Pfe 2146 PDF Jamila Protection Inondation SousseSud [PDF]

Zitiervorschau

RÉPUBLIQUE TUNISIENNE Ministère de l’Agriculture

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Institution de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur Agricoles

Université de Carthage

Institut National Agronomique de Tunisie

PROJET DE FIN D’ÉTUDES Spécialité : Génie Rural, Eaux et Forêts

Option : Hydraulique et Aménagement Rural

Élaboré par :

Hasni Soumaya

Protection contre les inondations de La ville de Sousse Sud Encadrée par : Mme Tarhouni Jamila (INAT) Mr. Fathi GOUCHA (Intégrale Ingénierie)

2011-2012

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Remerciements

J’ai l’honneur de présenter ce modeste travail qui est le résultat d’une coopération entre l’INAT et le bureau d’études Intégrale Ingénierie. Dans un premier temps,

je tiens à

remercier tous ceux qui m’ont aidé à l’élaborer. A cet effet, le minimum de justice impose que l’apport de chacun soit reconnu ne serait-ce que par de remerciements. Je tiens à remercier sincèrement Mme Jamila TARHOUNI, professeur à l’INAT, qui s’est toujours montrée à l’écoute et très disponible tout au long de la réalisation de ce travail, ainsi pour l’inspiration, l’aide et le temps qu’elle a bien voulu me consacrer et sans qui ce mémoire n’aurait jamais vu le jour. En outre, je tiens à exprimer ma gratitude à Mr Fathi GOUCHA pour m’avoir accepté au sein de son bureau d’études Intégrale Ingénierie et pour m’avoir raccordé toute sa confiance, son suivi continu et ses conseils précieux pour tous les moyens qu’il a mis à ma disposition durant mon stage. Mes sincères remerciements à Mr LASSOUED Aymen qui a pris la charge de m’encadrer au sein du bureau d’études, qui m’a consacrée une partie de son temps tout au long de cette période malgré ses engagements, sachant répondre à toutes mes interrogations sans oublier sa participation à l’aboutissement de ce rapport. J’adresse également mes gratitudes à Mr ben Hcine Youssef pour m’avoir encouragée ; pour l'intérêt qu’il a accordé à mon travail et ses réponses positives à mes questionnements. Finalement, je tiens à remercier tous ceux qui m’ont aidée et qui ne sont pas cités.

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Dédicaces A Dieu source de toute connaissance A l’âme de ma sœur A mes très chers parents (H Vos mérites, vos sacrifices et vos soutiens morals m’ont permis de vivre ce jour. Les mots manquent pour exprimer toute la reconnaissance, la fierté et le profond amour que j’éprouve envers vous. Sans vos sacrifices il m’aurait été difficile de réussir, permettez moi de vous exprimer ici le témoignage de mon attachement, ma reconnaissance, ma gratitude et mon respect ; que dieu vous préserve et vous accorde une longue vie en bonne santé. A mon frère et mes sœurs Que ce travail soit l’expression de ma profonde affectation et témoignage de mon amour et ma profonde admiration. Que dieu vous protège. Je vous souhaite un brillant avenir. A mes oncles et tentes (

)

Pour le soutien moral et l’encouragement qu’ils m’ont raccordés. A ma tente Qui m’a aidée et m’a encouragée le long de mes années d’études A tous mes amis Mes sincères gratitudes

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Résumé La zone urbaine (Sousse Sud) est une zone qui connaît en temps de pluie des problèmes d’inondations qui se manifestent selon les cas : - par un écoulement préjudiciable des eaux le long de certaines rues de la zone de Souk Lahad, Cité El Aouina, cité El Matar, …gênant la circulation des véhicules et des personnes. - l’inondation de certaines voies publiques importantes Cependant, l’absence d’un réseau d’assainissement d’eaux pluviales et la nature anarchique des constructions de la région renforcent le problème. De ce fait, dans une première tentative on s’est intéressé à l’étude des caractéristiques physiques et hydrologiques du bassin versant dont les résultats étaient cohérents avec ceux obtenus suite au diagnostic de la situation actuelle. La deuxième phase est consacrée aux simulations du fonctionnement hydraulique des aménagements pour quantifier le phénomène d’inondation, cartographier les zones inondables et évaluer la faisabilité des ouvrages existants ainsi que cette phase met également l'accent sur des scénarios d’aménagement qui sont susceptibles de résoudre les problèmes des inondations. La durabilité, l'efficacité des structures et les limites financières sont à la base du choix du schéma d’aménagement convenable.

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Abstract The project is a study of the protection of the region (Sousse South) against floods. In fact, it is a flat region that was flooded several times in the past. The most vulnerable cities are Souk Lahad, El Aouina City, city El Matar ... during flood period, traffic and access to these cities became very difficult due to water and sediments deposits. Moreover, the absence of sewerage storm water reinforces these problems. This study aims to analyze the protection of Sousse South against floods. For that, a diagnosis of the actual situation was undertaken firstly. In a second step, a hydrological study was carried in order to estimate the flow rates at several nodes of the hydrological system. The third step was reserved to the hydraulic management and their impacts evaluation. At the end, economical evaluation was roughly done.

Keywords: inundation, morphological, Hydrological, hydraulic simulation

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‫ملخص‬ ‫يتمثل موضوع هذه الدراسة في حماية منطقة سوسة الجنوبية من الفيضانات فهي منطقة تتميز‬ ‫بارتفاع منسوب المياه مما ينجم عنه فيضان بعض الطرق الرئيسية ويعيق حركة الناس و السيارات‬ ‫هذه الدراسة تتضمن قسمين‬ ‫القسم االول يتمثل في معرفة الوسط الفيزيائي وإحداث ملف حول الفيضانات التي حصلت في هذه‬‫المنطقة ‪،‬الدراسة المرفولوجية لألحواض المائية المتسببة في الفيضانات وإعداد دراسة هدروليجية قادرة‬ ‫بتزويدنا بمعطيات األساسية لتقيس االنجازات المائية الضرورية لحماية‬ ‫المناطق المهددة بالفيضانات‬ ‫ القسم الثاني ‪ :‬يؤكد على دراسة السيناريوهات لتهيئة المؤهلة لحل مشاكل الفيضانات‬‫وعلما ان قاعدة اختيار مثال التهيئة ترتكز على استدامة وفعالية الهياكل ومحدودية الكلفة المالية‬

‫كلمات مفاتيح‪ :‬حماية‪ ،‬الفيضانات‪،‬حوض سيالن المياه‪.‬‬

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Sommaire Introduction Générale…………………………………………………………………...... …..1 Chapitre 1 : Etude Bibliographique…………………………………………………… …..16 1. Introduction ...................................................................................................................... 16 2. Les inondations ................................................................................................................. 16 2.1. Définition ................................................................................................................... 16 2 .2. Les causes des inondations ....................................................................................... 16 2.3. Les types des inondations ........................................................................................ 17 2.4. La protection contre les inondations ......................................................................... 17 3. Spécificité des crues en milieu aride ................................................................................ 18 Chapitre 2 : Présentation de la zone d’étude …………………………………….…………….20 1. Introduction ...................................................................................................................... 20 2. Présentation de la zone d’étude ........................................................................................ 20 3. Contexte climatique .......................................................................................................... 21 3.1. La température ........................................................................................................... 21 3.2 .bilan hydrique ............................................................................................................ 22 3.3. Le vent ....................................................................................................................... 23 3.4. La pluie ...................................................................................................................... 23 5. Diagnostic de la situation actuelle vis-à-vis des inondations .......................................... 27 5.1. Zone Est ..................................................................................................................... 27 5.2 .Zone nord ................................................................................................................... 27 5.3. Zone Ouest ................................................................................................................. 27 6. Les aménagements existants ............................................................................................. 28 6.1. Aménagements réalisés par la DHU .......................................................................... 28 6.2. Aménagements réalisés par le ministère de l’équipement ......................................... 28 6.3. Aménagements réalisés par l’ARRU ......................................................................... 29 7. Conclusion partielle ......................................................................................................... 31 CHAPITRE 3 : Etude Morphologique du bassin versant……………………..

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1. Introduction ...................................................................................................................... 32 2. La délimitation du bassin versant ..................................................................................... 32 3. Caractéristiques physiques des bassins versants ............................................................ 33 3.1. Forme ......................................................................................................................... 33 3.2. Rectangle équivalent .................................................................................................. 35 3.3. Le relief ...................................................................................................................... 36 3.4. Conclusion ................................................................................................................. 40 Chapitre 4 : Etude Hydrologique

...................................................................................... 41

1. Introduction ...................................................................................................................... 41 2. Intensité des pluies............................................................................................................ 41 3. Coefficients de ruissellement............................................................................................ 43 4. Estimation du temps de concentration .............................................................................. 43 4.1. Formule de Kent’s ...................................................................................................... 43 4.2. Formule de Turazza ................................................................................................... 44 4.3. Formule de Ventura ................................................................................................... 45 4.4. Méthode de Giandotti ................................................................................................ 45 5. Estimation du débit de pointe ........................................................................................... 47 5.1. Méthode rationnelle ................................................................................................... 47 5.2. Méthode de Caquot .................................................................................................... 47 5.3. Méthode SWMM ...................................................................................................... 54 5.4. Comparaison des résultats.......................................................................................... 57 Chapitre 5 : Dimensionnement des ouvrages et analyse de leur

fonctionnement…. ..

58

1. Dimensionnement hydraulique ......................................................................................... 58 1.1.

En régime uniforme ............................................................................................... 58

1.2. En régime varié .......................................................................................................... 59 2 .Les aménagements projetés dans la zone d’étude ........................................................... 61 2.1. Introduction ................................................................................................................ 61 2.2. Calcul des débits ........................................................................................................ 62 2.3. Description des aménagements projetés .................................................................... 63 2.4. Caractéristiques hydrauliques des aménagements projetés ....................................... 72 2.5. Simulation de fonctionnement des ouvrages hydrauliques existants ......................... 63 Chapitre 6 : Estimation des coûts des investissements…………………………………… ….75

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1. Introduction ...................................................................................................................... 75 2. Variante 1 ......................................................................................................................... 90 2.1. Dalot de la cité El Matar Le coût total du dalot proposé pour la protection de la cité El ....................................................................................................................................... 76 2.2. Dalot D2 comme suit : .............................................................................................. 76 2.3. Dalot D3 ..................................................................................................................... 77 2.4. Oued Sidi Kacem ....................................................................................................... 78 2.5. Aménagement d’Oued Djebli .................................................................................... 78 3. Variante 2 : ....................................................................................................................... 79 3.1. La route canal ............................................................................................................. 79 3.2. Dalot 2 ........................................................................................................................ 80 3.3. Dalot D3 ..................................................................................................................... 81 3.4. Aménagement de l’oued Sidi Kacem ........................................................................ 82 3.5. Aménagement de l’oued Djebli ................................................................................. 82 4. Estimation du coût total .................................................................................................... 82 4.1. Variante 1 ................................................................................................................... 82 4.2. Variante 2 ................................................................................................................... 83 5. Comparaison technico-économique entre les deux variantes ........................................... 84 5.1. Comparaison économique ............................................................................................. 84 5.2. Comparaison technique .............................................................................................. 84 Conclusion générale……………………………………………………………………… ….85

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Liste des figures

Fig 1 : Localisation du site……………………………………………………………..6 Fig 2 : Les températures mensuelles de la région de Sousse…………………………..9 Fig 3 : Bilan E-P de la ville de Sousse………………………………………………....9 Fig 4 : La pluviométrie de la ville de Sousse……………………………...………….10 Fig 5 : Carte du réseau hydrographique et des zones inondables…………………….12 Fig 6 : Carte des aménagements existants…………………………………………….16 Fig 7 : La courbe hypsométrique de la zone de Sousse Sud………………………....22 Fig 8 : Courbes IDF de la ville de Sousse…………………………………………....26 Fig 9 : Assemblage des bassins versants selon la méthode de Caquot……………….37 Fig 10 : Schéma des nœuds…………………………………………………………..38 Fig 11 : Carte des aménagements projetés (Variante 1)……………………………...53 Fig 12: Carte des aménagements projetés (Variante 2)……………………………...57 Fig 13: Structure de l’ouvrage de traversée de la RN1 vers Monastir……………...65 Fig 14 : Fonctionnement de l’ouvrage pendant la période de retour (T= 100 ans)…...66 Fig 15 : Profil en long en 3 D de l’ouvrage (T= 100 ans)…………………………....66 Fig 16 : Structure de l’ouvrage au niveau de la route vers Msaken…………………67 Fig 17 : Fonctionnement de l’ouvrage (T= 100 ans)…………………………………68 Fig 18 : Profil en long en 3 D de l’ouvrage (T= 100ans)…………………………….68 Fig 19 : Structure de l’ouvrage implanté au niveau de l’oued Sidi Kacem…………..69 Fig 20: Fonctionnement de l’ouvrage implanté au niveau de l’oued Sidi Kacem…...70

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Fig 21 : Profil en 3 D de l’ouvrage implanté au niveau de l’oued Sidi Kacem………70 Fig 22 : Coupe en travers de l’ouvrage de traversée (13x2)………………………….71 Fig 23 : Fonctionnement de l’ouvrage (13x2) en amont de la rivière……………..….72 Fig 24: Fonctionnement de l’ouvrage (13x2) en aval de la rivière…………………...72 Fig 25 : Profil en long en 3 D de l’ouvrage (13x2) pour T= 100 ans………………...73

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Liste des tableaux

Tab 1 : Températures moyennes mensuelles de la ville de Sousse…………………….7 Tab 2 : Le bilan hydrique de la région de Sousse ……………………………………..8 Tab 3 : Pluviométrie moyenne mensuelle de la ville de Sousse ………………………9

Tab 4 : Caractéristiques des bassins versants………………………………………...19 Tab 5 : La valeur de l’indice de compacité de Gravélius …………………………….20 Tab 6 : Forme des bassins versants……………………………………………….......20 Tab 7 : Longueur et Largeur du rectangle équivalent des bassins versants………..…22 Tab 8 : Les altitudes caractéristiques du bassin versant………………………………24 Tab 9 : Valeurs de Ds et les caractéristiques de reliefs correspondantes…………….25 Tab 10 : Caractéristique du relief de la zone d’étude……………………………..…25 Tab 11 : Les coefficients de Montana de la ville de Sousse …………………………27 Tab 12 : Valeurs des coefficients de ruissellements selon la nature de la zone………29 Tab 13 : Temps de concentration calculé par la méthode de Kent’s………………....30 Tab 14 : Temps de concentration calculé par la méthode de Turazza………………..30 Tab 15 : Temps de concentration calculé par la méthode de Ventura………………..31 Tab 16 : Temps de concentration calculé par la méthode de Giandotti……………..31 Tab 17 : Temps de concentration calculé par les différentes méthodes……………..32 Tab 18 : Formules d’assemblage utilisées par la méthode de Caquot………………..32 Tab 19 : Limites de validité de la méthode de Caquot………………………………..38

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Tab 20 : Calcul du débit de pointe des bassins versants……………………………...39 Tab 21 : Calcul du débit de pointe des nœuds de calcul……………………………...40 Tab 22 : Intensité de l’avers pour un pas de temps de 5 mn (mm/h)………………...42 Tab 23 : Calcul du débit de pointe des B.V à l’aide du modèle SWMM……………43 Tab 24 : Caractéristiques de la route canal…………………………………………..46 Tab 25 : Calcul du débit pour chaque nœud de calcul……………………………….48 Tab 26: Caractéristiques du dalot au niveau de la cité el Matar (V 1)……..………..58 Tab 27 : Caractéristiques du dalot D2 (V 1)………………………………………..58 Tab 28: Caractéristiques du dalot D3 au niveau de la cité Aouinet (V 1)…………..59 Tab 29 : Caractéristiques du canal Oued Sidi Kacem (V 1)…………………..….…59 Tab 30 : Caractéristiques du dalot D1 (V 1)………………………….……………...60 Tab 31 : Caractéristiques de la route canal (V 2)………………….…………………60 Tab 32 : Caractéristiques du dalot D2 (V 2)………………….……………………..61 Tab 33: Caractéristiques du dalot D3 (V 2)…………….……………………..……..61 Tab 34 : Caractéristiques du canal Oued Sidi Kacem (V 2)………………..………...62 Tab 35: Caractéristiques du dalot D1 (V 2)…………….…………………………..62 Tab 36 : Estimation de l’investissement du dalot cité el Matar (V 1)……………….75 Tab 37 : Estimation du coût d’investissement du dalot D2 (V 1)…………….……...75 Tab 38 : Estimation du coût d’investissement du tronçon I du dalot D3 (V 1)……....76 Tab 39 : Estimation du coût d’investissement du tronçon II dalot D3 (V 1)……... .76 Tab 40: Estimation du coût d’investissement du Canal Sidi Kacem ………………..77 Tab 41 : Estimation coût d’investissement de l’aménagement de l’oued Djebli……..77 Tab 42: Estimation du coût d’investissement de la Route Canal (V2)………….….78

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Tab 43 : Estimation du coût d’investissement du dalot D2 (V2)…………….……..79 Tab 44 : Estimation du coût d’investissement du dalot D3: tronçon I (V2)………….80 Tab 45 : Estimation du coût d’investissement du dalot D3 : tronçon II (V 2)………..80 Tab 46 : Estimation du coût d’investissement du Canal Sidi Kacem (V2)…………...81 Tab 47 : Estimation du coût d’investissement du l’aménagement de l’oued Djebli….81 Tab 48 : Estimation du coût d’investissement total de la variante 1…………………82 Tab 49 : Estimation du coût d’investissement total de la de la variante2…………...82

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Introduction Générale Evénements récurrents partout dans le monde, les inondations constituent le risque naturel majeur le plus répandu sur le globe. Depuis le début des temps, les hommes ont été attirés vers les terres fertiles des plaines d’inondations où les conditions de vie sont plus aisées à cause de la proximité des sources de l’eau. Ainsi, depuis l'époque où ils sont devenus agriculteurs, les hommes ont été confrontés aux crues de façon quasi systématique. Ils ont donc appris à s'en défendre, au moyen d'ouvrages : canaux, digues, barrages... qui, dans des situations paroxysmiques, peuvent se révéler plus dangereux et plus dommageables que les événements dont ils doivent, en principe, améliorer ou combattre les effets. Une inondation peut se définir comme étant l'élévation du niveau d’eau d'un cours d'eau au-dessus de son niveau moyen. Dans les régions semi arides, plus particulièrement, ces phénomènes ont pris de l’ampleur durant ces dernières décennies, probablement en relation avec le changement climatique que connaît la planète. «Très affectés par le changement climatique qui s'opère à travers le monde, les pays du Maghreb glissent vers la semi aridité, voire l’aridité » (PNUD, 2002). L’année hydrologique se caractérise par des précipitations rares et très irrégulières mais souvent agressives impliquant des intensités fortes dépassant parfois 30 mm par heure (Demmak, 1982). Ces précipitations, qui sont souvent le résultat d’orages violents, induisent des crues torrentielles dans les cours d’eau qui sont pour la plupart du temps à sec. »

La décision de la mise en place des ouvrages et des aménagements contre les

inondations doit être précédée par une étude qui englobe tous les processus mis en jeu dans ce phénomène tel que la nature du bassin versant, la probabilité et l’intensité des évènements pluvieux potentiels… Cette étude combine les concepts et les outils de plusieurs disciplines scientifiques (hydraulique et hydrologie) et intègre une modélisation du besoin de protection contre les inondations sur la base du logiciel HEC-RAS qui permet de calculer certaines variables hydrauliques et de choisir le moyens de gestion optimal à l’aide de simulations capables de comparer différentes variantes.

La présente contribution consiste à étudier la

dynamique fluviale de la région de Sousse Sud qui a souffert de certaines inondations suite du débordement d’eau de certains oueds qui sont traversent la ville.

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(http://la.climatologie.free.fr/inondationondations.htm)

Chapitre 1 : Etude Bibliographique

1. Introduction Une inondation est un fléau naturel, l’un des plus récurrents dans le monde et qui affecte de nombreuses populations. Cette fréquence est notamment liée à la multiplicité des causes qui peuvent provoquer une inondation. Quant aux conséquences, les dommages causés par une inondation ne sont jamais moindres sur le plan matériel et humain. Ce phénomène naturel sera étudié dans ce rapport en adoptant une démarche scientifique pour faire sortir ses causes, ses conséquences et le plus important les solutions afin d’atténuer ses risques qui menacent tout le monde. 2. Les inondations 2.1. Définition Par définition, une inondation est le résultat du débordement d'un plan d’eau qui cause une submersion temporelle d’une zone, qui

peut être lente ou rapide, provoquée par des

importantes pluies en durée et intensité 2 .2. Les causes des inondations On peut distinguer deux principales causes d’inondations : 2.2.1. La nature de terrain La couverture végétale d’un bassin versant et les caractéristiques pédologiques des sols ont un impact direct sur le ruissellement. 2.2.2. Morphologie du cours d’eau Les pentes, les diamètres de la section du cours d’eau et les formes du lit majeur et les aménagements existants diffèrent d’un cours d’eau l’écoulement

2.2.3. La pluie et la neige

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ce qui entraine une modification de

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Une partie de l’eau de pluie ou de la neige est retenue par le sol, absorbée par la végétation ou évaporée; le reste ruisselle, l’eau de ruissellement, atteint le lit des cours d’eau. Les crues se produisent lorsque le sol et la végétation ne peuvent pas assimiler toute l’eau de ruissellement et provoquent une élévation du lit du cours d’eau. Le plus souvent, celui-ci ne déborde plus, mais l’eau ruisselle parfois dans les quantités qui ne peuvent être transportées dans les lits des rivières, ni retenues dans les bassins naturels et les réservoirs artificiels situés derrière les barrages. Le cours d’eau déborde et il se produit alors une inondation. 2.3. Les types des inondations 2.3.1. Les inondations par débordement direct Le cours d'eau sort de son lit mineur pour occuper son lit majeur. Le niveau de l’eau augmente et la rivière déborde alors de sa situation habituelle. 2.3.2. Les inondations par débordement indirect Les eaux remontent par effet de siphon à travers les nappes alluviales, ce sont des nappes souterraines, dans les réseaux d'assainissement ou encore des points bas. 2.3.3. Inondations par ruissellement Ce sont les inondations qui peuvent se produire principalement en zone urbanisée lorsque l'imperméabilisation des sols c'est-à-dire la capacité du sol à faire passer l’eau et la conception de la ville font obstacle au bon écoulement des "grosses" pluies (dues par exemple aux orages) ou bien parce que la capacité des systèmes de drainage ou d'évacuation des sols est insuffisante.(http://les-inondations.e-monsite.com/pages/i-l-origine-et-les-differents-types-d-inondations.html) 2.4. La protection contre les inondations Depuis longtemps, plusieurs villes ont choisi de s’installer en bordure des oueds pour les raisons évidentes de besoin de l’eau. Mais, le risque de crue se transforme en péril quand l’urbanisation anarchique conduit certains citoyens à construire dans les zones inondables voire dans les lits mineurs de l’oued qui traverse la ville.

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2.4.1. La protection éloignée Elle comporte un aménagement complet des versants (petite hydraulique) et des cours d’eau (grande hydraulique) dans le bassin amont de la région à protéger. Aujourd’hui, la majorité des sites de grande hydraulique ont été aménagés par des barrages sur les réseaux hydrographiques suivants (Medjerda, Cap Bon,

Ichkeul, Nebhana,

Merguellil, et Zroud). Au-delà de Zroud et plus au Sud, il n’ya que de petite hydraulique (petites retenues collinaires, digues, seuils en pierres sèche, Jessours…) bien que les sites pour des grands ouvrages se trouvent rares ainsi que l’aridité de la région (forte évapotranspiration, envasement, terrains perméables…) diminue le taux de rentabilité des ouvrages. Cependant, cette petite hydraulique n’a pour rôle que de retenir l’eau pour l’usage agricole et domestique et ne peut plus défendre la région en cas d’inondations. En effet, ces ouvrages sont réalisés dans les encaissements des affluents et des talwegs. Avec un volume déjà stocké, ils ne peuvent laminer que les faibles crues (Pnud, 1987) et sont contournés, submergés ou totalement détruits en cas d’inondations. Ceci présente un risque supplémentaire étant donné que la crue se trouve amplifiée avant que l’ouvrage cède pour déverser brutalement tous les volumes stockés vers l’aval (Camus, 1990) 2.4.2. La protection rapprochée On peut citer l’exemple de l’endiguement de Gabes, le canal de protection de la ville de Sfax réalisé après la crue d’Octobre 1982, et aussi la réhabilitation du réseau d’assainissement des eaux pluviales à Tunis… Mais, dans ce domaine, on est confronté

par

plusieurs problèmes. En fait, plusieurs

agglomérations ne présentent encore un réseau de collecte et d’évacuation des eaux pluviales.de ce fait, le mauvais ruissellement et la stagnation de l’eau provoquent le débordement des rues-oueds qui ont pour rôle d’évacuer l’eau des excès d’eau ce qui amplifie les risques d’inondations. 3. Spécificité des crues en milieu aride Le climat en Tunisie tend à l’aridité, de ce fait, les cours d’eaux sont périodiquement asséchés le long de la période d’été à cause des hautes températures estivales enregistrées.

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Cependant, on peut noter des pluies torrentielles en automne et en hiver qui provoquent l’arrivée des eaux avec une vitesse notamment importante dans les zones basses ou les écoulements sont insuffisants ou mal assurés. Le sol ne peut plus recueillir la quantité importante des eaux de pluie, la majorité des eaux ruissellent en érodant les pentes et en charriant les sédiments. Donc les eaux de crues ne sont plus des eaux pures, ce sont des eaux très chargées en sédiments. Prenant l’exemple de l’oued de Medjerda, caractérisé par un débit moyen annuel de l'ordre de 30 m3/s. Cependant, comme toutes les régions méditerranéennes, il connait des contrastes saisonniers très marqués. Quant à son débit d'étiage, il peut se réduire à moins de 1m3/s. Pendant ces crues de périodicité décennales, ce débit peut atteindre 1000 à 1200m3/s. Dans quelques cas exceptionnels, les crues de Mars 1973 par exemple, ont entrainé un débit de 3500m3 /s. En traversant, dans son cours amont et moyen, des terrains soumis à une érosion hydrique parfois intense, cet oued charrie d'importantes quantités de matériaux solides: 10g/l en eaux moyennes et 30g/l pendant les crues. Pour le cas des crues de Mars mentionnées précédemment, des valeurs de 100g/l ont été atteintes. Il s'agit le plus

souvent d'une charge fine ; le calibre moyen des particules

transportées est inférieur à 0,2mm. (http://iahs.info/redbooks/a141/iahs_141_0051.pdf)

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Chapitre 2 : Présentation de la zone d’étude 1. Introduction La Direction de l’Hydraulique Urbaine du Ministère de l’Equipement et de l’Habitat a confié au groupement de bureau d’études Intégrale Ingénierie/TEC la réalisation de l’étude pour la protection contre les inondations de la ville de Sousse Sud. Elle a pour objet la détermination des options techniques et économiques les mieux adaptées pour la protection contre les inondations de la zone concernée par l’étude. Dans ce chapitre, on va présenter la zone d’étude ainsi que ses caractéristiques influant le phénomène d’inondation et on va identifier les zones de la région protégées et les zones menacées par les inondations.

2. Présentation de la zone d’étude La ville de Sousse se situe sur l’axe routier RN1 reliant Tunis à la frontière libyenne à 120 km au Sud est de Tunis.

Fig 1 : Localisation du site

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La zone du projet concerne le bassin versant de l’oued Hallouf et ses affluents : -

Oued Sidi Kacem

-

Oued Djebli

Elle connait en temps de pluie des problèmes d’inondations qui se manifestent selon les cas : Par un écoulement préjudiciable des eaux le long de certaines rues de la zone de Souk Lahad, Cité El Aouina, cité El Matar, …gênant la circulation des véhicules et des personnes. -

L’inondation de certaines voies publiques importantes

3. Contexte climatique Notre zone d’étude est une zone urbaine appartenant à la région « Sousse Sud » délégation « Sousse ». Les données climatiques existant dans ce rapport sont fournies par les résultats des observations effectuées par l’Institut National de la Météorologie au niveau de la station la plus proche de la zone d’étude. 3.1. La température Tab 1 : Températures moyennes mensuelles de la ville de Sousse Mois

J

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Année

T. moyenne (°C)

11,2

12,1

14

16

19

22,8

25,6

26,3

25,1

21

16,3

12,3

18,8

(D.G.R.E, 2011)

21

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Ce qui donne la représentation graphique suivante :

Fig 2: Les températures mensuelles de la région de Sousse

3.2 .bilan hydrique Tab 2 : Le bilan hydrique de la région de Sousse Mois

Sep

Oct

Nov

Dec

Jan

Fev

Mars

Avr

Mai

Juin

Juil

Aout

Total

Pluies

34,5 104

58,9 107

46,2 131

40,8 97

29,9 89

33,7 83

28,8 89

36,3 72

15,5 83

5,6 101

2,7 119

9,8 123

342.7 1198

69,5

48,1

84,8

56,2

59,1

49,3

60,2

35,7

67,5

95,4

116.3

113,2

855.3

Évapo (mm) E-P (mm)

(D.G.R.E, 2011)

La lecture de ce tableau montre des niveaux élevés d’évapotranspiration pendant le printemps et surtout l’été, indiquant un déficit hydrique durant la majeure partie de l’année. L’évaporation atteint son maximum pendant le mois de Novembre avec une valeur mesurée de 131 mm.

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Fig 3 : Bilan E-P de la ville de Sousse

3.3. Le vent Le vent dominant générateur de pluie est celui de l’Est (8,1 %), ce dernier est généralement à l’origine de fortes averses comme celle de 1969. 3.4. La pluie Le climat de la région étudiée est un climat méditerranéen se caractérisant par l’alternance d’une période pluvieuse et humide allant de Septembre à Avril au cours de laquelle on assiste à des averses orageuses, la deuxième période est relativement sèche allant de Mai à Août caractérisée par des pluies fines et continues .Les précipitations reçues par la zone d’étude se caractérisent par une irrégularité intra annuelle et interannuelle. Mais la moyenne s’établit à 342.7 mm/an. Tab 3 : Pluviométrie moyenne mensuelle de la ville de Sousse Mois

Sep

Oct

Nov

Dec

Jan

Fev

Mars Avr

Mai

Juin

Pluies (mm)

34,5

58,9

46,2

40,8

29,9

33,7

28,8

15.5

5,6

23

36,3

Juil

Aout

moy

2,7 9,8 342.7 (D.G.R.E, 2011)

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Fig 4 : La pluviométrie de la ville de Sousse 4. Situation actuelle de la zone d’étude 4.1. Réseau hydrographique Le réseau hydrographique de la zone d’étude est constitué par des écoulements de l’oued El Hallouf et ses deux affluents (Oued Sidi Kacem et Oued Djebli). Les écoulements de Sidi Kacem prennent départ dans la zone urbaine de la ville de Sousse alors que ceux de l’oued Djebli prennent naissance à l’extérieur de la ville. Les écoulements de l’Oued Sidi Kacem se situent dans la zone d’étude (Sousse Sud), ils drainent des bassins versants urbanisés. L’oued Sidi Kacem est constitué par deux principaux affluents Est et Ouest. Les principaux écoulements drainant la zone sont présentés comme suit :

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4.2. Oued Sidi Kacem : Affluent est Le bassin versant de cet affluent se situe au Sud de l’avenue El Ghazali. Les écoulements longent les voies existantes de la cité Ezzahra pour se concentrer au niveau de l’Avenue Essakka jusqu’au Boulevard El Kawther. Les écoulements provenant de la cité Ezzahra associés à ceux provenant de la cité El Aouina se concentrent au niveau de la Rue Essalem pour traverser la Rue El Masjed puis ils longent la voie principale de la cité El Ghodrane et traverse la cité El Matar. Les écoulements se diffusent ensuite le long des voies avant d’atteindre le tracé principal de l’oued Sidi Kacem. 4.3. Oued Sidi Kacem: Affluent ouest Les écoulements constituant cet affluent prennent départ au niveau de la cité el Eriadh. Ils traversent

la déviation de la RN1 par des ouvrages conçus en dalots et buses. Les

écoulements se concentrent ensuite au niveau de la RN 12(Boulevard Ettahrir) au niveau du dalot existant réalisé par le ministère de l’équipement. Le dalot existant longe la RN 12 puis se dirige vers le Sud –Est pour se déverser à l’intérieur d’une zone industrielle. Au débouché du dalot, le lit de l’écoulement devient plus important et marqué. Il traverse la zone urbaine, les différentes voies sortant de la ville (1er Juin,…) puis se déverse dans l’écoulement principal de l’oued Sidi Kacem aménagé en canal maçonné à l’Est du marché gros. 4.4. Oued Djebli L’oued Djebli draine la zone Zaouit Sousse. Le bassin versant est semi- urbain actuellement. Il rejoint l’oued Sidi Kacem à proximité de la déviation de la RN1 au niveau de la cité el Matar. En aval de cette jonction, l’oued Sidi Kacem est dénommé Oued El Hallouf. 4.5. Oued El Hallouf Les écoulements d’Oued Sidi Kacem et Oued Djebli sont collectés par oued El Hallouf qui est aménagé par la DHU par un canal en maçonnerie à fond bétonné.

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Fig 6 : Carte du réseau hydrographique et des zones inondables

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5. Diagnostic de la situation actuelle vis-à-vis des inondations Dans cette partie, on va s’appuyer particulièrement sur l’origine et les causes essentielles des inondations dans la zone d’étude. Les conclusions ont été déduites suites aux visites de terrain, aux différentes enquêtes réalisées auprès des riverains et des responsables de la municipalité de Sousse. Les zones inondables sont situées au niveau des bassins versants de l’oued Sidi Kacem. En tenant compte de la topographie et des origines des écoulements les zones inondables ont été scindées en deux parties Est et Ouest. 5.1. Zone Est Cette zone se situe en aval de la zone de Souk Lahad, elle est constituée par la cité El Aouinet, quartier El Ghoudrane et cité El Matar. Les écoulements provenant des cités amont se concentrent au niveau des voies urbaines et la lame d’eau atteint plusieurs centimètres de hauteur. Les emprises des écoulements sont urbanisées ce qui engendre des écoulements diffus et en serpentin le long des voies urbaines. Les écoulements bloqués par les constructions, se concentrent au niveau des voies les plus basses pour rejoindre l’avenue El Kawther puis l’avenue Essakka suivant la pente naturelle du terrain. Au niveau des cités El Ghodrane et El Matar les écoulements se concentrent au niveau de l’avenue principale et se diffusent le long des voies pour rejoindre l’Oued El Hallouf. Cette situation a engendré des hauteurs d’eau importantes lors des épisodes pluvieuses le long des voies et une dégradation importantes des revêtements des routes. 5.2 .Zone nord Cette zone intéresse le sous-bassin versant Oued Nawa, situé au sud de la Medina et en front de mer. Ce sous-bassin est totalement urbanisé et les écoulements suivent les voies pour converger vers un bassin au niveau de la route front de mer, à partir du quelle l’évacuation des eaux est assurée par un dalot sous les voies ferrés du métro et un canal qui débouche en mer. L’évacuation des eaux pluviales est ainsi maitrisée. 5.3. Zone Ouest Cette zone est composée par la cité de la faculté et la cité Oued Sidi Kacem. Ces cités sont soumises aux écoulements provenant des cités Erriadh en amont de la déviation de la RN1.

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Les écoulements longent les voies urbaines jusqu’à atteindre l’Oued Sidi Kacem. En aval de la RN 12, l’écoulement de l’oued Sidi Kacem est marqué et l’emprise disponible permet l’évacuation des eaux superficiellement. La section de l’écoulement est réduite par la faible profondeur (dépôt solide) ce qui engendre l’inondation des habitations limitrophes et principalement au niveau du collège du quartier Sidi Kacem. On conclusion, la région de Sousse Sud est exposée aux risques d’accumulation des eaux pluviales par manque de réseau d’assainissement. La situation est améliorée surtout par les travaux d’aménagement réalisés dans la cité El Matar. 6. Les aménagements existants 6.1. Aménagements réalisés par la DHU Dans le cadre de la protection de la ville de Sousse contre les inondations, la DHU a réalisé le revêtement de l’oued Sidi Kacem. L’aménagement prend départ en aval de la rue premier Juin jusqu’à l’exutoire au niveau de la mer. L’oued Sidi Kacem qui devient oued Hallouf au niveau de la cité El Matar est aménagé en canal maçonné à fond revêtu. La hauteur des berges est de 2 m alors que la base est variable de 9 m en amont jusqu’à 20 m en aval. Des ouvrages de traversée ont été réalisés le long du canal. 6.2. Aménagements réalisés par le ministère de l’équipement Dans le cadre de la déviation de la RN 1, des ouvrages de traversée ont été réalisés. Ces ouvrages déversent les écoulements des cités Eriadh vers l’aval de la route. Ces ouvrages sont constitués par des dalots et des buses. Ils sont comme suit : ●

Ouvrage 1 : il est formé de 3 buses DN 800 mm. Il est situé à proximité du croisement de la RN 12 avec la déviation de la RN 1. Les écoulements issus de cet ouvrage sont déviés vers la RN 1 pour être collectés par un dalot (2x1).

●

Ouvrage 2 : la traversée de la déviation de la RN1 est assurée par un dalot double 2x (2x1) par contre la bretelle est traversée par 3x Ø1200 mm.

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●

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Ouvrage 3 : la déviation de la RN 1 est traversée par une buse DN 800 mm et la bretelle est traversée par un dalot (1,5x0, 9).

●

Ouvrage 4 : l’ouvrage de traversé est constitué par un dalot (1,6x0,9).

6.3. Aménagements réalisés par l’ARRU Dans la cadre de l’aménagement de la cité El Matar, l’ARRU a réalisé deux dalots qui collectent les eaux de surface pour les déverser dans de l’Oued Sidi Kacem. Ces dalots ont une section (1x1).

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Fig 7 : Carte des aménagements existants

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7. Conclusion partielle La zone d’étude représente un lieu très favorable pour être inondé. En fait, cette zone a connu une évolution démographique très importante pendant les années précédentes. Mais le problème fondamental qui renforce le risque d’inondations est l’absence d’un réseau d’assainissement d’eaux pluviales. Les aménagements existants ne sont plus suffisants pour gérer le problème ce qui rend la situation plus grave. Ainsi il devient inévitable de les résoudre, une étude physique du bassin versant aide à la décision en ce qui concerne le choix des aménagements projetés en vue de protéger la zone d’étude du risque des inondations.

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CHAPITRE 3 : Etude Morphologique du bassin versant 1. Introduction L’étude morphologique vise à définir les caractéristiques de la zone à étudier. En fait, elle influe énormément la réponse hydrologique du bassin versant. La synthèse de la morphologie, la nature du sol et le couvert végétal mènent à construire une idée qualitative sur l’évolution des pluies en écoulements à l’échelle du bassin versant. 2. La délimitation du bassin versant L’ensemble des bassins versant étudiés couvre principalement des zones urbaines de la région de Sousse Sud. La délimitation du bassin versant est effectuée sur la base de la carte topographique à l’échelle 1/25 000, un plan de restitution de la ville de Sousse ainsi que des reconnaissances de terrain en utilisant le logiciel Auto CAD 2004. Les lignes de partage des eaux sont déterminées compte tenu aussi bien de la topographie que des limites imposées par le plan d’aménagement (voiries, talus,…), le système de collecte des eaux pluviales et le sens d’écoulement. Le découpage adopté a été finalisé pour s’adapter objectifs de la présente étude. Le réseau hydrographique se développe à partir de 20 sous bassins versants qui couvrent une superficie totale de 1294 ha.

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Les caractéristiques des différents sous bassins versants de la ville Sousse Sud sont présentées par le tableau suivant : Tab 4 : Caractéristiques des bassins versants BV

S (ha)

Périmètre (m)

Long (m)

Pente (%)

1

155.23

6022

2001.81

1.7%

2.1

8.69

1205

416

6.9%

2.2

130

4771

1360

1.4%

3

57.9

3809

1043

1.1%

4

33.6

2433

807

1.3%

5

22.16

1840

513.2

0.9%

6

161

5349

1815

0.9%

7

22.16

1840

1715

1.3%

8

77.16

4098

843

0.5%

9

8.1

1204

369

0.5%

10

172.57

5894

2112

1.0%

11

5.35

938

350

0.3%

12

58.45

3518

1353

0.4%

13

16.12

2004

725

1.9%

14

48.87

3417

758

0.1%

15

19.6

2273

756

1.7%

16.1

23.94

2378

817

0.7%

16.2

22.5

2002

680.5

0.7%

17

39.82

2673

410

1.0%

18

72.12

3600

894

1.9%

3. Caractéristiques physiques des bassins versants 3.1. Forme La forme d'un bassin versant a une grande

influence sur l'allure de l'hydrogramme à

l'exutoire du bassin versant. Il existe différents indices morphologiques pour caractériser le milieu, mais aussi pour comparer les bassins versants entre eux ; citons à titre d'exemple l'indice de compacité de Gravelius Kc , défini comme étant le rapport du périmètre du bassin au périmètre du cercle ayant la même surface (Habaieb, 2009):

KC 

P 2   S

33

 0.28

P S

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La valeur de l’indice de compacité de Gravélius est généralement comprise entre 1 et 1.75 ainsi, il est possible d’établir certaine correspondance entre la forme du bassin et les valeurs de KG qui lui correspondent (Habaieb, 2009). Ces correspondances sont illustrées dans le tableau qui suit : Tab 5 : La valeur de l’indice de compacité de Gravélius Intervalle de Kc

Forme du bassin versant

1.00 à 1.25

circulaire à assez allongé

1.25 à 1.50

assez allongé à allongé

1.50 à 1.75

allongé à très allongé

La forme de chaque sous bassin versant déduite de son indice de compacité est notée dans le tableau ci-dessous : Tab 6 : Forme des bassins versants BV

S (ha)

Périmètre(m) Kc

Forme du BV

1

155.23

6022

1.4

2.1

8.69

1205

1.2

2.2

130

4771

1.2

3

57.9

3809

1.4

circulaire à assez allongé assez allongé à allongé allongé

4

33.6

2433

1.2

circulaire à assez

5

22.16

1900

1.13

6

161

5349

1.2

circulaire à assez allongé circulaire à assez allongé

7

22.16

1840

1.14

8

77.16

4098

1.3

circulaire à assez allongé assez allongé à allongé allongé

9

8.1

1204

1.2

circulaire à assez

10

172.57

5894

1.3

11

5.35

938

1.1

circulaire à assez allongé circulaire à assez allongé

12

58.45

3518

1.3

13

16.12

2004

1.4

circulaire à assez allongé assez allongé à allongé allongé

14

48.87

3417

1.4

assez allongé à allongé

15

19.6

2273

1.4

assez allongé à allongé

16.1

23.94

2378

1.4

assez allongé à allongé

16.2

22.5

2002

1.2

circulaire à assez

17

39.82

2673

1.2

18

72.12

3600

1.2

circulaire à assez allongé circulaire à assez allongé

assez allongé à allongé b.và assez circulaire

Plus le bassin est compact, plus sa forme est ramassée, plus l’indice de Gravélius est faible allongé (proche de 1) et plus le temps de concentration sera court.

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3.2. Rectangle équivalent C'est une notion qui permet de comparer facilement des bassins entre eux compte tenu de l'influence de leurs caractéristiques sur l’écoulement. Le bassin versant rectangulaire résulte d'une transformation géométrique du bassin réel dans laquelle on conserve la même superficie, le même périmètre (ou le même coefficient de compacité) et donc par conséquent la même répartition hypsométrique. Les courbes de niveau deviennent des droites parallèles aux petits côtés du rectangle (Habaieb, 2009). Si L et l représentent respectivement la longueur et la largeur du rectangle équivalent, alors : Le périmètre du rectangle équivalent : P= 2 (L+1) La surface : S= L.l Le coefficient de compacité : Kc= 0.28 x En combinant ces deux relations, on obtient :

Le calcul des longueurs et largeurs du rectangle équivalent pour chaque sous bassin versant nous donne le tableau suivant :

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Tab 7 : Longueur et Largeur du rectangle équivalent des bassins versants B.V

Longueur (m)

Largeur (m)

1

2350

660

2.1

363

239

2.2

1542

842

3

1524

379

4

792

423

5

538

411

6

1759

915

7

1538

1072

8

1551

497

9

398

203

10

214

806

11

273

195

12

1314

444

13

800

201

14

1345

363

15

924

212

16.1

932

256

16.2

660

340

17

888

448

18

1197

602

3.3. Le relief L’étude des caractéristiques suivantes permettent de juger la nature du relief : 3.3.1. La courbe hypsométrique La courbe hypsométrique fournit une vue synthétique de la pente du bassin, donc du relief. Cette courbe représente la répartition de la surface du bassin versant en fonction de son altitude.

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La figure ci-dessous présente la courbe hypsométrique du bassin versant de la zone étudiée :

Fig 7 : La courbe hypsométrique de la zone de Sousse Sud 3.3.1.1. Les altitudes caractéristiques 3.3.1.1.1. Les altitudes maximale et minimale L'altitude maximale représente le point le plus élevé du bassin tandis que l'altitude minimale considère le point le plus bas, généralement à l'exutoire. Elles déterminent l'amplitude altimétrique du bassin versant et interviennent aussi dans le calcul de la pente. 3.3.1.1.2. L’altitude médiane L'altitude médiane correspond à l'altitude lue au point d'abscisse 50% de la surface totale du bassin, sur la courbe hypsométrique. 3.3.1.1.3. L’altitude moyenne L'altitude moyenne se déduit directement de la courbe hypsométrique ou de la lecture d'une carte topographique. On peut la définir comme suit : Hmoy =

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Avec : H moy : altitude moyenne du bassin [m] ; Si : aire comprise entre deux courbes de niveau [km2] ; Ai : altitude moyenne entre deux courbes de niveau [m] ; S : superficie totale du bassin versant [km2]. Les différentes altitudes calculées du bassin versant étudié sont résumées dans le tableau suivant : Tab 8 : Les altitudes caractéristiques du bassin versant Altitude max.(m)

Altitude.min(m)

Altitude médiane(m)

Altitude moy.(m)

80

3

36

33.39

3.3.2 Les indices de pentes La pente d’un bassin versant est un facteur très important pour comprendre son comportement hydrologique. Plus la pente est forte, plus l’infiltration est faible, le ruissellement est plus grand et plus la réaction aux averses est plus remarquable. 3.3.2.1 Indice global de pente C’est l’écart des deux altitudes au delà desquelles se situe 5% et 95% de la superficie globale du bassin versant et il est calculé par la formule suivante sur la longueur de rectangle équivalent (Habaieb, 2009) :

IG 

H 5%  H 95% L

Avec : IG : Indice global de pente [m/km] ; H5% : Altitude qui représente 5% de la surface totale [m] ; H95% : Altitude qui représente 95% de la surface totale [m] ; L : Longueur de rectangle équivalent [Km]

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3.3.2.2 Dénivelée spécifique Cet indice nous renseigne sur la forme de relief et il est calculé comme suit (Habaieb, 2009):

Ds= IG x Avec: DS : Dénivelée spécifique [m] ; IG : L’indice global de pente [m/Km]; S : superficie de tout le bassin [Km2].

En fait, la dénivelée spécifique permet de classer le bassin versant conformément au tableau suivant : Tab 9 : Valeurs de Ds et les caractéristiques de reliefs correspondantes Valeurs de DS

Caractéristiques

DS