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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 164
Annexe A
A-1 Introduction p 164 A-2 Etudes hydrologiques p 164 A-3 Etudes
hydrauliques p 169 A-4 Calage dun pont p 171 A-5 Phnomne du remous
p 172 A-6 Affouillements p 178
A-1 Introduction En Afrique du Nord, et notamment en Tunisie, le
rgime de pluie est imprvisible et trs variable. On peut observer
des longues priodes de scheresse et puis soudainement une pluie
torrentielle. De plus, les statistiques ncessaires ne sont pas
toujours disponibles. Ainsi, pour dterminer les dbits maximaux des
crues, on doit avoir recours aux lois hydrologiques, bases sur les
statistiques disponibles. Ce sont des lois semi-empiriques. Mais
ces lois ne sont pas uniques et selon la loi, le rsultat diffre de
1 3 ou plus notamment dans l'utilisation de certains cfficients. Le
dbit maximum de la crue qui passe dans un oued est le dbit
hydrologique. Alors que la capacit d'un pont d'vacuer l'eau sous le
tablier constitue le dbit hydraulique. Ainsi, la dtermination de la
position verticale d'un pont est d'galiser les deux dbits et pour
plus en scurit il faut que le deuxime dpasse le premier.
A-2 tudes hydrologiques 4-2-1- Dfinitions
Bassin versant, BV. Le Bassin Versant (BV) un point A d'un cours
d'eau (exutoire) est une surface regroupant l'ensemble des points
d'o partent les coulements qui passent par le point A pour
poursuivre leur trajet vers l'aval (Figure 1). Les limites d'un BV
sont les lignes des crtes qui le sparent d'un bassin voisin. Ces
lignes de crtes sont traces sur une carte en courbe de niveau. (ch:
1/50 000 tel que la carte d'tat major).
A(exutoire
BV
Amont
Aval
Figure 1: Bassin versant
ETUDES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES DES PONTS SUR LES OUEDS
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 165
Priode de retour, T.
C'est la frquence, F, du retour d'une crue exceptionnelle.
Ainsi, T= 10 ou 20 ans pour les petits ouvrages (Buses ou Dalots)
T= 50 ou 100 ans pour les ponts (centennale pour les ponts
importants) T= 100 ou 500 ans ou mme 1000 ans pour les
barrages.
Pente moyenne, i pour une longueur L d'un Oued est:
Li
L1i1
L 2i 2
. . .
L1, L2, ...: Longueur des tronons droits de l'oued i1, i2, ... :
Pente des tronons correspondants.
L1,i1L2,i2
L3,i3
Figure N2: Oued avec diffrentes pentes
4-2-2- Calcul des dbits maxima. 4-2-2-1- Formules gnrales
Plusieurs formules empiriques donnant les dbits maxima ou les dbits
spcifiques maxima sont en fonction des caractristiques du BV et
notamment sa superficie S. Q: Dbit maximal (m3/s) q: dbit spcifique
maximal (m3/s/km2). 4-2-2-1-1- Formules de Myer (USA). [1,2] Q = C
S . C: Cte "Myer" du BV: Elle est en fonction des caractristiques
du BV et en particulier de la pente moyenne de ses bassins. Aux USA
et divers autres pays, des cartes de la "cte Myer" sont tablies
pour leur BV. S: Surface du BV (km2).
: exposant ( = 0,4 0,8 suivant les rgions); gnralement 0,5 Q = C
S 4-2-2-1-2- Formules de Fronkou-Rodier (1967). [1,3]
Q10k1
106
8
S10
S: Surface du BV (km2). k: Cfficient de Frankou-Rodier (varie de
2 6); k=2 pour rgime calme et rgulier et k=6 pour des crues record
dans le monde. A dfaut de prcision, on peut prendre les estimations
suivantes:
Crue Normale importante exceptionnelle k 3,2 3,6 4,1 4,7
Tableau N1: Valeur de k dans le cas gnral
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 166
On prend k 4 pour un dbit centennale (T= 100 ans). Par exemple
pour la rgion de Bizerte, les valeurs suivantes ont t proposes
[3]:
T (ans) 10 20 50 100 k 3,68 3,85 4,06 4,20
Tableau N2: Valeur de k usuelle. Cette mthode est assez employe
en Tunisie. 4-2-2-1-3- Mthode rationnelle (Formule de Turraza).
[1]
6,3
SIKQ r (m3/s)
S: Surface du BV (km2). K r = Cfficient de ruissellement du BV.
(voir tableau). I: Intensit maximale des pluies (mm/h) ; I = f(T,
tc). T: Frquence ou Priode de retour (ans). tc: Temps de
concentration (h). I: Intensit des pluies, dtermine par la courbe
IDF (Intensit, Dure, Frquence ou Priode de retour) tablies pour un
certain nombre de postes pluviomtriques en Tunisie et prsent sous
forme de courbes(voir un exemple en Annexe). Le temps de
concentration tc est donn par la formule de Giandotti (donne aussi
par d'autres formules):
h8,0
L5,1S4tc (h)
L: Longueur de loued (km). h: Diffrence entre laltitude moyenne
du BV et celle de lexutoire (m).
S (km2) < 25 25 50 50 100 100 150 > 150 Pente faible forte
faible forte faible forte faible forte faible forte
30 % vgtation 0,55 0,66 0,52 0,63 0,49 0,59 0,46 0,56 0,44 0,53
30 50 % vgtation 0,44 0,55 0,42 0,52 0,40 0,49 0,37 0,46 0,35
0,44
50% vgtation 0,33 0,44 0,31 0,42 0,30 0,40 0,27 0,37 0,26 0,35
Pente faible: plaine; pente forte: montagne
Tableau N3: Cfficient de ruissellement K r en fonction des
caractristiques des BV d'aprs [4].
4-2-2-1-4- Mthode de Mallet -Gautier [5,6,7,8] Cette mthode est
propose pour l'Algrie mais peut tre aussi applique pour la Tunisie
et tout le Maghreb.
)SlogTLog.41(.L
S.)H.A1(log.K.2Q 101010
H: Pluviomtrie moyenne annuelle (m/an). T: Priode de retour
(ans). S: Surface du BV (km2). L: Longueur de loued dans le BV
(km). K: Cfficient variant de 0,5 6. A: Second cfficient.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 167
Pour lAlgrie, on adopte A = 20 et K = 1. K atteint 6 pour les
petits bassins faible pente. (K=3 pour Oued Ellil en Tunisie). Le
problme, dans ce cas, est la dtermination de ces deux coefficients.
4-2-2-2- Formules rgionales Tunisiennes. Ce sont les plus logiques
pour la Tunisie. 4-2-2-2-1- Formules de Kallel (1977). [1,6,9] q q
r S T q: dbit spcifique (m3/s/km2). Q: Dbit (m3/s) est t.q. Q = q
.S S: Surface du BV (km2). qr, et : Constantes rgionales. Daprs
ltude de R. Kallel, = - 0,5 et =0,41, c..d.; 41,0r TSqQ qr est
donne daprs le tableau suivant:
Rgions qr Domaine de validit Tunisie du Nord et Cap Bon 5,5 S
> 50 km2. Noyau Dorsale 2,6 S0,31 S > 200 km2. Tunisie
Centrale et Sahel 14,3 T = 10 ou 20 ans 24,7 T = 50 ou 100 ans Sud
(Est et Ouest) 12,35 S > 200 km2.
Tableau N4: Constantes rgionales pour la formule de Kallel.
Limites dapplication: - Comme le montre le domaine de validit,
cette formule n'est pas valable pour certaine superficie et
notamment les petites superficies. - La Limite entre Tunisie
centrale et noyau dorsale nest pas claire. - Cette formule ne tient
pas compte de la forme du BV.( Normalement si le relief devient
plus fort le dbit spcifique q augmente, en plus, lorsque la surface
du BV S diminue le dbit spcifique q doit augmenter). - Pour la
Tunisie Sud, lauteur na pas dobservation mais ajustement du
cfficient k de Francou-Rodier. 4-2-2-2-2- Formules de Ghorbel
(1984). [1,5,6] Q = RT .QmoyRT: Valeur rgionale reprsentant le
rapport des dbits. Qmoy: Dbit maximum moyenne. (m3/s).
Ensuite, Ghorbel a distingu 3 zones savoir: Zone I: LIchkeul,
l'extrme nord et les affluants rive gauche de la Medjerdah. Zone
II: La Medjerdah avec ses affluant rive droite, le Cap Bon et le
Zeroud Khanguet Zazia Zone III: Le Miliane, le Merguellil, la
branche nord du Zroud. a) Oueds appartenants la dorsale avec une
pente i > 5%. (tel que Oued Abid, O. Kbir Sidi Aouidet, O.
Haffouz et O. Oudiane) Qmoy = 2,86 S0,8. RT = 1,47 . T0,4 - 1,35
c..d. Q = 2,86 S0,8.(1,47 . T0,4 - 1,35). b) Autre Oueds des zones
I, II et III. D'une part,
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 168
232,0L
H.PI075,1SQ l
c
8,0moy
avec H: Diffrence entre altitude de la mdiane et laltitude de
lexutoire (m). Pl: Pluviomtrie moyenne annuelle sur le BV (m). L:
Longueur de lOued (km). Ic: Indice de compacit, tel que:
I cP
2 . . S
P: Primtre du BV (km). S: Surface du BV (km2). D'autre part, RT
= 1,33 . logT + 0,46 Zone I RT = 1,07 . T0,4 - 0,71 Zone II RT =
1,47 . T0,4 - 1,35 Zone III Ainsi, pour obtenir Q, Q = RT .Qmoy c)
Rgion du Sud et du Sahel de Sfax
Qmoy = 85 logS. RT est dtermin daprs le tableau suivant:
T (ans) 10 20 50 100 Sud 2,2 3,7 6,7 9,2* Sahel de Sfax 2,5 3,5
5,1 6,2*
* titre indicatif Tableau N5: Valeur de RT pour les rgions du
Sud et du Sahel de Sfax
pour la formule de Ghorbel. Pour obtenir Q, Q = RT .Qmoy
4-2-2-2-3- Formules de Frigui (1994). [6] Pour T=100 ans (le cas
qui nous intresse pour les ponts):
nm
1SAq Q = q .S
Am et n: Cfficient rgionales daprs le tableau ci-aprs.
Rgions Am n Nord 26,2 0,47 Medjerdah 53,5 0,53 Cap-Bon et
Meliane 38,4 0,44 Centre et Sud 76,7 0,44
Tableau N6: Valeurs rgionales d'aprs la formule de Frigui. Pour
T autre que 100 ans, employer la relation suivante:
q A m
S 1 n T
T : Cfficient rgionale dpendant aussi de la priode T, prsent
dans le tableau ci-aprs Rgions 100 50 20 10
Nord 1 0,8 0,58 0,45 Medjerdah 1 0,78 0,54 0,38 Cap-Bon et
Meliane 1 0,77 0,50 0,35 Centre et Sud 1 0,74 0,48 0,33
Tableau N7: Cfficient de correction suivant la priode T pour la
formule de Frigui.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 169
4-3 tudes hydrauliques
4-3-1- Dfinitions [10]
ySM
PM
Figure N3: Profil d'une section d'un Oued.
Section mouille; SM; Surface de la partie de la section droite
de l'Oued limit par les parois et la surface libre.
Primtre mouill, PM, primtre de la partie de la section mouille
en contact avec les parois.
Tirant d'eau, y, distance de la surface libre de l'coulement au
point le plus bas de la section de l'Oued.
Rayon Hydraulique, RH, RH = SMPM
4-3-2- Calcul du dbit hydraulique: Formule de
Manning-Strikler
Q: Dbit hydraulique (capacit d'une section), en m3/s
2/13/2 I.R.S.KQ Formule de Manning-Strikler [1,7,8]
S: Surface mouille (m2) = SM.
R=RH: Rayon hydraulique (m) = mouillPrimtremouilleSurface
I: Pente du plan d'eau ou dfaut du lit de l'Oued dans les
environ de l'ouvrage.(m/m) K: cfficient de Strikler, qui reprsente
la rugosit globale du lit. Ce cfficient dpend d'un grand nombre de
facteurs, notamment de la nature des matriaux de surface, de
l'alignement du lit de l'oued et du paralllisme des berges. Il est
gnralement calcul d'aprs la formule suivante [7,8]:
K = K' ( 1 - n1 - n2 - n3) K': Coefficient de rugosit de
peau.
K' 21
d5016
ou K' 26
d9016
d50 et d90 (en m): diamtres moyens des grains 50% et 90% de la
courbe granulomtrique des matriaux du lit de l'Oued.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 170
n1 n1 Nature du lit
0 0,1 Lit trs plat et trs rgulier 0,1 0,2 Lit mineur formant de
longues sinodes entre bancs longs; surface rgulire 0,2 0,3 Lit
mineur divis en plusieurs bras entre bancs surface relativement
rgulire 0,3 0,4 Lit mineur divis entre bancs surface irrgulire:
bancs en caille, dunes, rides 0,4 0,5 Lit trs tourment
Tableau N8: Valeurs de n1 en fonction de la nature du lit.
[7]
n2 n2 Nature des berges 0 Berges trs rectilignes et trs
parallles
0,05 0,1 Trac gnrale parallle mais lgrement sinodal (longueur
d'onde assez grande) 0,15 0,25 Trac trs mineur ou largeur
rapidement variable et irrgulire sur une assez grande
longueur - 0,2 - 0,1 Berges trs lisses, lit troit vis--vis de la
profondeur d'eau
Tableau N9: Valeurs de n2 en fonction de la nature des berges.
[7]
n3 n3 Nature des berges et du fond 0 Berges lisses, lit large ou
berges rgulire avec mme rugosit de peau que le fond
0,05 0,1 Berges rugueuses par rapport au fond, lit large 0,1 0,2
Berges rugueuses par rapport au fond, lit troit
Tableau N10: Valeurs de n3 en fonction de la nature des berges
et du fond du lit. [7]
En absence des donnes granulomtriques, les valeurs du
coefficient K de Strickler couramment utilises sont les suivantes
[8]:
Nature du lit de l'Oued K Bton lisse 75 Terre trs rgulire 60
Terre irrgulire avec vgtation, cours d'eau rgulier et lits
rocheux
35
Sur cailloux 30 Terre l'abandon, cours d'eau avec transport
solide
20
Tableau N 11: Valeurs du cfficient de Strikler en fonction de la
nature du lit d'aprs [8] D'autres auteurs ont donn des valeurs plus
simplifies du coefficient K [11], ce sont les valeurs lesplus
employs :
Nature du lit de l'Oued K Section rgulire sans vgtation 35
Section rgulire avec vgtation 30 Section irrgulire sans vgtation 25
Section irrgulire avec vgtation 20
Tableau N 12: Valeurs du cfficient de Strikler en fonction de la
nature du lit d'aprs [11]
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 171
4-4 Calage d'un pont Pour diffrent niveau deau y, nous avons des
sections mouills diffrentes et des rayons hydrauliques diffrents,
ainsi nous obtenons des dbits hydrauliques diffrents. Ainsi, on
choisit diffrent hauteur deau (tirant deau), y (y1,y2, , yn).
yY
yy1
n
2
1 m
PHE
Pont
Figure N4: Positionnement d'un pont sur une section d'un
oued.
y1 SM1 & RH1 Qrau1 y2 SM2 & RH2 Qrau2 . . . . . . . . .
. . . yn SMn & RHn Qraun Nous traons la courbe du dbit Q en
fonction de y: Q = f(y)
Q
yy yy
Q
Q
Q
Qro
rau
rau
rau n
2
1
Y=PHE
Q = f(y)
2 n1
Figure N5: Dtermination du PHE (Y) d'aprs le dbit hydrologique(
Qro)
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 172
Pour une priode donne T, connaissant le dbit hydrologique, Qro,
daprs les mthodes de la section 4-2-2, on implante sur les axes de
Q pour en dduire le PHE, Y, daprs la courbe Q=f(y). Ainsi le calage
du pont est:
Pour T donne, Qro Y = PHE. Calage d'un pont = PHE + Revanche
Revanche (= 1,5 2 m) pour : viter d'avoir des corps flottants
(troncs d'arbre) heurtant l'intrados du tablier en cas de crue
avoir les appareils d'appuis (surtout ceux en lastomre frett) en
dehors des eaux. tenir compte des phnomnes de remous s'ils ne sont
pas calculs, dailleurs, cette tude est prsente dans la section
suivante.
Une fois la hauteur, H, de louvrage est connue, on peut
dterminer sa longueur, L, en employant la pente des berges. 4-5
Phnomne du Remous [12,13]
4-5-1- Description du phnomne On suppose que le phnomne du
remous est dans le cas du lit simple. Soit un lit rectangulaire o
l'coulement est uniforme avant l'implantation d'un pont. Suite
l'existence d'une obstruction (pont), l'coulement devient perturb
et on constate un exhaussement lgrement l'amont de l'ouvrage. Sur
la figure N6, vue en dessus, on reprsente l'coulement perturb. Dans
la partie centrale de l'coulement, la direction des lignes de
courant est peu altre, alors qu' proximit des rives, elles se
dcollent des bords au point "a" appel points de sparation, pour
converger vers la contraction, laissant des zones "Ia" dites de
"zones de sparation" qui sont le sige de grandes turbulences. Aprs
la section 2, o elles pntrent dans la contraction, elles continuent
converger lgrement en se dcollant de la cule, jusqu' la section 3,
partir de la quelle elles divergent pour occuper de nouveau, la
section 4, toute la largeur de la rivire. De nouvelles zones de
sparation "IIa" sont ainsi cres. Sur la mme figure (N6), coupe
longitudinale, on voit que la perturbation apporte par la
contraction commence en amont en une section 0, partir de laquelle
l'eau monte (par rapport la hauteur normale) jusqu' un maximum (qui
mesure l'importance du remous). Ce maximum est atteint la section
1, lgrement en amont de la contraction, au niveau du point de
sparation "a". La surface libre de l'coulement commence alors
redescendre pour atteindre son point le plus bas la section 3. Elle
remonte de nouveau jusqu' retrouver la hauteur normale. C'est dans
la section 3 que les vitesses passent par un maximum. Le projeteur
est appel connatre une caractristique trs importante dans cette
tude : l'exhaussement maximum de la ligne lgrement l'amont d'un
ouvrage, donne par lexpression suivante : 01
*1 hhh
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 173
1h*
Section0
Section1
Section2
Section3
Section4
h1h 3
h 3*
h = h4 n
h = h0 n
Hauteur normale(coulement uniforme)
Cule
Cule
bB
Jet contract
point de sparation
a
a
Ia
Ia
IIa
IIa
Rive
V
0 1 2 3 4
Figure N6: Remous d l'obstruction: Profil en long et vue du
dessus. [12] 4-5-2- Valeur de l'exhaussement maximal. La mthode la
plus facilement utilisable est celle du Bureau of Public Roads des
USA [13], labor d'aprs des essais sur modles. Soient: h1: Le tirant
d'eau maximum juste en amont du pont. ho: Le tirant d'eau dans la
section considre avec rtrcissement (au niveau du pont)
= PHE.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 174
01
*1 hhh : Le remous maximum d au rtrcissement.
b: La largeur entre Cules.
B: La largeur du cours d'eau. (entre les berges)
MbB
: Le rapport de contraction (dans le cas de section
rectangulaire).
VaQ maxb. h 0
: La vitesse moyenne au niveau du pont.
Le remous h1
* est donn par:
g2
VKh2a**
1
g: pesanteur (= 9,81 m/s2).
K*: Cfficient qui est calcule partir des abaques prsents ci-aprs
selon la dcomposition suivante:
K* = Kb + Kp + Ke. Kb est le coefficient de base, terme
principal de calcul. Il est donn par les figures 7 et 8 en fonction
du coefficient d'obstruction M pour les divers types de cules en
vue de dessus. Ce coefficient est le plus important dans lvaluation
du remous.
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
M
Type 1 Type 2
Type 3
Type 1
Type 2
Type 3
Figure 7: Cfficient de base Kb en fonction du rapport de
contraction M (=b/B),
pour les cules de types 1,2 et 3.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 175
Figure 8: Cfficient de base Kb en fonction du rapport de
contraction M (=b/B),
pour la cule type 4. Kp: terme correcteur rendant compte de
l'effet d'obstruction des piles, fonction de J coefficient
d'obstruction des piles (dfinie sur la figure 9), du type de pile
et de M. Kp peut tre considr comme indpendant du diamtre, de la
largeur, de l'espacement des piles et du nombre de piles mises dans
l'alignement les unes des autres condition qu'il soit au plus gal
cinq. Ko =f(J) est donn par la figure 10 et =f(M) est donne par la
figure 11. Kp= Ko .
J= n.E/b avec n: nombre de piles. et E: Epaisseur des piles
Figure N9: Dfinition du cfficient d'obstruction J.
ho
Cule E
b
Pile
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 176
0,00 0,100,0
0,1
0,2
0,3
0,4
J 0,18
Figure 10: Cfficient Ko en fonction du cfficient d'obstruction J
suivant le type des piles.
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
M
Figure 11: Cfficient en fonction du rapport de contraction
M.
Ce coefficient (Kp) devient important lorsque les piles sont
assez massive tel que pour les piles en maonnerie (E augmente, J
augmente et Ko et Kp sont plus grandes). Ke: Coefficient correcteur
d l'excentricit dfini sur la figure 12 en fonction de M et du
coefficient d'excentricit e dfini par (voir figure 13):
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 177
e 1qcqa
lorsque qc qa
ou
e 1qaqc
lorsque qa qc
qbqc qa=b
Figure 12: L'excentricit des cules
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,00
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
M
e=1,0
e=0,95
e=0,90
e=0,85
e=0 0,80
Figure 13: Cfficient correcteur due l'excentricit en fonction du
rapport de contraction M.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 178
4-6 Affouillements 4-6-1- Introduction
Affouillement gnral : Sur tout le lit de l'oued. Affouillement
local : Autour des appuis d'un ouvrage.
Affouillement total = Affouillement gnral + Affouillement
local.
Le niveau de fondation doit tre situ sous la profondeur de
l'affouillement pour les fondations superficielles. A ne pas
considrer la portance du sol affouillable dans l'tude des
fondations profondes.
4-6-2- Affouillement gnral
En thorie: [12]
y1 1, 2 Bb
23 y 2
Aff = y1-y2.
b B
a) En Plan
Avant Affouillement
Aprs Aff
y1y2
Paff
Pile
Fondation
Tablier
b) En Section Transversale
Figure N14 : Notations pour le calcul de l'affouillement gnral
a) En Plan b) En Section transversale
En pratique:
Si dans un pass plus ou moins rcent, le cours d'eau a connu une
trs forte crue entranant un affouillement gnral sur une certaine
profondeur, les sdiments qui se sont redposs la suite de la crue ne
doivent pas prsenter les mmes caractristiques de compacit que les
couches adjacentes [10]. Daprs lessai pressiomtrique, on obtient le
Module pressiomtrique (E) et la Pression limite (Pl) pour en dduire
ltat de compacit E/Pl. Ainsi, on trace la courbe de l'tat de
compacit (E/Pl) en fonction du profondeur du sol (h). On cherche
s'il y a une discontinuit apparente dans la courbe. La profondeur
pour laquelle apparat cette discontinuit constitue la profondeur de
l'affouillement gnral.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 179
E/P l
h
haff discontinuet
Figure N15 : Courbe de compacit en fonction de la profondeur du
sol, indiquant la profondeur de l'affouillement
D'autre auteurs ont prsents une autre estimation selon la
granulomtrie des matriaux du fond de lit, et en particulier le
diamtre des sdiments [14]. Q: Dbit du projet (m3/s), SM: Section
mouille (m2) correspondant eu PHE. B: Largeur du lit mineur (m).
1er cas: Lit sdiments fins (d90 < 6 mm) : La profondeur de
l'affouillement gnral est donne par la formule de Hayni et
Simons[14]:
B
SQ.48,0H M36,0g
2me cas: Lit sdiments grossiers (d90 > 6 mm): La profondeur
de l'affouillement gnral est donne par Kellerhals[14]:
B
SB.d.Q.249,0gHM8,012,0
908,0
Ici, d90: dimension des mailles laissant passer 90% en poids de
l'chantillon (m). 4-6-3- Affouillement local a) Piles Hypothses: 1)
Sol non-cohsif (sol pulvrulent), tel que les sdiments granulaire
pour les quel le diamtre des sdiment est petit (quelque cm). Pour
les sols cohsifs, l'affouillement est nul. 2) Langle d'incidence
entre la direction de l'eau et l'axe des piles est nul. Dans le cas
contraire, il est recommand de procder des corrections (voir
Calgaro [10]).
Cas des piles circulaires [12]: Paff = 2. D D: Diamtre des
piles
D
En plan
Figure N16: Section en plan d'une pile circulaire
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 180
Cas des piles non-circulaires [12]:
Section allonge: Paff = 2.D D: Largeur de la pile
DEn plan
L
Figure N17 : Section en plan d'une pile allonge
Section rectangulaire: Paff = 2,6 D D: Largeur de la pile
En plan
D
L
Figure N18 : Section en plan d'une pile rectangulaire SHEN [14]
a prsent une formule indpendamment de la forme des piles: 619,0L
D.V.277,0H (m) Avec V: Vitesse moyenne dans l'oued. (m/s) D:
Largeur de la pile. (m) b) Cules
Ys
Y
Figure 19: Affouillement gnral Aff = Ys -Y Ys: Hauteur de l'eau
aprs affouillement Y: Hauteur de l'eau avant affouillement.(PHEC)
D'aprs Izard et Bradley (1958) [12]
32
s q.1,2Y
q: Dbit par unit de largeur, c..d., bQq max
b: distance entre cule (m) Qmax: Dbit maximal.(m3/s) Vigoureux
et larachi (1972) [12] ont propos:
61 3
2
s d .q.73,0Y d: diamtre moyen des sdiments.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 181
4-6-4- Protection contre l'affouillement [12] a) Protection des
piles La protection contre l'affouillement des piles peut se faire
soit par des caissons de fondations, soit par des pilots, soit par
des enrochements. Cette dernire mthode est la plus simple et la
plus utilise.
Caissons de fondations : Cas d'une pile circulaire. Rduction de
l'affouillement par 1/3.
T.N.
D
=3D
D/2 Aff
Figure N20: Protection contre l'affouillement par caisson de
fondation Pilots
On distingue 5 paramtres dterminer: n: nombre des pilots :
diamtre des pilots e: espacement des pilots L: distance entre pile
et le dernier pilot : angle d'ouverture des pilots. Jusqu' prsent,
il n'y a pas de lois pour la dtermination de ces paramtres. Par
exemple, pour protger les pylnes nord du pont haubans du normandie,
13 gabions circulaires de 8,92 m de diamtres ont t employs. Ces
lots sont relis par 12 gabions et entours par des palplanches de 16
m de profondeur.
Section en plan
Pile
L
e
Pilot (diam = )
Figure N21: Protection contre l'affouillement par pilots
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 182
Illustration : Protection de la pile du pont de normandie.
Tapis d'enrochements. C'est la mthode la plus simple et la plus
employe. Elle est assez efficace. En plus de son caractre prventif,
la mthode d'enrochement prsente un caractre curatif. Sa mise en
uvre est assez facile. Il est recommand veiller sur deux
prcautions: - employer un filtre pour viter l'enfoncement des blocs
dans le lit.
- ne pas avoir des blocs crant une obstruction importante
l'coulement.
Photo N1 : Enrochement entourant une pile dans le pont de la
dviation du Hammamet Nord.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 183
Les dimensions prvoir sont les dimensions en plan et en paisseur
ainsi que l'paisseur moyenne des blocs d'enrochement. En plan:
3D
Figure N22: Dimensionnement en plan de l'enrochement.
paisseur: EE EE = Sup (D, 3 )
o : Diamtre des blocs d'enrochement.
EE
Enrochement
Fondation
Figure N23: Profondeur d'enrochement Diamtres des blocs; = ? Vc:
Vitesse du charriage. (m/s) D'une part; Vc = 2 Vmax = 2 Qmax/S = 2
Qmax/(b.ho) ho: PHE.
D'autre part; Vc= g 2 2,1 B
g=9,81 m/s2. (La pesanteur). B: poids volumique des blocs. :
poids volumique de l'eau.
Ainsi B
20
2
2max . h b
Q . 142,0
Pour une densit des blocs de: B= 2,6 alors,
10V2max c..d.
2
0
maxh.b
Q 52
Egalement, on peut utiliser les courbes d'Izbach [12].
3 D
Enrochement Pile (diam=D)
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 184
b) Protection des cules. La protection des cules peut se faire
galement par enrochement. Mais, on peut utiliser aussi des murs
guideaux ou des panneaux de fonds.
Enrochement: On adopte le mme principe et le mme dimensionnement
que pour les piles.
Murs guideaux:
Cule
Eau
Murs guideaux
Figure N24: Vue en plan des murs guideaux.
Panneaux du fond: Ce sont des crans verticaux faiblement inclins
sur la direction de l'coulement. Cette mthode n'est pas trs
efficace.
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M. Ben Ouzdou Chap 4, page 185
Rfrences relatives au Chapitre 4 [1] A. Ghorbel, "Guide Pratique
des Calculs Hydrologiques", Direction Gnrale des Ressources en Eau,
Juillet 1991. [2] G. Rmniras, "L'Hydrologie de l'Ingnieur", 2me
dition, Eyrolles, 1980, pp 421-451. [3] R. Kallel, "Etude
hydrologique de l'Oued Joumine Jebel Antra", Direction Gnrale des
Ressources en Eau, Juin, 1984. [4] K. Gourey, "Calcul Hydraulique
des Ouvrages d'Art Routiers", Polycopi ENIT, 1984. Code ENIT; 206
PE. [5] A. Ghorbel, "Dtermination des Dbits Maxima partir des
Paramtres Rgionaux", Revue Tunisienne de lquipement, N52, 1985. pp
69-87. (ou DRE, Sep 1984). [6] H.L. Frigui, "Formules Rgionales
d'Estimation des Dbits Maxima de Projet en Tunisie", Direction
Gnrale des Ressources en Eau, Juin 1994. [7] B. Mijuskovic, "Les
Phases d'Oprations qui Prcdent les tudes des Ponts", Guide
polycopi, Annexe 1 et 2, cole Mohamadia des Ingnieurs Rabat, Maroc,
Juin, 1981. [8] Rapport du projet de l'Oued sur Mikks au Maroc;
1995. [9] R. Kallel, "Evaluation des dbits des crues maxima en
Tunisie", DRE, Nov 1979. [10] J.A. Calgaro et M. Virlogeux,"Projet
et Constructions des Ponts: Gnralits, Fondations, Appuis et
Ouvrages Courants", Chap 3, pp 37-52. Presses de l'ENPC, 1987. [11]
M. Virlogeux, "Les tudes Hydrauliques", Cycle de Formation
Continue, Ouvrages d'Art, 1re session "Conception Gnrales des
Ponts", ENPC (France)/SNGTR (Algrie), Alger, 1984. [12] G.
Nicollet, "Hydraulique des Ouvrages de Franchissement des Valles
Fluviales", La Houille Blanche, N4, 1982. pp 289-308. [13] Bureau
of Public Roads, "Hydraulics of Bridge Waterways", US Dept of
Commerce, Washington, 1960. [14] Nguyen Van Tuu, "Hydraulique
routire", BCEOM, 1981.
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