Etude de stabilité des talus, utilisant des méthodes en deux dimensions et trois dimensions, appliquée à la région de Djimla(Pos2)-jijel(NE algérien)

(1)

Université de Jijel

Faculté .des Sciences de .la Nature et.de .la Vie Département -des Sciences -de la T-erre-et-de l'Univers

1

M-ém-oirJ.

i

P'_resente,_{pat:[ :}1¹ 1

GHEDJATI Samir1

1

. Pour P obtention du diplôme de

1

M . ¹

. aglSte~

1

Filière :Geologle ¹

1

O_Pt._{lOIl :}_-ueur"f..~.Iog.._te,¹A ~._Ppu'litee'

Thème

1

Étude de stabilité des talus, utilisant des mé~hodes en deux dimensions et trois

i

-dimensions, -appliquée-àJa -r.égionde DjiptJa(POS2) ..Jijel(NE Alg.ér.ien)

i i

. Soutenu -publiquement le t8 f Il f 2614 devant le jury composé de-:

-BOUMEZBAR Abderrahmane Profe~seur Rapporteur: LAMARA Mohamed

Examinateurs: BENAIS SA Abdelkader Pr~siclent: MEBROUK F.ateh

, 1

MCt\:

Profe$seur Profe~seur

Université -de Jijel Université de Jijel

Umversité de Constantine Université de -Constantine

Année universitaire 2U14nU15 Numéro d~ordre :...

(2)

1 ,0

-.-f---~.~

_,.'

;

1

Jl ,

1 !-

~eHte/tcie$entd

i

1 1

1

-Je remercie Mr PH .LUC -de -m~avoir-s~utenu, -encouragé -etaidé-à

-£ • 1 .z

j-a'l.re-ce-traval .

1

i1

Je remercie sincèrement le directeur de ce mémoire MrM. LAMARA

1

pour son aide et sa d:isponibilité.

1

i

Mes sincères remerciements vont égarement àmes enseignants de

1

la Post-graduation, chacun à son ~om, pour tous -les-efforts

i

consentis.!

Enfin,.Je remercie leprésident et le4 membres de}ury d'Javoir

, d' . ¹ iL

accepte .examrner mon trava

(3)

1

!i)~

1

Je dédie ce modeste travail:

1 1

A l'esprit de m~ mère;

1

A -mes sœur AICHA, -SAMlA.,-SIHEM-etLAMlA;

1

i

A mes frères: SALIM, i:ZINOU,etALI;

!

A ma grande famille;

1.

A tous -mescollègues .depromotioT(t.de-magister et -mes amis,

1

i

A t,ous -ceux -queJaIme"'" -~t¹ -qUI"'" maIment.

1

(4)

1

Depuis longtemps le phénomène d'instabilité Ides talus constitue l'une des préoccupations majeures dans le domaine _géotechnique. L'analysel de ce problème doit être précédée par des observations sur le terrain et investigations géologiqub, hydrologiques et géotechniques.

1

Les méthodes habîtuetleIDent emp10yées pour ~'analyse de stabilité des talus sont -basées sur

1

-l'approche -en équilibre limite. -eependantces méthodes -ont -des ~érieuses limitations -carenes ne prennent pas en compte les déformations du terrain.

Motsclés:

Stabilités des talus - Djimla- Équilibre limite- numériques -Géo-Slope -Plaxis.

!

1

Méthode des Éléments Finis- Simulations i

1

,

1

(5)

Landslides phenomena have been, for a long t~me, constituted one of major concems in the geotechnical field. The analysis of this problem mu~t be based on the ground observations, along

,

geological, hydrological and geotechnical investigatiqns.

i

1

Methods usually used in slope stability: analysis arebased on limit equilibrium

1

approach. However, these methods have serious lim~tationsbecause they don't take in accOUtltthe

1

soil deformations. !

,

;

1 1

Due to the complexity of the analytical method,sto deal with continuum mechanics problems and following the evolution gained in computingifield, numerical approaches (Finite element Method) became today a useful addition, eveIi alternative to limit equilibrium methods. Thei

1

numerical methods (finite elements methods) are im~lemented in computation codes, which allow

1

the treatment of various boundaryconditions problems in two or three dimensions.

!

In this context, this thesis comport the slope stability analysis for two natural slopes located

. 1

1

within Djimlaregion, using the two approaches. 'Jl1e numerical. simulations are performed with

1

Géo-Slope code for limit equilibrium methods andiusing Plaxis 8.2 and Plaxis tunnel software, established for finite element method. The main resrllts obtained (displacements and safety factor)

i

were the subject of a comparative study. i

1

This study highlights that the results obtained by the two approaches, despite their completely

1

different principles, remain in a reasonable interval, ap.dare more or less comparable.

Keywords:

Slope stability -Djimla - Limit equilibrium -Finite Elements Method - Numerical simulations - Geo-slope- Plaxis.

(6)

~I ~'11 ~ '1'.);,J::.:il⁴?j;;:jylh ,~, .6....)'~~t4J,Jjt...J=,...~4^jljl,,1113.;.61'~~I~ ^:j

1,

.~~I~'~ 61~1u...^\.l&ü ~)\~.i;1JI.,)J~I ùjljilIIJ.;b.~tiJ.:w~^~J~ ^{~ J}Uu... ~)I ÙyJ'

,

. o.,)\.,u'i' ~~_ .J,~I.ti ~\S. \_ ~~ Uo'."WI o,),\WI.s...J••

1 1

1 •

1

~I 'L7-0-r&- )~ .~ yjli:i.o Ù\..o'1\.J.o!.- 'W' ~ 4U1\ 1l&:!, t...1y1\o~ 'L7-04:!k .J.,...,....JI_~t:illl-~L7-0

1 .• fi~\~t....J\~.;1J\ l~

(7)

R.emel'c-iement Dédicace Résumé Abstract

1

SOMMAiRE

1

i

T-able des matières

Liste des figures et des photos Liste des tableaux

Liste des notations .et -abréviation

Introduction générale 1.. . . .. . . . 1 Chapitre 1:.Syntbèsegéologique

1 1

1- Introduction .

1

2- Géologie .régionale j ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

')0> Domaine Interne .

1

-» Domaine -des :flyschs - - - i ,. - .

)0> Dotnaine externe ^{1••••} " ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

2-1- Les grands ensembles géologiques du massif de la Petite Kabyliei .

1

2-1-1- Le .domaine kabyle : .

!

2-1-1-1- Le socle Kabyle , ~ .

1

.a- Un -ensemble -supérieur~~-.~-.-.-.-.-.-.-.~-.-...-.-.-.-.-...-.-!~-.-.-.-.~..~-...-...-..._.~~~~~~~~_._...~~._.~_._._._._.~_.~_..__....__~_.

b- Unensemble inférieur ! .

2-1-1-2- La Dorsale Kabyle (chaîne calcaire ou chaÎne liasique) .

1

a- La Dorsale interne : .

1 1

b- La Dorsale médiane .

1

-C- La Dor.saleexteme. .. -..._.. -.-...__:_..__-...__. -._..-...-.-. -.__-.__-.__-.__. . ._.__.. _

2-1-1-3- L'Oligo-Miocène Kabyle et les Olistostro~es .

a- L'Oligo-Miocène Kabyle l .

b- Les Olistostr-omes ; .

c- Le Nummulitique ; .

1

4 4 5 5 5 6 7 7 7 7 7 7 -8

8 8 8

(8)

2-1-2-2- Le flysch Massylien j .

!

2-1-3- Le domaine Tellien et l'avanLpays , .

1 1

2-1-4- Le Flysch Numidien -(Le Numidien} i ~ .

2-1-3-Les formatIons post-nappes "

2-1-6- Les formations .des Quatemaire '.-.~~~".-.~ ~~-.'~' , ~ ~-.-.- ..-.•..~•...•..•...•...

1 .

2-1-7- Le complexe magmatique ; .

;

• , • i

3- Tectornque reglonale i .

1

3-1~Les structures ' .

3-1-1-Les structures cassantes .

3-1-2 ..Les .structures .souples., ..", ,", ~ , j ..•.•..••.•••.••..••..•....•" .., •...,," "'''' ••, ""'."',,,.,'v .••

1

t

3-2 - Les phases tectonique.s .

3-2-1- Laphase" Eocène" .

3-2-2- La .phase Alpine llMiocène" -1- .

1

4-La 'Sismicite , .

5- Géologie locale de Jarégion de Djimla.

1 .

5-1- Le "Quatemaire -1- ...•....

i

5-2- Flysch Numidien ; .

1

5-3- Les formatiens Telliennes [ .

,

'54" -L ~.. - es .1ormatIons.' d'e type ftySC.1l^:'L i¹ ^. .

1

5-5- Les formations du Trias 1 ••••••••••••••...•..•.•••••.••••••••••••••••.•.•...

5-6- Le -socle kabyle .

6- La géologie de site t ...•.••••.••.•.••...•...•

1

1- .C-onclusien ; .

9 9 9

10

11 12 12 12 12 12

12 13 13 14 14 14 15 15 15 15 16 18

(9)

Chapitre fi :Synthèse hydrologie et hydrogéologi4

1

1- Introduction i..._, 19

2-Climat .

2-1- Les données disponibles .

... ^' ^' ^' ^' ^' , . 19

al d '1" '

2-2- An .yse-. es-parametres'c Imatlques ' .

1

i

"".,...- n -.-. -. ~ ¹

",-",-1- rreclpItatlons ', .

2-2-1-1- .Précipitations -annuelles ,,- -.- -.,,"-..- - -."''1''' -.-.- - -.-.-.-.- -.-.-.-.- '.-.-.- - -.-.-.. ,,-.- -.- -.-..

2-2-1-2- Répartition mensuelle des précipitations.; ' .

a- Analyse des données pluviométriques meqsuelle .

i

1

-b- Répartition saisonnière-des précipitations.; .

-2':2-:)-'Temperature !...•...

1

2-2-4- Relation Précipitation- Température .. _.••... ~••••..••..•.••.•.. -..•. ~.~•...• -.•••••.••.•...••• ^'.n ^•••

a- Diagranune DmbTo-Thermique j •..•..•...•...•.••••..•..•.••.•...•... ' .

1

b- Méthode d'Euvert .

-c- -Climato-Grammed'Emberger{1932~

+ .

d- Indice climatique de DE MORTON f .

2-2-5- .Bilan.hydrologique ' ,.1 •.•.•.•.•••••••.••••••.••.•.•••••••••••••••••••.•••••••.• ~ •••••

1

i

2-2-5-1- Évapotranspirationpotentie1 {E.T.P.) .I•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

2-2-5-2- Éva;potranspiration Réelle (E.T.R) ou Déftcit d'écoulement (De) .

a- Formule .de Turc ; .

-b- 'Formule de Coutagne i .

1

c- L'abaque de C. Wundt. ⁱ ^.

;

2-2-5-3- Le bilan hydrique selon Thomthwaite ~ .

2-2-5-4.,. Représentation des résultats : .

2-2-6-5- Bilan.hydrologique j ..•....•.••.••...•...

.'3-Étude -hydrogeolog'ique l .

1

4-Conclusiofi 1. .

i

20

20 20 21 21

22

23 25 25 26 27 28 29 29

30 31 31 32 32 34 35 35 3-6

(10)

2- Les types des talus .

2-1- Talus naturels .

L-2-Tàlus artificiels ; .

3 - -Description des instabilités de terrains-.-.y.•'" .-.••-;-.-.-..-..-.-.•.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

3-1- Les écroulements .

3-2- Les_glissements .

3-3- Le ft-uage ! .

-3_-'1'-.^il Les cou ees-1-' ¹ .

4 - Les différents types de .glissement des terrains .. ~~....••.•••....•.•..•.•.••...•.• _.•..•..•...••....•• _.

a-glissementcirculaire ou Totationne1. : .

b- Glissement quelconque i .

-c- -G-lissementplan ...•... : .

5- Methode de calcul de la stabilite des talus .

a- Calcul après glissement (étude à posteriori)., ...• _ .

b- Étude âpriori ~ .

6- Notion Coefficient de sécurité .

7- Approche-conventionne-lle .

-8- Aperçu sur les différentes méthodes -basées sur 1~méthode des tranches '

i

a- Méthode des tranches ordinaires : .

b- Méthode de Bishop simplifiée (1955) ,. .

c- Méthode de Junbu simplifiée (1954-1957-1973) .

-d-Méthode-de Lowe-et Karafiath-(1960) ...•...

e- Méthode du corps d'ingénieur {l970) .

f- Méthode de Spencer (1967 - 1973) .

37 37 38 38 39 -39 40

41 42

43

44 44

44 45

46

46 47 49 49 49 49 50 50 50

(11)

1

- - - - - - __ - - 1

g- Méthode de Bishop rigoureuse (1955) :.... 50

1 h- Méthode de Junbu-généralisée {1954 - 1957 - 1973}... 50

1- Méthode deSarma (1'973) r 51 J- Méthode de Morgenstern et Price (1965) :... 51

-k-Méthode-d'-équilibre 1imite-générale(G.L.E)... .... 52

1 Cbapit-r~ IV : L' analys~ -d~la stabilité -de -pente 1-Introduction ¹ '... 53

i 2-1'.analyse de stabilité de pentes bidimensionnellek.1._._.1_._._._._..__._.__. ._.._._._-"-'-'1-'-"_-"_-"-' __"_' __'_"_"_'_'" 54 2-1- Introduction j... 54

1 2-2- Méthode de tranches :... 54

2-2-1- -Méthodes simplifiées... 56

a- La méthode des tranches ordinaires (1936)1 (Méthode de Fellinius) ~ 56 b- Méthode de Jumbo simplifiée (l954-1957-:1973 )... 58

-c- La méthode -deBishop -simplifiée. . . .. . . .. . 59

2-2-2- Méthode rigoureuse ~:... 61

-a- La méthode de SPENCER {l 967) 1... QI 1 b- La méthode de Junbu généralisé... 64

c- La méthode de Morgenstern-Price(1965) ..j... 67

1 3- L'analysetridimensionneHe-de -la-stabilité de tilus... ...69

3-1- Introduction ;... 69

1 1 3-2- Aper.çuSUf les différentes méthodesd'-analyse tridimensionneL... 69

a- Anagnosti(1969)... 69

b- Hovland(1977) 1... 69

1 -c- -Chen(l981), Dhen-et-Ghameau(1983)... 70

d- Baligh et Aozou (1975) J... 70

e- Leshchinsky -et.aL (1985} ....-.-.-.-.-.~-.-.-.-.y.-.-.. -.-.-.-.~. '.• ".- .. ~'.-. -.'.-.Y.~ ~~•• ""'~""'''''''' •...••...•• -.-.~... 70

f- Leshchinsky et Huang (1992)... 70

(12)

1 1 1

3-5- Conslatàtion '. 73

75

79 79

16

84 80

84 76

83

91 73

86 1H 74

-84

89 88 85

i

0-2 Loi d'écoulement non associée i .

i 1

l ,

l , ;

5- Dérivation -de la -matrice -elasto-plast-iqueDep .J ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1 1

i i

6- Les !critères de rupture : .

i 1

7- L' ahalyse de la stabilité des talus par la MEF .

1 1

1 i

8- PréSentation des -outils numériques utilisés .... ¹ •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1

9- Conblusion. . . . .

1

ii

4- La limite de la méthode d'équilibre limite.... . .

1 1

5 - Sithulation numérique par -le-logiciel : GEO-~tudio. {2G04}... 74

1 i

:C-D1J-l- escnptlon gener'.-, -'-'a1 e; J •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1

1 1

, 1

Chapitr~

1-=

M.éthode 4eséliment imis ¹

, 1

l - In~oductîoh ^f ^.

i ¹

, 1

2 D"- 'ISfretlsatlOn, .. d'' un ml leu contmuT' ,[ .

3~ Pr()bédures'de-calcul l. .

i i

4- L- es;M:- d~'l0 e es ,e'dei omportements -1- .

4-1- Modèle .élastique linéaire isotrope (Loi de HbOK) ~~~~~,..~~~~~~._._.. ~. . ~..

l ,

4-2- .qom:purtement élastoplastique

l .

1 1

1

4-2-1- Notions de bases fondamentales .

i

1

'a-1'fotions,de surtace-de-charge .

1

b- Notions d'écrouissage ' .

" 1

1 !

1 1

c- Notion de loi d' écoulement.,.,l ,.,.. ,.. '.'._ ,.,.,._.J._._.,.,., .. _.• ,...•.., '...•.. ' '•• '•...•• ~ ' ' .

l '

1

~-l Loi d'écoulement associée .

(13)

Chapitre VI Étude géotechnique de site de POS 2 de Djimla

i

1- Situation géographique 1•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

2- Description des instabilités observées : .

3- Caractéristiques_géologiques de la région de DJimla ; .

4- A-spectmorpho--structural-de -larégion-de -Djirr~la .

'è_J- Étu e expenmentd -.-' àle , .

5-1- Essais -in -situ, ••....••-....-.• -....-.-.-..-.-.-.y-.-.- ....-.-.-.-.-...•...• ^1••.•. ^-.- ^••..• ^~^.•^-.'.-.'.-. ^-.-.- ^••.• ^'.-.- •••.•.••.•••.••.••• -.~-.~ •••• -.', -.- • .-.~ •.••••

5-1-1- Sondage carottîe ; . a- Description litholo..gique du site i . 'b- -Interprétation -des-résultats . 3-1.2- Essai de penetration dynamique ¹ ^. , -<1- Présentation .des résultats.~~~~~ ~~.~ ~ ,- ~~~~.'.~'.~.~.~~~_~_._.~_~~~~'.'.~ '._.~ ' :.. _.~.. b- Interprétation des résultats '1' .•..•••••.•••.•••••.••.••.••••••..•.••••••••••••.••.• 5-2- Caractéristiques_géotechniques des sols . 5-2-1--Garactér-istiques-d'-identification ; . 5':2..2- Caractéristiques oedométriques . 5-2-:3- Caractéristiques chimiques .. _ _ ~.._._ _.~ _ _.._._ _ __._ _ . 1 1 5-2-3- Caractéristiques de cisaillement et de rupture . 5-2-3-1- Évaluation le module de young l . 1 5-3- caractéristiques moyennes expérimentales : . 6- Conclusion J ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• i Chapitre VII: Modalisation de talus et 1étude de stabilité 92 93 96 96 97 99 99 TOU 103 HB 104 1-04 1û4 106 lO7 107 108 110 110 1- Introduction 1... 111

, 2- 1erExemple ;... 111

2-1--Calcul-parJe--code Géo-Slope j... ¹¹¹

»Les données géotechniques de sol ~... 111

» Le modèle établit par Géo-Slo.pe avant calcF... 112

(14)

~ Par la méthode de Bishop Simplifiée ..! .

!

tE&- Par la méthode de Janbu simplifiée ... [..⁰^{•••••••} ⁰⁰••••••••••••••••••••• 0•• 0•• 0••••••••••• 0•• 0

~ par-laméthode -de Morgenstern-Priee:. o •••••••••••••••••••• o ••••••••••••••••••••••••••• o" •••

2-1-1- Rèsumè des rèsùltats pour1es quatremèthodes .

1

2-2- Simulation par le -logiciel PLAXIS-.-..•-.-.n- .• -.

L..

no •.••• -.-.••.• -••••.••.•.•• -.-••••• -•• -.-.-.-.-.'-'-0-'-'-'-'-"-"-'-'-'

i 2-2-1- -Calcul pat PLAXIS So2 {2D) 1 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

i

~ Les hypothèses_générales considérées .

~ La -géométrie-du -modèle .1. .

i

-~Les Conditions aux limites ⁰^{•••••••••} 1. ..•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

~ C , .. h' ,. d il

., -ar.acténstiques p -YSlco-mecamques - es.sr 5.•••••,•.•,••,•..••.••••.•••..••,••-..•-.••.,.,•••••.•-.-.-.••••

~ Génération du IDaillage ~ .

1

~ Définition des conditions initiales ' .

i

~ P-rocédure-de-calc-ul 1 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1

.~ E, xamen des resu-, .l-ta-ts i .

1 1

4 _Lesdeplacelnems ...•.... _ _..•...

+ _._ .._ . _ _ _.._ _ __ _ _.

i

~ Coefficient de securite ~ .

1

2-2-2- Calculpar PLAXIS Tunnel (3D) : .

-Leshypothèsesgénérales-considél'ées l .

~ Génération du maillage , .

1

i

~ DéfInition des conditions initiales ^o' .! .

i

)il- Procédure-de-ca1-cu1. .!. .

~ Examen des résultats ¹ ^.

~ Les -déplacements ⁰^{••••••} 1 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 0••••••••••••

1

.~ Coefficient de sécurité ⁰•••••••••••• ; •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

3- Le 2^èmeExemple

l .

113 114 115 116 116 116

116 116 117 117 118 119 119 119 120 121 121 121 122 123 124

124 125 126

(15)

3-1- Càlcm parle code Géo-Slope .

» Les-données .géotechniques de.sol !••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••..•.•

1

~ Le modèle établit dans Géo-'Slope avant li calcul .

1

~ Surface de .glissement critique ~ .

&i Par -laméthode .destranches 'ordinaire .! .

i

~ Par la mèthode de Bishop simplifièe 1 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

~ Par.la .méthode .de Janbu simplijiée~ ..,~ \ , ~~ ~ ~..~ , ^y^{.• '"} ^{.•••••} ^~~.••••.•.••••• y.

1

4 Par la méthodede Morgenstern-Priee ..J.. .

1 1

3-1-1- Résumé des résultats pour les quatre méthfdes .

1

3~2- Simulation par le logicielle PLAXIS .

3-2-1- Calcul par PLAXIS "8:2 {2D) .

1

Géométrie .du .modeL..~".~. ~.. '.~~ ~ ~ ~l•.••••'n~~',~~~~'" ~~~~.,,~ .~', .•.•~~ .• ~~ .•.•••.••• ~~~~ ~ •• '.~~~~'n.

1

Carac en- ques' e.s.maenauxt, 'st!' d :t' '. '1 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1

Génération du maillage .

Examen .des .résultats. . . .. . .. . .. . .. . . . 126 126

127

T2g

128 129 129 130 131 131 131 131 132 133

~ Les déplacement " 134

~ Coefficienlde sécurité ....•...•.••..•... L... 134

!

3-2-2-'Caicul par PlaxisTunnel (3D) i... 135

1

!

~ Génération du maillage.. . . .. . . .. . . .. . .. . . .. . . . .. . . .. .. . . .. . .. . . . .. ... 1.35

~ Définition .des -conditions initiales. . . .. 13'6 .~ Examen des résultats. . . .. . .. . . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . .. . . .. . . .. . .. . . .. . . .. 137

~ Les déplacements. . . .. . . .. . . .. . .

~ Coefficient de sécurité 'i' .

4- Discussion des résultats des calculs obtenus

.J. .

1

4-1- Discussions Jesrésultats .obtenus .par -lesméthodes.d '-équi-librelimite .

i

4';2- Discussion des résu1tats o'btenus par les deux: approches . 5- Constatation 1 ...••..••.•..••••••.•••••.•••••.••••..•••...

137 13'8 139 140 141 142

(16)

6-2- Influence de l'angle de frottement <p •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

6-3- Influence de module d'Young E ¹ ^.

-6.4-1nfluence-de-coefficient,de -Poisson v : .

6-3- lnfluence des fluctuations du ruveau dela ru,lppe! .

i

7- Confortement -destalus ••-.-.-.-.•-.•-.-.-.-.•-.-.-.••-.-..-.-.-.•.l.-..•..•-.•1 n.n >-.•• -.-.••• -.-.••• -.-.•• -.-.• -.-.-.-.- ...• -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.--.>.-.

!

1

7-1- -Confortemenl^du lerlalus i_, .

, 1

~ Géométrie du model .

1

!

j;;> -Génération -du -maillage J ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••

1 1

~ DéfinItion des conditions initiales J ••••••••••••••••••••••...•••••...•...•.•.•••.•••••

~

}i> Examen .desrésultats -.•..•. ^-n^•• ^-••-••••••••.•••••.•.• r - > •.•••• -••• >- •••• -•••.••••••.•• -•••••••••••• -•••••••

,

~ Déj"ormation de maillage ' .

i

4 Co?jJicient de sécurité l .

7-2- -Gonfortement-du-deuxième-ialus ¹ ^.

1

-~ Propriétés mécaniques des géogrilles ^! ^.

1

!

.~ Géométrie du.modeL ..•...•.•... -....•... ~...••...•... -...•. _.•.••••..•..• _..•...

"'" D'fini' d d' . .. ^'wl i¹ , e. tIon - es con- IUOnS'lmticùe-s !: •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

~ Examen des résultats .

~ Déformation -demaillage. .. . .. . . .. . .. . .

~ Coefficient de securite l •...•....•...•...•....

8- Conclusion •... _ _ - - -...• - _.- .l._, - - - _ _._ _ - .

i

9- Recommandation... . " .

Conclusion générale .

Référ-enc-e-bibliogr-aphique .

Annexe ~ .

1

143 144 145 146 147 147 148 148 148 149 149 149 150 151 151 152 153 153 153 154 155 156 157 159 162

(17)

£Ute tfesfigUfes

Fig. 1-1: -Structure de la cbâîne AlpIne de la Méditemmëe occIdentale. (Durand Delga M., 19-8U)... 4 Fig1 1-2:Esquisse géologique de la petite Kabyle -[Extrait de la carte .structur,al,a,u1/500 000de la

chaîne Alpine d'Algérie orientale (J.M.Vila, 1978)J... 6

Fig. 1-3: Coupe géologique N-S de la régiond -étude -(Y .RoUÏ:kha,2(08)... Il

Fig.1- 4: Carte sismique de l'Algérie selon le RPA -2003 14

F-ig~1-5:Coupeg-éologique N-Sde la région de Djim~a ^h. ^{•••••••} ^•••^{••••••••} ^•••• ^{•••••} 16 Fig.l-ti -:La carte lîthoiogique du site, (POS2) à ia région de Djimla ( FONDASOIL, 2010)... 17

Fig. 1-7: Coupe géologique (A-B) E-W du site... 17

Fig. H-l :Variatioo interannuelle -de la précipitation annuelle " 21 Fig. 11-2 : Variation précipitation moyenne mensuelle à la station de barrage El- Agrem et Texenna. 22 Fig~II-3.:Précipitations .saisonnières.à la.stationdu bâr.rageEI-Agremet Texenna.-.~-.-.~~.~,~,-.,~-._-._..23 Fig. 11-4-:Variation "moyenne de ta température-moyennemensueUe... 24

Fig. ll-5: Diagramme Ombro-thermique d'après Gau~sen 26

Fig. H-6:Climato-gramme pluviométrique -d'Emberger " .. , . . . . .. . .. . . .. 28 Fig. ll-7 : Évaluation de l'écoulement et du déficit en fonction des TOmoyennes et des

précipitations ,... 32

Fig. 11-8 : Bilan hydraulique selon Thomthwaite à la station de barrage El Agrem(2002-2012)... 34 Fig. HI-l :L'-écroulement .des :roches (Source :brgm) ..'.. . . . 39 Fig. m-2 :Glissement rotationnel Rivière Bayonne (Québec.) Canada ;(Source : brgm) 40 Fig~Ill.,3 .:P.hénomènede fluage (Source ~BC Geological Survey ).,., .•..-.,.•... """'-- .. , .,~... 40 Fig. fiI- 4 : Coulée boueuse (Source:brgm)... 41 Fig.Ill-5: Principaux types de glissement rotatoire; (G.Philipponnat; etH.Bertrand; 2003) 43 Fig. IH-6 :Principaux types de glissement (Source :br-gm)... 44 Fig. m-Î :Analyse de -Stabilité de talus... 45 Fjg. ID-8: Calcul F s par la méthode des tranchesH. H.. ~ ,~ , H... .. . . . ... .. 48 Fig. m-9 -:Forces appliquées sur une tranche dans la méthode de Fellinius;(Geoslope international) 49

(18)

Flg.III-H) : Inclinàison des forces dans la méthode Suédoise modifiée 52

Fig.IV-l.~ Bilan-des forœs sur,unetrancne... 54

Fig.IV-2:Les force agissants sur une tranche (méthode simplifier) 56 Fig. IV-3 : La courbe pour déterminer du facteur 10 selon Janbu... 59

Fig. IV -4: Les forces agissantes sur un tranche {méthodes rigoureuse)... ... ,61

Fig. IV -5 : Forces appliquées sur une tranche par la méthode de SPENCER " , . .. 62

Fig. IV-6; Variation-de Fmet FFavec o{Spencer, 1967)... 64

Fig.IV-7: Forces appliquées sur une tranche dans la méthode de Jumbu généralisé 64 Fig. IV -8 : Variation du facteur de sécurité par rapport au moment et la force d'équilibre pour la méthode de Morgenstern-Priee... 68

Fjg~ IV-9.: L'influence de forces entre tf.anches sur les facteurs de sécurité (3D) (d',après Fredlund et Krahn, 1977)... 72

Fig. V-l : Discrétisation d'un milieu continu. 76 Fig. V-2 : Différents types d'éléments pour le cas bidimensionnel. 76 Fig. V-3 -: Comportement élastoplastique avec écrouissage> ... >"">,,> .. ,,">~.~~.~,.. >~>~~>,,»,,>,,,.~nn~ -80 Fig. V-4 ~Surface de charge. 82 F.g. V-5 : Ecrouissa,ge isotrope et cinématique , 83 Fig. V-6 : Représentation i:lucritère i:leMohr--Coulomb ,dans 1"espace ,des contraintes. .. . . . .. . . . 87

Fig. V-Î :Définition du module d'Young E... 90

.Fig..V-8 ,:Résultats d'essais triaxiaux drainés et le modèle élastoplastiques de type Mohr-Coulomb. 90 Fig.VI-l ~ Situation géugraphique de iaville de Djimla 92 Fig.VI-2 : La localisation des instabilites observées sur site du POS 02 à Qjimla... 93

Fig. VI-3 : Carte des pentes POS N°02 Djimla à l'échelle 1/1000 {FONDASOIL 2010)... 97

Fig.VI-4: Carte d'implantation des sondages mécaniques du POS 2 de DJIMLA (FONDASOIL; 20l0)... ... 98

Fig. VI-5 : Coupe géotechnique WSW - ENE au niveart de pos n02 de Djimla. . . .. . . .. . . . . 101

Fig.VI-6: Coupe géotechnique NW - SE au niveau ,de pos n02 {je Djimla... 102

Fig.VI-' : Diagramme de Casagrande... 105

(19)

Fig.VI-8 : différents types de modules de déformation E 109 Fig" VII-l .:Modèle géométrique 4e premiertaluspar Géo-Slope... 112 Fig. VII-2 : Surface de glissement, méthode des tranches ordinaires 113 Fig. VII-3 : Surface de_glissement,méthode de Bishop simplifiées 113 F-ig.VI-J..4: Surface de -glissement,méthode -deJanbusimpl-ifiée. .. . .... ... ... . . . .. . . .. . .. .. .. . .. . .. ... .. 114 Fig. Vll-5: surface de glissement, la méthode de Morgenstern-Priee 114 Fig"VD-6 .~coupetr.ansversalde 1ertalus naturel de Djimla~..^n~y.~ ••• -.~.~ •• n•• -.~-•• ~~•• w ••• ~ ••• .-.-.n~ •.-.. lIt>

Fig. VlI-7 ~Maillage du modèle avec plaxis 2D 118

Fig. VII-8 : Répartition des pressions interstitielles initiales Plaxis 2D... 118 -Fig.VII- 9 : Générationdescontraintes'effectives initiales Plaxis 2D... 119

Fig. VII-Il) : Les deplacements totaux plaxis2D 119

Fig.VII- Il ~Les déplacements horizontaux Plaxis2D".", ,..,-.,.."." "" .." ~,.".,,~ ~ 12D

Fig. VII-12 -= Les déplacements verticaux Plaxis 2D 120

Fig. VII-13: Coefficient de sécurité en fonction du déplacement du talus 122 Fig. VlI-14: MaiUage-dupremier talus, -(plax-is3D)... 122

Fig. Vll-15 : Position de la nappe phreatique 122

.Fig.Vll-16:Répartition de pressions interstitielles initiales plaxis 3D ~ - _... 123 Fig. VII -17-:Génération des contraintes effectives initiales plaxis 3D... .. . ... .. ... . .. . . .. . .. . . . .. . 123

Fig. VII-18: Les déplacements totauxplaxis 3D 124

F-ig.VII-19 : Les-déplacements -horizontauxplaxis 3D 124

Fig. VlI":20 : Les déplacements verticaux plaxis 3D , 125

Fig. VII-21 : Coefficient de sécurité en fonction des déplacements du talus... 125 Fig. V11-22-:Modèle géométrique de la deuxième talus parGéo~Slope 127 Fig. VII-23: Surface de glissement par Géo-Slope, méthode des tranches ordinaire (deuxièmt:

talus)... 128

.Fig.VJI-24: Surface de glissement par Géo..,slope~lllétbode de Bishop {deuxième ta1us)~ ~_..~..~~. 12-8 Fig. VII-25: Surface de glissement par Géo-Slope, méthode de Morgenstern-Priee (la deuxièmt:

talus) ,... 129

(20)

Fig. Vll-28: Maillage du deuxième modèle (plaxis2D) 132

Fig. VII-29 :Génération des pressions interstitielles (plaxis 2D)... 133

Fig. VII-•.30 : Les -déplacementstotaux plaxis 2D. . . .... .. . ... .. ... . .. . .. . ... .. ... . .. . .. .. ... . ... ... . . .. . ... 133

Fig. VII- 31 : Les dèplacementsnot1zontaux Plaxls2D. . . ... .. . .. . ... .. ... .. .. .. . ... . ... .. ... .. . . .. . .. . .. .. . 134

Fig.VII- 32: Les déplacements verticaux Plaxis 2D~-..^0-.-o> ^{•••••} ^~.,O>~ ^o.~ ^"o> ^•• ^{~ ~ ••••••} ^{'o> ••}^{~ o-.~}^-"0 ^-.~-. ~-. ~ -. -. '. -••-.-. 134 Fig. VlI-33 .:Coefficient de sécurité enfonction de déplacement... 135

Hg. VII-34 :Maillage de la deuxième talus (plaxis 3D) 135 Fig. VII-35 :Position-de la nappe phréatique{plaxis3D)... 136

Fig. Vll-36 : Generation des pressions interstitielles (plaxis 3D) 136 Fig. VII-37: Les déplacements totaux plaxis 3D~ ~~.. ~~~~ ~.. ~~.~ ~..~- ~.~.. ~.-..~~..~~.. ~.. 137

Fig. VII-38: Les déplacements horizontaux plaxis 3D... .. . ... .. ... . ... .. .. .. .. . .. . . .. . .. ... ... ... . .. . .. .... 137

Fjg. VII- 39: Les déplacements verticaux... 138

Fig. VII-40 : -Coefficient-desécurité (3D) -enfonction -du-déplacement-dutalus. . .. ... . .. .. ... . .. .. . .. 138

Fig. VII-ln: Influence de la cohésion sur le coefficient de sécurité 143 Fig. VII-42:1nf1uence de J'angle de ftottement sur Je coefficient de sécurité ~... 144

Fig. VII-43 -:Influence de module de Young sur le coefficient de sécurité... 145

Fig. VII-44 :Influence du coefficient de poisson sur le coefficient de sécurité... ... . . ... . .. . . .. . . .. .. 146

F-ig.VII -45 : Influence -desfluctuations -duniveau de la nappe sur le -coefficient-desécurité... 147

Fig. VII-46 : Modèle géométrique du premier talus après confortement (plaxis 2D)... 148

Fig. VIIA7 :Maillage du premier talus après confortement (plaxis2D)... 149

Fig. VII-48: Définition de la nappe (plaxis 2D) 149 Fig. VII-49 :La déformation de maillage (phase 2), plaxis 2D... 149

Fig~VII.50: Incrément des déplacements après calcul du coefficient de sécurité (plaxis2D). ... .. .. 150

Fig.VII-St: Coefficient de sécurité (plaxis 2D) en fonction du déplacement du talus... 150

Fig. VII-52: Modèle géométrique de la deuxième talus après confortement (plaxis 2D)... 152

(21)

;

i

Fig. VII-53: MaIllage de la deuXième tàlus après cotkortement (plaxls 2D)... 153

Fig. vn-54 ; Définition de la nappe (plaxis2D) : .

i

1

Fig. VII-55: La déformation de maillage de la deuXième talus parplaxis 2D après confortement

1

-(phase 2) ' .

Fig. VII.56: Incrément des déplacements après cal~ul du coefficient de sécurité (plaxis2D) de

11

deuxième talus après confortement !..•..••.•..•..•..•.••..••.••••••.••...•.•••••••••••••••

1

-Fjg~Vll-,51: Coefficient de sécurité (plaxis 2D) en, fonction du déplacement du talus(deuxième

talus après confortement) ] .

1

Liste des !photos

153

154

155

Pb~t~. VI-l : Vue générale des glissements .de terrain tversant)SE .de POS2 ilDjimla. ... . . .. . . .. 94

1

Photo.VI";2 : Affaissement de la chaussee RN77 : 95

Photo.VI-3:Effondrement du mur de clôture de maison _ _ _ _.. 95

1

i

Photo. VI ..4 -:Effondrement des gabiHonnage RN 77 ..' ;.. .. . . .. . . . 96

Photo. Annexe-l : Les dépôts détritiques du quatema[ire 162

1

Photo. Annex-e-2 : Les formations .du flysch numidien:. . . .. . . . 162 Photo. Annexe":3 : Les formations des marnes tellienn;es grise d'âge Lutitien à Preabonien... 162

1

Photo. Annexe-4 : Les formations du flysch massylien. 163

Photo. Annexe-5: Les formations du Trias, le long de l'oued .de Djimla . Photo. Annexe-6 : Les formations criStailOPhYllienne~dusocle kabyle .

;

Photo. Annexe-7: Argile sableux brun,jaune.à bloc de. grés {formations du Qtuatemaire) . Photo. Annexe..:8 : Marnes grise, bleutée de passées Jéseux d'aspect schisteux .

163

163 lM 164

(22)

Tableau ~II~2.:Pluie Annuel Totale en {mm).à la station du barrage EI-Agrem {2003-2012)et .celle de Texenna (2002-2012) ,.. . ... . .. . .. . ... .. .. . .... .. .. . ... .. ... . ... .. . . .. .. . . ... 20 Tableau .H.3 : Précipitations moyennes mensuelles -pour-lesdeux "Stations... . .. . ... . . ... .. . ... .. . . .. . . . 22 'Tableau D.4 :Rèpartition saisonnière des prèc1pitatiens... 23 Ta-bleau~II.5: Température moyennes mensuelles, -barrageEl -Agrem-(2003-2012}....-..-..-...-....-.-.-.... 24 Tableau. H.t): Température moyennes mensueUes à14 station de Texenna (2002-2012)... 24 Tableau. II.7: Valeurs moyennes mensuelles des précjpitations en (mm) et la température (CO)de

la station de barrage El- Agrem (2003-200)... .... 25 Tableau, Il,8: Valeurs moyennes mensuelles -desprécipitations en(mm) et la -température(CO)de

la station de Texenna (2002-2012) :... 25 Tableau .H~9 -:V-aleurdu rapportPIT de la -stationde-barrage EI-Agram -etTexenna.. . .. . ... . . .. . .... 26

Tableau .Il.IO: Valeur de 1indice de MORTON '... 28

Tableau. II.ll:-Calcull!évapotranspiration{ETP) selonC.W.THORNTHWAITEàla station-de

.barrage.EI-Agrem _._._.._ _-.__.._-.--.-_-._..- -._-_-.__..-._-_, _--.--.-.-._-._- - -.-.-_-.--.-._-.-._-.-._--._-.--.--.- _. 30 Tableau. II.12: Calcul du bilan hydrique selon Thomthwaite (station El Agrem 2002-2(12)... 33

Tableau .11.13:Les valeures de l'ETR par différentes méthodes.. 34

1

Tableau.HI.1 :Ré-capitulation-desprincipaux types -demouvements -deterrain parR.Nova (2002). 42 Tableau.nl~2 :Différents exemples de définitions d'un coefficient de sécurité,LAMBE (1973).. .... 46 Tableau.III.3 :L'état de l'ouvrage par rapport au coefficient de sécurité... 47 Tableau.V.l -:Loi -de'comportement-élastiqueparfaitement plastique... '87 Tableau.VI .1: La profondeur de refus en fonction de la formation rencontrée... 107 T-ableau.VI.2 ~Résultatsdesessais-d'identification... 1-06 Tableau.VI.3 :Résultats des essais oedométriques (FONDASOIL ;2010)... 107 Tableau.VI .4 :Caractéristiques chimiques :... 107 Tableau. VI .5: Résultats -des-essaisde -cisaiHement... .. .... ... .. .... ... ... .. ... ... .. . ... .. .... .. .. W8