement pour son entretien (Lahbab,

2015).

m

: talus amont m2 : talus aval b : largeur en crête I.8.3. Pente des talus

L’inclinaison des talus est exprimée par les termes "pente" ou "fruit" (Fig. I.10) Dans le cas des barrages en remblai, le terme pente (inverse du fruit) est communément utilisé (Rolley, Kreitmann et al, 1977).

Fig. I.10. Profil général d’’un barrage en terre I.8.4. Drains et filtres dans les barrages en remblai

Afin d’assurer la stabilité d’un barrage en remblai, il faut contrôler les infiltrations à travers le remblai du barrage par des dispositifs drainant et filtrant.

I.8.4.1. Les filtres

Le filtre est un organe de peu l’eau, épais et placé entre les différentes parties du barrage (Rolley et al, 1977). Il est destiné à bloquer l’infiltration des eaux et la migration des particules fines éventuellement entrainées par la circulation de l’eau dans un massif pour éviter le phénomène de renard (l’érosion interne).

Les filtres sont constitués des couches successives des matériaux perméables, de granulométries de plus en plus fines assurant la transition entre le drain et les éléments fins des terres drainées. Dans un filtre, chaque couche doit jouer le rôle de filtre vis-à-vis de la précédente dans le sens de l’écoulement.

Fig. I.11. Filtres répondant aux conditions de Terzaghi (Durand, et al, 1999).

(1) à drainer et (3) drainant, d : pour le remblai, D : pour le filtre, ∆ : pour le drain Drain (3)

∆ Remblai (1)

d

Filtre (2)

D

I.8.4.2. Les drains

Le drain est un organe qui évacue les eaux prévenant d’une infiltration à travers un massif ou d’un ressuyage pour protéger le talus aval contre les sous pressions et l’érosion, ainsi pour éviter la surface de suintement et avoir un débit minimum

Fig. I.12. Digue homogène équipée des dispositifs de drainage.

Le drain est constitué soit de graviers perméables, soit d’éléments de tuyaux en béton poreux ou en plastique perforé également entourés d’une couche de graviers. (Amara 2018). Les drains sont protégés par des filtres pour empêcher le sol de se déplacer. Le choix du type de drain dépend de plusieurs facteurs tels que : la hauteur du barrage, la perméabilité de la fondation, la disponibilité et le cout du matériau.Les principaux types des drains sont les drains cheminés, les tapis drainants aval et le prisme de drainage (Femmam et als, 2014).

I.8.4.2.1. Drain cheminé (vertical)

Ce type de drain est placé verticalement au centre de la digue. Il est constitué d’un rideau d’une largeur minimale de 1 mètre en matériau grossier dont la granularité est choisie de manière à ce que les conditions de filtre soient réalisées (Fig.13).

Fig. I.13.Drain vertical (Durand, et al. 1999) I.8.4.2.2. Prisme de drainage

Les prismes sont les éléments les plus utilisés pour le drainage. Dans la partie centrale du

barrage, ils sont construits en pierres et un filtre est placé à l’envers au niveau de la zone de

dans la partie du remblai qui passe par la voie de la vallée. Ses dimensions du prisme peut déterminer comme suit (Rodriguez et al, 2004):

1) La hauteur du prisme est calculée selon la relation suivante : 0.2 H où H est la hauteur du barrage, dont sa hauteur minimale est choisie en fonction du niveau d'eau dans le talus en aval.

2) La stabilité du prisme est dépendue eaux critères du concepteur.

3) La largeur du prisme dans sa partie supérieure (berme) doit être de 3 m pour qu'il puisse être placé et compacté avec les engins de compactage.

Fig. I.14. Prisme de drainage (CIGB, 1993).

m’dr et m’’dr : pente des talus aval et amont du prisme de drainage, m2 : pente du talus aval du barrage, hdr : hauteur du prisme de drainage, H2 : hauteur d’eau a l’aval

I.8.4.2.3. Drainage de surface

Ce type de drainage est employé dans la construction de petites retenues collinaires. Il présente l’avantage de ne pas exiger de grandes quantités d’enrochement pour sa construction et d’être facilement réparable en cas d’avaries. Il présente l’inconvénient de ne pas influencer la ligne de saturation qui peut débaucher sur le talus aval du barrage (Figure. I.15).

Fig. I.15.Drainage de surface (CETMEF. 2014)

M2 : pente du talus de barrage, H2 : hauteur d’eau a l’aval du barrage, Hdr : hauteur du drain de surface

I.8.4.2.4. Le drain tapis interne (drainant)

Le tapis drainant interne est une bande drainante disposée dans la partie aval du massif et au contact avec sa fondation. Ce type de drainage assure le drainage du massif et de sa fondation et il présente l’avantage de rabattre la ligne de saturation à l’intérieur du massif. Sa réalisation est très facile mais sa réparation en cas d’avaries est impossible (Figure.

Fig. I.16.Le drain tapis interne (Durand, et al. 1999) M2 : pente du talus de barrage, ldr : longueur du drain de surface

L’épaisseur du drain tapis interne est choisie pour pouvoir évacuer le débit d’infiltration à travers le massif et sa fondation sans débordement. La longueur du drain interne (ldr) est habituellement prise égale à (1/4 à 1/3) de l’emprise du barrage.

I.8.4.2.5. Prisme de drainage avec drain tapis interne

Le plus souvent et pour des raisons de sécurité de l’ouvrage, les deux variantes du prisme de drainage et du tapis interne sont associés. Ainsi le prisme de drainage est prolongé à l’intérieur du massif par un drain tapis interne. Suivant que les fondations sont perméables ou non deux variantes sont déterminés (Fig. I.17, I.18) (Foster, 1999).

Le dimensionnement d’un tel drainage se fait de la même manière que pour le prisme et

drain tapis interne séparéme

Fig. I.18. Prisme de drainage avec drain tapis interne sur fondations perméable I.8.4.2.6. Drainage à bande

C’est une variante du drain tapis interne mais la bande drainante n’est pas continue sur sa partie aval. Celle-ci est remplacée par des bandes discontinues (Figure. I.19). Ce type de drainage est prévu quand la quantité des enrochements et graviers n’est pas suffisante et que la fondation est imperméable. La bande drainante peut être remplacée par des drains tuyaux.

(Durand, et al, 1999).

Fig. I.19.Drainage à bande (Bekkouche, 2016) I.9. Rupture des barrages en remblai

Une rupture de barrage est définie comme étant une destruction totale ou partielle de l'ouvrage, de ses appuis ou de ses fondations le rendant complètement inopérant.

Le milieu naturel étant, d'une part, difficile à déterminer, les crues et les séismes qui sont des

phénomènes aléatoires rendent difficile l'appréciation de leurs intensités extrêmes possibles sur

la durée de vie des ouvrages. D’autre part, les connaissances et les matériaux intervenant dans la

construction des ouvrages imparfaits, malgré les progrès technologiques rapides en matière de

conception et de réalisation de ces ouvrages survenus ces dernières décennies. Pour toutes ces

raisons, il est facile de comprendre comment il y a eu ce nombre important de ruptures d'ouvrages et admettre aussi qu'il y en aura d'autres dans le futur.

I.9.1. Mécanismes de rupture des barrages en remblai

Le risque de rupture brusque et inopinée des barrages en remblai est considéré comme très faible, voire nul. La situation de rupture paraît plutôt liée à une évolution plus ou moins rapide d’une dégradation de l’ouvrage susceptible d’être détectée par la surveillance et l’auscultation (Durand ; 1997).

Pour les barrages en remblai, quatre mécanismes de rupture sont classiquement considérés : l’érosion externe, l’érosion interne, l’instabilité externe et la liquéfaction (Fig. I.20).

Fig. I.20. Mécanismes de rupture des barrages en terre I.9.1.1. Érosion externe

Le phénomène d’érosion externe est engendré par des circulations d’eau, même peu importantes, sur la crête des barrages. Elle s’amorce à partir du bord aval de la crête et progresse jusqu’à ce qu’une brèche soit ouverte. Ce phénomène peut durer quelques minutes à quelques heures selon la taille des matériaux, leur cohésion, le revêtement de la crête, la hauteur de l’eau qui s’écoule au-dessus du barrage. D’autres phénomènes, tel que le ruissellement des eaux de pluies, peuvent également être à l’origine de l’érosion externe. Trois mécanismes d’érosion externe peuvent être produits :

1) Le mécanisme d’affouillement.

2) Le mécanisme d’érosion externe lié au courant et aux chocs d’embâcles.

3) Le mécanisme de sur versé « du cours d’eau vers le val protégé ».

I.9.1.1.1. Affouillement

L’affouillement correspond à l’érosion externe du pied de la berge en raison de la vitesse importante de l’eau, puis à l’érosion externe de la digue si celle-ci est proche de la berge. Cette érosion est aggravée éventuellement par la fragilité des berges, l’absence de protection ou d’ancrage des berges » Fig. I.21 (Chetatha, 2016).

Les facteurs de sensibilité au mécanisme d’affouillement sont de trois ordres : 1) La vitesse moyenne de l’eau le long du talus de digue.

2) Les perturbations hydrauliques locales. Ainsi des arbres, des piles ou toute construction

sont la source de telles discontinuités hydrauliques.

3) La nature et état de la protection du talus de la digue côté fleuve.

Fig. I.21.Mécanismes d’érosion externe par l’affouillement I.9.1.1.2. Courant et chocs de corps flottants

Le mécanisme d’érosion externe lié au courant et aux chocs de corps flottants est un peu fréquent. Toutefois lors des crues, elles sont susceptibles d’être érodées par ce mécanisme, et ce même si les digues sont éloignées de la rivière.

I.9.1.1.3. La sur versé

La sur verse est un mécanisme de rupture par submersion, durant la crue l’eau déborde et conduit généralement et rapidement à la brèche par érosion régressive du talus côté aval protégé, puis de la crête. L’érosion par la sur versé se déroule en deux phases :

1) Érosion progressive : l’eau s’écoulant par-dessus des digues, érode la digue.

2) Basculement : le profil en travers de la digue ne résiste plus à la poussée de l’eau.

I.9.1.2. Glissement des talus : instabilité externe

Il existe deux mécanismes de glissement peuvent provoquer l’instabilité externes des barrages en remblai qui sont :

1) Le glissement du talus côté aval qui se produisant le plus souvent durant la crue.

2) Le glissement du talus côté fleuve qui se produisant lors de la décrue.

I.9.1.3. Liquéfaction

Le phénomène de liquéfaction est connu sous le nom de liquéfaction statique ou cyclique.

La liquéfaction statique c’est une perte importante et brutale de la résistance au cisaillement des matériaux type granulaires, tels que les sables, lâches et saturés.

La liquéfaction cyclique caractérise les sables lâches et très lâches contractants. Elle se définit par une augmentation progressive de la pression interstitielle au cours des cycles de charge-décharge (Tremblement de terre) sans augmentation considérable des déformations (Zeina Finge, 2004).

I.9.1.4. Rupture par érosion interne (effet de renard hydraulique)

Les hétérogénéités de la perméabilité dans le corps du barrage peuvent être à l’origine de circulation d’eau. Selon la nature des matériaux et la charge hydraulique, le gradient hydraulique critique peut atteindre et provoque localement l’érosion interne pendant un tremblement de terre.

De part en part, cette érosion peut se propager jusqu’à former une vraie galerie qui provoque une

brèche dans la digue par effondrement des matériaux (Bilge 2008, et Haydar 2008).

I.9.2. Causes des ruptures des barrages en remblai

Les causes de rupture des barrages en remblai peuvent être de différents ordres et se résument dans les points suivants :

I.9.2.1. Causes techniques

Il peut s’agir d’un défaut de fonctionnement des vannes permettant l’évacuation des crues ou bien d’un vice de conception, de construction ou de matériaux. Le type de barrage, les matériaux utilisés, la nature des fondations ainsi que l’âge de l’ouvrage vont avoir une influence sur l’apparition de ces problèmes. Cependant, l’évolution des techniques de construction rend les barrages modernes beaucoup plus sûrs.

I.9.2.2. Causes naturelles

Il en est ainsi des crues exceptionnelles, d’intensité supérieure à celle retenue pour le dimensionnement des ouvrages évacuateurs, appelée crue de projet. Le niveau de sécurité retenu est généralement compris entre la crue millénaire et la crue déca millénaire. Les barrages en remblai ne supportent pas la submersion et sont donc plus vulnérables aux débordements.

Les glissements de terrains, soit de l’ouvrage lui-même, soit des terrains entourant la retenue sont également une cause de rupture. Enfin les séismes peuvent causer des dommages mineurs à ne pas négliger (déformations, tassements, fissures, etc.).

I.9.2.3. Causes humaines

Des études préalables pas assez approfondies, contrôle d’exécution insuffisant, erreurs d’exploitation, défaut de surveillance et d’entretien ou encore actes de malveillance, sabotage, attentat, guerre peuvent enfin être à l’origine d’accidents.

I.10. Conclusion

Au terme de ce chapitre consacré aux différents types de barrages en terre, il importe de

souligner l’extrême diversité de leur forme, ainsi le type de dispositif d’étanchéité adopté. On a

souligné également les différents modes de ruptures de barrages et leurs causes.

II.1. Introduction

L’objectif de ce chapitre est de caractériser la géologie de la région afin de déterminer la nature de terrain de fondation de la digue et ceux de la retenue. Le site de la retenue collinaire en question est situé dans L’Est de la ville de Mila au Nord d’Algérien. Ce dernier est fait partie de la chaine Alpine d’Afrique du Nord dont son cadre géologique est complexe (Villa, 1980 ; Wildi, 1983).

II.2. Situation géographique de la retenue collinaire Bouslah

Le site de la retenue collinaire de Bouslah est situé à environ 2 Km au sud-est de la commune de Derrahi Bouslah et à environ 12 Km au sud du la daïra de Ferdjioua (Fig. II.1).

Cette commune se trouve dans l’extrême Ouest de la ville de Mila dans la frontière avec la ville de Sétif, à 45 km de chef-lieu de Mila, à 50 Km à l’Ouest de chef-lieu de Sétif et à 10 km au Sud de Ferdjioua (Fig. II.1).

La commune de Derrahi Bouslah est limitée au Nord par les communes d’Ain Baida Ahriche, Ferdjioua et Béni Guecha, au sud est limité par Benyahia Abderrahmane, à l’Est par la commune de Bouhatème, et à l’Ouest par la commune de Djemila de la ville de Sétif.

Fig. II.1. Localisation géographique de la commune de Derrahi Bouslah

La retenue collinaire de Bouslah se situe sur oued Guedouar, dont les coordonnées de l’axe de la digue de la sont : X : 764158 m, Y : 4020983m et Z : 710 m.

Zone d’étude

d’etude

d’etude d’etu

Fig. II.2. Situation géographique de la retenue collinaire de Bouslah Extrait de la carte topographique de Ferdjioua NJ-31-V-6-EST à l’échelle 1/50 000 (S. E.T. S

, 2014)

II.3. Cadre géologique régional

Du point de vue structural, la marge Nord Algérienne est constituée par un empilement de nappes charriées sur la marge Africaine (Raoult, 1972 ; Bouillin 1977 ; Vila, 1980).

Transversalement on y distingue de l’intérieur vers l’extérieur de la chaîne (Fig. II.3) :

 Domaine Kabyle ; domaine interne

 Domaine des flysch.

 Domaine tellien et de l’avant pays.

Fig. II.3. Schéma structurale de la méditerranée occidentale d’après (domzig, 2006) II.3.1. Domaine interne

Ce domaine regroupe les massifs Kabyles à matériel antécambrien et paléozoïque, socle Kabyle, et ses couvertures sédimentaires dorsales kabyles, formations de l’OMK et les olistostromes.

II.3.1.1. Socle Kabyle

Le socle kabyle est constitué par des formations cristallophylliennes Antétriasiques charriées vers le sud sur les terrains Mésozoïques et Paléogènes (Durand Delga, 1955 ; Bouillin, 1977), dont elles comportent deux grands ensembles :

Zone d’étude

 Un ensemble supérieur formé essentiellement de schistes, de micaschistes et de phyllades surmontés en discordance par des formations Siluriennes (Durand Delga, 1955).

 Un ensemble inférieur constitué de gneiss à intercalation de marbres et d’amphibolites (Bouillin, 1977).

En Petite Kabylie les formations cristallophylliennes du socle Kabyle sont largement charriées vers le Sud sur les formations de type flysch et les formations telliennes (Durand Delga, 1955 ; Bouillin, 1977).

II.3.1.2. Couverture sédimentaire

Elle est représentée par la dorsale kabyle, les formations de L’OMK et les olistostromes A) Dorsale Kabyle

C’est une zone étroite et discontinue qui caractérise l’axe interne de l’érogène nord-algérien : elle est subdivisée en trois unités (Raoult, 1974) :

1) Dorsale interne : sur un substratum constitué de phyllades et de rares affleurements paléozoïques, existent un Permo-Trias gréseux, rouge, un Lias carbonaté, un Jurassique supérieur et un Crétacé carbonaté et noduleux comportant d’importantes lacunes et d’épaisseur réduite, un Tertiaire transgressif d’abord néritique jusqu’au Lutétien, puis un Oligo-Miocène gréseux et micacé.

2) Dorsale Médiane : Elle correspond à une série condensée continue du Crétacé inférieur à l’Eocène avec des faciès marneux et calcairo-marneux pélagiques. Son substratum est analogue à celui de la dorsale interne.

3) Dorsale externe : Définie par un Lias particulier souvent à Ammonites et Rhynchonelles puis par des séries conglomératiques du Dogger – Malm se terminant par des Radiolaires, gréseuses du Crétacé inférieur et conglomératiques du Sénonien au Lutétien. Cette dorsale correspond à un ensemble de lames et d’écailles empilé qui sont chevauchées par le socle Kabyle.

B) Formations de l’Oglio-Miocène Kabyle et les Olistostromes

1) Oligo-Miocène Kabyle (O.M.K) : C’est une formation détritique, constitue la couverture sédimentaire, transgressive et discordante du socle Kabyle (Raoult, 1974 ; Bouillin, 1977).

Elle comporte trois termes (Bouillin, 1977) :

 Un terme de base formé de conglomérats reposant en discordance sur le socle kabyle

 Un terme médian comporte des grés micacés à débris de socle associés à des petites micacés

 Un terme de sommital formé de silexites

2) Olistostromes : Ce sont des formations tectono-sédimentaires synchro nappes de blocs et klippes de flysch dans des passées de grés-micacées. L’âge de ces formations est supposé Aquitanien à Burdigalien inférieur probable (Bouillin et Raoult, 1971 ; Bouillin et Al, 1973 et Bouillin, 1977).

3) Nummulitique : Formations gréso-micacées d’âge Priabonien (Eocène supérieur) à Oligocène supérieur, qui constitue la couverture de la chaîne calcaire (dorsale Kabyle) et du flysch mauritanien. (Bouillin ,1977 ; Raoult 1979).

II.3.2. Domaine de Flysch

La complexité structurale de la zone des flysch ainsi que la pauvreté de celle-ci en fossiles, ils ont été pendant longtemps mal connus. Distingue :

 Flysch mauritaniens : flysch de type « Guerrouch » (Tithonique- Crétacé inférieur).

 Flysch Massy lien : flysch albo-aptiens « schisto-quartzeux

 Flysch numidien.

II.3.2.1. Les séries mauritaniennes

Elles comportent « un flysch calcaire » au Néocomien, un flysch à gros bancs de grés jusqu’à l’Albien moyen et un flysch à micro brèches calcaires plus ou moins sableuses de l’Albien supérieur au Lutétien. Au-dessus se dépose durant l’Oligocène une série gréso-micacée puissante débutant par un flysch à micro brèches rousses et atteignant le passage Stampien-Aquitanien (Djellit 1987). La série mauritanienne constituée de bas en haut (Villa, 1980) :

 De radiolarites attribuées au Jurassique terminal.

 D’un flysch schisto-gréseux d’âge Crétacé inférieur (Néocomien à l’Albien). C’est le flysch de type Guerrouch.

 D’un Cénomanien conglomératique à bandes silicifiées blanches très caractéristiques, suivi d’une série d’âge sénonien à lutétien supérieur plus ou moins conglomératique.

 D’une puissante série gréso-micacée débutant par un flysch à micro brèches rousses et atteignant le passage Stampien-Aquitanien.

II.3.2.2. Les séries massyliennes

Le terme de flysch Massylien a été proposé par Raoult (1969), pour caractériser les formations détritiques schisto-quartzitiques. Ce flysch comporte une série allant du Néocomien au Lutétien terminal et regroupe trois ensembles qui sont du bas en haut (Djellit, 1987):

 Des calcaires sableux et des argiles du Néocomien sur 10m.

 Un flysch pélito-quartzeux où dominent les couleurs vertes : c’est le flysch « Abo-Aptien » pouvant atteindre 300m d’épaisseur. Il est surmonté par des calcaires fins jaunâtres du Vraconien, épais de quelques mètres.

 Des phtanites noirs et blancs sur 20m (Cénomanien et Turonien), localement remplacés par des brèches polychromes.

 Un ensemble flysch oidemarno-micro brèchique où l’on date tous les étages du Sénonien et qui peut dépasser 200m d’épaisseur.

 Des formations tertiaires aujourd’hui décollées et repoussées plus au Sud, comprend des argiles vertes et des niveaux de silexites. Cet ensemble atteint l’Oligocène inférieur.

 Tous les critères sédimentologiques montrent que les formations massyliennes se sont déposées dans une zone profonde et sans doute à substratum océanique.

II.3.2.3. Flysch Numidien

Dans l’édifice structural de la Petite Kabylie, le flysch numidien occupe la position la plus haute de l’édifice Alpin. Il est composé de trois termes qui sont en continuité stratigraphique (Durand Delga ; 1955)

 Des argiles varie colores à Tubotomaculum dites : argiles sous numidiennes.

 Des bancs de grés épais à grains hétérogènes.

 Des argiles, marnes et silexites appelées : supra-numidienne.

II.3.3. Domaine externe : Le sillon Tellien

Le domaine externe est représenté dans le Nord-Est de l’Algérie par les séries telliennes, les séries de l’avant pays allochtone et les séries de l’avant pays atlasique autochtone (Chadi, 2004).

II.3.3.1. Les séries Telliennes

Les séries telliennes sont constituées par un empilement de trois grandes séries qui sont

d’après Villa (1980) du Nord au sud :

a) Domaine septentrional : la série ultra-tellienne

C’est le domaine où se déposent des marno-calcaires de teintes claires renferment de riches microfaunes. Ils caractérisent vraisemblablement une surélevée à eaux oxygénées, l’ensemble date du Crétacé au Lutétien supérieur.

b) Domaine central : la série méso-tellienne

Ce domaine centralo-tellien est situé entre la zone ultra-tellienne et les régions telliennes externes (zone pénitéllienne et néritique). Il reçoit durant le Crétacé et le Paléogène plusieurs milliers de mètres de sédiments vaseux, de teinte sombre.

Durant le Sénonien et le Paléogène, cette zone se caractérise par une sédimentation marneuse de teinte sombre ; durant l’Eocène inférieur et moyen par une sédimentation calcaire et argileuse.

Cette zone est très pauvre en microfaune.

Cette série correspond aux formations carbonatées du Jurassique, elle est considérée comme la couverture de la plate-forme constantinoise (Vila, 1980).

c) Domaine méridional

Il regroupe les formations Péni- telliennes, le domaine néritique et sa couverture. Ce domaine correspond à la remontée du bassin en direction de l’avant pays.

Il reçoit une sédimentation variée, constituée parfois par des carbonates (plateforme néritique Constantinoise), parfois par des vases comparables à celles qui envahissent le sillon tellien.

II.3.3.2. Les séries de l’Avant pays allochtone

On peut considérer, successivement d’Est en Ouest les unités et domaines suivants : a) Unité néritique Constantinoise

Les séries néritiques Constantinoises forment des massifs isolés, de tailles variables. Elles sont caractérisées principalement par des formations carbonatées, du Mésozoïque

b) Unités Sud sétifiennes

Ces unités considérées ont été décrites par Vila (1980) sous l’appellation « ensemble allochtone sud-sétifien ». Elles sont caractérisées par des séries mésozoïques de plates formes admettent les intercalations pélagiques.

c) Unités des Sellaoua

Elles affleurent au Sud-est des massifs composant l’unité néritique constantinoise et comprennent essentiellement des terrains marno-calcaires crétacés avec un léger apport détritique dans le Crétacé supérieur ; Le Paléocène et le Lutétien supérieur sont marneux, par contre l’Yprésien est carbonaté et riche en Nummulites.

II.3.3.3. Les séries de l’avant pays autochtone

Elles sont caractérisées par les séries sédimentaires mésozoïques épaisses, très plissées, localisées au niveau de l’Atlas tunisien, l’Atlas saharien, les monts du Honda, les monts de Batna et les monts des Aurès (Guiraud ; 1973).

II.4. Cadre géologique local

La prospection géologique de la région qui est réalisée à travers des observations sur terrain, la recherche bibliographique, nous a permis de déterminer la nature des différentes formations géologiques existantes dans le site de la retenue.

D’après la carte géologique de la figure II.4, la région d’étude fait partie des séries de l’avant pays allochtone du domaine externe, dont elle est occupée principalement par les formations des unités néritiques constantinoises.

mc : continental Miocène antépontien, ei : Eocène inférieur marin, cm : Crétacé moyen marin (marin ou lagunaire), cs : Crétacé supérieur marin, qt :Quaternaire continental ; oc : Oligocène continental ; mi : Miocène inférieur marin ; em : Eocène moyen marin ; x : andésites et tufs associés ; pc : Pliocène continental Calabre ; t : Trias marin ou lagunaire ; ci : Facies marin normaux

Fig. II.4. Carte géologique de la région extrait de la carte géologique de Mila (1/500.000)

II.4.1. Les unités néritiques constantinoises

Caractérisées par séries carbonatés épaisses, qui sont déposées sur une plateforme faiblement subsidante. Elles sont représentées essentiellement par les calcaires jurassique-crétacé, dont leurs épaisseurs prouvent atteindre les 2000 m. Ces séries sont caractérisées par une grande homogénéité de faciès avec un substratum carbonaté et une couverture marneuse ou marno- calcaire d’âge crétacé supérieur à éocène. (Vila, 1980).

II.4.2 Géologie de la région de la retenue collinaire

L'examen détaillé de la carte géologique d’échelle 1/200 000 de la région de Sétif (Fig. II.5), nous ont permis de signaler l’existence de trois différentes formations géologiques :

1) Quaternaire : est caractérisé par des formations superficielles alluviales ou colluviales.

2) Éocène : est caractérisé par des formations marneuses, calcaires, montre des calcaires gris

clair, compacts en bancs plus épais que les autres calcaires du crétacé. Contient des niveaux