Caractérisation géologique et géotechnique des zones instables au niveau du PK 20 – pénétrante El Eulma-Jijel

(1)

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République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

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يحي نب قيدصلا دمحم

-لجيج

-Université Mohammed Seddik Benyahia -Jijel

Mémoire de fin d’études

En vue de l’obtention du diplôme : Master Académique en Géologie

Option :

Génie Géologique

Thème

Membres de Jury

Présenté par :

Président : BAGHDAD Abdelmalek KADJA Hasna

Examinateur : HAMADOU Noureddine FENGHOUR Bouchra

Encadrant : KEBAB Hamza

Année Universitaire 2017-2018

Numéro d’ordre (bibliothèque) : …….…..….

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نوكلا و ضرلأا مولع :

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Département :des Sciences de la Terre et de l’Univers

Caractérisation géologique et géotechnique des zones

instables au niveau du PK 20 – pénétrante El Eulma-Jijel

(2)

Remerciements

Nous rendons grâce à Dieu le tout puissant qui nous a donné l’aide, la patience et le courage pour accomplir ce travail.

Nous tenons à formuler notre profonde gratitude et reconnaissances à l’égard de notre encadreur monsieur KEBAB Hamza pour leur efforts, leur disponibilité et leur suivi continu.

Nos remerciements s’adressent aussi aux membres du Jury, pour l’intérêt qu’ils ont porté à notre travail et pour avoir accepté de le juger.

Nous remercions également tout le personnel de l’agence nationale des autoroute (ANA) à Kaous, en particulier Mr. Bouguerroudja Yassine, Mr Bouabdellah Naim, qui ont accepté de répondre à toutes nos questions et nous ont prodigué quelques conseils.

Nous tenons aussi à remercier tous nos enseignants, pour leur participation à notre formation, qu’ils trouvent ici l’expression de nos sentiments les plus respectueux et notre profonde gratitude pour leur gentillesse, disponibilité et soutien durant les années de notre formation. Nos meilleurs remerciements vont également aux personnes qui nous ont encouragé et aidé pour la réalisation de ce travail, et nous ont soutenu quand le moral était au plus bas.

(3)

Dédicace

Je dédie ce modeste travail à ceux qui

m’ont guidé vers le chemin de savoir , et qui m’ont

Encourager durant mes années d’étude :

A mes adorables parents

A ma très chère grande mère

A ma sœur Wissam

A mes chères frères Anis et Sami

A toute la famille KADJA et BOUKEDJANI

A ma binôme Fenghour Bouchra et sa famille

A més chères amies Naima , Moufida , Zineb et Miyada

A tous mes amis (es) et mes collègues

A toute la promotion Master 2 Génie Géologie

A tous ceux que j’aime et que m’aiment

HASNA

(4)

Dédicace

Merci pour Dieu de m’avoir dévoilé le chemin de la réussite et

du savoir.

Je dédie ce Modest travail :

A mon chère père : Abd Elouhab

A ma chère mère : Saida

A mes sœurs : Karima, Meriem et Leila

A mes frères : Nabil, Samir, Djamel et Walid

A mes oncles et ma tante

A tout la Famille Fenghour et Ghanai

A ma collègues de travail Kadja Hasna et sa famille

A mes meilleurs amies : Hasna, Naima, Zineb,

Moufida et Miyada

A mes chères amies (es) chacun de son nom

A mes collègues de la promotion Master 2 Génie Géologique

A tous qui mon encouragé et aidé à la réalisation de ce travail

(5)

Résumé

Lors les travaux d’ouverture et d’aménagement de la pénétrante qui relie le port de DjenDjen à l’autoroute Est-Ouest au niveau de la ville d’El-Eulma plusieurs instabilités ont été produites et observées, parmi ces instabilités celles survenues au niveau du PK 20.

Le site de PK 20 est situé dans le Nord-Ouest de la commune de Texenna à environ 28 km de la ville de Jijel, plus exactement sur la versant Est de la vallée d’Oued Mencha. Il est occupé par les formations du flysch Numidien, alternance de grés et argilites, et est caractérisé également par une sismicité moyenne et un climat méditerranéen tempéré, marqué par des précipitations importantes. De point de vue géotechnique, le site de Pk 20 est constitué par les unités géotechniques : flysch numidien, les grés, les argiles et les marnes. L’étude structurale laisse apparaitre l’existence de trois à quatre familles de joints dominantes recoupant le flysch numidien. La qualité des unités géotechniques est de mauvaise à moyenne qualité, comme révélé par le GSI. L’étude de stabilité a été effectuée par deux approches : équilibre limite par Slide et Geoslope et l’analyse cinématique par Dips, dont les résultats obtenus ont montré que les instabilités survenues sont produites et amplifiées suite à l’orientations défavorables des joints par rapport à la route, notamment les familles 70/160 et 80/110, l’eau, la géométrie défavorable du talus et les terrassements aléatoires.

À la lumière des résultats trouvés par notre travail, et pour stabiliser les talus, on recommande de réaliser un reprofilage des talus instables selon les recommandations de LCPC. Evidement ce reprofilage est suivi par un système de drainage. Néanmoins si ce moyen de confortement n’est pas suffisant, il peut épauler par d’autres techniques tel que : reboisement, installation des ouvrages de soutènement comme les tirant d’ancrages et les murs en béton.

(6)

Table des matières

Introduction générale

1. Introduction ... ….1

2. Objet et méthode de travail ………...1

3. Situation géographique….. ... ….2

Chapitre I : Synthèse bibliographique sur les mouvements de terrain I.1. Introduction ………. 4

I.2. Les différents types de mouvements de terrains ………. 4

I.2.1. Les mouvements rapides ……….. 4

I.2.2. Les mouvements lents ………. 5

I.3. Effets des mouvements de terrain ………... 5

I.3.1. Effets sur le bâti ………... 5

I.3.2. Effets sur la population ……… 5

I.3.3. Effets sur l’environnement ……….. 5

I.4. Les glissements de terrain ……….. 5

I.4.1. Classification des glissements de terrains ……… 6

I.4.1.1. Glissements par rotation ………. 6

I.4.1.2. Glissements par translation ………. 6

I.4.2. Les différentes manifestations du phénomène de glissement ……….. 7

I.4.3. Les causes des glissements ……….. 8

I.4.4. Calculs de stabilité ………... 9

I.4.5. Moyen de confortement ………..11

I.5. Conclusion ………...……….…..11

Chapitre II : Cadre Géologique II.1. Introduction ... ….12

II.2. Les grands ensembles géologiques de la marge Nord Algérienne ... ….13

II.2.1. Domaine interne ... ….13

II.2.1.1. Le socle Kabyle ... ….13

II.2.1.2. Couverture sédimentaire du socle ... ….14

(7)

II.2.2.1. Flysch Maurétanien ... 15

II.2.2.2. Flysch Massylien ... 15

II.2.2.3. Le flysch Numidien ... 16

II.2.3. Domaine externe : formations Telliennes ... 16

II.2.3.1. Une série Ultra-tellienne ... 16

II.2.3.2. Une série Méso-tellienne : ... 16

II.2.3.3. Une série Péni-tellienne : ... 16

II.2.4. Les formations post-nappes ... 16

II.2.5. Les roches magmatiques ... 17

II.2.6. Les formations du quaternaire... 17

II.3. Géologie du site des zones instables au niveau de PK20 ... 17

II.4. Tectonique ... 20

II.4.1. Les charriages ... 20

II.4.2. Déformations ductiles ... 20

II.4.3. Déformations cassantes ... 20

II.5. Sismo- tectonique ... 21

II.6. Conclusion ... 22

Chapitre III : Etude Hydro-climatologique III.1. Introduction ... 23

III.2. Climat ... 23

III.3. Réseau hydrographique ... 24

III.4. Analyse des paramètres climatiques... 24

III.4.1. Précipitations ... 25

III.4.2. Température... 25

III.4.3. Evaporation ... 26

III.4.4. Relation températures – précipitations (Diagramme Ombro-thermique)... 27

III.5. Bilan hydrologique ... 28

III.5.1. Évapotranspiration ... 29

III.5.1.1. L’évapotranspiration potentielle (ETP) ... 29

(8)

III.5.1.3. Interprétation du Bilan d’eau de Thornthwaite ... 31

III.5.1.4. Exploitation du bilan hydrologique ... 31

III.6. Conclusion ... 32

Chapitre IV : Reconnaissances Géotechnique du site IV.1. Introduction ... 33

IV.2. Morphologie du site PK20 ... 33

IV.3. Reconnaissances géotechniques ... 34

IV.3.1. Levés structuraux ... 36

IV.3.2. Essais in situ ... 37

IV.3.2.1. Sondages carottés ... 37

IV.3.2.2. Essai SPT ... 37

IV.3.2.3. Essais de perméabilité(Lefranc NF 94-132) ... 38

IV.3.2.4. Suivie despiézomètres ... 39

IV.3.3. Essais de laboratoire... 39

IV.4. Caractérisation géomécaniques des amas rocheuxdu site de PK 20 ... 41

IV.4.1. Classification des amas rocheux du site de PK 20 ... 42

IV.4.2. Résistance mécanique ... 43

IV.5. Conclusion ... 44

Chapitre V : Etude des Stabilité V.1. Introduction ... 45

V.2. Les zones instables au niveau du PK 20... 45

V.3. Les logiciels utilisés pour l'analyse de la stabilité du site PK20 ... 47

V.3.1. Présentation du logiciel Geostudio/ Geoslope ... 47

V.3.2. Présentation du logiciel Slide/Rocsciences ... 48

V.3.3. Présentation du logiciel Dips/rocscience ... 48

V.4. Etude stabilité des zones instable au niveau de PK20 ... 49

V.4.1. Equilibre limite ... 49

(9)

V.4.2.1. Données et analyse cinématique ... 52

V.4.2.2. Interprétation des résultats d’analyse cinématique ... 55

V.5. Méthodes de confortement ... 55

V.5.1. Action sur la géométrie ... 55

V.5.2. Action sur le régime hydraulique ... 56

V.5.2.1. Masque drainant ... 56

V.5.2.2. Tranchées drainantes longitudinales ... 56

V.5.2.3. Éperons drainants ... 57

V.5.2.4. Drains subhorizontaux ... 57

V.5.3. Action mécanique ... 58

V.5.4. Action sur les caractéristiques du sol ... 58

V.5.5. Protection superficielle par enherbement ... 58

V.6. Adaptation des techniques de stabilisation au glissement ... 59

V.7. Confortement appliqué au site de PK 20 ... 61

V.8. Conclusion ... 62

Conclusion générale et recommandations ………..………..…63

Références bibliographiques ………..………..65

Annexes

Annexe A données climatique ……….I-III Annexe B Résistance mécanique ……….……..…IV-VI Annexe C Etude de stabilité ………VII-IX

(10)

Liste des tableaux

Liste des tableaux :

Tableau 01 : Précipitations moyenne mensuelles durant la période 2005-2015 (Station du Barrage

El-Agrem) ... 25

Tableau 02 : Températures moyennes mensuelles durant la période 2005-2015 (Station du barrage EL-Agrem) ... 26

Tableau 03 : L’évaporation moyenne mensuelle durant la période 2005-2015(Station du barrage d’El-Agrem) ... 27

Tableau 04 : Calcul de l’évapotranspiration potentille (ETP) selon la méthode de Thornthwaite durant la période 2005-2015 station du barrage El Agrem (A.N.R.H.) ... 29

Tableau 05 : Résultats de calcul de Bilan Hydrologique (Station du barrage EL-Agrem, 2005-2015) ... 30

Tableau 06: les coordonnées des emplacements des essais réalisés (WGS 84) ... 35

Tableau 07 : familles des joints recoupant les massifs rocheux ... 36

Tableau 08: Lithologie de sol au niveau des sondages réalisés (ANA, 2016) ... 37

Tableau 09 : résultats des essais SPT ... 37

Tableau 10 : Perméabilité des unités géotechniques ... 38

Tableau 11 : les lectures piézométriques ... 39

Tableau 12 : Valeurs des essais de cisaillement rectiligne ... 39

Tableau 13 : indice de plasticité ... 40

Tableau 14 : La résistance à compression de la roche intact (σci) des amas rocheux du site PK20, en fonction de la typologie du Flysch (Marinos) ... 43

Tableau 15 : caractérisation des propriétés intrinsèques de la roche intacte des amas rocheux du site de PK 20 ... 44

Tableau 16 : Analyse de la résistance mécanique des amas rocheux du site de PK 20 ... 44

Tableau 17: caractéristiques mécaniques des formations ... 50

Tableau18 : les résultats des calculs ... 52

Tableau19 : Différentes techniques de stabilisation des glissements de terrain ... 59

(11)

Liste des figures

Liste des figures :

Figure 01 : Situation géographique de la zone d’étude (PK 20) (Extrait de la carte topographique de

Texenna NJ-31-VI 44 ouest au 1/25.000) ... 02

Figure 02 :Situation géographique de la zone d’étude (de Google Earth 2017) ... 03

Figure 03 : Quelques types de mouvement de terrain ... 04

Figure 04 : Différents types de glissement de terrain ... 07

Figure 05 : Schéma structural de la méditerranée occidentale (Durand Delga, et Fontboté ; 1980) ... 12

Figure 06 : Position des différentes unités géologiques des Maghrébides. (Modifié d’après Domzig et al., 2006) ... 13

Figure 07 : Esquisse géologique de l’extrémité de la Petite Kabylie (Djellit et Anderieux, 1987) ... 18

Figure 08 : Coupe géologique Jijel-Tamesghida (Keroum et Ouazet, 2014) ... 18

Figure 09 : Colonne lithologique synthétique du flysch Numidien (Djellit, 1987) ... 19

Figure 10 : Les affleurements du flysch numidien au niveau de site PK 20 ... 19

Figure11 : Coupe géologique traverse les zones instables au niveau de PK 20 ... 20

Figure 12 : Carte Zonage sismique de territoire nationale selon le RPOA (version, 2008) ... 21

Figure 13 : Carte pluviométrique de la wilaya de Jijel (ANRH, 1996) ... 23

Figure 14 : Réseau hydrographique du sous bassin d’El-Agrem (Souyad et Boumssid ,2015) ... 24

Figure 15 : Répartition mensuelle des précipitations enregistrées à la station du barrage El-Agrem de la période (2005-2015) ... 25

Figure 16 : Données des températures moyennes mensuelles Station du barrage El-Agrem (2005-2015) ... 26

Figure 17 : Réparation mensuelle de l’évaporation enregistrée à la station du barrage El-Agrem durant la période (2005-2015) ………27

Figure 18 : Diagramme Ombro-thermique (Station du barrage El-Agrem 2005-2015) ... 28

Figure 19 : Graphe du Bilan hydrologique par la méthode de Thornthwaite durant la période 2005-2015, (station du barrage El-Algrem) ... 31

Figure 20 : Carte des pentes de la région étudiée extrait de la carte Topo de Texenna (1/25000). (Souyad et Boumssid,2015) ... 34

Figure 21 : Carte d’implantation des essais (ANA, 2016) ... 35

Figure 22 : Traitement statistique des données structurales (dips, Roc/Sciences, 2016) ... 36

(12)

Liste des figures

Figure 24 : Représentation graphique des résultats des essais de cisaillement ... 40

Figure 25 : Présentation graphiques des données d’IP ... 41

Figure 26 : Classification géomécanique des amas rocheux du site de PK 20 ... 42

Figure 27 : Analyse de la résistance mécanique des amas rocheux UG4 ... 43

Figure 28 : Photo1 prise en 13 avril 2016 ... 45

Figure 29 : Photo prise 27 Novembre 2016 ... 46

Figure 30 : Profils des talus choisis ... 49

Figure 31 : Etude de stabilité du talus 01 ... 50

Figure 32 : Etude de stabilité du talus 02 ... 51

Figure 33 : Potentiel de rupture plane (planar sliding) (données LG01) ... 53

Figure 34 : Potentiel de wedge slinding (glissement d’un bloc) (données LG01) ... 53

Figure 35 : Potentiel de Toppling (glissement d’un banc par banc) (données LG01) ... 53

Figure 36 : Potentiel de rupture plane (planar sliding) (données LG02) ... 54

Figure 37 : Potentiel de wedge slinding (glissement d’un bloc) (données LG02) ... 54

Figure 38 : Potentiel de Toppling (glissement d’un banc par banc) (données LG02) ... 54

Figure 39 : Reprofilage d’un talus ... 55

Figure 40 : Masque drainante ... 56

Figure 41 : Tranchées drainantes longitudinales ... 57

Figure 42 : Schéma d’un Éperon drainant ... 57

Figure 43 : Type de drainage subhorizontal ... 58

Figure 44 : Reprofilage du talus ... 61

(13)

(14)

1

1. Introduction

Les mouvements de terrain sont des phénomènes géologiques, qui sont considérés parmi les risques naturels fréquents dans la nature. Ils sont très souvent des accidents graves de grande ampleur qui provoquent des dégâts matériels considérables et peuvent causer des pertes en vies humaines. Ces mouvements sont fréquemment provoqués ou accélérés par l'intervention humaine : terrassements, exploitation de carrières, réalisation de retenues hydrauliques, ouverture de voies de communications … Tout changement de la forme d'un massif peut en modifier la stabilité.

Dans le cadre de la conjonction et l’assurance de la fluidité entre l’autoroute Est –Ouest et les différents pôles économiques tel que : villes industrielles, zones industrielles, ports,

aéroport...etc., ainsi la jonction entre les grands centres urbains plusieurs pénétrantes autoroutière sont lancés, parmi elles celle de Djen-Djen-d’El – Eulma qui relie le port de DjenDjen et l’autoroute Est-Ouest au niveau de la ville d’El-Eulma. Le tracé de cette pénétrante passe en proximité des localités de Taher, de Texenna, de Djemila d’Ain Sebt, de Beni Aziz et de Beni Fouda, et se termine à l’échangeur de l’autoroute Est-Ouest au niveau de la ville d’El Eulma.

Lors les travaux d’ouverture et d’aménagement du tracé de cette pénétrante, plusieurs

instabilités ont été produites et observées. Parmi ces instabilités celles survenues au niveau du PK 20.

2. Objet et méthode de travail

Ce travail de fin d’étude est proposé dans le cadre de faire une caractérisation géologique et géotechnique des zones instables au niveau de PK 20 afin de pouvoir analyser et étudier leurs stabilités. Les études et les calculs de stabilités vont effectuer par deux approches : la première est l’analyse cinématique par projection stéréographique, et la deuxième est la méthode d’équilibre limite. Deux logiciels de géotechnique vont utiliser pour l’approche d’équilibre limite : Geoslope et slide et le logiciel Dips /Rocscience va être utiliser pour l’approche d’analyse cinématique. Les résultats obtenus par les études de stabilités vont exploiter pour proposer des moyens de confortements adéquats et fiables. Pour réaliser ce travail, le mémoire est organisé de la manière suivante :

 Introduction Générale.

 Chapitre I : synthèse bibliographique sur les mouvements de terrain  Chapitre II : Cadre géologique.

 Chapitre III : étude hydro-climatologique.

 Chapitre IV : Reconnaissances géotechniques du site.  Chapitre V : Etude de stabilité.

(15)

2

 Conclusion générale et recommandations.

3. Situation géographique

Le site de PK 20 concerné par cette étude, fait partie de la liaison autoroutière reliant le port de DjenDjen à l’autoroute Est-Ouest au niveau d’El Eulma, est situé dans la versant Est de la vallée d’Oued Mencha dans la commune de Texenna (figure 01, figure 02).

La commune de Texenna se situe à environ 28 km de la ville de Jijel. Elle est limitée

par Kaous au Nord, Erraguene et Beni-Yadjis au Sud, Ouadjana, Emir Abdelkader à l’Est, El-Aouana et Selma Ben Ziada à l’Ouest (figure 01) .

La ville de Jijel est localisée dans la partie Nord-Est de l’Algérie, elle est limitée par La mer méditerranée au Nord, la wilaya de Skikda à l'Est, la wilaya de Bejaia à l'Ouest et au Sud par la wilaya de Sétif.

.

Figure 01 : Situation géographique de la zone d’étude (PK 20)

(Extrait de la carte topographique de Texenna NJ-31-VI 44 ouest au 1/25.000)

746000 747000 4 0 6 5 0 0 0 406 4 0 0 0

(16)

3 Figure 02 :Situation géographique de la zone d’étude (de Google Earth, 2017)

(17)

(18)

Chapitre I Synthèse bibliographique sur les mouvements de terrain

4

I.1. Introduction

Les mouvements de terrain sont les manifestations du déplacement gravitaire de masses de terrain déstabilisées sous l'effet de sollicitations naturelles (fonte des neiges, pluviométrie anormalement forte, séisme, etc.) ou anthropiques (terrassement, vibration, déboisement, exploitation de matériaux ou de nappes aquifères, etc.).

Ils recouvrent des formes très diverses qui résultent de la multiplicité des mécanismes initiateurs (érosion, dissolution, déformation et rupture sous charge statique ou dynamique), eux-mêmes liés à la complexité des comportements géotechniques des matériaux sollicités et des conditions de gisement (structure géologique, géométrie des réseaux de fractures, caractéristiques des nappes aquifères, etc) (Institut des Risques Majeurs,2008)

I.2. Les différents types de mouvements de terrains

Selon la vitesse de déplacement, on distingue deux ensembles de mouvements de terrain : I.2.1. Les mouvements rapides

Ces mouvements peuvent être scindés en deux groupes, selon le mode de propagation des matériaux, en masse, ou à l'état remanié.

a) 1er groupe (propagation en masse) : il comprend les effondrements, les chutes de pierres ou

de blocs, les éboulements ou écroulements de pans de falaises ou d'escarpements rocheux, certains glissements rocheux…etc.

b) 2ème groupe (propagation en état remanié) : il comprend les laves torrentielles, les coulées

boueuses…etc.

Chutes de blocs Éboulement de terrain

(19)

5

I.2.2. Les mouvements lents

Ce type de mouvement est caractérisé par une déformation progressive et peut être accompagnée de rupture mais en principe d'aucune accélération brutale, tels que : les affaissements de cavités souterraines, les tassements, le fluage, les glissements, qui correspondent au déplacement en masse, le long d'une surface de rupture plane, courbe ou complexe, de sols cohérents (marnes et argiles) ; Le retrait ou le gonflement…etc. (Institut des Risques Majeurs,2008)

I.3. Effets des mouvements de terrain

Généralement les mouvements de terrains ont des effets souvent considérables sur le bâti, l'environnement et la population. (Chouial et Belmili,1997)

I.3.1. Effets sur le bâti

Les mouvements actifs (jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres par an), entraînent en revanche une fissuration parfois importante des bâtiments, des désordres des constructions et des routes. Les travaux d’entretien et de réfection sont souvent indispensables pour éviter la destruction des infrastructures.

I.3.2. Effets sur la population

Les mouvements de terrain les plus dévastateurs et meurtriers se produisent généralement dans les pays en développement, où la densité de population est très importante et les règles de construction peu respectées. Les grands mouvements de terrain étant souvent peu rapides, les victimes sont, fort heureusement, peu nombreuses. En revanche, ces phénomènes sont souvent très destructeurs, car les aménagements humains y sont très sensibles et les dommages aux biens sont considérables et souvent irréversibles.

I.3.3. Effets sur l’environnement

Des risques d’inondation, d’érosion torrentielle des terrains et de rupture d’embâcle peuvent également apparaître lorsqu’un cours d’eau s’écoule au pied d’un versant instable et que son lit se retrouve obstrué par les masses en glissement.

I.4. Les glissements de terrain

Les glissements de terrain sont des déplacements lents (quelques millimètres par an à quelques mètres par jour) d’une masse de terrain cohérente le long d’une surface de rupture généralement courbe ou plane. Ce type de mouvement est habituellement progressif, le cisaillement débute au point ou le critère de rupture est atteint en premier lieu, puis il progresse jusqu'à former une surface de glissement global (éventuellement une zone de cisaillement).

(20)

6 Un glissement de terrain peut se produire de manière brutale ou à la suite de la déstabilisation progressive (sur une longue période) d’un terrain en pente, traduisant sa perte d’équilibre.

Les masses en mouvement peuvent être classé en masses quasiment non déformées (assimilables à un sol bloc ou en petit nombre de bloc), ou en masses soit très déformés plastiquement, soit brisées en de nombreux éléments.

I.4.1. Classification des glissements de terrains

Les mouvements qui affectent les versants sont extrêmement variés par leur dimension, leur morphologie et leur évolution cinématique. De nombreuses classifications ont été proposées, fondées sur différents critères : morphologie, cinématique, nature des matériaux…etc.(figure.04)

I.4.1.1. Glissements par rotation

Ils se font le long de surface a concavité tourné vers le haut. Fréquemment, les lignes de ruptures peuvent être assimilés à des cercles. Très souvent, les surfaces de glissement émergent latéralement est-on une forme de cuiller, parfois elles sont très étendues latéralement, si bien qu’alors le problème peut être considéré comme plan. Les hétérogénéités du sous-sol, principalement les couches de faible ou forte résistance influencent fortement les allures des lignes de glissement qui ne sont dans ses cas que partiellement circulaires. (Colas et Pilot, 1976)

I.4.1.2. Glissements par translation

Il se produisent lorsqu’une surface plane de discontinuité de faible résistance émerge dans le talus ou reste à faible profondeur relative ou au sein d’un massif de faible résistance. La surface de discontinuité peut être notamment : une couche sableuse qui se met sous pression interstitiels, par exemple sous l’effet du gel a l’exutoire de la nappe, une couche d’argile molle dans un rocher, une faille…etc.

(21)

7

Figure 04 : Différents types de glissement de terrain

Le mode de rupture par translation est prépondérant dans les massifs rocheux dont les discontinuités sont des éléments favorables aux glissements. L’initiation de la rupture est souvent causée par une recoupe du pied, soit naturellement par érosion, soit artificiellement par excavation.

Contrairement aux ruptures par rotation qui tendent vers un état stable par réduction des efforts en tête et augmentation des efforts en pied, les glissements par translation ne voient pas leur stabilité augmenter

I.4.2. Les différentes manifestations du phénomène de glissement

L’extension des glissements de terrain est variable, allant du simple glissement de talus très localisé au mouvement de grande ampleur pouvant concerner l’ensemble d’un versant. Les profondeurs des surfaces de glissement varient ainsi de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur. On parle de glissements superficiels dont les signes visibles en surface sont souvent spectaculaires (fissures dans les murs des habitations, bourrelets dans les champs, poteaux penchés…) et de glissements profonds qui présentent moins d’indices observables et qui sont donc plus difficilement détectables. (Boultine et Boudjada, 2006)

(22)

8 Du fait de l’hétérogénéité des mouvements au sein d’un même glissement Dans la majorité des cas, les glissements ne se déplacent pas d’un seul bloc : tous les compartiments ne suivent pas forcément la même direction et n’évoluent pas à la même vitesse.

En cause, les hétérogénéités du sol, car il ne présente pas partout les mêmes propriétés (nature des matériaux, pente, localisation des infiltrations et des écoulements etc.), ce qui a deux effets :

 D’une part toutes les zones ne sont pas soumises aux mêmes contraintes

 D’autre part, lorsqu’une contrainte (la pression interstitielle par exemple) s’exerce de manière uniforme sur l’ensemble du site, elle va être plus ou moins bien supportée par les différents secteurs du fait de leur irrégulière évolution au cours du temps

Les conditions physiques, et donc les contraintes, varient dans l’espace mais également avec le temps. C’est ce qui explique qu’un glissement n’évolue pas continuellement de la même manière ni à la même vitesse au cours de sa vie.

Les quatre grandes phases d’évolution d’un glissement de terrain :

 Phase 1 : stabilité le rapport entre les forces de gravité et de cohésion est équilibré

 Phase 2 : mouvements lents la perte de cohésion entraîne un déplacement de la masse qui se met à glisser, généralement lentement (de quelques mm à quelques cm par an), mais qui peut cependant s’arrêter temporairement si les contraintes diminuent ; cette situation peut se maintenir pendant plusieurs années ou dizaines d’années

 Phase 3 : accélération continue la contrainte est constante et devient trop importante, si bien que les déplacements s’amplifient

 Phase 4 : rupture il y a départ des matériaux à des vitesses parfois très élevées

I.4.3. Les causes des glissements

Les mouvements de terrain apparaissent lors de la conjonction naturelle ou artificielle de facteurs : topographiques (pentes des terrains, reliefs…), géologiques (nature des sols), hydrologiques et climatiques (importantes précipitations).

D’une façon générale, il y a une seule cause globale de tous les mouvements de pente, c’est une modification de l’équilibre du massif considéré. Cette cause a été décomposée en plusieurs facteurs de différentes origines (Chouial et Belmili, 1997)

a) Effet de l’homme : La présence de l’homme dans un espace se traduit par des

remaniements de terrain et une modification des conditions d’équilibre des versants, ce qui peut contribuer à les déstabiliser : la concentration des eaux par suite de rejets non maîtrisés, la surcharge de terrains, la mise en place d’infrastructures, les travaux en pied de versants en effectuant des terrassements…etc.

(23)

9

b) Facteurs naturels de déstabilisation et de réactivation : perte de butée de pied le

mécanisme d’érosive du réseau hydrographique,

c) Paramètres physiques pouvant diminution la force de cohésion

 La température du sol : lorsque de l’eau gèle dans le sol, cela peut faire éclater la roche,  Les séismes : les secousses peuvent entraîner un remaniement des matériaux, modifiant localement le contexte physique, comme par exemple le cisaillement et la localisation des axes d’écoulement souterrain et de sources

 Les conditions météorologiques : les argiles se gonflent et se rétractent à mesure qu’alternent les périodes de fortes pluies et de sécheresse, entraînant des mouvements du sol localisé ; par ailleurs, les précipitations peuvent entraîner d’importantes infiltrations d’eau.

 La perte de cohésion qui en résulte peut entraîner la formation d’une zone de discontinuité, ou surface de cisaillement, dont la forme peut varier selon la nature des terrains

a) Dans les masses homogènes, les surfaces de discontinuité sont courbes : il s’agit dans ce cas de glissements rotationnels

b) Dans les masses hétérogènes, comme dans les argiles litées, les surfaces de cisaillement se forment au niveau de fissures plus ou moins verticales et suivent des zones de contact entre les couches saines et les couches de sédiments altérés, il s’agit glissement plan.

d) Caractéristiques mécaniques des terrains : variation importante lithologique…. e) Influence de l’eau sur la stabilité des versants

 Lorsque l’eau s’infiltre dans le sol, elle prend la place qu’occupait l’air dans les interstices, les fissures et les cavités. L’eau étant plus lourde que l’air, le terrain peut se retrouver surchargé, ce qui joue en faveur de la gravité au détriment de la force de cohésion.

 Lorsqu’un sol cohérent se charge en eau, les particules s’éloignent les unes des autres, sous l’effet de ce que l’on appelle la pression interstitielle. A mesure que cette pression s’intensifie, la force d’attraction qui unit les grains diminue et ils se mettent progressivement à évoluer indépendamment les uns des autres.

I.4.4. Calculs de stabilité

L’ensemble des données géologiques, morphologiques et géotechniques recueillies fait l’objet, en général, d’une représentation sur un fond de plan et sur une ou plusieurs coupes longitudinales. Un modèle géotechnique est construit pour les calculs de stabilité, dans lequel la surface topographique, les différentes couches de sol et les hypothèses hydrauliques sont définies

(24)

10 L’analyse courante de la stabilité consiste, sur la base d’une description à deux dimensions de la pente, à étudier les conditions d’équilibre de la masse de sol, supposée monolithique, délimitée par une surface de rupture et soumise aux efforts suivants : poids propre du massif, réactions du sol en place le long de la surface de rupture, pressions interstitielles, chargements extérieurs éventuels.

Le principe de calcul de stabilité des talus consiste à déterminer le facteur de sécurité FS par lequel il faut diviser la résistance de la surface de glissement pour que la masse potentiellement stable soit à la limite de l’équilibre. Ce facteur peut être écrit de la façon suivante : Fs = force

motrices /forces résistantes.

L’étude de stabilité consiste à rechercher la surface de rupture la plus défavorable (dans une famille donnée, par exemple circulaire), c’est-à-dire dont le coefficient de sécurité est le plus faible : c’est elle qui conditionne la stabilité du versant. On verra que, généralement, un coefficient de sécurité de 1,2 à 1,5 suivant les cas est recherché. (Durville et Sève, 2015).

Il existe plusieurs dizaines de méthodes de calcul de stabilité ayant toutes des avantages et des inconvénients. Aucune n'est parfaite, car aucune ne tient compte de la déformabilité du sol.

Ces méthodes peuvent être classées selon plusieurs critères :

a) Les méthodes globales : qui ne conviennent que pour des profils des talus simples en sol

homogène et isotrope.

b) Les méthodes par tranches : ces méthodes sont plus souples, le talus est partagé en

tranches verticales, profil du talus non rectiligne, hétérogénéité du sol, la ligne de glissement quelconque. Cette dernière s’appelle aussi « méthode suédoise » due à Petterson (1916) développé pour les ruptures circulaires par Fellenius en 1927, perfectionnée par la suite par Bishop en 1954, enfin aux ruptures non circulaires par Nonveiller, en 1965. La méthode généralisée de Janbu (1973), la méthode de Morgenstern et Price, Spencer…etc

c) Méthode du cercle de frottement : cette méthode permet d’avoir la valeur du coefficient

de sécurité pour un cercle situé dans un milieu à angle de frottement interne constant. Elle nécessite la détermination du centre de gravité du volume de sol intéressé et qu’elle est plus simple en théorie qu’en pratique.

d) Analyse des talus par la méthode des éléments finis : Dans les références

bibliographiques, il existe très large type d'éléments et des méthodes de résoudre des problèmes par la méthode des éléments finis.

(25)

11

I.4.5. Moyens de confortement

Les confortements des talus instables sont l’ensemble des méthodes qui servent à stabiliser la masse de terrain instable. Parmi les techniques utilisées :

 Drainage : Le drainage, qu’il s’effectue en surface ou dans le sol, consiste à capter et à dériver les eaux en dehors des zones de glissements. Cela permet donc de réduire la pression interstitielle qui s’exerce dans le sol. Les méthodes retenues pour le drainage et leur mise en œuvre doivent être adaptées aux caractéristiques des sols, et le dispositif doit être entretenu régulièrement.

 Reboiser pour augmenter la cohérence du sol : Les forêts interceptent les eaux de pluie,

contribuant à diminuer les volumes et les vitesses d’écoulements sur les versants.

 Modifications géométriques : la modification géométrique et morphologique des talus par

terrassement : Remblai de pied, Allègement en tête, Reprofilage

 Renforcements de terrain : par ancrages, micropieux…etc.

I.5. Conclusion

Les mouvements de terrain sont très variés, par leur nature (glissements de terrains, éboulements rocheux, coulées de boues, affaissements, gonflement ou retrait des sols, ...etc) et par leur dimension (peuvent atteindre de plusieurs dizaines de millions de m³).

La complexité géologique des terrains concernés rend parfois délicat le diagnostic du phénomène. La prévention des risques et la protection des populations nécessitent, au moins pour les sites les plus menaçants, des études et reconnaissances délicates parfois coûteuses.

(26)

(27)

Chapitre II Cadre Géologique

12

II.1. Introduction

Le massif de la Petite Kabylie fait partie du segment maghrébin de la chaîne Alpine. Cette dernière montre deux branches principales, disposées de part et d’autres de la mer Méditerranée (Durand Delga, 1969) (Figure 05).

 Une branche septentrionale (Européenne), représentée par les Cordillères Bétiques du Sud de l’Espagne (Péninsule Ibérique).

 Une branche méridionale ou Maghrébides, qui regroupe les chaînes rifaines, telliennes, Nord Siciliennes, et Calabraises

O.M.K Unités épi/ultra-telliennes Miocène Unités infra-telliennes.

Flyschs Chaîne calcaire 0 500km

Figure 05 : Schéma structural de la méditerranée occidentale (Durand Delga, et Fontboté ; 1980)

En Algérie la chaîne Alpine s’étend linéairement sur plus de mille deux cents kilomètres (1200Km), d’Ouest en Est le long du littoral méditerranéen. Cette dernière, constitue l’un des segments de la grande chaîne des Maghrébides qui s’étale sur plus de deux milles kilomètres (2000Km), allant de Gibraltar à la Calabre (Aubouin et Durand Delga, 1971).

(28)

13

II.2. Les grands ensembles géologiques de la marge Nord Algérienne

En Algérie, le massif de la Petite Kabylie dont fait partie la région étudiée occupe une position septentrionale dans le domaine interne de la chaîne Alpine (Wildi, 1983). Il s’étend sur plus de 150 Km, le long du littoral Algérien. Il est limité à l’Ouest par la chaîne des Babors, et l’Est par le massif de l’Edough, avec une extension Nord-Sud sur plus de 50Km. 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 (Figure 06).

 Le domaine interne ; domaine Kabyle.  Le domaine des flyschs.

 Le domaine tellien et de l’avant pays.

Figure 06 : Position des différentes unités géologiques des Maghrébides. (Modifié d’après Domzig et al., 2006)

II.2.1. Domaine interne

Il comporte le socle kabyle et sa couverture sédimentaire

II.2.1.1. Le socle Kabyle

Il est constitué par des formations cristallophylliennes Anté-triasiques charriées vers le sud sur les terrains Mésozoïques et Paléogènes (Durand Delga, 1955 ; Bouillin, 1977). Les formations cristallophylliennes du socle Kabyle comportent deux grands ensembles :

 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).

(29)

14  En Petite Kabylie les formations cristallophylliennes du socle Kabyle sont largement

charriées vers le Sud sur les formations de type flyschs et les formations telliennes (Durand Delga, 1955 ; Bouillin, 1977).

II.2.1.2. Couverture sédimentaire du socle

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

II.2.1.2.1. La dorsale kabyle (chaine calcaire)

La dorsale Kabyle marque la limite entre le socle Kabyle au Nord et les zones telliennes plus externes au Sud. Elle occupe les extrémités méridionales du socle Kabyle, et montre des termes allant du Permo-Trias à l’Eocène. Les séries qu’elle présente permettent de la subdiviser en trois sous unités qui sont du Nord au Sud (Durand Delga, 1969, Raoult, 1974, Villa, 1980 et Lahondère, 1987) :

a- La dorsale interne

Elle comporte des séries allant du Permo-Trias au Néocomien. Ces séries sont représentées par des calcaires néritiques massifs riches en microfaune benthiques (Algues et Foraminifères) qui atteignent le sommet du lutétien (Raoult 1969,1974).

b- La dorsale médiane

Elle est caractérisée surtout par la constance des dépôts marneux à microfaunes pélagiques du Turonien au Lutétien inférieur, et par une lacune des termes du Crétacé moyen.

c- La dorsale externe

Elle est caractérisée par des séries détritiques peu épaisses et lacuneuses. Elle comporte des calcaires silicifés, surmontés par des conglomérats du Campanien qui les recouvrent en discordance. Ces derniers soulignent une intense érosion Sénoniènne. Les dépôts de la dorsale externe s’étalent jusqu’au Lutétien. La dorsale externe repose en contacte anormal sur les flyschs (Bouillin 1970).

II.2.1.2.2. Les formations de l’Oligo-Miocène Kabyle et les Olistostromes a- 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 pelites micacés  Un terme de sommital formé de silexites

(30)

15

b- 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).

c- Nummulitique

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

II.2.2. Domaine des flyschs

Il forme une bande presque continue située au sud des massifs anciens et scindé en unité affleurant en :

 Bande coincée entre le domaine Kabyle et tellien.  En superposition tectoniques (flysch numidien).

Les flyschs occupant une position allochtone d’âge Crétacé à Eocène sont classiquement subdivisés en deux types principaux : le flysch Maurétanien et le flysch Massylien ( Bouillin, 1977).

II.2.2.1. Flysch Maurétanien

Comporte des terrains allant du Néocomien au Lutétien ; il comporte de bas en haut :  Un pré flysch calcaire du Tithonique-Néocomien.

 Un puissant ensemble (300 m) à grés fins homométrique, à cassure verdâtre (flysch de Guerrouch) attribué à l’Albo-Aptien (Bouillin et Al, 1970).

 Des phtanites rouges et blanches du Cénomanien supérieur (Djellit, 1989).  Des micros brèches à ciment spathique du Sénonien.

 Au sommet des conglomérats et des grés micacés Tertiaires (Eocène à Oligocène).

II.2.2.2. Flysch Massylien

Le terme de flysch Massylien a été proposé par J.P. 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 :

 Des argiles et grés quartzitiques, des grés légèrement calcareux et localement des niveaux conglomératiques de l’Albo-Aptien.

 Des marnes et calcaires fins du Vraconien, des microbrèches et des conglomérats du Sénonien inférieur et moyen auxquels sont associées des phtanites noires.

 Des bancs calcaires à microfaunes pélagiques du Turonien-Cénomanien. Il est caractérisé par des schistes, des grès quartzitiques surmontée par des microbrèches à éléments calcaires

(31)

16 et à ciment pélétique et des marnes, allant du Néocomien à l’Albien supérieur (Raoult, 1969).

II.2.2.3. Le 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) :

 Un terme de base comportant des argiles sous numidiennes de teinte verte, rouge ou violacée à tubotomoculum d’âge Oligocène supérieur.

 Un terme médian formé de grés numidien à grains hétérométriques et à dragées de quartz datés Aquitanien à Burdigalien inférieur

 Un terme supérieur comportant des argiles supra numidiennes de couleurs verdâtres à rouge sombre.

II.2.3. Domaine externe : formations Telliennes

L’ensemble tellien est caractérisé par la prédominance de faciès de marno-calcaires, qui s’étalent du Néocomien au Lutétien (Bouillin, 1977). Les séries telliennes sont constituées par un empilement de trois grandes séries qui sont d’après J.M. Villa, 1980 du Nord au sud :

II.2.3.1. Une série Ultra-tellienne

Cette série comporte les formations marneuses et marno-calcaires d’âge Crétacé à Eocène (Vila, 1980).

II.2.3.2. Une série Méso-tellienne

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

II.2.3.3. Une série Péni-tellienne

Cette série se distingue par des formations Jurassique-Crétacés, caractérisées par des faciès intermédiaires entre les faciès de la plate-forme (calcaire et marno-calcaire du néritique) ; et des faciès de bassin (marne du domaine tellien).

II.2.4. Les formations post-nappes

Elles sont constituées par les dépôts marins et continentaux. Dans la partie nord de la petite kabyle, ces formations comportent deux cycles sédimentaires (Bouillin, 1977) :

 Un premier cycle est constitué par des marnes grises ou bleues, du Miocène supérieur, à rare passées calcareuses discontinues et plus ou moins arrondies transgressives. La série marneuse repose en discordance à la fois sur le socle Kabyle et à l’OMK (Djellit, 1987).  Un deuxième cycle, constituées essentiellement par des conglomérats d’une épaisseur

(32)

17 conglomérats comportent des blocs anguleux, de galet, de gravier, et de sable de taille variable et mal classés dans une matrice argileuse, empruntées en totalité soit au socle kabyle, soit aux unités à matériel flysch. (Djellit, 1987). Ces formations à éléments polygéniques et hétérométriques. C’est la limite normale entre les dépôts continentaux (Pliocène), et les dépôts marins (les marnes du Miocène supérieur).

II.2.5. Les roches magmatiques

Les roches magmatiques de la Petite Kabylie sont principalement représentées par :



Des roches basiques et ultrabasiques (péridotites, gabbros, diorites, microdiorites et dolorites) de Texenna et du Cap Bougaroun.



Des roches volcaniques (rhyolites, trachytes, andésites, dacites, rhyodacites, pyroclastites) dans la région de Cavallo, Cap de fer, et Collo.



Des roches granitiques (granites, microgranites, et grano-diorites) dans la région d’El-Milia, et Collo. Ces roches granitiques résultant d’un épisode magmatique miocène sont une particularité de la partie orientale de la Petite Kabylie (Roubaut, 1934 ; Robin, 1970 ; Semroud, 1971 ; Fougnot, 1990 ; Ouabadi, 1994).

II.2.6. Les formations du quaternaire

Elles sont représentées par des alluvions récentes et des alluvions actuelles (Djellit, 1987) :  Les alluvions récentes sont grossières et constituent les terrasses recent des vallées  Les alluvions actuelles sont composées d’éboulis et de brèches non consolidées

II.3. Géologie du site des zones instables au niveau de PK20

Les zones instables au niveau de PK 20 sur la pénétrante Djendjen-El-Eulma sont situées dans la versant Est de la vallée d’Oued Mencha dans le Nord-Ouest de la commune de Texenna.

D’après notre recherche bibliographique et nos sorties de terrain, le site des zones instables au niveau de Pk20 est occupé par les formations du flysch Numidien (figure 08).

Les zones affectées par les glissements sont caractérisées par le flysch de l’Oligocène constitué par grés de couleur jaunâtre avec intercalations des niveaux argileux et marneux. Cette unité est caractérisée par une alternance de grés quartzeux à microconglomérat jaunâtres en gros banc, avec intercalations de niveaux argileux et Marneux gris. Ces lithologies affleurent le long du tracé jusqu’au PK 21+600 environ.

(33)

18

Légende : Unité supra-kabyle : 1-nappe de Guerrouch ; 2-numidien ; 3-unité du flysch dissocié ; 4-Oligo-miocène kabyle (a, stratification ; b, olistolite majeur). 5-Unités infra-kabyle : unité du

Flysch schisto-gréseux (a, Cénomano-Turonien) ;6-unité volcano-sédimentaire (la flèche dans cette unité indique la direction de cisaillement) ; 7-socle kabyle (S, copeaux de socle à la base des unités supra-kabyles) ; 8-plis N-S dans la nappe de Guerrouch ; 9-coupe géologique AB.

Figure 07 : Esquisse géologique de l’extrémité de la Petite Kabylie (Djellit et Anderieux, 1987)

La coupe géologique de direction N-S a été effectuée à partir de la carte de Djellit et

Andrieux, suivant le trait de coupe A-B (figure 08) (Keroum et Ouazet, 2014).

Figure 08 : Coupe géologique Jijel-Tamesghida (Keroum et Ouazet, 2014)

(N) (S)

Marne

Zone de glissement

(34)

19 La lithologie du flysch Numidien est représenté par (Djellit, 1987) :

Figure 09 : Colonne lithologique synthétique du flysch Numidien (Djellit, 1987)

Les affleurements des flysch numidien au niveau de site PK 20 sont illustrés par les photos

suivantes (figure 10).

Grés et argiles du Flysch Numidien (PK 20+400) Blocs de grés (PK 20) Figure 10 : Les affleurements du flysch numidien au niveau de site PK 20.

Lithologie

Le flysch numidien montre de haut en bas : I) 50 m d’argiles aux teintes variées :

Vertes, rouges, jaunes et grises, à intercalation calcaro-gréseuses à glauconie (a).

II) 10-20 m d’une alternance de pélites bleutées et de marne à intercalations gréseuses décimétriques, soit en niveaux continus (a), soit lenticulaires (b) et à figure se base ( flute cast, figure de charge etc ..)

III) 150-160m un ensemble gréseux, en bancs épais (2-3m), à faciès numidien composé essentiellement de grés de teinte jaune- blanc (rouille à l’altération) à grains grossiers de quartz roulé.

IV) 10-15 m de bancs de calcaires gréseux associés à des marnes calcaires, terminent cette succession.

(35)

20 (m)

Figure11 : Coupe géologique qui recoupe les zones instables au niveau de PK 20 (réalisé par KADJA.H et FENGHOUR.B,2018)

II.4. Tectonique

Au niveau de la région d’étude qui fait partie de la terminaison occidentale de la Petite Kabylie, plusieurs événements tectoniques qui ont conduit à la structure actuelle. Les différents aspects tectoniques régionaux sont le charriage, les déformations ductiles et les déformations cassantes (Djellit, 1987).

II.4.1. Les charriages

Affectant les différentes nappes : flyschs, socle Kabyle, et le tellien.

II.4.2. Déformations ductiles

Elles sont matérialisées par les plissements N-S), et E-W visibles dans les formations du socle Kabyle et les formations du flysch massylien, et celles de la couverture sédimentaire.

II.4.3. Déformations cassantes

Elles sont marquées par les rejets de grands accidents tectoniques d’ampleur régionale, animées par des déplacements faibles et horizontaux (décrochements). Les directions dominantes de ces accidents sont : N-S, E-W, NE-SW, et NW-SE, et affectent aussi bien le socle Kabyle que les formations récentes.

Ces accidents ont engendré des dislocations et le broyage des formations affectées. Un intense réseau de fracturation à accompagner ces grands accidents tectoniques.

Grés numidien avec des grands bancs de grés décimétriques Marnes feuilletées d’aspect schisteuse et argile numidienne Intercalation des niveaux argileux et marneux et grés Limon sableux argileux bruns à jaunâtre

Masse glissée (dépôt de glissement)

II.1.

(36)

21

II.5. Sismo- tectonique

La région de Jijel est située dans une région sismique classée d’après Bockel (1999),comme région pouvant subir des secousses supérieures à l’intensité 8, les épicentres de la plupart des secousses ressenties sont localisées entre Bejaia et Sétif dans la zone des Bibans et des Babors . Cet axe sismique parait présenter une activité qui s’atténue vers l’Est, où les structures en nappes viennent buter sur les contreforts du socle.

Les données historiques relatives à la sismicité font état d’un évènement majeur survenu le 21 Août 1856 au large de Jijel (Djedjelli). Les autres foyers sismiques sont situés à plus de 50Km du côté Est du barrage d’El-Agrem. Le dernier séisme ressenti dans la région est celui de Kherrata 2006. Les études les plus récentes réalisées par Yelles et al (1999) montrent l’existence d’une faille supposée active dans la zone de la pente continentale au large de Jijel.

Selon la Règlement Parasismique des Ouvrage d’Art RPOA (version, 2008) le territoire

Algérien est divisé en quatre zones de sismicité décroissante de 0 à III (Figure 12) :

 Zone 0 : séismicité négligeable.  Zone I : séismicité faible.  Zone II-a : séismicité moyenne.  Zone II-b : séismicité élevée.  Zone III : séismicité très élevée.

La région de Jijel est classée dans la zone de moyenne sismicité (zone IIa).

(37)

22

II.6. Conclusion

Les zones instables au niveau de PK 20 sur la pénétrante Djendjen-El-Eulma sont situées dans la versant Est de la vallée d’Oued Mencha dans le Nord-Ouest de la commune de Texenna qui sont fait partie de la petite Kabylie

Ces zones instables sont occupées par les formations du flysch Numidien, qui sont affleurant le long du tracé de la route jusqu’au PK 21+600 environ, dont les zones affectées sont les grés, et les alternances de grés-argilite , De point de vue sismique, le site est caractérisé par une sismicité moyenne.

(38)

(39)

Chapitre III étude Hydro-climatologique

23

III.1. Introduction

L’étude hydro-climatologique est primordiale dans toute étude géotechnique puisqu’elle permet l’estimation quantitative des ressources en eau disponibles et donne des informations sur le régime hydrologique. L’importance du caractère hydrologique de la région d’étude conditionne l’occurrence et l’intensité des mouvements de terrain. L’étude hydrologique passe principalement par un traitement de mesures hydro-climatologiques permettant d’établir le bilan hydrologique et par conséquent de comprendre les mécanismes de la circulation et de l’infiltration des eaux induisant les instabilités des terrains.

L’objectif de cette chapitre est de déterminer le régime climatique et hydrologique du site de PK 20, en se basant sur l’analyse et la comparaison de la variation temporelle des

différents paramètres climatiques, à partir des données de station météorologique d’El-Agrem), sur une période d’observation qui s’étale sur 10 ans (2005 à 2015).

III.2. Climat

La région d’étude fait partie de la wilaya de Jijel, cette dernière est considérée parmi les régions les plus pluvieuses d’Algérie, elle est caractérisée par un climat méditerranéen, pluvieux et froid en hiver, chaud et humide en été.

Les températures moyennes saisonnières sont de 23.84 C° en été, et de 12.25 C° en hiver. Les précipitations d’eaux annuelles varient entre 1000 et 1200 mm/an (figure 13). Elle révèle un potentiel hydrique très important. Ce potentiel hydrique se manifeste par l’émergence de nombreuses sources d’eau.

Figure 13 : Carte pluviométrique de la wilaya de Jijel (ANRH, 1996)

(40)

24 D’après la carte de la figure 13, le site de Pk 20 est caractérisée par une précipitation annuelles forte (fourchette de 1200-1400).

III.3. Réseau hydrographique

La région d’étude est caractérisée par un réseau hydrographique assez important en relation surtout avec la lame d’eau précipitée durant l’année. Ce réseau est représenté par les différents drains, alimentés surtout par les sources et le ruissellement des surfaces en liaison surtout avec la fonte des neiges des reliefs élevés. Ces différents drains alimentent les principaux Oueds de la région.

Figure 14 : Réseau hydrographique du sous bassin d’El-Agrem (Souyad et Boumssid,2015)

III.4. Analyse des paramètres climatiques

Parmi les facteurs hydro-climatologiques étudiés : la pluviométrie, la température du l’air et l’évaporation à partir des données, des périodes récentes, notées et traitées par l’agence nationale des ressources hydrauliques (ANRH). Ces données s'étalent sur la période de 2005 au 2015 de la station d'El-Agrem.

(41)

25

III.4.1. Précipitations

L’analyse des paramètres des précipitations, nous a permis de déterminer les précipitations moyennes mensuelles durant la période 2005 au 2015 (tableau 01 et figure

15).

Tableau 01 : Précipitations moyenne mensuelles durant la période 2005-2015 (Station du Barrage El-Agrem).

Saison Automne Hiver Printemps Eté Annuelle

Mois Sep Oct. Nov. Déc Jan Fév. Mar Avr. Mai Juin. Juil. Aout

1141,2 P(mm)

74.93 117.91 162.39 193.93 143.16 167.27 140.29 71.27 43.73 13.11 1.09 12.14

118.41 168.12 85.09 8.78

Figure 15 : Répartition mensuelle des précipitations enregistrées à la station du barrage El-Agrem de la période (2005-2015)

L’examen du tableau et le graphe de la figure 15, a montré que les quantités de pluies les plus élevées sont enregistrées durant l’hiver avec une moyenne de 168.12mm, dont le mois le plus pluvieux est décembre avec un taux de 193.93 mm, par contre les précipitations minimales sont observées en été avec une moyenne de 8.78mm, dont le mois le plus sec est juillet avec un taux de 1.09 mm.

III.4.2. Température

La température est un facteur de grande influence sur le bilan hydrologique. Le tableau 02

résume les données concernant ce paramètre, mesurées à la station du barrage d’El-Agrem durant la période 2005-2015 (tableau 02 et figure 16).

(42)

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Tableau 02 : Températures moyennes mensuelles durant la période 2005-2015 (Station du barrage EL-Agrem)

Saison Automne Hiver Printemps Eté T°moyenne

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou

17.51 T (°C)

19.03 17.4 16.26 12.96 12.13 11.68 12.34 14.91 19.31 23.04 24.15 24.35

17.56 12.25 16.40 23.84

Figure 16 : Données des températures moyennes mensuelles Station du barrage El-Agrem (2005-2015)

Les données ci-dessus indiquent que la saison la plus froide est l’hiver avec une température moyenne saisonnière de 12.25°C, dont le mois le plus froid est Décembre avec une valeur de température de 12.96°C, par contre l’Eté représente la saison la plus chaude avec une température moyenne saisonnière de l’ordre de 23.84°C, dont le mois le plus chaud est Aout avec une valeur de température de 24.35°C.

III.4.3. Evaporation

(43)

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Tableau 03 : L’évaporation moyenne mensuelle durant la période 2005-2015 (Station du barrage d’El-Agrem)

Figure 17 : Réparation mensuelle de l’évaporation enregistrée à la station du barrage El-Agrem durant la période (2005-2015)

Les données disponibles de l’évaporation indiquent que la valeur moyenne maximale de l’évaporation est observée en été avec une valeur de 191.31mm (la température élevée), alors que la valeur moyenne minimale est observée en hiver avec 52.64mm (la température faible).

III.4.4. Relation températures – précipitations (Diagramme Ombro-thermique)

Le diagramme Ombro-thermique résulte de la combinaison des deux principaux

paramètres climatiques : précipitations et températures. Il permet de déterminer les mois

les plus secs correspondants selon la définition de Gaussen et Bagouis au moins ou les précipitations moyennes sont inférieures ou égales aux doubles des températures

moyennes(P  2T) .

Le diagramme Ombro-thermique permet de donner une idée générale sur la période sèche et la période humide.

Saison Automne Hiver Printemps Eté Annuelle

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juil Aou

451,66 Evp (mm)

131.89 101.82 70.17 53.72 51.75 52.47 88.13 94.46 136.69 183.63 193.4 196.9

(44)

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Figure 18 : Diagramme Ombro-thermique (Station du barrage El-Agrem 2005-2015)

Le diagramme Ombro-thermique de la figure18 est tracé à partir des données des précipitations et des températures de la station d’El-Agrem (période de 2005-2015).

L’examen et l’analyse de ce diagramme ont montré que la période sèche s’étend de la fin de Mai jusqu’au début de septembre tandis que la période humide s’étend de la fin de Septembre jusqu’à la fin de Mai.

III.1. Bilan hydrologique

Le bilan hydrologique est indispensable pour l’évaluation des réserves d’eau transmises ou emmagasinées dans une région. L’établissement du bilan hydrologique d’une région consiste à évaluer la répartition des précipitations reçues sur une surface, entre les différentes composantes suivantes :

- L’évapotranspiration (ETR) ; - Le ruissèlement (R) ;

- L’infiltration de l’eau sous-sol (I). Le bilan est donné par la formule suivante :

P = ETR + R + Wa………(1)

Avec :

P : précipitations moyennes annuelles en mm ; R : ruissellement en mm ;

I : infiltration moyenne en mm ;

Wa : variation des réserves (souvent négligeable) ; ETR : évapotranspiration réelle en mm.

Période

humide Période

humide

Période sèche