Les fuites d'eau dans le barrage de Foum El Gherza (Algérie)

Water leaks in Foum El Gherza dam (Algeria)

B. Remini, Maître de conférencesUniversité de BLIDA (Algérie)

N. Hocini, Attaché de rechercheC.D.T.N. Alger (Algérie)

A. Moulla, Attaché de rechercheC.D.T.N. Alger (Algérie)

Le barrage de Foum El Gherza est situé dans le grand sud Algérien. Il est destiné à l’irrigation de plusieurs palmeraies de la région de Biskra. Cependant cet ouvrage se trouve confronté à deux problèmes hydrauliques, l’envasement accéléré de la retenue et les fuites d’eau à travers les deux rives du réservoir menaçant ainsi la réduction de la capacité utile et même la stabilité de la digue. Les observations sur le site et les résultats des mesures de la conductivité électrique et la température de l’eau de la retenue et huit piézomètres situés le long du voile d’étanchéité au niveau des deux rives confirment la circulation de l’eau à travers ce rideau en provenance de la retenue. Le débit de fuite à travers la rive droite est beaucoup plus important que celui de la rive gauche.

Mots clés : Algérie - Barrage - Conductivité électrique - Eau - Foum El Gherza - Fuites - Température.

Le barrage de Foum El Gherza est d'une grande importance économique puisqu’il irrigue plus de 300 000 palmiers dattiers de Sidi Okba et Thaudra en Algérie. Il est d'une capacité de 47 millions de mètres cubes et de type voûte (photo 1). Il est situé dans le sud-est d’Algérie à environ 400 km à vol d’oiseau de la capitale et 18 km à l’est de la ville de Biskra (figure 1). Il a été mis en exploitation durant l'année 1950.

La non-existence d’un meilleur site dans la région a obligé les services d’hydraulique de le réaliser dans un site défavorable au stockage et favorable aux fuites : les berges de la retenue sont en calcaire maestrichtien fissuré. Pour remédier à ce problème, les services concernés ont réalisé durant la période 1950/57 un voile d'injection au niveau des deux rives.

Mais le problème demeure toujours, et on évalue à 5 × 10⁶ m³ le volume moyen d'eau perdue chaque année. L’apparition des fuites est visible même pendant la saison sèche ; le débit de fuite par la rive droite est presque le double de celui de la rive gauche. Dans le but de remédier à ce problème, la détermination des couloirs de circulation d’eau s'avère nécessaire.

Les fuites d’eau dans le barrage

L’emplacement de l’écran d’étanchéité au niveau des deux rives durant les années cinquante n’a pas résolu le problème des fuites et le phénomène persiste toujours, ce qui démontre qu’il existe des infiltrations latérales aux deux appuis. Dès 1970, les travaux de canalisations de jaugeage des eaux de fuites ont été effectués. On estime le volume moyen de fuite annuel à 5 × 10⁶ m³.

Les mesures volumétriques des fuites d’eau faites sur une série de douze années sont inégales et les variations sont importantes. Nous avons représenté sur la figure 2 les variations annuelles du volume de fuite sur une période de dix années (1977-1997). Il est intéressant de constater que le volume d’eau de fuite a dépassé 20 × 10⁶ m³ pendant l’année hydrologique 1980/1981.

dépassé 106 m³ durant l’année hydrologique 1980/1981.

Les fuites d’eau dans le barrage de Foum El Gherza s’effectuent à travers les deux rives (figure 3). Le débit de fuite en rive droite est beaucoup plus important qu’en rive gauche quand le plan d’eau amorce une hausse et, généralement, lorsque la cote d’eau dépasse 187 m. Il se caractérise par l’apparition de plusieurs ravines qui ne répandent plus en période sèche lorsque le niveau du lac est bas (figure 4). Les résurgences de la rive gauche sont bien visibles et leurs débits sont mesurés et collectés à l’aval de la digue (photo 2).

Nous avons observé ces résurgences à l’aval au niveau bas de la rive gauche (pied de versant) le 28 juillet 1998. Le plan d’eau de la retenue était très bas avec une capacité de 7 106 m³.

Matériels et méthodes

Nous avons mené durant le mois de septembre 1998 une campagne de mesures des profils de conductivité électrique et de température de l’eau au niveau de dix piézomètres, dont quatre sont situés en rive gauche et six en rive droite, ainsi qu’en quatre points dans la retenue du barrage de Foum El Gherza (figure 5). À cet effet, nous avons utilisé le matériel de mesure suivant :

- un conductivimètre pour la mesure de la conductivité et de la température au niveau du lac, des piézomètres et des drains ;

- une mallette de mesure des paramètres physico-chimiques (pH, conductivité, temps) ;

- des bouteilles d’échantillonnage ;

- une sonde piézométrique à signal sonore ;

- une embarcation.

Résultats et discussion

Nous avons représenté sur les figures 6 et 7 les profils de conductivité électrique et la température de l’eau relevés au niveau des piézomètres situés en rives droite et gauche. La cote d’eau dans les différents piézomètres est présentée dans les tableaux 1 et 2. Durant les mesures effectuées en septembre 1998, le volume d’eau dans la retenue était d’environ 6,5 × 10⁶ m³, ce qui correspond à la cote 190.

Les fuites à travers la rive gauche

À partir du tableau 1, nous pouvons dire que la perte

Tableau 1 : Cotes d’eau dans le piézomètre de rive gauche

L’importance de la hauteur d’eau au niveau du piézomètre S50 est notable puisque la cote d’eau se trouve à 15 m au-dessous du plan d’eau de la retenue. Ce constat est corroboré par le profil de la température de l’eau du piézomètre S50 pour lequel nous avons enregistré une forte variation de la température (figure 6a). Celle-ci diminue de 21 °C à 18 °C à une hauteur de 15 m au-dessous de la cote d’eau du piézomètre, tandis que la conductivité augmente brusquement à 21 m de hauteur pour passer de 1 400 à 1 500 µS / cm au-dessous de la cote d’eau du piézomètre (figure 6b). Ceci peut s’expliquer par un renouvellement d’eau, c’est-à-dire une forte circulation d’eau à la cote 160 m ; la température décroît de 27 °C à 24 °C de la surface libre au fond de la retenue.

Les fuites à travers la rive droite

Six piézomètres sont en service en rive droite. Il s’agit des piézomètres S32, S33, S34, S35, S39 et S42. Nous avons représenté sur la

Tableau 2 : Cotes d’eau dans le piézomètre de la rive droite

conductivity, time;

- sampling bottles;

- a piezometric sensor with a sound signal;

- a boat.

Results and discussion

Figures 6 and 7 show the electrical conductivity and water temperature profiles recorded at the different piezometers on the right and left banks.

The level of water in the various piezometers is shown in tables 1 and 2. During the measurements carried out in September 1998, the volume of water in the reservoir was approximately 6.5 × 10⁶ m³, which corresponds to level 190.

Leaks from the left bank

Table 1 shows that there was considerable water leakage at the level of piezometer S50 since the water level was 15 m below the surface of the reservoir. This observation was corroborated by the water temperature profile at piezometer S50 where we recorded considerable variations in temperature (figure 6a). The temperature decreased from 21 °C to 18 °C at a

figure 7 (a et b), les profils de la température et de la conductivité électrique de l’eau en fonction de la profondeur de l'eau dans le piézomètre S32. Il est intéressant de constater que la conductivité a augmenté de 1359 à 1385 µs/cm pour une hauteur de 3 m au-dessous de la cote d'eau de la retenue, et elle reste constante aux environs de 1385 µs/cm jusqu’au fond ; valeur au-dessous de celle de l'eau de la retenue (environ 1550 µs/cm). Par contre la température a diminué de 18,6 à 18 °C de la cote 180,46 jusqu’à 173 m et se stabilise le long d'une hauteur de 12 m, puis elle augmente à nouveau pour atteindre 19 °C au fond. Cette stratification peut s’expliquer par le fait qu'il y a une forte circulation d'eau, ceci est confirmé par la différence de charge égale à 10 m environ entre le plan d’eau du lac et le niveau d'eau du piézomètre (tableau 2).

Conclusion

Les premiers résultats que nous pouvons tirer de cette étude est qu’il y a une forte circulation de l'eau à travers le voile d’étanchéité en provenant de la retenue.

Malgré la faible charge d’eau en période sèche, les résurgences apparaissent toujours à l’aval au niveau des deux rives. Les mesures des profils de conductivité et de température de l'eau au niveau de huit piézomètres confirment cette hypothèse.

Références bibliographiques

• * Remini B., Hocini N., 1998. Détection des fuites du barrage de Foum El Gherza (Biskra) au moyen des techniques isotopiques et nucléaires. Commissariat à l'Énergie Atomique, Centre de Développement des Techniques Nucléaires, Projet AFRA - IV-RAF/8/026., Rapport de mission au barrage de Foum El Gherza (Biskra) du 27/07/98 au 29/07/1998, 09 pages, 08 fig., 05 photos.
• * Remini B., Hocini N., et Moulla A., 1998. Détection des fuites du barrage de Foum El Gherza (Biskra) au moyen des techniques isotopiques et nucléaires. Commissariat à l'Énergie Atomique, Centre de Développement des Techniques Nucléaires, Projet AFRA - IV-2- RAF/8/026., Rapport n°4, Interprétation des résultats des mesures de conductivité et la température de l'eau, Septembre, 26 pages, 28 fig., 12 photos.