République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement

Supérieur et de la Recherche Scientifique

Université Hamma Lakhdar El-Oued Faculté des

sciences et de la technologie

Département d'Hydraulique et génie civil

MEMOIRE
Présenté en vue de l’obtention du diplôme Master en Hydraulique
Option : Conception et Diagnostic des systèmes d'AEP et d'assainissement

Contribution à l'étude de l'approche numérique pour

l'estimation des débits solidesd'Oued Righ
– Touggourt-

Réalisé par : Dirigée par :

Mr. BELMESSAOUD Mohammed Chaker Melle Assia MEZIANI
Mr. MASTOUR Djounaidi
Mr. TEI Youcef

Dr. Sayeh Moubarek Mouhammed Maitre de conférences A Président

Dr. Melle Assia Meziani Maitre de conférences A encadrer
Dr. Khater Ibtissame Maitre de conférence A Examinateur

PROMOTION : Septembre 2022

 Remerciements
D'abord, nous remercions fort bien dieu qui donne l'opportunité

d'apprendre langue différente de la mienne,qui m’a permis, de rédiger

ce mémoire.

Nous remercions à tous les enseignants et les étudiants dudépartement

d’hydraulique.

Plus profonde gratitude va à. Mlle Assia Meziani pour ses efforts, sa

collaboration avec nous et ses conseils et orientations dans notre note

de fin d'études. En fin, Nous remercions tous ceux qui ont contribué

de prèsoude loin à l’élaboration de ce travail et ceux qui travaillent

pour la science et le pays.

2
 Dédicace
Je dédie ce modeste travail ma

chère mère,À mon père qui m’ont

toujours soutenu

Et aidé à affronter les difficultés,

Pour tous ce qui ont fait pour que je puisse

lesHonorer, et leur patience durant ma vie.

A mes très chers frères et à mes chères

sœurs, àtoute ma famille

A mes chers amis.

BELMESSAOUD MOHAMMED CHAKER

MASTOUR DJOUNAIDI
TEI YOUCEF

3
 Summaries
‫ مهخص‬......................................................................................................................................... 10

Abstract..................................................................................................................................... 10

Résumé ..................................................................................................................................... 11

Introduction générale ................................................................................................................ 12

CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude ..................................................................... 13

1.1.Localisation de la région d'Oued-Righ : ......................................................................... 13

1.2.Climatologie :.................................................................................................................. 15

1-2-1-Données météorologiques de la région d’Oued-righ : .................................. 15

1-2-2-Température : ................................................................................................ 15
1-2-3-Précipitations :............................................................................................... 16
1-2-4-Humidité relative de l’air : ............................................................................ 17
1-2-5-Vents : ........................................................................................................... 17
1-2-6-Evaporation : ................................................................................................. 18
1-2-7-Durée d’insolation : ....................................................................................... 18
1-2-8-Indiced’Emberger : ....................................................................................... 19
1-2-9-Indice d’aridité : ............................................................................................ 19
1-2-10-Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN de l’Oued-Righ : ................. 20
1-2-11-Topographie : .............................................................................................. 21
1-2-12-Hydrogéologie :........................................................................................... 22
1.3.La zone d’étude ............................................................................................................... 23

1-3-1- Description du canal..................................................................................... 23

1-3-2- Caractéristiques des Stations ........................................................................ 25
Conclusion : .......................................................................................................................... 29

CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide ..................................................... 30

2.1.Introduction ..................................................................................................................... 30

2-1-1-La compétence : ............................................................................................ 30

2-1-2-La capacité : .................................................................................................. 31
2.2.Modes de transport :........................................................................................................ 31

4
 2.3.Le formules utilisation pour calcul transport solide ....................................................... 33

2-3-1-les formules de transport ............................................................................... 33

2-3-2-Principes de la modélisation et paramètres adimensionnels ......................... 33
2-3-3-LES FORMULES METTANT EN OEUVRE LA CONTRAINTE ............. 35
2-3-4-LES MODELES EN DEBIT......................................................................... 36
2.4.Paramètre utilise dans la formule .................................................................................... 39

2-4-1-Caractéristiques géométriques des paramètres hydrauliques ........................ 39

2.5.Résultats .......................................................................................................................... 43

2-5-1-Engelund et Hansen ...................................................................................... 43

2-5-2-Meyer-Peter et Mueller ................................................................................. 43
2-5-3-Parker ............................................................................................................ 44
2-5-4-Einstein Brown .............................................................................................. 44
2-5-5-Ackers et White ............................................................................................. 45
2-5-6-Recking et Al ................................................................................................ 45
2-5-7-Mizuyama...................................................................................................... 46
2-5-8-Schoklitsch2693 ........................................................................................... 46
2.6.Interprétation de résultats................................................................................................ 47

CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du

transport solide ......................................................................................................................... 49

3.1. Présentation du modèle proposé .................................................................................... 49

3-1-1-Statistiques descriptives: ............................................................................... 49

3-1-2-Matrice de corrélation : ................................................................................. 49
3-1-3-Statistiques de multicolinéarité: .................................................................... 50
3-1-4-Régression de la variable Parker: .................................................................. 50
3-1-5-Coefficients d'ajustement : ............................................................................ 50
3-1-6-Analyse de la variance: ................................................................................. 50
3-1-7-Paramètres du modèle : ................................................................................. 51
3-1-8-Equation du modèle : .................................................................................... 51
3-1-9-Coefficients normalisés : ............................................................................... 51
3-1-10-Prédictions et résidus : ................................................................................ 52

5
 3-1-11- Prédictions et résidus: ................................................................................ 53
3.2. Résultat numérique ........................................................................................................ 55

3.3. Validation du modèle proposé : .................................................................................... 55

Conclusion ............................................................................................................................ 56

Conclusion générale ................................................................................................................. 57

REFERENCES BIBLIOGRAPHIES ....................................................................................... 58

6
 Liste des figures
Figure 01 Carte de situation géographique de la région d’Oued-Righ. 15
Figure 02 Températures moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-
17
2021)
Figure 03 Précipitations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-
17
2021
Figure 04 Humidités moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-
18
2021)
Figure 05 Vitesses moyennes mensuelles des vents à la station de Touggourt
18
(2000-2021)
Figure 06 Evaporations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-
19
2021)
Figure 07 Insolations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-
19
2021)
Figure 08 Place de la région d’Oued-Righ dans le climagramme d’Emberger 21
Figure 09 Diagramme Ombrothermique de Bagnols et Gaussen de la région
22
d’Oued-Righ(2000-2021).
Figure 10 Trajectoire du canal d’Oued Righ [earth explore., 2022] 26
Figure 11 Schéma du canal collecteur et Stations hydrométriques 27
Figure 12 Cartes du canal collecteur et Stations hydrométriques 29
Figure 13 Diagramme de Hjulstrom 32
Figure 14 Différent type de transport solide en rivière. 33
Figure 15 Différent type de transport solide en rivière 33
Figure 16 Etapes de la modélisation du transport solide (avec ou sans calcul de la
35
contrainte
Figure 17 Obtenus avec chaque formule testée 48
Figure 18 Prédictions et residues 52
Figure 19 Efficacité du nouveau modèle 1 54
Figure 20 Efficacité du nouveau modèle 2 54
Figure 21 Efficacité du nouveau modèle 3 55
Figure 22 La comparaison des résultats du débit par modèle proposé 56

7
 Liste des tableaux
Tableau 01 Données climatiques de la région d’Oued-Righ pour la période 2000-
15
2021 (O.N.M. de Touggourt, 2021
Tableau 02 Coordonnées géographiques (GPS) et topographie des Stations
35
Tableau 03 Principales caractéristiques des formules de transport testées utilisant
36
la contrainte
Tableau 04 Principales caractéristiques des formules de transport utilisant le débit 41
Tableau 05 Les Caractéristiques géométries
42
Tableau 06 Valeur de diamètre D35, D50 et D90
43
Tableau 07 Les résultats de calcul du débit (Engelund et Hansen )
43
Tableau 08 Les résultats de calcul du débit (Meyer-Peter et Mueller) 44
Tableau 09 Les résultats de calcul du débit (Parker) 44
Tableau 10 Les résultats de calcul du débit (Einstein Brown)
45
Tableau 11 Les résultats de calcul du débit (Ackers et White)
45
Tableau 12 Les résultats de calcul du débit (Reking et Al)
46
Tableau 13 Les résultats de calcul du débit (Mizuyama)
46

Tableau 14 Les résultats de calcul du débit (Schoklitsch1962)

47
Tableau 15 Statistiques descriptive 48
Tableau 16 Matrices de correlation 48
Tableau 17 Statistiques de multicolinéarité
49
Tableau 18 Régression de la variable Parker 49
Tableau 19 Coefficients d'ajustement 49
Tableau 20 Analyse de la variance 49
Tableau 21 Parameters du modèle 50
Tableau 22 Coefficients normalisés 50
Tableau 23 Observation du prédictions et résidus 52
Tableau 24 Résultat numérique de chaque station par modelé proposé 54

LISTE DES PHOTO

Photo 1 La vitesse de l'écoulement de la station Boufeggoussa (2022) 23

Photo 2 Destruction des berges en sable à cause des turbulents à Boufeggoussa 24

(2022)

8
 Liste des abréviations
Di Diamètre de grain (l’indice indique « en % plus fin que »)
D50 Diamètre médian
Dm Diamètre moyen arithmétique = Σ(diPi)/P (di diamètre, Pi poids)
f Coefficient de frottement de Darcy Weisbach
Fr Nombre de Froude
H Profondeur de l’écoulement
K Coefficient de résistance de Strickler de l’écoulement
K’ Coefficient de résistance de Strickler pour les grains
L Largeur du lit ou du canal
Q Débit

q Débit unitaire (Q/L)

qsv Débit solide volumique unitaire
Qs Débit solide à l’équilibre
qs Débit solide unitaire (qs=Qs/W)
R Rayon hydraulique
Re Nombre de Reynolds
Re* Nombre de Reynolds particulaire
S Pente
s Densité relative
U Vitesse moyenne
u* Vitesse de frottement
w Vitesse de chute
Φ Transport solide adimensionnel
Κ Coefficient de Von Karman (0.4)
Θ Paramètre de Shields
θc Paramètre critique de Shields pour le début de mouvement
θl Paramètre de Shields pour la transition du régime 2 au régime 3
ρ Masse volumique de l’eau
ρs Masse volumique du sédiment

Contrainte moyenne au fond

O.N.M. Office national de météorologie

GPS Système de positionnement mondial

9
 ‫ملخص‬
،‫ذعرثز قىاج وادي رٌغ هً انمسؤونح تشكم اساسً عه ذصزٌف انمٍاي انقذرج وانمىزنٍح وانمٍاي انفالحٍح انزائذج‬
.‫وحٍث اوها نها ذأثٍز عهى خفض انمٍاي فً انطثقح انحزج وانمٍاي انفالحٍح‬
‫مه اجم هذا قمىا تذراسح ذقىٍح حىل ذكىٌه وأصم انقىاج وادي رٌغ ومشكهح انىقم انزواسة تهذي انقىاج وكذنك دراسح‬
‫ وهً ذمثم‬،‫ عشز محطاخ عهى طىل انقىاج‬21 ‫ اخرزوا‬،‫انظزوف انمىاخٍح فً هذي انمىطقح مه اجم انذراسح انهٍذرونٍكٍح‬
‫ انسزعح انمرىسطح نهجزٌان وكذنك وىعٍح انرذفق وغٍزها مه‬،‫وقاط دراسح مىاسثح نحساب انخصائص انهٍذرونٍكٍح انرذفق‬
.‫انحساتاخ‬
‫وقذ اسرعمهىا طزٌقح انحاسة انزقمً تىاسطح تزوامج االكسم نعذج عهماء فً وقم انزواسة اوطالقا مه دراساخ‬
‫ساتقح عه انقىاج وفً االخٍز وتعذ دمج عالقاخ وجذوا عالقح مرطاتقح مع أحذ أشهز انعهماء فً دراسح انىقم انزواسة وكاود‬
.‫ورائج مرقارتح جذا ان نم وقىل مرطاتقح‬

.‫ تزوامج اإلكسم‬،‫ دمج انعالقاخ‬،‫ وقم انزواسة‬،‫ قىاج واد رٌغ‬،‫ واد رٌغ‬:‫الكلمات االفتتاحية‬

Abstract
Oued Righ Main Channel is primarily responsible for drainage of dirty water, house
water and exess agricultural water as it has effect of lowering the water level of free-layer,
And peasant water.

That’s why we have conducted a Technique study on the composition and origin of
«Oued RIgh Channel» and the problems associated with it, as well as the study of the ground
geological and hydrological layers and the study of the climatic conditions of this region.

For the hydraulic study of the channel, we chose 10 stations along the channel that are
suitable study points to calculate the hydraulic characteristics :( the flou, medium speed, of
flow as wellas flow quality. and other calculations.

We have used the numerical calculation method using the Excel program for several
scientists in order to transport solids based on previous studies on the channel Finally, after
integrating the relationships, we found an identical relationship with one of the most famous
scientists in the study of solid transport, and the results were very close if not identical.

Keywords: Oued Righ – Oued Righ Canal – solid transport – Numerical approche- Excel
program.

10
 Résumé

Le canal principal d’Oued Righ est principalement responsable de l’évacuation des

eaux d’assainissement et des eaux du drainage agricole, et donc il a pour effet de baisser le
niveau de la nappe phréatique, Et l'eau paysanne ; C’est la raison pour laquelle, nous avons à
une étude Technique sur la composition et l’origine du canal d’Oued Righ et les problèmes
associés, l’étude des couches géologiques et hydrologiques du sol ainsi que sur les conditions
climatiques de cette région.
Pour l’étude hydraulique du canal, nous avons choisis dix (10) stations le long du canal
qui sont des points d’étude appropriés pour calculer les caractéristiques hydrauliques, (le
débit, la vitesse moyenne, régime d’écoulement. Et d'autres calcul ont été entamés.
Nous avons élaboré une méthode de calcul numérique à l'aide d'un programme
statistique pour estimer le transport solide dans ce canal.
Enfin, après intégration des relations, nous avons élaboré une approche numérique
permettant l'estimation du transport solide au niveau du canal d'Oued Righ, et les résultats
étaient très proches on peut dire sont presque identiques.

Mots clés : Oued Righ – Canal – transport des solides. Approche numérique- Programme Excel.

11
 Introduction générale
De nombreux hydrauliciens ont cherché à établir des relations permettant d’estimer le débit
solide d'un cours d'eau, à partir de nombreuses mesures en modèle réduit ou sur des fleuves.
Ces différentes formules donnent rarement des résultats comparables, car elles ont été établies
dans des conditions différentes. Il n'y a pas de formule universelle de transport solide. Des
dizaines de formules ont été proposées depuis un peu plus d’un siècle de recherche active sur
ce sujet, chacune d’entre elles ayant été établie pour des conditions hydrauliques bien
particulières.

On a choisi Oued Righ comme la zone d'étude pour caractériser les transports solides.

Ce mémoire s’organise en trois chapitres, le premier chapitre « présentation de la zone d'étude

» est consacré au site de l’étude, les contextes géographique, climatique, géologique, et
topographique.

Le deuxième chapitre est destiné pour la présentation des formules d'estimation du transport
solide.

Le troisième chapitre nous allons présenter le modèle proposé pour interpréter les résultats
que on a obtenue.

En fin une conclusion générale.

12
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1.1.Localisation de la région d'Oued-Righ :
La vallée d'Oued-Righ est située au sud du massif des Aurès, à la partie Nord du Sahara
septentrional, le long du grand Erg oriental.
Actuellement, la région est à cheval sur deux wilayas : El Oued, qui comprend la wilayas
d’El Meghaier où débute la vallée précisément à la palmeraie d’Oum Thiour et la daïra
de Djamaa,qui est le centre de la région wilayas d’El Meghaier.
Au sud par Ouargla qui comprend la daïra de Touggourt, Megarine et Temacine où se
termine la la région précisément à la palmeraie d’El Goug.
La vallée d'Oued-Righ s'étale sur une distance de cent cinquante (150) km de long et
entre vingt (20) km et trente (30) km de large.
Elle est située géographiquement entre les latitudes 23°54 Nord et 34°9 Sud avec une
longitude moyenne de 6°Est (I.N.R.A.A, 2001).
Cette zone dépressionnaire est bordée à l'Ouest par le plateau Mi pliocène et à l'Est par
de grandes dunes de l'Erg oriental. Au Nord, elle est limitée par le plateau Still, au Sud
par la région d'EL HADJIRA et le plateau grésseaux d'époque tertiaire (I.N.R.A.A,
2001).
De l’amant à l’aval, son altitude passe très progressivement de plus 100 m (El Goug) à
moins de 27 m au milieu de chott MARROUANE, en passant par plus de 7 m à
Touggourt, plus de 30 m à Djamaa et 0 m de Meghaier, de direction Sud Nord.

13
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Figure 01 : Carte de la situation géographique de la région d’Oued Righ(SAYAH

M,2020).

14
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1.2.Climatologie :
1-2-1-Données météorologiques de la région d’Oued-righ :
En général, la région d'Oued-Righ est caractérisée par un climat sec et aride,
accusant un écart de températures important diurne et nocturne et entre saisons
(SAYAH,2020).
Les données climatiques enregistrées durant 22 ans (2000-2021), sont données
dans les tableaux suivant :
Tableau 01. Données climatiques de la région d’Oued-Righ pour la période 2000-2021
(O.N.M. de Touggourt, 2021).

Paramètre T Max T min H V Evap Ins Tmoy Préc

mois (°C) (°C) (%) (m/s) (mm) (h) (°C) (mm)
Septembre 227.3 266.1
27.53 31.09 39.95 10.11 29.46 6.77
Octobre 181.3 251.7
21.81 25.43 46.17 11 23.59 4
Novembre 132 225
14.88 18.42 54.35 13.43 16.4 7.14
Décembre 85.56 217.6
10.05 13.82 61.62 14.18 11.63 4.35
Janvier 82.10 225.85
9.75 12.5 59.83 14.09 10.75 9.99
Février 110.2 237.7
11.91 14.33 49.38 12.7 12.96 2.65
Mars 175.4 284.4
16.41 18.51 43.92 11.01 17.53 5.41
Avril 212.39 284.2
20.44 22.54 39.12 15.63 22.09 7.74
Mai 283.4 306.3
24.50 28.43 34.85 10.52 26.87 2.81
Juin 324.4 342.7
28.79 32.65 31.07 9.34 31.25 2.29
Juillet 347.8 356
32.28 36.73 27.47 9.24 34.62 0.45
Aout 296.7 311.5
31.83 35.80 31.24 8.90 34.30 2.27
Moy 31.85* 24.19* 43.25* 11.68* 2458.55* 275.75* 22.63* 4.65*

T M : température maximale.T m : température minimale. H : Humidité relative.

V : vents.
Ins : Insolation
T moy : Température moyenne Pré : Précipitation
* : Cumul
1-2-2-Température :

15
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

La température est soumise à des variations mensuelles importantes, le mois avec

34.6°C est le plus chaud ; alors que le mois de Janvier, avec 10,7°C, est le plus l'année.

Tmoy (°C)
35
30
25
20
15
10
5
0

Figure 02 .Températures moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-2021)

1-2-3-Précipitations :
Les précipitations sont rares et irrégulières, la moyenne annuelle, au cours de la
période considérée, est de 4.65 mm.

Préc (mm)

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Figure 03. Précipitations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-2021)

16
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1-2-4-Humidité relative de l’air :

L'humidité est en fonction des saisons, nous enregistrons un maximum de
61.62% au mois de Décembre et un minimum de 27.47% au mois de Juillet.

H (%)
70
60
50
40
30
20
10
0

Figure 04. Humidités moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-2021)

1-2-5-Vents :
Les vents dominants sont surtout ceux du printemps provenant d'Ouest au Nord-
Ouest. Les vents les plus forts soufflent en fin d'hiver, début printemps. Les vents
de sable arrivent pendant, le mois de Juin et parfois en Juillet (I.N.R.A.A, 2001).

Vitesse (m/s)
16
14
12
10
8
6
4
2
0

Figure 05. Vitesses moyennes mensuelles des vents à la station de Touggourt (2000-2021)

17
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1-2-6-Evaporation :
L’évaporation et très importante surtout lorsqu’elle est renforcée par les vents
chaut. Le cumul est de l’ordre de 2458,55 mm/an avec un maximum mensuel de
347,8 mm au mois de juillet et un minimum de 82,10 mm en mois janvier
(tableau I.01).

Evap
(mm) 400
350

300

250
150
Evap
(mm) 100

50

Figure 06. Evaporations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-2021)

1-2-7-Durée d’insolation :
La répartition des moyennes mensuelles d’insolation nous permet de constater
que la brillance du soleil est maximum au cours du mois de juillet avec une
moyenne de 356 heures, et le minimum est enregistré pendant le mois de
décembre avec une moyenne de 217,6 heures. Dans la région, le rayonnement
solaire est excessif (le moyen annuel est de 3309,5 h/ans) ce qui traduit par un
pouvoir évaporant élever.

Ins
(h) 400
350
300
250
200
Ins (h) 150
100
50
0

Figure 07. Insolations moyennes mensuelles à la station de Touggourt (2000-2021).

18
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1-2-8-Indiced’Emberger :
L’indice est égal au quotient pluviométrique d’Emberger qui peut s’écrire selon
STEWART, (1969) in (SAKHRI, 2000) :

Soit :
Q2 = 3.43 P / (M – m)
Q2 : quotient pluviométrique d’Emberger (1955) modifié par Stewart (1968)
pour l’Algérie etle Maroc.
P : la somme des précipitations annuelles exprimées en (mm).
M : la moyenne des températures maxima du mois le plus chaud en (°C).

m : la moyenne des températures minima du mois le plus froid en (°C).

Après calcul du Q2, la région d'Oued-Righ est classée dans un étage à hiver doux (Q2
= 5.15).
D’après la figure (08), Il est remarqué que la région d’études est située
dons l’étagebioclimatique saharien à hiver doux et son quotient thermique (Q2)
est de 5.15 à Oued-Righ.
1-2-9-Indice d’aridité :
Cet indice dépend essentiellement des précipitations moyennes mensuelles en
(mm)et la température annuelle en (°C), en appliquant la formule suivante :
I = P/ T +10
I : Indice d’aridité
P : Précipitation moyenne mensuelle 4.65 mm.

T : Température moyenne annuelle 22.62 (°C).

P = 80.09 mm ; T = 21.6 °C
I = 80.09 / 21.6 + 10 = 2.53 mm/°C
Sur la base des fourchettes de l’indice d’aridité fixées par De Martone, nous pouvons
tirer letype de climat de notre région d’étude.
I < 5. ............................................ Climat hyper -aride
5 % < I < 7.5................................. Climat désertique
7.5 % < I < 10............................... Climat steppique
10 % < I < 20................................ Climat semi-aride
20 % < I < 30................................ Climat tempéré
Ce qui confirme que notre région est caractérisée par un climat hyper aride.

19
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Figure 08. place de la région d’Oued-Righ dans le climagramme d’Emberger.

1-2-10-Diagramme Ombrothermique de GAUSSEN de l’Oued-Righ :

Le diagramme ombrothermique de Gaussen et de Bagnouls permet de calculer la durée de
la saison sèche. Il tient compte de la pluviosité moyenne mensuelle et la température
moyenne mensuelle qui sont portées sur des axes où l’échelle de la température est double
de la pluviosité. La diagramme ombrothermique de Gaussen de la région d’Oued-Righ
pour la période nous renseigne qu’il existe une seule période sèche qui s’étale durant toute
l’année.

20
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Figure 09. Diagramme Ombrothermique de Bagnols et Gaussen de la région d’Oued-

Righ(2000-2021).
Le diagramme Ombrothermique ci-dessus montre que, la période sèche s’étale
sur toute l’année, ce qui nécessite la pratique de l’irrigation toute l’année.
1-2-11-Topographie :
Le relief de la vallée de l’Oued-Righ est de basse altitude, notamment dans la
zone des chotts au Nord, où les altitudes sont inférieures au niveau de la mer,
d’où son appellation ‘’Bas Sahara’’. La caractéristique principale de cette région
est son inclinaison vers le Nord ou plus particulièrement vers les grands chotts.
Cette inclinaison permet aux eaux excédentaires de s’écouler vers le Nord
(Dubost, 1991). L’orientation Sud-Nord de cette cuvette est marquée par la
présence de deux oueds fossiles : l’Oued Mya venant du Tassili et l’Oued
igharghar qui viendrait du massif de l’Ahaggar. Ces deux Oueds confluent à une
trentaine de kilomètres au Sud de Touggourt et sont prolongés par l’Oued-Righ,
qui connaît une pente très nette, de la côte 100 à Touggourt et 10 au chott
Merrouane. L’Oued-Righ ne connaît plus de crues mais il reçoit d’inféroflux de
ses deux branches supérieures qui lui donnent des possibilités en eau particulières
(Perennes, 1979).

21
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1-2-12-Hydrogéologie :
Le bassin artésien de l’Oued-Righ est un des plus importants du monde déclare F.
Paix cité par Perennes (1979). En effet, dans cette région l’alternance de couches
imperméables et de couches aquifères d’une part, l’existence d’un fossé de
subsistances d’autre part, ont permis la formation de nappes souterraines
superposées.
En raison de cette stratigraphie, l’Oued-Righ bénéficie du jaillissement de
nappes artésiennes principales :
- La première nappe, contenue dans des couches sableuses du mi
pliocène, atteinte une profondeur entre 20 et 50 mètres selon les endroits :
- La deuxième nappe, dite du ‘’complexe terminal’’, est atteinte entre 60 et 100
mètres.
- La ‘’nappe des calcaires’’ se trouve entre 100 et 200 mètres environ.
- La ‘’nappe albienne’’, dite du ‘’continental intercalaire’’ a été atteinte en
1954 à 1957, à la faveur des forages pétroliers. Cette nappe est à 2000 mètres de
profondeur au Nord de l’Oued-Righ, elle est caractérisée par une pression de 20
kg au cm2, une température entre 46°à 60°C et un débit de 1500 m3/heure.
Qualitativement, ces eaux sont des eaux sulfatées calco-magnésiennes à faciès
chloruré plus ou moins prononcé, donnent un résidu sec à l’évaporation allant de
3,3 à 8,6 grammes de sel par litre d’eau et des températures relativement élevées :
50°C en moyenne pour l’Albien et entre 20 et 25°C pour les autres nappes. Ces
données constituent des contraintes aux cultures, ce qui exige des irrigations
abondantes et un drainage performant (Perennes, 1979).
D’après Côte (2005), la vallée de l’Oued-Righ est constituée de quatre étages
aquifères : la nappe supérieure comprend elle-même trois nappes localisées, de haut
en bas, dans les sables gris (entre El Goug et Touggourt) à environ 20 à 40 m sous la
surface, les sables gris des puits arabes (entre El Goug et El Arfiane), à environ 50-
80 m de profondeur, et les sables rouges, fins argileuses, sur l’ensemble de l’Oued-
Righ, à environ 100-130 m de profondeur ; la deuxième nappe dans les grès, sables
et petits graviers de l’ensemble de l’Oued-Righ, à 140- 180 m de profondeur à
l’amont et 180-220 m à l’aval. La nappe des calcaires sur l’ensemble de l’Oued-
Righ, profonde de 160m et plus à l’amont, 240 m et plus à l’aval ; enfin le deuxième
niveau éocène calcaro-marnaux.

22
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

1.3.La zone d’étude

1-3-1- Description du canal
Le canal de l’Oued de Righ commence du village de Goug et se termine au chott
Mérouane à El- Meghaïer. La distance totale est d’environ 131 kilomètres. Les trois
premiers kilomètres du canal sont des conduites enterrées en béton armé de diamètre
1000 mm. Le reste du canal est à ciel ouvert et de forme trapézoïdale d’une pente
moyenne de 0,83 ‰.
Ce canal passe par deux wilayas : la wilaya Touggourt, et wilaya El-Meghaïer qui est
entourées à leur tour par les palmeraies.
Afin d’éviter la destruction des rives et des berges du canal, des pneus ont été placés
sur ces berges notamment à Ranou sur 250m (Pk 24+250 et Pk 24+500) et 100m (Pk
26+708 et Pk 26+808) et à la zone de Tinedla.

Photo 1. La vitesse de l'écoulement de la station Boufeggoussa est élevée en provoquant

des turbulences (2022).
Le passage de ce canal dans les zones chotteuses ou sableuses provoque la
destruction des berges notamment à Témacine, Kerdache, Sidi Slimane, Bourkhis et
Boufeggoussa. Les zones où la pente est élevée des turbulences provoquent de la
destruction des berges à Sidi Slimane et Boufeggoussa.

23
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Photo 2. Destruction des berges en sable à cause des turbulents à Boufeggoussa (2022)

Dans les endroits où le canal passe par les palmeraies notamment au niveau des
rejets d’assainissement il y a une forte formation de roseau grâce aux matières
organiques créant des bouchons. Le curage de ces bouchons entraîne la diminution
de la largeur des pistes au niveau des rives.

24
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Figure 10. Trajectoire du canal d’Oued Righ [earth explore., 2022]

1-3-2- Caractéristiques des Stations
Nous avons choisi dix (10) stations hydrométriques qui représentent les points les
plus favorables pour prendre les mesures des paramètres hydrauliques du canal en
aval des grandes agglomérations et palmerais de l’Oued Righ. Il s’agit des stations :
Kerdache, Ranou, Zaouia-Labidia, Sidi Slimane,Bourkis à Oued Righ Sud zone de
touggourt et Sidi Amrane, Zaouiet Riab, Tinedla Amont, Tinedla Aval,
Boufeggoussa à Oued Righ Nord zone de Djamaa et El Meghair.
1)- Station de Kerdache : en amont du canal il réunit les drains et les rejets de Beldet amor
2)- Station de Ranou : en amont aussi du canal il réunit les drains et les rejets de
Temacine et Beldet Amor .

3)- Station de Zaouia-El abidia : contrôle les rejets et les drains de Touggourt .
4)- Station de Bourkhis : contrôle les rejets et les drains de Mégarine et de Touggourt .
5)- Station de Sidi Slimane : contrôle les rejets et les drains de wilayat de Mégarine et
deTouggourt.
6)- Station de Sidi Amrane : Premier point dans la région de Djamaa.

25
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

7)- Station de Zaouiet Riab : rassemble ceux de Djamaâ.

8)- Station de Tinedla amont : rassemble ceux de la daïra de Djamaâ.
9)- Station de Tinedla aval : rassemble ceux de la daïra de Djamaâ, ses villages et ses
palmeraies.
10)- Station de Boufeggoussa :(exutoire) : englobe tous les rejets et tous les drains.

Figure 11. Schéma du canal collecteur et Stations hydrométriques(SAYAH,2020).

26
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Tableau 02. Coordonnées géographiques (GPS) et topographie des Stations (NARH)

Cordonnées Longueur
N° Station La pent cumulée (Pk)
X Y Z (m) I (‰) (km)

01 Kerdache 05°58’59’’ 32°59’05’’ 83 0,85 12

02 Ranou 06°03´’38’’ 33°02’48’’ 69 1,072 24.5

03 Zaouia-Labidia 06°06’14’’ 33°08’16’’ 52 2,39 34,5

04 Bourkhis 06°06’28’’ 33°14’23’ 51 0,28 50

05 Sidi Slimane 06°04’42’’ 33°17’73’’ 37 0,48 55,92

06 Sidi Amrane 06°04’22’’ 33°30’21’’ 17 1,20 68

07 Zaouiet Riab 06°00’20’’ 33°35’59’’ 15 0,65 100

08 Tinedla Amont 06°02’45’’ 33°39’00’’ 15 0,2 111,25

09 Tinedla Aval 06°03’41’’ 33°42’46’’ 14 0,2 114

10 Boufeggoussa 06°01’41’’ 33°51’31’’ 0 1 125

Avec :
X, Y : coordonnées géographiques des stations.

Z : Altitude (m).
I : pente (‰) [ENHYD. ,2003]
Par l’application de logiciel (surfer) on a obtenu la carte suivante :

27
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

Figure 12 cartes du canal collecteur et Stations hydrométriques par l’application de

logiciel surfer. (SAYAH M,2020).

28
 CHAPITRE I : Présentation de la région d'étude

L’établissement des cartes de répartition spatiale et topographique, s’est réalisé par

interpolation triangulaire, en utilisant le logiciel Surfer 13(Golden software, 2013).
Dans la présente étude, 10 stations de mesure ont été recensées et représentées de
toute la zone d’études a été utilisé pour l’établissement la carte topographique.
Selon la (Figure 12) L’analyse de la carte topographique des stations de mesure
permet de définir les courbes de niveaux ; et de déterminer la pente qui est un
paramètre important dans l’estimation des apports latéraux. L’observation de la
morphologie de la carte topographique permet de constater que l’abaissement des
courbes de niveaux se fait, en général, de Nord vers le Sud. Dans la plupart de la zone
d’études, les courbes de niveaux se trouvent espacées suite à une pente faible.
Conclusion :
Le climat de l’Oued-Righ de se caractérise comme toutes les régions sahariennes par un
climat continental froid en hiver (période courte) et chaud en été (période très longue)
exigeant l’irrigation durant toute l’année. Cette zone phoenicécicole renferme de grandes
réserves d’eau souterraine mais elles sont très mal exploitées. Notons que les forages du
C.I, sont onéreux et exigent un refroidissement avent leur utilisation. Quant au C.T, il
connait de sérieux problèmes de rabattement exigeant des restrictions en matière de
réalisation. La nappe phréatique est trop salée d’où son inutilisation.

A partir des traitements des données climatiques enregistrées dans la station de

Touggourt, on a constaté que :

 La température moyenne est de 17.09°C avec un maximum de 34.6 °C au mois

de juillet et un minimum au mois de janvier 11.66°C. Les températures
annuelles moyennes sont de l'ordre de 22.62 °C.

 La température moyenne est de 17.09°C avec un maximum de 34.6 °C au mois

de Juillet et un minimum au mois de janvier 11.66°C.

 Les précipitations annuelles moyennes de la région sont faibles (4.66 mm) avec
la quantité d’eau précipitée diminue en allant du Nord vers le Sud. L’année la
plus pluvieuse est celle de 2009.

29
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

2.1.Introduction
On appelle transport solide d'un cours d'eau tous les matériaux, des boues les plus fines
aux rochers les plus grossiers, que le courant peut entraîner [1]. Le transport solide dans un
cours d'eau constitue la seconde phase de l'érosion. Il est la conséquence partielle de la perte
en terre des sols au niveau du bassin versant. Il est, cependant, la cause directe de la
sédimentation dans les ouvrages hydrauliques. [2]

Le transport des sédiments par un écoulement à surface libre joue un grand rôle dans de
nombreux domaines. Dans la nature, il affecte la morphologie des cours d'eau, des estuaires et
du littoral. Il agit également par les matières en suspension sur tout l'écosystème aquatique
(atténuation de l'énergie lumineuse en particulier). Son impact sur les ouvrages hydrauliques
est de première importance. Il est responsable du comblement des retenues, du déchaussement
d'ouvrages dû à l'abaissement du lit on peut citer que ces effets. [3]

Le transport solide est un phénomène complexe, en particulier, la chute des vitesses à l’entrée
de la retenue qui entraine par la diminution de sa capacité du transport, un dépôt immédiat des
alluvions grossiers, par contre les éléments fins, plus légers pour suivent leurs chemins en
suspension jusqu’à se déposer en eaux mortes où ils décantent lentement. La dynamique des
matériaux arrachés au sol et transportés par le réseau d'écoulement dépend essentiellement de
la vitesse d'écoulement et de la granulométrie. [4]

Ce phénomène est limité par la quantité de matériaux susceptible d’être transportée (selon la
fourniture sédimentaire). Il est régi par deux propriétés du cours d’eau :
2-1-1-La compétence :

Elle est mesurée par le diamètre maximal des débris rocheux que peut transporter le cours
d’eau. Cette caractéristique est fonction de la vitesse d’eau comme le montre le diagramme de
Hjulstrom qui divise le transport solide en trois phases : la sédimentation, le transport avec
une fonction croissante qui est toujours au-dessous de celle d’arrachement des particules
(l’érosion).

30
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Figure 13. Diagramme de Hjulstrom (Hjulstrom, 1935).

2-1-2-La capacité :
C’est la quantité maximale de matériaux solides que peut transporter en un point et à un
instant donné le cours d’eau. Elle est fonction de la vitesse de l’eau, du débit et des
caractéristiques de la section (forme, rugosité, etc…). [5]
2.2.Modes de transport :
Il existe différents modes de transport solide dans les cours d'eau, ils dépendent
essentiellement de la morphologie du cours d'eau et des terrains traversés.
Il s’agit de trois types de mouvements dans les cours d’eaux :

- Transport en charriage au fond du lit.

- Transport par saltation.

- Transport en suspension.
La figure suivante schématise les types de transport solide, rencontrés dans le bassin versant

31
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Charriage saltation suspension

Figure 14. Différent types de transport solide en rivière. [6]

Figure 15. Différent types de transport solide en rivière

32
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

2.3.Le formules utilisation pour calcul transport solide

2-3-1-les formules de transport
Plusieurs dizaines de formules ont été proposées pour prédire soit le charriage seul, soit le charriage et
la suspension. La plupart d’entre elles ont été établies pour estimer le transport solide moyen,
cependant, depuis quelques années, plusieurs auteurs ont cherché à établir des formules donnant le
transport solide fractionné, c'est-à-dire les valeurs de transport associées à chaque diamètre en
présence. Ce type de formule est très compliqué à utiliser, et surtout, nécessite une analyse très fine de
la granulométrie (avec distinction en général des sédiments de surface et de subsurface), généralement
non disponible. C’est pourquoi, dans ce chapitre, nous nous sommes limités à l’utilisation des
formules donnant le débit solide moyen. Nous allons parler de 08 formules sélectionnées à partir de
leur intérêt « historique » ou « local » : Meyer-Peter et Müller (1948), Einstein-Brown (1950),
Schoklitsch (1962), Engelund et Hansen (1967), Ackers-White (1973), Mizuyama (1977), Parker et al.
(1982), Recking (2006),

2-3-2-Principes de la modélisation et paramètres adimensionnels

Pour modéliser le transport solide on ne dispose en général que d’un nombre limité
d’informations. Trois paramètres doivent au minimum être connus (Figure 15) : le débit Q, la
pente du lit S et le diamètre caractéristique D du mélange sédimentaire. A partir de la
connaissance de ces paramètres la plupart des approches proposent au préalable un calcul de
la contrainte grâce à une loi de frottement (force exercée par le fluide sur les grains), puis un
calcul du flux généré par cette contrainte ( ) à partir d’une loi de transport adaptée (soit deux
équations nécessaires). Une seconde approche consiste à calculer directement le débit solide à
partir de Q, S et D (une seule équation nécessaire).

= y i/1,6 d……………………………………………………………………………formule (01)

: La contrainte exercée sur le grain.

i : la pente de la rivière
y : la profondeur du lit mineur
d : diamètre du grain
Notons que pour un débit solide :

 Qs sortant = Qs entrant : Equilibrai

 Qs sortant < Qs entrant : dépôt
 Qs sortant > Qs entrant : Erosion

33
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Pour les contraintes suivantes :

> 0.047 : charriage

0.062: charriage sur un fond plat

< 0.025 : charriage par dunes

Ainsi pour :

> 0.25 : suspension

0.25: dune et suspension

< 0.25 : suspension et fond plat

Figure 16. Etapes de la modélisation du transport solide (avec ou sans calcul de la

contrainte).
Beaucoup de formules utilisent des grandeurs adimensionnelles, afin de permettre leur
utilisation dans des configurations autres que celles qui ont prévalues lors de leur
établissement (par exemple la géométrie du canal d’écoulement). Les deux principales
grandeurs utilisées sont le nombre de Shields et le paramètre d’Einstein.

[Shields, 1936] a proposé d’dimensionnaliser les forces motrices (contrainte hydraulique τ

exercée x la surface du lit) par les forces stabilisatrices (poids de la particule). Le nombre
obtenu est appelé « nombre de Shields », noté τ* ou θ :

34
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

…………………………………. formule (02)

Shields a également déduit de ses expériences que les grains posés au fond du lit étaient mis
en mouvement lorsque ce nombre adimensionnel dépassait une valeur critique θc égale à 0.06.

[Einstein, 1950] a quant à lui proposé d’adimensionnaliser le transport solide de la manière

suivante :

…………………………………. formule (03)

Où qv est le débit solide volumique spécifique (m3/s/m) et s=ρs/ρ est la densité relative.

2-3-3-LES FORMULES METTANT EN OEUVRE LA CONTRAINTE

Beaucoup de travaux ont cherché à mettre en relation Ф et θ. La plupart des formules
produites sont basées sur un excès de contrainte (θ- θc) plutôt que sur la contrainte seule, en
faisant l’hypothèse que le transport solide est un phénomène à seuil, comme l’avait suggéré
Shields. Pour cette étude, nous avons choisi d’utiliser les formules présentées dans le
Tableau.

Tableau 03. Principales caractéristiques des formules de transport testées utilisant la

contrainte
Formule Calculs Données nécessaires Conditions expérimentales et
Intermédiaires domaine de validité

[Meyer-Peter et θ, K, Kr U, R, D50, D90, Données de laboratoire

Mueller.1948] S, L 0.4 < S < 2.4% .0.4 <29 mm

[Engelund et θ, f R, U, D50, S, L Transport total (charriage +

Hansen.1967] Suspension)
Laboratoire. Lit à sable.
Transport important. Lits plats et
dunes. 0.15 < D<1.6 mm, Pentes
faibles
[Ackers et White 1973] Q, U, D35, H, S, Transport solide total. Données
L de laboratoire. Pour des
Fr<0.8(rivières de
Plaine) ,0.4<D<14
[Parker.1979] θ R, D50, S, L Donnée de labo et de terrain

[Mizuyama.1977] θ, θc R, D50, S, L Données de laboratoire

3<S<20%. 2<D<10.5 mm
Brown-Einstein θ R, D50, S Laboratoire, sables et

35
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

(1950) graviers
0.3<D<29mm

Données de laboratoire,
[Recking, et al.,
θ, θc Q, D50, D84, S, L 0.1%<S<20%,
2008b]
0.4<D<44mm
Une des grandes difficultés à utiliser ce type de formule, est qu’il faut en préalable calculer
des paramètres intermédiaires, et en particulier la contrainte, ce qui nécessite de connaître le
rayon hydraulique R. Le rayon hydraulique (ou la hauteur d’eau) associé à un écoulement
résulte de la résistance que le lit oppose à cet écoulement, pour un débit et une pente donnée.
On comprendra aisément que, toutes choses étant égales par ailleurs, un lit localement entravé
par un obstacle (embâcle…) produira une hauteur d’eau supérieure au même lit non obstruer.
Donc si une telle mesure est utilisée pour calculer la contrainte qui s’exerce sur le fond du lit,
cela conduira inévitablement à une surestimation de cette dernière, et donc du débit solide
transporté.

2-3-4-LES MODELES EN DEBIT

Etant donné la difficulté liée au calcul de la contrainte, plusieurs auteurs ont recherché une
relation empirique donnant directement le débit solide Qs en fonction du débit liquide total Q
ou spécifique q=Q/L. Ces formules sont très simples à utiliser et ne nécessitent aucune
itération.

Tableau 4. Principales caractéristiques des formules de transport utilisant le débit

Formule Calculs Données nécessaires Conditions
Intermédiaires expérimentales et
domaine de validité
Schoklitsch (1962) qc Q, D40, S, L Ajustement de
données de laboratoire
et terrain, S< 1% (a
priori D40, référé à la
granulométrie de
subsurface [Bathurst
2007 ])

Parker [1979] :

……………………………. formule (04)

36
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Recking et al. [2008] :

……………………. formule (05)

R étant calculé par itération avec :

Ackers et White [1973]: Transport slide total

……………………. formule (06)

……………………. formule (07)

37
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Cette s’applique pour des nombres de Froude Fr<0.8, c’est à dire plutôt pour des rivières de
plaine.

Einstein Brown [1950]:

Proposé par Brown (1950) à partir d’un lissage de l’abaque d’Einstein (1950)

………………. formule (08)

ν est la viscosité cinématique du fluide (10-6 m²/s à 20°C)

1. Engelund et Hansen [1967]:

Equation déduite du concept de puissance de l’écoulement de Bagnold [1966] et du principe

de similarité :

………………. formule (09)

Le facteur de rugosité f étant définit par f = 2gRS/U²

Meyer-Peter et Mueller [1948] :

………………. formule (10)

Avec ρ s=2650 kg.m-3, ρ =1000 kg.m-3 et s=2.65. Le ratio K/K’ est le ratio entre le
coefficient de Strickler de l’écoulement K et le Strickler du grain K’, et permet de corriger la
contrainte totale pour ne tenir compte que de la contrainte appliquée au grain. Le terme K est
donné par :

……………………….…………. formule (11)

38
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

et le terme
K′ est calculé avec l’équation de Strickler [1923] :

Mizuyama [1977] :

………………. formule (12)

2.4.Paramètre utilise dans la formule

2-4-1-Caractéristiques géométriques des paramètres hydrauliques

2-4-1-1-Détermination la section mouillée (Sm)
Elle est définie par la largeur du plan d’eau et le fond du lit. Elle s’exprime en m 2.
Grâce à la position et la grandeur des verticales nous pouvons tracer cette section
mouillée. On reporte sur le graphe les abscisses et les profondeurs réduites de chaque
verticale. En joignant ensuite chaque extrémité des verticales nous obtenons la
section en travers de l’oued qui arrêtée au plan d’eau donne la section mouillée.
2-4-1-2-Détermination périmètre mouillé (Pm)
C’est la longueur du fond du lit en contact avec l’eau. Il s’exprime en mètres.

Ce périmètre mouillé est fonction de la hauteur à l’échelle limnométriques et l’on

peut tracer la courbe pm = f (h).
2-4-1-3-La vitesse moyenne (Vm)
Elle est exprimée en (m/s)

Vm = Q / Sm

39
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Avec :
Q : le débit (m3/s).
Sm : Section mouillée (m)

2-4-1-4-Rayon hydraulique (Rh)

Il est défini comme étant le rapport de la section mouillée au périmètre mouillé

Il s’exprime en mètre

Rh = Sm / Pm

Avec :
Sm : section mouillée (m2).

Pm : périmètre mouillé (m).

Il fait donc intervenir implicitement d’une manière simplifiée mais parfois assez
représentative lescaractéristiques géométriques d’une section.
2-4-1-5-Profondeur moyenne (Hm)
La profondeur moyenne est définie comme étant le rapport entre la section mouillée
(Sm) et la largeurau miroir (L)
Hm = Sm/L

Avec
L : la largeur au miroir (m)

2-4-1-6-Nombre de Froude (FR)

Le nombre de Froude d’un écoulement à surface libre représente donc le rapport de
la vitesse moyenne du courant à la vitesse de propagation d’une onde superficielle
infiniment petite le long du courant considéré.

FR =
√
Avec :
Vm : Vitesse moyenne d’écoulement (m/s).
g : l’accélération de la pesanteur (m/s2).

Hm : Profondeur moyenne (m).

Remarque

Fr > 1 régime torrentiel.

40
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Fr < 1 régime fluvial.

Fr = 1 régime critique

Tableau 5. Les Caractéristiques géométries

Débit Vm H (m) S mouillée P mouillé Rh m

N° Station Fr
m3/s m/s m2 m

01 Kerdache 0,132 0,24 0,137 0,549 4,07 0,134 0,20

7

02 Ranou 0,856 0,179 0,79 4,76 7,16 0,66 0,06

4

03 Z – El abidia 1,47 0,27 0,742 5,27 7,6 0,69 0,1

04 Bourkhis 1,68 0,349 0,82 4,808 6,52 0,73 0,12

05 Sidi Slimane 2,10 0,517 1,01 4,06 5,5 0,73 0,16

06 Sidi Amrane 1,91 0,396 0,708 4,82 7,75 0,62 0,15

07 Z – Riab 3,47 0,39 0,73 8,84 12,3 0,718 0,14

Tinedla
08 4,22 0,498 0,666 8,46 13,4 0,63 0,19
Amont

09 Tinedla Aval 5,32 0,488 0,795 10,9 14,6 0,746 0,17

10 Boufeggoussa 3,24 0,51 0,78 6,31 8,8 0,71 0,18

41
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

Les diamètres des grains de notre sol entre 0,1 – 5 mm La classification des sols de notre
station sont sable moyen et grossier

Tableau 6. Valeur de diamètre D35, D50 et D90

Diamètres
N Station
°
D35 D50 D90 (mm)
(mm) (mm)

01 Kerdache 0,26 1,23

0.22

02 Ranou 0,21 0,33

019

03 Zaouia-Labidia 0,28 2,4

0.18

04 Bourkhis 0,16 2,7

0.125

05 Sidi-Slimane 0,25 2,9

0.155

06 Sidi-Amrane 0,28 3,3

0.17

07 Zaouiet Riab 0,2 1,2

0.16

08 Tinedla Amont 0,42 1,8

0.28

09 Tinedla Aval 0,13 0,31

0.1

10 Boufeggoussa 0,15 0,29

0.11

42
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

2.5.Résultats
Après avoir utilisé les formules pour estimer le transport solide, nous obtenons les résultats
suivants :

2-5-1-Engelund et Hansen
Tableau 7.les résultats de calcul du débit (Engelund et Hansen)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.0000081 0.097
2 Ranou 0.0000067 0.165
Zaouia-
3 Labidia 0.0000204 0.703
4 Bourkhis 0.0000176 0.878
5 Sidi-Slimane 0.0000493 2.757
6 Sidi-Amrane 0.0000359 2.443
7 Zaouiet Riab 0.0000285 2.851
Tinedla
8 Amont 0.0000403 4.487
9 Tinedla Aval 0.0000301 3.435
10 Boufeggoussa 0.0000504 6.298

2-5-2-Meyer-Peter et Mueller
Tableau 8.les résultats de calcul du débit (Meyer-Peter et Mueller)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.00000165 0.020
2 Ranou 0.00000074 0.018
3 Zaouia-Labidia 0.00000538 0.186
4 Bourkhis 0.00000415 0.208

43
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

5 Sidi-Slimane 0.00001276 0.713

6 Sidi-Amrane 0.00001081 0.735
7 Zaouiet Riab 0.00000564 0.564
8 Tinedla Amont 0.00000485 0.539
9 Tinedla Aval 0.00000342 0.390
10 Boufeggoussa 0.00000731 0.914

2-5-3-Parker
Tableau 9.les résultats de calcul du débit (Parker)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.0000144 0.172
2 Ranou 0.0003626 8.883
Zaouia-
3 Labidia 0.0013289 45.845
4 Bourkhis 0.0000502 2.510
5 Sidi-Slimane 0.0001146 6.406
6 Sidi-Amrane 0.0003838 26.097
7 Zaouiet Riab 0.0001884 18.835
Tinedla
8 Amont 0.0000126 1.404
9 Tinedla Aval 0.0000306 3.494
10 Boufeggoussa 0.0003718 46.476
2-5-4-Einstein Brown
Tableau 10.les résultats de calcul du débit (Einstein Brown)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.000006 0.076
2 Ranou 0.001802 44.156
3 Zaouia-Labidia 0.017856 616.033
4 Bourkhis 0.000051 2.572
5 Sidi-Slimane 0.000190 10.632
6 Sidi-Amrane 0.001640 111.499
7 Zaouiet Riab 0.000536 53.565

44
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

8 Tinedla Amont 0.000457 50.792

9 Tinedla Aval 0.000022 2.488
10 Boufeggoussa 0.002223 277.862

2-5-5-Ackers et White
Tableau 11.les résultats de calcul du débit (Ackers et White)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.000000124 0.001
2 Ranou 0.000000063 0.002
3 Zaouia-Labidia 0.000000327 0.011
4 Bourkhis 0.000003356 0.168
5 Sidi-Slimane 0.000010545 0.590
6 Sidi-Amrane 0.000006346 0.432
7 Zaouiet Riab 0.000005934 0.593
8 Tinedla Amont 0.000027758 3.088
9 Tinedla Aval 0.000031840 3.630
10 Boufeggoussa 0.000022099 2.762
2-5-6-Recking et Al
Tableau 12.les résultats de calcul du débit (Reking et Al)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.00001490 0.179
2 Ranou 0.00074399 18.228
3 Zaouia-Labidia 0.00352388 121.574
4 Bourkhis 0.00006978 3.489
5 Sidi-Slimane 0.00016365 9.151
6 Sidi-Amrane 0.00070736 48.100
7 Zaouiet Riab 0.00032971 32.971
8 Tinedla Amont 0.00001440 1.602

45
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

9 Tinedla Aval 0.00004122 4.699

10 Boufeggoussa 0.00089274 111.593

2-5-7-Mizuyama
Tableau 13.les résultats de calcul du débit (Mizuyama).
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.000018 0.216
2 Ranou 0.000339 8.312
3 Zaouia-Labidia 0.001144 39.475
4 Bourkhis 0.000053 2.669
5 Sidi-Slimane 0.000118 6.590
6 Sidi-Amrane 0.000360 24.479
7 Zaouiet Riab 0.000184 18.424
8 Tinedla Amont 0.000021 2.374
9 Tinedla Aval 0.000033 3.813
10 Boufeggoussa 0.000346 43.198
2-5-8-Schoklitsch2691
Tableau 14.les résultats de calcul du débit (Schoklitsch1962)
N Station q (m3/s/m) Q (m3/s)
1 Kerdache 0.00000259 0.031
2 Ranou 0.00002764 0.677
3 Zaouia-Labidia 0.00015867 5.474
4 Bourkhis 0.00000721 0.361
5 Sidi-Slimane 0.00002027 1.133
6 Sidi-Amrane 0.00007323 4.979
7 Zaouiet Riab 0.00002916 2.916
8 Tinedla Amont 0.00001076 1.197
9 Tinedla Aval 0.00001388 1.583

46
 CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

10 Boufeggoussa 0.00009476 11.845

Engelund et Hansen Meyer-Peter et Mueller

Parker Einstein Brown
Ackers et White Reckingetal
Mizuyama schoklitsch 1962
Débit m3/s

70
60
50
40
30
20
10
0

Figure 17.la comparaison des résultats de débit de chaque station

2.6.Interprétation de résultats
Les résultats que nous avons obtenus ont montré que les formules qui donne des résulats
proches d'elles même sont citées dans le tableau :

Tableau 14. formules adaptées pour l'estimation du transport solide

Recking et al
N Station Parker (m3/s) Mizuyama(m3/s)
(m3/s)
1 Kerdache 0.17 0.18 0.22
2 Ranou 8.88 18.23 8.31
3 Zaouia-Labidia 45.85 21.57 39.47
4 Bourkhis 2.51 3.49 2.67
5 Sidi-Slimane 6.41 9.15 6.59
6 Sidi-Amrane 26.10 48.10 24.48
7 Zaouiet Riab 18.84 32.97 18.42
8 Tinedla Amont 1.40 1.60 2.37
9 Tinedla Aval 3.49 4.70 3.81
10 Boufeggoussa 46.48 11.59 43.20

47
CHAPITRE II : Formules d’estimation de transport solide

48
 CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche

numérique pour l'estimation du transport solide
Introduction :
Une nouvelle approche ou modèle numérique a été élaboré on se basant sur les formules
adéquates existantes.
3.1. Présentation du modèle proposé
Pour créer notre modèle nous utilise Xlstat est un outil très utile pour le traitement de données
hydrauliques du canal étudié.

Dans notre étude, nous avons utilisé un modèle de régression linéaire est un modèle de
régression qui cherche à établir une relation linéaire entre une variable, et nous avons choisi
trois relations )Parker,Recking et al,Mizuyama). Pour choisir la relation appropriée pour une
zone d'étude.

3-1-1-Statistiques descriptives:
Tableau 15. Statistiques descriptives.

Obs. avec Obs. sans

Observation Minimu Maximu Moyenn Ecart-
Variable données données
s m m e type
manquantes manquantes
17.87
Parker 10 0 10 0.172 46.476 16.012
0
Recking et 15.47
10 0 10 0.179 48.100 15.159
al 6
15.86
Mizuyama 10 0 10 0.216 43.198 14.955
9

3-1-2-Matrice de corrélation :
Voici la matrice de corrélation
Tableau 16. Matrice de correlation

Recking
Variables et al Mizuyama Parker
Recking
et al 1.000 0.504 0.492
Mizuyama 0.504 1.000 0.998
Parker 0.492 0.998 1.000

49
 CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

3-1-3-Statistiques de multicolinéarité:
Voici les statistiques de multicolinéarité

Tableau 17. Statistiques de multicolinéarité

Recking et
Statistique al Mizuyama
Tolérance 0.746 0.746
VIF 1.340 1.340
3-1-4-Régression de la variable Parker:
Synthèse de la sélection des variables :
Tableau 18. Régression de la variable Parker
AIC
Nb. de R² Cp de de SBC de PC
variables Variables MCE R² ajusté Mallows Akaike Schwarz d'Amemiya
Recking et
al
2 Mizuyama 1.272 0.997 0.996 3.000 4.840 5.748 0.004

R2 coefficient de détermination linéaire de Pearson, noté R2 est une mesure de

la qualité de la prédiction d'une régression linéaire.
3-1-5-Coefficients d'ajustement :
Tableau 19. Coefficients d'ajustement

Observations 10.000
Somme des poids 10.000
DDL 7.000
R² 0.997
R² ajusté 0.996
MCE 1.272
RMCE 1.128
DW 1.128

Notre cas (R2=0.99) R est approximativement égal à 1.

Nous confirmons une excélente convergence de notre modèle proposé.
3-1-6-Analyse de la variance:
Tableau 20. Analyse de la variance
Somme Moyenne
Source DDL des carrés des carrés F Pr > F
Modèle 2 2865.269 1432.635 1126.136 < 0,0001
Erreur 7 8.905 1.272 / /
Total
corrigé 9 2874.175 / / /

50
CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

3-1-7-Paramètres du modèle :
Tableau 21. Paramètres du modèle

Borne Borne
Erreur inférieure supérieure
Source Valeur standard t Pr > |t| (98%) (98%)
Constante -0.672 0.549 -1.225 0.260 -2.317 0.973
Recking et
al -0.017 0.028 -0.590 0.573 -0.101 0.068
Mizuyama 1.132 0.027 41.293 < 0,0001 1.050 1.215

3-1-8-Equation du modèle :

la formule proposée de Type ML est la suivante :

modèle proposé= - 0,67191 - ( 0,01660*(15.6*√ ( ) (Ꝋ - )2)
√ ( √ )(
+1,13246 *(√ ( ) *[ ( ( ))
)( √ )])) (04)

Avec:

3-1-9-Coefficients normalisés :

Tableau 22. Coefficients normalizes

Borne Borne
Erreur inférieure supérieure
Source Valeur standard t Pr > |t| (98%) (98%)
Reckingetal -0.014 0.024 -0.590 0.573 -0.087 0.059
Mizuyama 1.006 0.024 41.293 < 0,0001 0.933 1.079

51
CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

3-1-10-Prédictions et résidus :
Parker / Coefficients normalisés
(Int. de conf. 98%)
1.2
Mizuyama
1

Coefficients normalisés
0.8

0.6

0.4

0.2

0
Reckingetal
-0.2
Variable

Figure 18. Prédictions et résidus

52
 CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

3-1-11- Prédictions et résidus:

Tableau 23. Observation du prédictions et résidus

Borne Borne Borne Borne

Ecart-type inférieure supérieure Ecart-type inférieure supérieure
Préd Résidu Résidus sur la préd. 98% 98% sur la préd. 98% 98%
Observation Poids Parker (Parker) Résidu std. studentisés (Moyenne) (Moyenne) (Moyenne) (Observation) (Observation) (Observation)
Obs1 1 0.172 -0.431 0.603 0.535 0.611 0.545 -2.064 1.202 1.252 -4.186 3.325
Obs2 1 8.883 8.438 0.445 0.395 0.427 0.429 7.153 9.723 1.207 4.820 12.056
Obs3 1 45.845 43.674 2.172 1.926 2.455 0.700 41.575 45.772 1.327 39.694 47.654
Obs4 1 2.510 2.293 0.217 0.192 0.213 0.487 0.833 3.753 1.229 -1.391 5.977
Obs5 1 6.406 6.639 -0.233 -0.206 -0.222 0.412 5.405 7.873 1.201 3.039 10.239
Obs6 1 26.097 26.251 -0.154 -0.136 -0.226 0.900 23.553 28.949 1.443 21.925 30.578
Obs7 1 18.835 19.645 -0.810 -0.718 -0.838 0.582 17.899 21.391 1.269 15.839 23.451
Obs8 1 1.404 1.990 -0.587 -0.520 -0.583 0.509 0.464 3.517 1.237 -1.720 5.701
Obs9 1 3.494 3.568 -0.074 -0.066 -0.072 0.465 2.173 4.964 1.220 -0.090 7.227
Obs10 1 46.476 48.056 -1.580 -1.401 -2.338 0.903 45.348 50.764 1.445 43.724 52.388

53
CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

Parker / Résidus normalisés

2

1.5

1
Résidus normalisés

0.5

0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.5

-1

-1.5
Parker

Figure 19. Efficacité du nouveau modèle 1

Préd(Parker) / Résidus normalisés
2

1.5

1
Résidus normalisés

0.5

0
-10 0 10 20 30 40 50

-0.5

-1

-1.5
Préd(Parker)

Figure 20. Efficacité du nouveau modèle 2

54
CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

Préd(Parker) / Parker
50

40

Parker 30

20

10

0
-10 0 10 20 30 40 50

-10
Préd(Parker)

Figure 21. Efficacité du nouveau modèle 3

3.2.Résultat numérique
Tableau 24. Résultat numérique de chaque station par modelé proposé
Modèle
N Station Parker Recking et al Mizuyama
Proposé
1 Kerdache 0.17 0.18 0.22 0.43
2 Ranou 8.88 18.23 8.31 8.44
3 Zaouia-Labidia 45.85 21.57 39.47 43.67
4 Bourkhis 2.51 3.49 2.67 2.29
5 Sidi-Slimane 6.41 9.15 6.59 6.64
6 Sidi-Amrane 26.10 48.10 24.48 26.25
7 Zaouiet Riab 18.84 32.97 18.42 19.65
8 Tinedla Amont 1.40 1.60 2.37 1.99
9 Tinedla Aval 3.49 4.70 3.81 3.57
10 Boufeggoussa 46.48 11.59 43.20 48.06
SOMME 160.12 151.59 149.55 160.12

3.3. Validation du modèle proposé :

Afin de valider notre modèle, les critère statistiques suivants ont été calculés:
Critère de Nash, RMSE, MBE, R², RSR.
les résultats obtenus sont comme suit:
Nash =1.0 ; RMSE=0,86; MBE=0,25 ; RSR=0.02
nous constatons que notre modèle est parfait puique nash est de l'ordre 1 et le RSR inférieur à
0,5.
Nash: criètre de Nash,

55
CHAPITRE III : Proposition d'une nouvelle approche numérique pour l'estimation du transport solide

RMSE: L'écart quadratique moyen (RMSE) est l'écart-type des résidus (erreurs de prévision).
MBE: l'erreur quadratique moyenne.
RSR :Le rapport de la somme des rangs "The Rank Sum Ratio ".

60.00
déboit m3/s Parker

50.00 Reckingetal

Mizuyama
40.00 Modèle Proposé

30.00

20.00

10.00

Figure 22.la comparaison des résultats du débit par modèle proposé.

graphiquement, nous constatons une trés bonne convergence avec d'autres modèles.
Conclusion
le modèle proposé montré est excellente performace selon les critère de validation.
le critère de Nash est de l'ordre 1, le RSR est trés inférieur à 0,5 et une erreur minimale de
l'ordre 0,86.
ces résultats confirment la fiabilité du modèle proposé.
graphiquement, on constate que le tracé de notre modèle s'aligne trés bien avec les autres
modèles adéquats

56
 Conclusion générale

Les problèmes de mesure, d’analyse et de prédétermination des différents paramètres du

transport solide des oueds des zones semi-arides sont d’actualité et nécessitent des approches
des solutions adéquates quant à la quantification plus précise des charges solides nécessaires
au dimensionnement des ouvrages d’aménagements hydrauliques de mobilisation et de
protection contre les inondations.

Les principales formules de transport solide utilisées en ingénierie ont été testées sur
différents jeux de données correspondant à des mesures intégrées sur différentes échelles de
temps.

C’est pourquoi une nouvelle formule de transport a été recherchée. Les tests réalisés sur les
données disponibles semblent confirmer une nette amélioration de la prédiction du transport
avec ce nouveau modèle.

Le modèle proposé confrime sa fiabilité du fait que les critères statistiques montrent une trés
bonne performance.

Nash =1,00 ; RMSE=0,86 ;MBE=0,25; R²= 1,00 et RSR= 0,02.

alors que, le tracé graphique du modèle est presque identique aux tracés des modèles
adéquats .

57
 REFERENCES BIBLIOGRAPHIES
[1] M. Henri PELLERAY, Etude sommaire des transports solides dans un petit bassin du
nord — Cameron, Service Hydrologique de l'ORSTOM au Cameroun
[2] Ben aicha .A, Etude des processus des transports solide et leur impact sur
l'alluvionnement des barrages, Mémoire de Magister en Hydraulique, Option : Simulation
Numérique Des Ecoulements Polyphasiques, université de Batna.
[3] FREY.P , ,1991 Etude expérimentale et simulation numérique du transport turbulent de
particules solides dans un décanteur, Docteur, spécialité : Mécanique, L'école centrale de
Lyon.
[4] Bouchelkia .A , 2009 , Etude du transport solide dans un bassin versant et son impact sur
l'envasement des barrages —cas du bassin versant de chellif-doctodat en Hydraulique,
université de Tlamcen.
[5] Baloul D, 2012, Développement, interprétation et évaluation de la précision de la relation
entre la concentration des sédiments en suspension et le débit liquide. Etude de cas : sous
bassin versant de l'Oued Tafna et d'Oued Isser, Magister : Option Ecoulement et transport
solide, université de Tlemcen.
[6] Komercu. M, Onsoy. H, Kankal. M, Karasu. S, Etude des transports solides en vue de
gestion des ouvrages hydrauliques dans la région de la mer noire, Est en Turquie.
[7] (I.N.R.A.A, 2001). Agence nationale des ressources hydrauliques (secteur de Touggourt).
[earth explore 2022]
[8] Perennes, 1979 Structures agraires et décolonisation les oasis de l’oued Righ (Algérie)
Professeur à L’ITPEA d’Alger Editions l’Harmattan. ISB N° 345 - Septembre, 372pages.
[9] ENHYD. ,2003 Etude topographique du canal Oued Righ
[10] Ackers, P., and W. R. White (1973), Sediment transport; new approach and analysis,
Journal of then Hydraulics Division, 99, 2041-2060.
[11] Einstein, H. A. (1937), Bed load transport as a probability problem, phD thesis, Federal
Institute of echnology, Zurich
[12] Einstein, H. A. (1950), The bed-load function for sediment transportation in open
channel flows, 71 pp, United States Department of Agriculture - Soil Conservation Service,
Washington.
[13] Einstein, H. A., and N. L. Barbarossa (1952), River Channel Roughness, American
Society of Civil Engineers, Paper N°2528, 1121-1146.
[14] Einstein, H. A., and N. Chien (1953), Transport of sediment mixtures with large ranges
of grain sizes, 49 pp, MRD Sediment Series No.2, U.S. Army Engineer Division, Missouri
River, Corps of Engineers, Omaha, Neb.
[15] Engelund, F., and E. Hansen (1967), A monograph on sediment transport in alluvial
streams, 62 pp, Technical University of Denmark.

58
[16] Mizuyama, T. (1977), Bedload transport in steep channels, 118 pp, PhD thesis
Dissertation, Kyoto University, Kyoto.
[17] Mueller, E. R., et al. (2005), Variation in the reference Shields stress for bed load
transport in gravelbed streams and rivers, Water Resources Research, 41, W04006 (04001-
04010).
[18] Parker, G. (1978), Self-formed straight rivers with equilibrium bank and mobile bed.
Part 2 : the gravel river, Journal of Fluid mechanics, 89, 127-146.
[19] Parker, G. (1979), Hydraulic geometry of active gravel rivers, Journal of Hydraulic
Engineering (ASCE), 105, 1185-1201.
[20] Parker, G., et al. (1982), Bedload and size distribution in paved gravel-bed streams,
Journal of the Hydraulics Division (ASCE), 108, 544-571.
[21] Parker, G., et al. (2007), Physical basis for quasi-universal relations describing bankfull
Hydraulic geometry of single thread gravel-bed rivers, Journal of Geolophysical Research
Earth Surface, subm.
[22] Recking, A. (2009), Theoretical development on the effects of changing flow hydraulics
on incipient bedload motion, Water Resources Research, 45, W04401, 16.
[23] Recking, A. (2010), A comparison between flume and field bedload transport data and
consequences for surface based bedload transport prediction, Water Resources Research.
[24] Recking, A., et al. (2009), An experimental investigation of mechanisms responsible for
bedload sheet production and migration, J. Geophys. Res., 114, F03010,.
[25] Recking, A., et al. (2008a), Bedload transport flume experiments on steep slopes,
Journal of Hydraulic Engineering, 134, 1302-1310.
[26] Recking, A., et al. (2008b), Feedback between bed load and flow resistance in gravel
and cobble bed
[27] Schoklitsch, A. (1962), Handbuch des Wasserbaus (in German), Springer Verlag (3rd
edition), Wien.
[28] Seitz, H. R. (1976), Suspended - and bedload- sediment transport in the Snake and
Clearwater rivers in the vicinity of Lewiston, Idaho (August 1975 through July 1976), Boise,
Idaho.
[29] Shields, A. (1936), Anwendung der Aehnlichkeitsmechanik und der turbulenzforschung
auf die geschiebebewegung, Technischen Hochschule, Berlin.

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