Impact du transport solide en suspension sur l'envasement du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda

Abstract

Le phénomène de transport solide en suspension est très complexe dans le bassin versant de l’Oued Mina en raison d’une importante hétérogénéité des sols, un faible couvert végétal et une hydro-pluviométrie mal répartie aussi bien dans l’espace que dans le temps. L’approche méthodologique adoptée dans cette thèse consiste d’abord à rechercher un modèle régressif pouvant mieux expliquer le débit solide par le débit liquide tous les deux mesurés au niveau des deux stations hydrométriques de Oued El-Abtal et Sidi AEK Djilali, en étudiant cette relation à différentes échelles temporelles: annuelle, saisonnière, mensuelle et journalière. Les données instantanées du débit liquide - débit solide disponibles couvrent les années (1985/1986 à 2000/2001 et 1982/1983 à 2000/2001), soit 16 et 19 années pour les deux stations hydrométriques de Oued El-Abtal et Sidi AEK Djilali respectivement. Une analyse qualitative à différentes échelles temporelles des paramètres A et B de la relation puissance reliant le débit solide au débit liquide est aussi présentée en vue d’une meilleure compréhension de cette relation et de relier ces paramètres aux facteurs induisant le débit solide. Les résultats obtenus ont permis d’identifier de manière assez concluante les modèles saisonniers et de montrer que cette échelle d’analyse est très représentative du phénomène de transport solide dans un bassin semi aride Nord-Africain. D’autre part, l’événement averse - crue s’est avéré l’unité hydrologique la plus adéquate pour les analyses en relation avec le transport solide. L’étude a montré que la relation en puissance reliant le débit solide au débit liquide est influencée par la précipitation, le ruissellement et l’humidité du sol, et a illustré la complexité du phénomène de transport solide en suspension. Les relations puissance obtenues à l’échelle mensuelle, expliquant la plus grande partie de la variance, sont ensuite utilisées pour interpoler, extrapoler et analyser les apports solides fins et grossiers déposés dans la retenue du barrage de SMBA depuis sa mise en service en 1977/1978, étant donné la disponibilité des débits moyens journaliers de 1953/1954 à 2001/2002 (station de oued El-Abtal) et de 1969/1970 à 2001/2002 (station de Sidi AEK Djilali). Nous estimons à 450.23T/Km2/an et 288.495T/Km2/an les apports solides spécifiques des sédiments en suspension au droit des stations de Oued El-Abtal et Sidi AEK Djilali respectivement. L’apport solide, fin spécifique et moyen interannuel, du bassin versant de l’Oued Mina s’élève à 424.682 T/Km2. Par ailleurs, nous avons constaté que la retenue du barrage de SMBA d’une capacité initiale de stockage de 235 Mm3 reçoit 2.705 MT (1.691 Mm3) de matériau solide fin et grossier annuellement, soit une dégradation spécifique de 552.087 T/Km2/an et un taux de comblement de la retenue de 0.72%/an. Ce dernier a accumulé 67.631 MT (42.269 Mm3) de sédiments fins et grossiers en 25 années (septembre 1977 à Août 2002), ce qui représente 18% de sa capacité. On prévoit l’accumulation de 72.713 Mm3 (30.94%) à l’horizon 2020, 106.533 Mm3 (45.33%) à l’horizon 2040 et un comblement total de la retenue à l’horizon 2136, soit une durée de vie de 158 ans. Enfin, la relation fondamentale entre la concentration des sédiments en suspension C d’un cours d’eau et son débit liquide Q, durant les crues, est étudiée de manière qualitative par analyse des graphiques temporels et des courbes d’hystérésis (C-Q). L’étude de 20 crues de chacune des deux stations hydrométriques du bassin versant de l’Oued Mina est orientée beaucoup plus vers l’aspect graphique et statistique que donnerait la mise en graphe de C et Q. L’analyse de l’effet d’hystérésis sur la relation concentration - débit liquide a permis, à travers des séries d’événements chronologiques, de caractériser la relation (C-Q), d’élaborer une classification de cette relation et d’en ressortir les modèles de boucle d’hystérésis dominants. Les modèles sens des aiguilles d’une montre, sens contraire des aiguilles d’une montre et modèle en forme de huit sont les plus dominants sur le bassin versant de l’Oued Mina, aussi bien pour la station hydrométrique de Oued El-Abtal que pour la station de Sidi AEK Djilali. L’analyse de l’hystérésis par classes a montré l’absence relative de l’effet saisonnier sur la forme de la boucle obtenue. Les saisons d’Automne, d’Hiver et de Printemps présentent une hétérogénéité des classes à cause d’une hétérogénéité du bassin du point de vue lithologie et du point de vue de la répartition spatiale des pluies (irrégularité du régime pluviométrique et hydrologique du bassin).