Rapport hydraulique et hydrologique Evitement M'sila

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET
POPULAIRE
MINISTERE DES TRAVAUX PUBLICS
DIRECTION DES TRAVAUX PUBLICS
WILAYA DE M’SILA
LOT 6 : ETUDE DE L'ÉVITEMENT NORD
EST DE LA VILLE DE M'SILA RN 40
METARFA /RN 45 SUR 15KM
ETUDE HYDROLOGIQUE ET
HYDRAULIQUE
AVANT PROJET DETAILLE
ENGINEERING STUDY. BUREAU D’ÉTUDES EN
INFRASTRUCTURES ET EN TRANSPORTS.
TEL: 00 213 (0) 23 71 91 70
FAX. 023 71 91 71
I

1
TABLE DES MATIÈRES
1 OBJET ...................................................................................................................... 2
2 NORMES ET RÉFÉRENCES ...................................................................................... 2
3 DONNÉES DISPONIBLES ......................................................................................... 2
4 PRÉCIPITATION ..................................................................................................... 3
O COURBES IDF ......................................................................................................................... 3
5 MÉTHODOLOGIE .................................................................................................... 4
5.1 DÉBIT DE CONCEPTION ............................................................................................... 4
5.2 HYDROLOGIE ................................................................................................................ 4
ANALYSE DES BASSINS VERSANTS .............................................................................................. 4
CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES ................................................................................................ 6
DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE ........................................................................................... 6
Description du réseau hydrographique ................................................................................... 6
CONTRAINTES D’IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT ................................................................... 9
CALCUL DU TEMPS DE CONCENTRATION ................................................................................... 9
MÉTHODE RATIONNELLE : ........................................................................................................ 11
Coefficient de ruissèlement ................................................................................................... 12
MÉTHODE DE SCS (SOIL CONSERVATION SERVICE) : ............................................................... 12
PRÉSENTATION DES RÉSULTATS .............................................................................................. 14
5.3 HYDRAULIQUE ........................................................................................................... 15
Dimensionnement des Ouvrages d’art non-courants ............................................................ 16
Dimensionnement des ouvrages hydrauliques (OH) ............................................................ 16
Protection contre l’érosion ..................................................................................................... 17
5.4 ETUDE HYDRAULIQUE DES OUVRAGES D’ART ......................................................... 18
5.4.1 DETERMINATION DE LA PLUS HAUTE EAU (PHE) .................................................... 18
Protection contre l’érosion ..................................................................................................... 19
5.5 DRAINAGE LONGITUDINAL ........................................................................................ 20
6 ANALYSE ET COMMENTAIRES ............................................................................. 20
6.1 HYDROLOGIE : ............................................................................................................ 20
6.2 HYDRAULIQUE :.......................................................................................................... 21
Ouvrage hydraulique ............................................................................................................. 21

2
1 OBJET
L’objectif principal du présent rapport, au stade d’Avant Projet détaillé, est le
pré-dimensionnement des ouvrages hydrauliques du tracé. Il s’agit de définir
les méthodes de calcul et les résultats des débits de crue, qui déterminent
l’ouverture et la conception des ouvrages d’art courante et non courants.
En premier lieu, on réalise une description du réseau hydrographique.
L’étude hydrologique comprend la délimitation des bassins versants qui sont
interceptés, de même que ses caractéristiques physiques qui servent comme
référence pour l’analyse multicritère. Aussi, elle comprend l’analyse statistique
des données pluviométriques disponibles pour la zone d’étude.
On a appliqué deux méthodologies hydrologiques différentes, en fonction des
surfaces des bassins versants interceptées par le tracé.
2 NORMES ET RÉFÉRENCES
Le référentiel normatif de cette Etude d’Avant Projet détaillé est le suivant:
« Assainissement Routier » – Guide technique. SETRA (octobre 2006)
« Cours d’Eau et Ponts » - Guide Technique. SETRA (juillet 2007)
« Drainage Routier » – Guide technique. SETRA (mars 2006)
« L’eau et la route » – Guide technique. SETRA (décembre 2007)
« Recommandations de l’Assainissement Routier » – SETRA LCPC
(février 1982), qui sont appliqués dans le Guide Technique d’octobre
2006.
« L’eau & la route- Dispositifs de Traitement des eaux pluviales. Volume
7 »
« Traitement des eaux de ruissellement routières. Note d’information.
SETRA (février 2008). »
Note Technique Lot 2 – APS- NT004 : Méthodologie Hydrologique et
Hydraulique.
3 DONNÉES DISPONIBLES
Les données disponibles pour cette étude sont :
Les cartes d’états-majors au 1/50 000

3
Le levé topographique au 1/1000.
Données pluviométriques de la ville de M’sila.
4 PRÉCIPITATION
D’après l’ANRH, la station la plus proche de notre projet se trouve au chef lieux
de la ville de M’sila. Les informations fournissent sont sous forme de courbes
appelée communément Courbe IDF.
O
COURBES IDF
La loi Intensité-Durée-Fréquence (IDF) est une exponentielle décroissante dont
les coefficients a et b sont dits paramètres de Montana (relation (1)).
I(
t,
T)
a(
T)
t
b
I : intensité de pluie exprimée en mm/h
T : période de retour exprimée en années
t : temps exprimé en heures
« a » et « b » : paramètres de Montana
La valeur du paramètre « b »de la formule de Montana est égale à : 0.80 suivant
les données de la station pluviographique de M’sila établie par l’ANRH.
Tableau 1 : Valeur de « a » pour déférente période de retour de la station de M’sila.
T 2 5 10 20 50 100
a(T) 10.7 16.0 19.4 22.8 27.1 30.3
Tableau 2 : Données de la courbe IDF de la station de m’sila.
I(t,T) 2ans 5ans 10ans 20ans 50ans 100ans
1 10.7 16.0 19.4 22.8 27.1 30.3
2 6.2 9.2 11.2 13.1 15.6 17.4
3 4.5 6.6 8.1 9.5 11.3 12.6
6 2.6 3.8 4.6 5.4 6.5 7.2
12 1.5 2.2 2.7 3.1 3.7 4.2
24 0.8 1.3 1.5 1.8 2.1 2.4

4
5 MÉTHODOLOGIE
L’objectif des études d’assainissement est d’établir les conditions
hydrologiques des principaux cours d’eau et oueds traversés par l’emprise
routière, et les débits de crue correspondants à différentes périodes de retour,
selon la catégorie des ouvrages d’art courants et non courants nécessaires.
Suite à l’analyse des méthodes hydrologiques disponibles, on propose
l’application de deux méthodes en fonction des surfaces des bassins versants
interceptées:
Méthode Rationnelle. Bassins versants de surface inférieure à 10 km2 .
Méthode du Soil Conservation Service. Bassins versants de surface
supérieure à 10 km2 .
5.1 DÉBIT DE CONCEPTION
La récurrence du débit de conception varie selon l’ouvrage concerné.
Tableau 3: Crue de récurrence pour chaque type des ouvrages hydrauliques
5.2 HYDROLOGIE
TYPE DE RÉTABLISSEMENT PÉRIODE DE
RETOUR
Route nationale OH 10
Route nationale OA 100
L’étude hydrologique permet d’obtenir les débits nécessaires à la conception
hydraulique des ouvrages de rétablissement des écoulements naturels et des
ouvrages de drainage.
ANALYSE DES BASSINS VERSANTS
L’identification des bassins versants naturels interceptés par
l’infrastructure linéaire s’est faite sur la base des cartographies au 1:25
000 et/ou 1 :50 000 , avec l’identification des principaux ouvrages
existants.
L’analyse des bassins versants est utilisée pour déterminer :
la forme, la pente et la superficie des bassins versants;
la caractérisation des surfaces de ruissellement (occupation du sol);
la longueur du cours principal de son réseau hydrographique, mesurée
depuis sa tête à l’amont jusqu’à son exutoire à l’aval;
les points hauts et bas du bassin.
Les résultats du découpage des bassins versants sont présentés sur plan du
découpage des BV.
On présente, dans la Figure 1, découpage des bassins versants.

5
Figure 1, découpage des bassins versants

6
CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES
Les caractéristiques physiques d‘un bassin versant conditionnent l’écoulement
de ses différents cours d’eau. L’écoulement peut être facilité ou retardé selon
que la région est étalée ou non. La détermination des caractéristiques
physiques concernera les bassins versants suivants :
Tableau 4 : caractéristiques physiques des bassins versants
N°
BV
PK
Type
d’ouvrage
oueds
S
(km 2 )
L (km) Hmax Hmin P (%)
1 0+191.39 Dalot ou buse chaabat 0.33 1.19 526 460 5.55
2 1+095.53 Dalot ou buse chaabat 0.75 1.14 526 497 2.54
3 1+874.08 Dalot ou buse chaabat 0.4 0.95 515 485 3.16
4 2+415.00 Dalot ou buse chaabat 0.15 0.35 510 485 7.14
5 2+756.85 Dalot ou buse Faidh en Niag 3.09 3.55 544 490 1.52
6 3+452.31 Dalot Oued Sbaa 38.29 20.14 1247 490 3.76
7 6+397.54 Dalot ou buse chaabat 0.72 0.1 525 510 15.00
8 7+100.00 Dalot ou buse chaabat 3.4 5.25 615 505 2.10
9 7+625.00 Dalot ou buse chaabat 0.19 0.36 537 510 7.50
10 8+325.00 Dalot ou buse
Faidh el
Ghareg
2.55 3.48 573 515 1.67
11 9+775.00 Dalot ou buse chaabat 0.52 1.08 548 535 1.20
12 10+796.29 Dalot ou buse chaabat 0.1 0.39 548 540 2.05
13 11+083.11 Dalot ou buse chaabat 0.28 0.69 591 566 3.62
14 11+331.83 Dalot ou buse chaabat 0.17 0.66 591 566 3.79
15 11+516.17 Dalot ou buse chaabat 0.12 0.15 591 566 16.67
16 11+869.54 Dalot ou buse chaabat 0.42 0.75 622 555 8.93
17 12+031.77 Dalot ou buse chaabat 0.14 0.35 600 552 13.71
18 12+513.00 Dalot ou buse chaabat 0.08 0.1 593 550 43.00
19 13+348.99 Dalot ou buse chaabat 0.57 1.5 622 542 5.33
DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE
Description du réseau hydrographique
Dans cette phase d’études d’APD, une variante du tracé a été identifiée.
On présente, dans la Figure 2, un schéma du tracé.

7
Figure 2. – Schéma du tracé

8
Le réseau hydrographique de la zone du projet est relativement moins dense.
Dans la zone du projet, les principaux oueds sont :
Oueds Ksob traversant le territoire du Nord au sud, à 10 kms en amant de
note projet est implanté un barrage qui intercepte presque la totalité du
débit d’apport, juste à côté de note projet la voie ferrée franchis cet oued
avec un ouvrage de 03 travées.
Oueds Sbaa d’un bassin versant d’une surface de 38.29 km 2 et traversant
le territoire de Nord à sud ;
Figure 3. – réseau hydrographique
Ensuite, on présentera dans la Figure 4, le graphique avec la distribution des surfaces des
bassins versants en pourcentages :

9
Figure 4. – distribution des surfaces des bassins versants
On observe une irrégularité importante dans la distribution des pourcentages. Puisque
79 % des 19 bassins versants (B.V) interceptés ont une surface inférieure à 0.8 km2.
CONTRAINTES D’IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT
On ne note aucune contrainte d’impact sur l’environnement dans la zone d’étude.
Les eaux de ruissèlement provenant de la plateforme routière seront collectées par les
fossés de plateforme en béton et par les cunettes d’accotement, transportées par des
collecteurs et dirigées vers le milieu naturel.
Les eaux pluviales collectées et transportées par des fossés bétonnés, en crête de déblai
et pied de talus en remblai et cunettes de banquettes sont eux aussi déversées dans le
milieu naturel.
CALCUL DU TEMPS DE CONCENTRATION
Le calcul des débits de projet demande l’évaluation du temps de concentration du bassin
versant, ce qui représente le temps le plus long que met une goutte d’eau dans le bassin
pour atteindre l’exutoire.
Le temps de concentration peut être estimé selon plusieurs formules comme celles de
Ventura, Passini, Giandotti et Kirpich, chacune ayant son domaine de validité et
d’application.
Méthode de Kirppich (Superficie inférieure à 0,80 km2) :
0,77
L
Tc
0,0003246
0, 385
i
BV
1
*
60

10
Où :
Tc : temps de concentration (h)
S = surface (Km2)
L = longueur du bassin (km).
Méthode de Ventura (Superficie inférieure à 5 km2) :
Tc 0, 127
A
i
BV
BV
Où :
Tc : temps de concentration (h)
S = surface (Km2)
I = pente moyenne du BV (m/m)
Méthode de Passini (Superficie comprise entre 5 km2 et 25 Km2) :
Tc
L
ABV
1000
0,108
1
i 2
Où :
Tc : temps de concentration (h)
S = surface (Km2)
L = longueur du bassin (km)
H= différence entre l’altitude maximale et minimale du bassin (m)
BV
1
3
Méthode de Giandotti (Superficie entre 25 km2 et 400 Km2) :
Tc
1
2
4 ABV
1,5
L
1
0.8 H 2
Où :
Tc : temps de concentration (h)
S = surface (Km2)
L = longueur du bassin (km)
H:Différence entre l’altitude moyenne et minimale du bassin (m)
Hmin = altitude minimale (en m)
Hmoy = altitude moyenne (en m)
BV

11
Hmoy
H max
H min
2
Les formules de calcul du temps de concentration T c sont résumées dans le tableau 4.
Tableau 5 : Méthodes de calcul du temps de concentration Tc
TEMPS DE
CONCENTRATION TC
Kirppich
Ventura
Passini
Giandotti
Tc
Formule & domaine d’application
0,77
L 1
Tc
0,0003246
* Si ABV < 0,8 km²
0, 385
i 60
Tc
Tc 0, 127
BV
A
BV
Si ABV < 5 km²
1
2
BV
i
BV
L
ABV
1000
0,108
i
1
3
Si 5 km² < ABV < 25 km²
1
4 A 2
BV
1,5
L
Si 25 km² < ABV < 400 km²
1
0.8 H 2
BV
La surface du bassin versant Abv s’exprime en km², la longueur du chemin hydraulique L
en m, la hauteur moyenne du bassin versant HBV en m et le temps de concentration en
heures.
La détermination des débits de projet nécessite une méthode de transformation de la
pluie en débit, les pluies utilisées pour estimer les apports proviennent de la station
météorologique la plus représentative en termes d’altitude et de proximité.
Méthode Rationnelle. Bassins versants de surface inférieure à 10 km2 .
Méthode du Soil Conservation Service (SCS). Bassins versants de surface
supérieure à 10 km2.
MÉTHODE RATIONNELLE :
La méthode rationnelle est la méthode de transformation pluie-débit la plus connue et la
plus utilisée. Elle suppose que la pluie est uniformément distribuée sur l’ensemble du
bassin versant et que la durée de la pluie à une intensité donnée est égale ou supérieure
au temps de concentration du bassin versant.
Le calcul du débit par la méthode rationnelle se fait par la formule ci-dessous.

12
C. i.
S
BV
Qev
0,36
Où :
Qev: Débit à évacuer (l/s);
► C : Coefficient de ruissellement pondéré;
► SBV : Surface drainée (ha);
► I : Intensité moyenne de l’averse centennale (mm/h), elle est calculée par la formule de
MONTANA :
i
b
a. t où :
► a et b : coefficients de Montana;
► t : Temps de l’averse pris égal au temps de concentration Tc (heures);
Coefficient de ruissèlement
Le ruissellement superficiel correspond à l’eau provenant de la pluie, qui
circule par la superficie et qui se concentre dans les lits. Cela représente par
conséquent, le reste de pluie qui reste dans la superficie après avoir décompté
les phénomènes d’évaporation et d’évapotranspiration, de stockage et
d’infiltration dans les couches inférieures.
Le coefficient de ruissellement définit la proportion de la composante
superficielle de la précipitation d’intensité I, et dépend du quotient entre la
précipitation quotidienne Pd, correspondant à la période de retour et du seuil
de ruissellement P0, à partir duquel ce dernier débute.
On pourra adopter suivant la couverture végétale, la forme, la pente et la
nature du terrain, les valeurs de Cr suivantes (guide d’assainissement SETRA) :
Tableau 6 : Coefficient de ruissellement en fonction de pente et nature de terrain (T=10ans)
Couverture
végétale
Bois
Pâturage
Culture
Morphologie Pente % Terrain sable
presque plat
ondulé
montagneux
presque plat
ondulé
montagneux
presque plat
ondulé
montagneux
< 5
5 p < 10
10 p < 30
p < 5
5 ≤ p < 10
10 ≤ p < 30
p < 5
5 p < 10
10 p < 30
grossier
0,10
0,25
0,30
0,10
0,15
0,22
0,30
0,40
0,52
Terrain
limoneux
0,30
0,35
0,50
0,30
0,36
0,42
0,50
0,60
0,72
Terrain
argileux
0,40
0,50
0,60
0,40
0,55
0,60
0,60
0,70
0,82
MÉTHODE DE SCS (SOIL CONSERVATION SERVICE) :
Les hydrogrammes de crue dans les bassins étudiés ont été obtenus par
l’application du modèle mathématique de transformation précipitation-

13
écoulement HEC1 développé par le Hydrologic Engineering Center de l’U.S.
Army Corps of Engineers des États Unis, pour une période de retour de 100
ans.
Pour la simulation du processus précipitation-ruissellement, le modèle le
sépare en précipitation, interception, rétention et infiltration, transformation
de l’excès de précipitation et ruissellement et le transport de l’hydrogramme.
La formule développée par le Soil Conservation Service qui permet calculer le
débit de crue est la suivante :
Q p 0 ,0021* Pn
* SBV
/
Où :
Qp est le débit de pointe (en m3/s),
Pn la pluie nette ou fraction de la pluie génératrice du ruissellement (mm),
SBV la superficie du bassin (ha),
Tp est le temps de pointe (h) défini par :
T
p
Tp
2*
Tc
/3
L’estimation de la pluie nette (appelée également ruissellement direct)
constitue l’opération la plus délicate. Dans cette méthode on utilise la relation
‘Pluie-Débit’ du NRCS, développée aux états unis et testée avec des succès
différents à travers le monde entier. Cette relation s’écrit :
Pn
( Pt
0.2S)
2
/( Pt
0.8S)
Dans laquelle :
Pn est le ruissellement (en mm) ;
Pt est la hauteur totale des pluies tombées sur le bassin (en mm) ;
S dénote la rétention potentielle du sol (en mm) ;
Les études sur terrain entreprises par le NRCS indiquent que la rétention
potentielle maximale (en mm) peut être estimée par la relation:
S 25.4*
1000/ NCR 10
Où NCR est le numéro de la courbe du ruissellement. On admet que la valeur de
NCR est une fonction de l'utilisation du sol, de l'humidité antécédente du sol et
des autres facteurs qui affectent le ruissellement et la rétention du sol.
A titre d’exemple, l’occupation des sols dans les bassins (estimée à partir de la
carte topographique aux 50 millièmes) et les valeurs de NCR correspondantes

14
(valeurs extraites des travaux du NRCS, Mc Cuen, 1986), sont données au
tableau ci-dessous.
Tableau 7 : les valeurs de NCR
Occupation du sol :
Groupe de sol
Surface rurale (2)
Condition hydrologique (1)
C D
Mauvaise 77 83
forêt, maquis et broussaille
Moyenne 73 79
Bonne 70 77
Mauvaise 86 89
Pâturages, jachères
Moyenne 79 84
Bonne 74 80
Urbanisé (lotissement) Moyenne 92
Urbanisé (zone industrielle) Moyenne 88
(1) réfère à l’état et la capacité de drainage du bassin.
(2) englobe les terrains nus, les parcours, la broussaille, le maquis et la forêt.
Etant donné le caractère rural des différents sous bassins, la couverture
végétale est subdivisée en deux grandes catégories : forêts (bois, maquis et
broussailles) et autres (pâturages, terrains de parcours, jachères et terrains nus,
etc…). Vue le caractère plus ou moins imperméable des terrains et le réseau de
drainage plus ou moins mal développé au niveau des parties plaines, on admet
que les bassins du projet se caractérisent par des sols du groupe C et D dans des
conditions hydrologiques mauvaises à moyennes. Les valeurs de NCR adoptées
dans la présente étude sont des valeurs moyennes.
Les données pluviométriques sont collectées dans les documents de l'Agence
Nationale des Recherches Hydrauliques.
Les caractéristiques des pluies de courte durée sont obtenues de l'étude
générale réalisée par l'ANRH. Ces valeurs sont:
La lame de pluie journalière moyenne maximale
P max, j 86 mm ;
PRÉSENTATION DES RÉSULTATS
Compte tenu de l’objectif de l’étude, les résultats de débits max, qu’on se
propose de retenir sont obtenus à partir de ce qui suit :
a. la formule rationnelle pour les bassins versants ayant une superficie
inférieure à 10km²,
b. la méthode de SCS pour les bassins versants ayant une superficie
supérieure à 10 km2.
Les tableaux suivants récapitulent pour les bassins versants de la zone d’étude
les quantiles de débits max des fréquences retenues, à savoir 100 et 10 ans :

15
N° BV PK Stations S (Km2) Formule Tc Tc (h) Formule débit Q10 (m3/s) Q100 (m3/s)
1 0+191.39 M'SILA 0.330 Kirpich 0.231 RATIONNELLE 4.401
2 1+095.53 M'SILA 0.750 Kirpich 0.301 RATIONNELLE 0.094
3 1+874.08 M'SILA 0.400 Kirpich 0.241 RATIONNELLE 0.362
4 2+415.00 M'SILA 0.150 Kirpich 0.082 RATIONNELLE 0.083
5 2+756.85 M'SILA 3.090 Ventura 1.810 RATIONNELLE 21.421
6 3+452.31 M'SILA 38.290 Giandotti 6.175 SCS 109.736
7 6+397.54 M'SILA 0.720 Kirpich 0.023 RATIONNELLE 0.285
8 7+100.00 M'SILA 3.400 Ventura 1.618 RATIONNELLE 4.412
9 7+625.00 M'SILA 0.190 Kirpich 0.082 RATIONNELLE 2.975
10 8+325.00 M'SILA 2.550 Ventura 1.571 RATIONNELLE 69.320
11 9+775.00 M'SILA 0.520 Kirpich 0.386 RATIONNELLE 0.803
12 10+796.29 M'SILA 0.100 Kirpich 0.143 RATIONNELLE 0.143
13 11+083.11 M'SILA 0.280 Kirpich 0.179 RATIONNELLE 7.170
14 11+331.83 M'SILA 0.170 Kirpich 0.170 RATIONNELLE 0.527
15 11+516.17 M'SILA 0.120 Kirpich 0.031 RATIONNELLE 0.388
16 11+869.54 M'SILA 0.420 Kirpich 0.135 RATIONNELLE 0.070
17 12+031.77 M'SILA 0.140 Kirpich 0.063 RATIONNELLE 0.993
18 12+513.00 M'SILA 0.080 Kirpich 0.016 RATIONNELLE 0.559
19 13+348.99 M'SILA 0.570 Kirpich 0.280 RATIONNELLE 0.574
Tableau 8 : quantiles de débits max
5.3 HYDRAULIQUE
Les niveaux d’eau et les coupes des ouvrages projetés définis sur la base de
l’étude hydrologique conditionnent la conception des ouvrages courants et les
ponts.
Les reconnaissances du site visant à vérifier les formes des oueds et les
ouvrages d’assainissement existants aident à planifier les ouvrages avec plus
d’attention pour les oueds susceptibles de connaître l’inondation.
Pour l’accomplissement de la présente étude, plusieurs visites de
reconnaissance de site ont été effectuées, et le tableau ci-dessous montre l’état
actuel des oueds constaté pendant les reconnaissances du site dans les zones
traversées par le tracé.
NÉMURO PK NOM
D’OUED
VUE
REMARQUE
01 8+800 Ksob

16
Dimensionnement des Ouvrages d’art non-courants
Le calcul hydraulique détaillé du pont est plus complexe que celui d’un dalot. En
particulier, dans le cas d’un pont traversant un cours d’eau exposée au risque
d’inondation, la garantie de sécurité est fortement imposé. Ainsi, les types et les
dimensionnements des ouvrages sont déterminés en considérant l’état actuel
des oueds traversé, les surfaces des bassins versants et les calculs de débits.
Les critères méthodologiques appliqués pour le dimensionnement hydraulique
du pont sont les suivants :
‣ la revanche établie sous le tablier pour le passage des corps flottants est
de 1,0 m ;
‣ la revanche minimale de 2,0 m sera appliquée dans les bassins versants
où il existe une grande superficie boisée ;
‣ la comparaison entre la situation actuelle et les nouvelles conditions que
la nouvelle infrastructure entraînera, fait ressortir l’accroissement de la
ligne d’eau à proximités de l’ouvrage inférieur à 0,5m ;
‣ pour les principaux oueds, la vérification sera effectuée par
intermédiaire de la modélisation hydraulique.
Dimensionnement des ouvrages hydrauliques (OH)
Le dimensionnement des ouvrages hydraulique obéit aux critères suivants :
Les vitesses maximales à la sortie des buses et dalots ne doivent pas dépasser
5,0 m/s.
À l'entrée et à la sortie de chaque ouvrage respectivement, une tête amont et
une tête aval seront prévues avec des angles appropriés. Les têtes seront
prolongées par une protection en enrochement à l'entrée et à la sortie de
l'ouvrage. Aussi, les talus de remblai seront protégés par des perrés maçonnés
sur les côtés. La dimension médiane des pierres d’enrochement est déterminée
selon la procédure recommandée par la circulaire HEC 11 (« Design of Riprap
Revetment », 1989) préparée pour le U.S. Federal Highway Administration.
La méthode retenue pour le dimensionnement des ouvrages est celle des
contrôles amont et aval développée par le U.S. Federal Highway Administration.
La méthode est publiée dans le “Hydraulic Design Series No. 5, Hydraulic Design
of Highway Culverts” (1985).
Tableau 9 : Critères de conception des dalots et buses
Description
Crue de conception ou débit de
projet Q projet
Hautes-eaux de conception
Recouvrement minimum des buses
Q 10ans
Critère
La plate-forme doit être placée à 0,5 m minimum audessus
du niveau des hautes-eaux, sinon l’ouvrage sera
submersible.
0.8xD
Pentes minimale et maximale Pente minimale 0,5%
Pente maximale de 6%.
Vitesse maximale à la sortie
5 m/s

17
Régime d’écoulement dans l’OH
Compatible au régime de l’écoulement naturel
Régime critique dans l’OH à proscrire
Ressaut hydraulique en sortie de l’OH à éviter
Protection des extrémités • Lorsque la vitesse est inférieure à 1 m/s ,
un blocage en pierres sur une longueur de 1,5 m
à l’amont et à l’aval (type A).
• Lorsque la vitesse est comprise entre 1 et
3 m/s, un blocage en pierres sur une longueur de
3 m à l’amont et à l’aval (type B).
• Lorsque la vitesse est comprise entre 3 et
5 m/s, un blocage en pierres sur une longueur de
3 m à l’amont et à l’aval et un bassin de
dissipation d’énergie à l’amont du blocage en
pierres à l’ava (type C).
Il est possible d’utiliser des enrochements bétonnés en
amont.
La formule la plus utilisée est celle de Manning – Strickler
Avec :
Q : débit max (en m 3 /s)
I : pente moyenne du lit de talweg
Q = K . S. R 2/3 . I 1/2
R : rayon hydraulique de la section moyenne en
m
S : superficie de la section moyenne en m 2
K : Coefficient de rugosité
S=
P=
Protection contre l’érosion
Les protections contre l’érosion sont dimensionnées pour la crue décennale.
Les radiers bétonnés à l’entrée et à la sortie de l’OH sont prolongés par une
protection en enrochement sur une distance et une largeur suffisantes pour
que la vitesse de l’eau retournée dans le cours d’eau naturel n’entraîne pas de
désordres.
Les diamètres moyens des enrochements sont calculés selon la formule
d’Isbach .

18
où :
D
50
2
V
C
*
2gR(
W
S
W
)
• γS et γW sont les masses volumiques de respectivement la roche et l’eau,
• V : vitesse d’écoulement,
• C : coefficient d’Isbash égal à 1,2 (high turbulence)
• R : coefficient fonction de la pente défini par :
où :
R cos
2
tan
tan
1
2
• φ est l’angle du talus et θ l’angle de repos des enrochements, égaux à 45.
Pour limiter la taille des enrochements de protection requis, lorsque la vitesse
de l’eau sur la surface des enrochements placés en sortie de l’OH dépasse
3 m/s, un bassin de dissipation d’énergie sera mis en place.
Le bassin de dissipation d'énergie est un ouvrage hydraulique destiné à réduire
l'énergie de l’eau à la sortie des OH. Le bassin est constitué d’un caisson en
béton. Un lit de blocs de roche, dont les dimensions sont comprises entre 40 cm
et 50 cm, est disposé sur le fond du bassin.
5.4 ETUDE HYDRAULIQUE DES OUVRAGES D’ART
5.4.1 DETERMINATION DE LA PLUS HAUTE EAU (PHE)
La formule la plus utilisée est celle de Manning – Strickler
Q = K . S. R 2/3 . I 1/2
Avec :
Q : débit max (en m 3 /s)
I : pente moyenne du lit d’oued
R : rayon hydraulique de la section moyenne en m
S : superficie de la section moyenne en m 2
K : Coefficient de rugosité
K = 1/ɳ
ɳ : le nombre de Manning

19
Tableau 10: Coefficient de rugosité
TYPE
K
Béton lisse 80
Cours d'eau rectiligne 30-40
Cours d'eau avec 20-30
méandres et végétation
Torrent avec graviers 10-20
Torrent avec broussailles <10
La pente du talweg de la ligne d’eau a été obtenue à partir d’un levé
topographique
En prend K = 40
Protection contre l’érosion
Les protections contre l’érosion sont dimensionnées pour la crue décennale.
Les radiers bétonnés à l’entrée et à la sortie de l’OH sont prolongés par une
protection en enrochement sur une distance et une largeur suffisantes pour
que la vitesse de l’eau retournée dans le cours d’eau naturel n’entraîne pas de
désordres.
Les diamètres moyens des enrochements sont calculés selon la formule
d’Isbach .
où :
• γS et γW sont les masses volumiques de respectivement la roche et l’eau,
• V : vitesse d’écoulement,
• C : coefficient d’Isbash égal à 1,2 (high turbulence)
• R : coefficient fonction de la pente défini par :
R cos
où :
2
tan
tan
1
2
D
50
2
V
C
*
2gR(
• φ est l’angle du talus et θ l’angle de repos des enrochements, égaux à 45.
Pour limiter la taille des enrochements de protection requis, lorsque la vitesse
de l’eau sur la surface des enrochements placés en sortie de l’OH dépasse
3 m/s, un bassin de dissipation d’énergie sera mis en place.
Le bassin de dissipation d'énergie est un ouvrage hydraulique destiné à réduire
l'énergie de l’eau à la sortie des OH. Le bassin est constitué d’un caisson en
W
S
W
)

20
béton. Un lit de blocs de roche, dont les dimensions sont comprises entre 40 cm
et 50 cm, est disposé sur le fond du bassin.
5.5 DRAINAGE LONGITUDINAL
Le débit de conception retenu pour le drainage longitudinal est le Q 10 ans.
Le débit à évacuer par le fossé (Q ev) est obtenu par la méthode rationnelle, pour laquelle le temps de
concentration est défini par la somme des deux temps suivants :
Où :
Tc t 1
t 2
• t1 : temps nécessaire à l’eau pour atteindre le fossé (3 min);
• t2 : temps mis par l’écoulement dans l’ouvrage sur une longueur L (min).
Le calcul hydraulique des fossés détermine la géométrie la hauteur d’eau dans l’ouvrage projeté ainsi
que la vitesse d’écoulement. Le type de fossé retenu pour ce projet est un fossé trapézoïdal (l=0.4m
h=0.4m)
L’équation de Manning-Strickler a été utilisée pour le calcul du débit capable à pleine section Q C de
l’ouvrage.
Q
C
1 / 2
2 / 3
Sm.
Rh . i
fossé
(4)
n
Où :
► QC: Débit maximum pouvant être évacué par le fossé à pleine section (m³/s);
► Rh : Rayon hydraulique (m);
► n : Coefficient de Manning;
► if : Pente du fossé (m/m);
► Sm : Section mouillée (m²).
Tableau 9 10: Coefficient de Manning
TYPE
N
Fossé en terre 0,03
Fossé bétonné 0,015
Fossé enherbé 0,04
6 ANALYSE ET COMMENTAIRES
6.1 HYDROLOGIE :
L’étude hydrologique a été menée avec la station pluviographique de M’SILA,
cette dernière est assez représentative des précipitations dans la région
d’étude. La méthode rationnelle a permis de définir les apports des bassins

21
versants vu que les superficies de ces derniers ne dépassent pas 10 Km² (six
(18) bassins sur neuf (19)).
Un seul bassin dépasse les 10 km 2 , son débit d’apport a été calculé par la
méthode SCS (Soil Conservation Service).
Une identification des écoulements rencontrée par l’axe projeté a été mené sur
la base du model SRTM 90 et vérifier par rapport au cartes d’état major au
1/50 000, ce qui a permis d’identifier 09 bassins versants dont. Les débits
évalués sont donnés dans l’annexe 1
6.2 HYDRAULIQUE :
Ouvrage hydraulique
Le présent rapport ne traite que du dimensionnement des petits ouvrages
hydrauliques.
L’étude des ponceaux a été élaborée suivant le guide d’assainissement de
SETRA, les résultats de cette étude sont montrés dans l’annexe2.
Des protections en a mont et en aval des OH sont nécessaires afin de garantir
la stabilité de ces ouvrages et la durabilité de l’infrastructure. Les protections
envisagées sont de type enrochement, ces derniers varient suivant la vitesse de
sortie de l’eau. Il a été par fois nécessaire de mettre en place un bassin de
dissipation d’énergie quand la vitesse de l’eau dépassait 3 m/s.
La seconde étape de cette étude a permit de définir les ouvertures
hydrauliques et les caractéristiques géométriques des ouvrages à projeter.
Le curage et le nettoyage des ouvrages sont préconisé après chaque averse
importante ou au moins une fois par année avant la saison des pluies.

22
Tableau 5 : Etude hydrologique
Annexe 01: Calcul Hydrologique.
Projet : Evitement M'sila
Identifiant
Surfac
e
Données d'entrée
Identificatio
Paramètre de
n des bassins Caractéristiques du bassin versant Montana (T=10
versant
ans)
Longu
eur du Point
cours haut
d'eau
Poin
t
bas
a
(T=10
)
Coefficien
t de
ruissellem
ent
Caclcul Hydrologique avec la formule Rationnel
Hmoy Pente Temps de concentration Intensité
Débit
ruisselé
b C (m) (m/m) Calculé Retenu
Formule
i Q
utilisée
Vitesse
moyenne
Caclcul Hydrologique avec la formule SCS
NCR S Pn Tp Débit ruisselé
(m) (m/m) (h) Q (m3/s)
BV PK (km²) L (km) (m) (m) 19.4 (b>0) (h) (h) (mm/h) (m³/s) Vm Vm
(m/s)
(m/s)
1 0.33 1.19 526 460 19.4 0.75 0.42 493.00 0.055 0.2307177 Kirpich 0.094 114.313 4.401 3.533
2 0.75 1.14 526 497 19.4 0.75 0.30 511.50 0.025 0.3013356 Kirpich 30.362 1.500 0.094 2.392
3 0.4 0.95 515 485 19.4 0.75 0.30 500.00 0.032 0.2409504 Kirpich 2.170 10.852 0.362 2.666
4 0.15 0.35 510 485 19.4 0.75 0.30 497.50 0.071 0.0815718 Kirpich 4.185 6.630 0.083 4.009
5 3.09 3.55 544 490 19.4 0.75 0.30 517.00 0.015 1.8100904 Ventura 0.144 83.188 21.421 1.850
6 38.29 20.14 1247 490 92.15 0.75 0.30 868.50 0.038 6.1753463 Giandotti 1.252 86.00 41.35 56.184 4.117 109.736 2.908
7 0.72 0.1 525 510 19.4 0.75 0.30 517.50 0.150 0.0233643 Kirpich 6.539 4.744 0.285 5.809
8 3.4 5.25 615 505 19.4 0.75 0.30 560.00 0.021 1.6178062 Ventura 1.340 15.573 4.412 2.171
9 0.19 0.36 537 510 19.4 0.75 0.30 523.50 0.075 0.0818093 Kirpich 0.048 187.898 2.975 4.108
10 2.55 3.48 573 515 19.4 0.75 0.36 544.00 0.017 1.5709032 Ventura 0.030 271.841 69.320 1.936
11 0.52 1.08 548 535 19.4 0.75 0.30 541.50 0.012 0.3855536 Kirpich 1.064 18.523 0.803 1.646
12 0.1 0.39 548 540 19.4 0.75 0.30 544.00 0.021 0.1433305 Kirpich 1.179 17.143 0.143 2.148
13 0.28 0.69 591 566 19.4 0.75 0.42 578.50 0.036 0.1786538 Kirpich 0.039 219.485 7.170 2.855
14 0.17 0.66 591 566 19.4 0.75 0.30 578.50 0.038 0.1697129 Kirpich 0.419 37.231 0.527 2.919
15 0.12 0.15 591 566 19.4 0.75 0.30 578.50 0.167 0.0306568 Kirpich 0.396 38.841 0.388 6.124
16 0.42 0.75 622 555 19.4 0.75 0.30 588.50 0.089 0.1345877 Kirpich 20.802 1.992 0.070 4.483
17 0.14 0.35 600 552 19.4 0.75 0.30 576.00 0.137 0.0634555 Kirpich 0.139 85.080 0.993 5.555
18 0.08 0.1 593 550 19.4 0.75 0.30 571.50 0.430 0.0155763 Kirpich 0.142 83.879 0.559 9.836
19 0.57 1.5 622 542 19.4 0.75 0.30 582.00 0.053 0.2799267 Kirpich 1.878 12.094 0.574 3.464
Vitesse
moyenne

6
Tableau 6 : Etude hydraulique des buses
N°
ouvrage proposé
PK
diametre Sm Pm Rh Qs Q observations
BV
Nbre ouverture
1 0+191.39 2 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 4.87 4.40 VERIFIER
2 1+095.53 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.09 VERIFIER
3 1+874.08 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.36 VERIFIER
4 2+415.00 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.08 VERIFIER
5 2+756.85 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 21.42 NON VERIFIER
6 3+452.31 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 109.74 NON VERIFIER
7 6+397.54 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.28 VERIFIER
8 7+100.00 3 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 7.31 4.41 VERIFIER
9 7+625.00 2 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 4.87 2.98 VERIFIER
10 8+325.00 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 69.32 NON VERIFIER
11 9+775.00 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.80 VERIFIER
12 10+796.29 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.14 VERIFIER
13 11+083.11 3 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 7.31 7.17 VERIFIER
14 11+331.83 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.53 VERIFIER
15 11+516.17 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.39 VERIFIER
16 11+869.54 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.07 VERIFIER
17 12+031.77 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.99 VERIFIER
18 12+513.00 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.56 VERIFIER
19 13+348.99 1 Ǿ1000 1000 0.6736 2.21 0.30 2.44 0.57 VERIFIER
Tableau 7 : Etude hydraulique des dalots
N° BV PK
ouvrage proposé
Nbre ouverture
B
H
S
(m2)
P
(m)
Rh
(m)
V
(m/s)
Pente
(%)
Qs
(m3)
Q
(m3)
observations
5 2+756.85 1 300*300 300 300 7.20 7.80 0.92 4.79 0.50 34.46 21.42 VERIFIER
6 3+452.31 5 300*300 300 300 7.20 7.80 0.92 4.79 0.50 133.95 109.74 VERIFIER
10 8+325.00 3 300*300 300 300 7.20 7.80 0.92 4.79 0.50 80.40 69.32 VERIFIER