Mmoire de fin d'tude " Caractrisation et classification gomcanique du massif rocheux dAokas Bejaia "

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    09-Apr-2017

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIREMinistre de lEnseignement Suprieur et de la Recherche ScientifiqueUniversit Abderrahmane Mira de BejaiaFacult de TechnologieDpartement des Mines et gologieThmeCaractrisation et classification gomcaniquedu massif rocheux dAokas BejaiaSoutenu le 28 / 06 /2016 devant le jury compos de:Prsident: Mr. Maza Mustapha Professeur U.A.M.BPromoteur: Mr. Boukarm Riadh M.A.B U.A.M.BExaminateur: Mr. Fredj Mohamed M.A.A U.A.M.BAnne Universitaire: 2015-2016En vue de lobtention du Diplme de Master en MinesOption : Exploitation MinirePrsent par :Chekir MohammedMani NidalAu terme de notre travail nous tenons exprimer toute notre reconnaissance dieuqui nous a donn la force, la volont et le courage pour accomplir ce modeste travail.On tient tout dabord exprimer toute notre gratitude et tout le respect notrepromoteur Monsieur Boukarm Riadh pour sa bienveillance, son soutien et sesencouragements, sans lui, ce travail n'aurait pu tre accompli. On remercie aussiMadame Kicher pour son soutien et ses conseils durant notre priode de stage.On remercie aussi les membres de jury monsieur Maza Mustapha et monsieur FredjMohamed qui ont accept dvaluer notre travail.Je remercie mes trs chers parents qui mont guid durant les moments les pluspnibles de ce long chemin, Ma mre qui m'a donn l'espoir d'exceller dans mestudes, et mon pre qui a sacrifi toute sa vie afin de me voir devenir ce que je suis, Jeremercie ma sur Meryem qui na cesser de mencourager durant toute mes annesdtudes, toute ma famille, mes surs et mes amis qui mont encourag raliser cetravail.MohammedJe remercie toute ma famille en particulier ma trs chre mre et mon cher pre et meschers surs qui mont encourag tout le long de mes annes dtudes, ainsi qu tousmes amis et mes proches.NidalOn remercie tout responsables de luniversit et les enseignants du dpartement desMines et gologie.On remercie Monsieur Bouabid Nacer chef de chantier lentreprise CAN Algrie quinous a vraiment aids raliser ce travail ainsi que tous les personnels de cetteentreprise.On remercie en particulier Monsieur Hellal Nassim chercheur lUSTHB qui nous abeaucoup aids avec ces rapports sur le massif dAokas. tous ceux qui ont contribu de prt ou de loin mener terme ce travail.Je ddie ce modeste travail :A Ma chre mre Naima et mon cher pre Mustapha.A Mes chres surs : Meryem, Zineb, Lisa et Anfel.Aux Familles : Chekir, Slimoune.A Mes chers(e) amis(e) en particulier : Yasser, Minou, Sofiane, Nassim, Noro, Brahim,Hamza, Bachir, ainsi qua tout mes amis de C112 Aamriw, mes copains de R.U.17octobre 1967 .A Tous ceux qui de loin ou de prs nont cess de mapporter leur soutien pendant mesannes dtudesA Tous les tudiants(e) en master 2 Mines et gologie.MohammedJe ddie ce modeste travail :A ma chre mre Karima et mon cher pre EssaidA Mes chres surs : Ines, Ahlam et Chorouk.A toute ma Famille.A Mes chers(e) amis(e) en particulier :Nassim, Imad, Mohamed, Salah, Lamin, Saci,mounir, Massi, Koceila, Anis, Zino, Oussama, Chouib et tout mes copains dechambre I214.A Tous ceux qui de loin ou de prs nont cess de mapporter leur soutien pendant mesannes dtudes.NidalSommaireListe dAbrviationsListe de figuresListe de tableauxIntroduction gnrale.................................................................................................................. 1Chapitre I : Les massifs rocheux : structure et comportement mcanique.... 3I.1- Introduction ............................................................................................................................... 3I.2- Structure gomtrique des massifs rocheux ................................................................. 3I.2.1- Aspect gologique..................................................................................................................... 4I.2.2- Paramtre gomtrique des discontinuits ........................................................................ 7I.2.3- Modle gomtrique des discontinuits ............................................................................. 8I.3- La matrice rocheuse..................................................................................................... 10I.3.1- Classification gologique des roches ........................................................................... 10I.3.2- Comportement mcanique des roches ....................................................................... 11I.3.2.1- Rsistance en compression........................................................................................ 11I.3.2.2- Rsistance la traction ......................................................................................... 12I.3.2.3- Critre de rupture ..................................................................................................... 13I.4- Les discontinuits ......................................................................................................... 13I.4.1- Morphologie dune discontinuit ............................................................................... 14I.4.2- Comportement mcanique dune discontinuit ........................................................ 15I.4.2.1- Rsistance au cisaillement ........................................................................................ 15I.4.2.2- Critre de rupture dune discontinuit .................................................................. 16I.5- Conclusion...................................................................................................................... 17Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux........................... 18II.1- Introduction ................................................................................................................ 18II.2- Les classifications gomcaniques........................................................................... 18II.2.1- Types et buts des systmes de classification ............................................................ 18II.2.2- Rock Quality Designation (RQD) .............................................................................. 20II.2.3- Rock Mass Rating (RMR) .......................................................................................... 22II.2.4- Le Q Systme ............................................................................................................ 24II.2.5-Le Gological Strenght Index (GSI) ........................................................................... 27II.3- Slope Mass Raiting (SMR) ............................................................................................ 28II.4- Commentaire sur les systmes de classification................................................... 32II.5- Conclusion .................................................................................................................... 32Chapitre III : Les mouvements de terrain ............................................................... 34III.1-Introduction ............................................................................................................... 34III.2-Type de mouvement de terrain ............................................................................... 34III.2.1-Les mouvements rapides et discontinus ................................................................... 34III.2.1.1-Les croulements ..................................................................................................... 35III.2.1.2- Les chute de blocs .................................................................................................. 35III.2.1.3- Lboulement .......................................................................................................... 36III.2.2- Les mouvements lents et continus............................................................................ 37III.2.2.1- Les glissements........................................................................................................ 37III.2.2.2- Laffaissement ........................................................................................................ 39III.2.2.3- Le Fluage ................................................................................................................ 39III.2.2.4- Le tassement............................................................................................................ 40III.2.2.5- Solifluxion ............................................................................................................... 40III.3-Conclusion ..................................................................................................................... 41Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas ....................................... 42IV.1-Introduction ................................................................................................................ 42IV.2-Situation Gographique ............................................................................................ 42IV.3-Cadre gologique rgional ....................................................................................... 43IV.3.1-Un domaine septentrional ou Babors sensu stricto (s.s) ........................................ 43IV.3.2-Un domaine mridional ou subbaborien .................................................................. 43IV.4-Place du secteur dtude dans lunit du Barbacha .......................................... 43IV.5-Tectonique .................................................................................................................... 44IV.6-Sismicit ........................................................................................................................ 44IV.7-Gomorphologie de la zone dtude ...................................................................... 45IV.8- Gologie Locale........................................................................................................... 46IV.8.1- Les calcaires dolomitiques du jurassique infrieur ................................................ 46IV.8.2-Les calcaires brchiques intra-formationnels ......................................................... 47IV.8.3-Les marno-calcaire plitiques dge crtac infrieur ............................................ 47IV.8.4-Les colluvions grossires quaternaires ..................................................................... 47IV.8.5-Les terrasses graveleuses marines ............................................................................ 48Chapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux ............................... 49V.1-Historiques des mouvements gravitaires falaise de Cap Aokas ....................... 49V.1.1-Eboulement de Cap Aokas en 2005 ............................................................................ 49V.1.2-Eboulement davril 2014 ............................................................................................. 49V.1.3-Eboulement de fvrier 2015 ....................................................................................... 50V.2-Causes possibles ........................................................................................................... 50V.2.1-Analyse de la fracturation de la zone dtude .......................................................... 50V.2.2-Les joints de stratification .......................................................................................... 50V.2.3-Les discontinuits lies la tectonique ...................................................................... 51V.2.4-Karstification ................................................................................................................ 52V.2.5-Hydro-climatologie et Hydrogologie ........................................................................ 52V.3-Conclusion ..................................................................................................................... 53Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements de la falaiseCap Aokas ............................................................................................................................ 55VI.1-Introduction ................................................................................................................. 55VI.2-Nature et position des ouvrages de protection .................................................... 55VI.3-Donnes topographiques ........................................................................................... 58VI.4-Calculs de trajectographie ...................................................................................... 59VI.4.1-Hypothse de base ...................................................................................................... 59VI.4.2-Ala de propagation .................................................................................................. 60VI.4.3-Nature des sols ........................................................................................................... 61VI.4.4-Gomtrie du merlon ................................................................................................ 62VI.4.5-Points de dpart des trajectoires .............................................................................. 63VI.4.6- Zones de mesures ...................................................................................................... 64VI.5-Rsultats ...................................................................................................................... 65VI.5.1-Ala de propagation avant travaux .......................................................................... 65VI.5.2-Dtermination de lala de propagation rsiduel ................................................... 65VI.5.3-Cas de blocs de 40 m.................................................................................................. 68VI.6-conclusion .................................................................................................................... 70Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas ............... 71VII.1-Introduction .............................................................................................................. 71VII.2-Etude des discontinuits ......................................................................................... 71VII.2.1-Description des discontinuits et des affleurements ............................................. 71VII.2.1.1- information en en-tte .......................................................................................... 72VII.2.1.2- caractristiques rocheuse .................................................................................... 72VII.2.2-Mesure de lorientation des discontinuits ............................................................ 74VII.2.2.1-Mesure de lespacement ....................................................................................... 74VII.2.2.2-Persistance ............................................................................................................. 75VII.2.2.3-La forme ................................................................................................................. 75VII.2.2.4-Rugosit .................................................................................................................. 75VII.3-La prsentation des donnes et des mesures ..................................................... 76VII.3.1-Le premier affleurement ......................................................................................... 76VII.3.1.1-La projection strographique ............................................................................. 78VII.3.2-Le deuxime affleurement ....................................................................................... 80VII.3.2.1-La projection strographique ............................................................................. 83VII.4-Caractrisation du massif ....................................................................................... 83VII.4.1-Calcul du RQD ......................................................................................................... 83VII.4.2-Calcul du RMR ........................................................................................................ 85VII.5-Calcul du SMR ......................................................................................................... 87VII.6-Conclusion ................................................................................................................. 88Conclusion gnrale.......................................................................................................... 89Rfrences bibliographiques ......................................................................................... 90AnnexesListe dAbrviationsUCS : La rsistance en compression uniaxiale.E : Le module de Young. : Le coefficient de Poisson. t: rsistance la traction. P: charge la rupture.D: diamtre de l'prouvette.L: longueur de l'prouvette.: contrainte de cisaillement c: cohsion: contrainte normale : angle de frottement interne p : la rsistance au pic. c: la cohsion sur la discontinuit.n : la contrainte normale. p : langle de friction de la discontinuit. r: la rsistance rsiduelle. : la contrainte normale. r : langle de friction rsiduel : la rsistance au cisaillement. : la contrainte normale. r: langle de friction rsiduel de la discontinuit.JRC (Joint Roughness Coefficient): le coefficient de rugosit, qui peut tre estim partir desprofils de joints.JCS (Joint Compressive Strength): le coefficient qui reprsente la rsistance la compressiondu joint.RQD: Rock Quality Designation.RMR: Rock Mass Rating.A1 : Rsistance en compression uniaxiale de la roche intacte;A2: Rock Quality Index (RQD);A3 : Espacement des diaclases;A4 : Condition des joints;A5 : Ltat dinfiltration deau souterraine; etA6 : Orientation des discontinuits.Q Systme: Mass Quality ou Tunnelling Quality IndexJN: Nombre de familles de joints.JR: Indice de rugosit des joints.JA: Indice de laltration des joints.JW: Facteur de rduction pour la prsence deau.SRF: Facteur de rduction pour les contraintes in situ.SMR: Slope Mass RaitingF1, F2, F3: Sont des facteurs d'ajustement lis joint orientation par rapport l'orientation despentes.F4 : facteur de correction.A : dsigne l'angle entre les frappes de la face de la pente (p) et celle des articulations (Aj),soit (comme j). j : angle dinclinaison de discontinuit. KJ : kilos joulsListe de figuresChapitre I:Fig I.1: Structure gomtrique du massif rocheux de calcaire la falaise dAokas (Bejaia) .. 4Fig I.2 : Diffrentes structures gomtriques des massifs rocheux fracturs ............................. 5Fig I.3: Types de structures des massifs rocheux avec les reprsentations statistiquescorrespondantes ................................................................................................................................... 6Fig I.4 : Mesures de lorientation du plan de discontinuit, diffrents types de reprage ....... 7Fig I.5: Modles gomtriques des discontinuits ......................................................................... 9Fig I.6: Schma de principe dun essai de compression uniaxiale ............................................ 11Fig I.7: Schma de principe dun essai de compression triaxiale .............................................. 12Fig 1.8: Dispositif pour un essai brsilien .................................................................................... 13Fig 1.9 : Caractristiques des discontinuits dans un massif rocheux ...................................... 15Fig I.10: Schma de principe dun essai de cisaillement ............................................................ 16Fig I.11: Rsistance de cisaillement dun joint ............................................................................ 17Chapitre II:Fig II.1: Illustration graphique des paramtres de caractrisation du RMR ........................... 22Fig II.2 : orientation dune pente de type plane ........................................................................... 29Chapitre III :Fig III.1 : Chute de bloc au Cap Aokas en fvrier 2015 ............................................................ 36Fig III.2 : Eboulement rocheux ...................................................................................................... 36Fig III.3: Schma des deux types de glissement ......................................................................... 38Fig III.4 : Affaissement sur la route nationale N24, reliant Bejaia Tizi-Ouzou par Azzefoun.............................................................................................................................................................. 39Fig III.5 : Exemple dun fluage ..................................................................................................... 39Fig III.6 : Le tassement ................................................................................................................... 40Fig III.7: Schma du mcanisme de solifluxion .......................................................................... 41Chapitre IV :Fig IV.1 : extrait de la carte topographique de Bejaia .................................................................. 42Fig IV.2 : La carte gologique du massif Aokas ......................................................................... 46Chapitre V :Fig V.1 : Ecroulement de la falaise rocheuse en 2005 ................................................................ 49Fig V.2 : Dgts causs par lboulement de fvrier 2015 ......................................................... 50Fig V.3 : Plan de stratification lancienne route RN9 .............................................................. 51Fig V.4 : Karstification prs de la route RN9 (Partie Est du massif) ........................................ 52Chapitre VI :Fig VI.1 : positionnement des ouvrages de protection ................................................................ 56Fig VI.2 : Localisation des crans EC1 EC4 et du merlon ...................................................... 56Fig VI.3 : cran EC2 et EC3 respectivement ............................................................................... 57Fig VI.4 : positionnement des crans EC1 EC2 EC3 .................................................................. 57Fig VI.5: positionnement de lcran EC4 ..................................................................................... 58Fig VI.6 : (a) courbe de niveau tous les 0.5m (b) modlisation de la falaise (MNT) (c) LeicaScan station P20 scanner laser Ultra-rapide .................................................................................. 59Fig VI.7 : Nature des sols ............................................................................................................... 62Fig VI.8 : Gomtrie du merlon cot Aokas ................................................................................ 63Fig VI.9 : Gomtrie du merlon cot Bejaia ................................................................................ 63Fig VI.10 : Les zones de dpart de trajectoire ............................................................................. 64Fig VI.11 : Les zones de mesures .................................................................................................. 65Fig VI.12 : Reprsentation d'une slection de 1000 trajectoires avec le dispositif d'crans enplace et le merlon .............................................................................................................................. 66Fig VI.13 : Les points darrt des trajectoires pour 100 000 trajectoires modlises ............. 67Fig VI.14 : un cas de franchissement du merlon ......................................................................... 67Fig VI.15 : Rpartition cumule des nergies maximums observes lors de la chute de100000 blocs sur une vue en plan. La ligne reprsentant la position du parement amont dumerlon n'est pas sollicite au del de 25 000 Kj ........................................................................... 69Chapitre VII :Fig VII.1: conseil pour lorientation des ensembles de discontinuits ..................................... 74Fig VII.2 : plan dun affleurement avec deux ensembles de discontinuits ............................ 75Fig VII.3: profils de rfrence et chiffres-cls pour la dtermination du coefficient de rugositdu joint (JRC) .................................................................................................................................... 76Fig VII.4 : des photos du premier affleurement ........................................................................... 78Fig VII.5: Projection strographique des discontinuits du premier affleurement ............... 80Fig VII.6: laffleurement du deuxime site .................................................................................. 82Fig VII.7 : projection strographique des discontinuits du deuxime affleurement ........... 83Fig VII.8 : des photos de fentres ralises pour estimer le nombre de joints par m ............ 84Liste de tableauxChapitre II :Tableau II.1: Systmes de classification du massif rocheux ..................................................... 19Tableau II.2 : corrlation entre lindice RQD et la qualit du massif rocheux....................... 21Tableau II.3 : Classification du massif rocheux selon le RMR; traduit de Bieniawski ......... 24Tableau II.4: Paramtres de la classification du systme Q ...................................................... 25Tableau II.5 : valuation de la cote Q et de la qualit du massif ............................................. 27Tableau II.6 : le Tableau de classification de Romana (Annexe 1) [26] .................................. 30Tableau II.7 : Les diffrentes classes de stabilit par la valeur du SMR ................................. 31Tableau II.8: les suggestions de soutnement selon la classe du SMR ................................... 31Chapitre VI :Tableau VI.1 : les alas de propagation par trajectographie ..................................................... 61Tableau VI.2 : Les rsultats obtenus par comptage .................................................................... 68Chapitre III :Tableau III.1 : Principales classes et types de dstabilisation sur les versants en fonction desterrains concerns (daprs Campy M, Macaire J.J. 2003) .......................................................... 37Chapitre VII :Tableau VII.1: Critre destimation de la rsistance de la roche ............................................. 72Tableau VII.2 : degrs daltration de la roche .......................................................................... 73Tableau VII.3 : Rsultats des essais gomcaniques au laboratoire, moyennes rgionales . 85Tableau VII.4 : les valeurs du RMR et ces paramtres dans des diffrentes valeurs ............ 85Tableau VII.5 : les valeurs du SMR ............................................................................................. 87Introduction gnrale1Introduction gnrale :Un massif rocheux sur lequel ou dans lequel on va faire une caractrisation est, a priori, unobjet parfaitement dfini. Ses caractristiques lithologiques, structurales, gomcaniques sontdes donnes dont les variations dans le temps et lespace obissent des lois objectivesaccessibles lobservation et la mesure. Toutefois, en pratique, cette connaissance esttoujours trs imparfaite. Elle rsulte de linterprtation et de la synthse dun ensemble dedonnes rsultant : De la connaissance de lhistoire gologique du site, De lexamen des affleurements, Des reconnaissances par mthodes gophysiques, Des donnes de sondages, Des rsultats dessais de laboratoire et dessais in situ.Les roches et les massifs rocheux sont la fois complexes et opaques. Mme les plus simplesen apparence peuvent rserver des surprises. Pour connaitre leurs composants, leursstructures, et ce qui sy passe, lingnieur dispose de mthode de reconnaissance etdauscultation, depuis les mthodes de la gologie > avec le marteau et laboussole, jusqu des technologies et mtrologies de pointe, en passant par des techniquesclassiques (forage, prlvement dchantillons, essais de laboratoire et in situ, mthodesgophysiques, etc.), toutes mthodes qui font des progrs plus ou moins rapides. Onsattachera surtout ici aux aspects qui concernent le comportement mcaniques [7].Les trois premiers chapitres tant caractre bibliographique.Nous prsenterons, dans le chapitre 1, une tude bibliographique concernant la structuregomtrique des discontinuits et leur comportement mcanique, ainsi que celui de la matricerocheuse. Le chapitre 2 est en rapport avec les mthodes de classification des massifs rocheux.Nous exposerons, en premier lieu, les classifications gomcaniques les plus utilises(RQD, RMR, Q-system, GSI et SMR). Puis, nous prsenterons leurs avantages, lesdiffrentes corrlations existant entre leurs indices et les paramtres mcaniques desmassifs rocheux. Le chapitre 3 on parlera des mouvements de terrain qui ont des caractristiques tredifficilement prvisible et constituent un danger pour la vie humaine, en raison de sonintensit, de la soudainet et du caractre dynamique de son dclenchement. Qui a unrapport avec les la structure du massif rocheux.Introduction gnrale2 Les chapitres 4 et 5, on fera une prsentation du site dtude Cap Aokas sa situationgographique ainsi que son cadre gologique et bien sur la gologie locale et lesproblmes engendrs par ce massif, lhistorique des accidents survenus les dgts etles causes possibles de ces accidents qui sont en relation avec le comportementmcanique de ce massif Le chapitre 6 on prsentera ltude de confortement ralise par IMSRN (Algrie)(Ingnierie des mouvements des sols et des risques naturels) et les diffrents ouvragesde protection et leur positionnement ainsi que ltude trajectographique des chutes desblocs. Le chapitre 7 on applique les calculs mesurs sur site pour calculer le RMR afin dedfinir la qualit de la roche du massif pour le classifier, et lutiliser pour calculer leSMR ce dernier nous qualifie la nature de la pente de la falaise et nous permet davoirdes recommandations de stabilisation et soutnement.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique3Chapitre I : Les massifs rocheux : structure et comportement mcaniqueI.1- Introduction :Dans ce chapitre nous prsentons une tude bibliographique sur les constituants dun massifrocheux. Elle concerne la structure gomtrique des discontinuits, leur comportementmcanique ainsi que celui de la matrice rocheuse. Ce chapitre prsente une matirebibliographique bien utile pour la dfinition : Des familles de fractures pour lesquelles lapplication de la mthode de classificationest pertinente. Des proprits lastoplastiques dfinissant les lois de comportement dune matricerocheuse ainsi que de leur ordre de grandeur pour diffrents types de roche. Des caractristiques gomtriques des fractures ainsi que de leur plage de variation. Des paramtres caractrisant le comportement lastoplastique des discontinuits ainsique de leur ordre de grandeur.Une analyse des diffrents sujets cits ci-dessus est tablie. Nous nous servons de cetteanalyse pour appuyer le choix des divers paramtres gomtriques et mcaniques de la rocheet des discontinuits que nous ferons au un autre chapitre pour tablir la base de donnes denotre classification numrique.I.2- Structure gomtrique des massifs rocheux :Les massifs rocheux, structures trs complexes, sont forms dune juxtaposition de matriauxhtrognes. Ils sont assimils un assemblage de blocs appels matrice rocheuse qui sontdlimits par des discontinuits constitues de fissures, de fractures ou de failles ou encore delimites stratigraphiques (Fig I.1).Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique4Fig I.1: Structure gomtrique du massif rocheux de calcaire la falaise dAokas (Bejaia).Le comportement mcanique des massifs rocheux est un facteur essentiel dans ledimensionnement des ouvrages qui y sont excuts. Afin de comprendre, expliquer etmodliser ce comportement, il est ncessaire de connatre la structure gomtrique ou plusprcisment le modle de distribution gomtrique des fractures, ainsi que les propritsmcaniques de chacune des composantes que sont la matrice rocheuse et les discontinuits.I.2.1- Aspect gologique :Pour tudier le comportement mcanique ou hydraulique dun massif rocheux, il est essentielde connatre son degr de fracturation ainsi que la rpartition des discontinuits dans lespace.Des mesures in-situ permettent de dfinir les diverses familles de discontinuits et leursparamtres de faon statistique.Lensemble des discontinuits dans un massif rocheux est le rsultat de la superposition dediffrentes familles. Chaque famille peut avoir des lois de distribution et des caractresstatistiques diffrents. Donc, pour ajuster les lois de distribution dune famille, il fautdistinguer cette famille dans lensemble des discontinuits. La mthode classique declassification est celle de la projection strographique.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique5Lobjectif principal dune tude gomtrique des discontinuits est de dterminer : Si elles sont classables en familles (orientations voisines) Si elles structurent le massif rocheux en blocs (continuit et connectivit importantes).Le premier classement des discontinuits observes sur le terrain consiste les grouper enpopulations homognes du point de vue structural ; il faut donc prciser la nature gologiqueet tectonique de tous les lments structuraux relevs.Divers auteurs ont essay de regrouper les structures gomtriques des massifs rocheux dansdes catgories bien dfinies. La figure 1.2 illustre une srie de massifs rocheux cite parPalmstrm [1995]. Nous distinguons les massifs blocs polydriques, equidimensionnels,prismatiques ou en colonnes, les massifs bancs minces dont lpaisseur est moins paisseque leur longueur et les massifs comprenant plusieurs familles de fractures.Fig I.2 : Diffrentes structures gomtriques des massifs rocheux fracturs. [1]Le Manuel de Mcanique de Roche (CFMR-MMR [2000]) vient appuyer dans ce sens ladfinition des divers types dj cits ci-dessous. Parmi plusieurs variantes plus complexesmais moins significatives, trois modles gomtriques principaux sont illustrs dans (Fig I.3) Forms de blocs paralllpipdiques (Fig I.3-a), beaucoup de granites et de calcairesmassifs montrent trois familles de fractures trirectangulaires. Tous les joints sontcontinus. Afin de calculer les proprits mcaniques dun tel massif, des solutionsanalytiques sont possibles. Toutefois il faut noter que cette forme gomtrique parattrs idalise.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique6 Le schma de la figure (I.3-b) reprsente un massif caractre sdimentaire dont lunedes directions prend davantage dimportance et les diaclases perpendiculaires sontmoins continues. Cette dfinition peut correspondre des calcaires bancs minces,des alternances de marnes et de calcaires, de grs et de marnes des formationsappeles flyschs ou des roches schisteuses. Les observations montrent quelespacement entre les bandes est souvent quivalent la taille des diaclases ou samoiti. Ces types de massifs sont trs courants mais non accessibles des traitementsanalytiques simples; le recours des mthodes dhomognisation numriques noussemble trs pertinent. Du point de vue gomtrique, la structure de ces massifs estdfinie par un nombre limit de paramtres que nous prciserons dans le paragraphesuivant. Souvent situes dans des zones tectonises, les roches crases comme les schistes etles brches de faille prsentent une direction danisotropie largement disperse. Dansun tel type de massif (Fig I.3-c), la prcision dun nombre bien dfini de familles defractures nest pas vidente. Toutefois, des mthodes empiriques approximativespermettent le calcul de leurs proprits mcaniques. [2]a- Roche massive trois familles grossirement quivalentesb- Massif rocheux stratifi ou schisteux une famille prpondrantec- Roche crase ou schiste froiss o la famille prpondrante est largement disperseFig I.3: Types de structures des massifs rocheux avec les reprsentations statistiquescorrespondantes. [3]Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique7I.2.2- Paramtre gomtrique des discontinuits :La modlisation de la distribution spatiale et de lemplacement des familles de fractures dansun massif rocheux fractur est fonde principalement sur la connaissance des paramtresgomtriques des discontinuits. Chacun de ces derniers est associ une variable alatoiredont les lois de distribution sont dduites des donnes acquises sur le terrain. Dans ce qui suitnous dfinissons sommairement chacun de ces paramtres. Cette dfinition est un pralablencessaire ltablissement de notre classification numrique.A- Orientation :Les orientations des discontinuits dterminent la forme de blocs individuels existant dans unmassif rocheux et par suite elles sont responsables de leur anisotropie qui gouverne leurcomportement hydraulique et mcanique.Une premire hypothse simplificatrice sur la gomtrie des discontinuits consiste supposer que ces surfaces sont des plans. La reprsentation dun plan dans lespace peut sefaire de diverses manires partir du vecteur pendage ou de la normale oriente.Le pendage est langle que fait la ligne de plus grande pente avec lhorizontale. La direction,ou azimut, est langle que fait lhorizontale du plan de la discontinuit avec le Nordmagntique.La distribution de lorientation et du pendage est souvent reprsente par une loihmisphrique, normale ou log-normale. [2]Fig I.4 : Mesures de lorientation du plan de discontinuit, diffrents types de reprage [38]Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique8B- Extension :La taille des fractures conditionne, avec leur orientation et leur espacement, leur probabilitdintersection. Par consquent, elle joue un rle essentiel dans la connectivit des blocs. Unefracture est souvent assimile une forme gomtrique simple dont une dimensionparticulire dfinit son extension (exemple : diamtre dun disque dans lespace, longueurdun segment dans un plan). Cette dimension nest pas accessible directement ; il faut ladduire de la continuit des traces observes sur laffleurement. Les diamtres peuvent suivreune loi exponentielle dcroissante ou log-normale. [2]C- Espacement :Cest la distance moyenne qui spare deux intersections successives d'une ligne droite,appele galement ligne dchantillonnage, avec les traces de fractures dun affleurement.Cette grandeur dpend de la ligne de lev et de lextension des discontinuits. En effet, pourun nombre constant de traces sur une surface, les traces longues ont plus de chances dtreintersectes par la ligne de lev et paraissent plus rapproches. [2]D- Densit :Cette grandeur est en relation directe avec lespacement. Les modles gomtriques desdiscontinuits dcrivent leur position dans lespace en prcisant la localisation dun pointreprsentatif, par exemple, le centre dun disque ou dun segment qui est souvent ajust parune loi uniforme. Le nombre de centres considrs dans un volume ou sur une surface dfinit,respectivement, la densit volumique et la densit surfacique des fractures. Quant la densitlinique, elle est dfinie comme tant linverse de lespacement ou le nombre dintersectionsentre les discontinuits et la ligne dchantillonnage. [2]E- Ouverture :Ce paramtre affecte largement la permabilit des discontinuits et par suite leurcomportement hydraulique. Il est dfini comme tant la distance entre les deux pontes dunediscontinuit mesure perpendiculairement son plan moyen et il suit gnralement une loiexponentielle dcroissante ou log-normale. La dtermination de louverture est limitesouvent aux relevs examins directement sur un affleurement ou sur des carottes desondages. [2]I.2.3- Modle gomtrique des discontinuits :Les lois caractrisant le processus de rpartition des fractures dans lespace et les paramtresgomtriques des fractures sont estimes partir du traitement statistique ou gostatistiquedes discontinuits. Ces lois sont introduites dans des modles gomtriques de simulation quignrent les fractures dans un espace tridimensionnel.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique9Plusieurs modles gomtriques existent dans la littrature. A savoir, les plans poissonniers deDershowitz [1984] (Fig I.5-a) et les disques de Baecher et al. [1977] (Fig I.5-b) qui sont lesplus utiliss grce leur traitement mathmatique simple. Ce modle prsente un intrt quirside dans la possibilit destimer la loi de distribution des diamtres des disques partir dela longueur des traces.Le processus de gnration des familles seffectue suivant des mthodes diverses. Nousdistinguons, parmi les plus employs, le processus de Poisson densit constante v dans lequel les centres de disques sont gnrs dans un volume V en tirant au hasard leur nombre Nsuivant une loi de Poisson de densit vV. Ensuite les coordonns des centres sont rpartis suivant une loi uniforme. Cette phase est suivie par une gnration de lorientation, dudiamtre et de louverture de chaque discontinuit dune manire indpendante par tirage auhasard dans la distribution correspondante.Le modle des salves est plus complexe que celui de Poisson densit uniforme. Il a tutilis par plusieurs auteurs pour simuler des rseaux de fractures (Massoud [1987] et Billaux[1990]). Dans ce modle, la densit des fractures nest pas constante et les fractures sontrgionalises dans lespace (Fig I.5-c).(a) modle de disque. [4] (b) modle polygonal. [5](c) modle de salves. [6]Fig I.5: Modles gomtriques des discontinuits.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique10Afin de gnrer les familles de fractures de notre classification numrique, le modle desdisques a t utilis. Les centres de ces derniers ont t distribus dans lespace suivant unprocessus de Poisson densit uniforme.I.3- La matrice rocheuse :I.3.1- Classification gologique des roches :Le Comit Franais de Mcanique des Roches (CFMR-MMR [2000]) dfinit la roche commetant un assemblage de minraux qui ont acquis des liaisons plus ou moins fortes au coursde leur histoire gologique . [2]Trois catgories principales sont lorigine de la classification des roches :a- les roches magmatiques : Les roches magmatiques sont issues de la solidification demagmas siliceux, liquides aux hautes tempratures et pressions qui rgnent au contact dumanteau et de la lithosphre ; les magmas trs siliceux ( 75 % ), trs visqueux, de type granitique se solidifient lentement en profondeur pour produire les roches plutoniques ; lesmagmas moins siliceux ( 50%), assez fluides, de type basaltique, se solidifient rapidement en surface pour produire les roches volcaniques. Entre ces deux ples, on pourrait en faitcaractriser une varit continue de magmas, diversifis selon leur teneur relative en silice etsilicates ferro-magnsiens, et donc de roches magmatiques.b- Les roches sdimentaires : elles rsultent de la dcomposition des roches doriginemagmatiques ou mtamorphiques et couvrent plus de trois quarts de la surface des continentset presque la totalit des fonds des ocans. Elles sont caractrises par leur paisseur limite(calcaires, grs, roches argileuses).c- Les roches mtamorphiques : les roches mtamorphiques sont issues de rochesmagmatiques et /ou sdimentaires retournes en profondeur par leffet de la tectonique deplaques, recristallises sans fusion selon la temprature et /ou la pression atteintes et revenues la surface par rosion. Leur minraux principaux sont les mme que ceux des rochesmagmatiques, mais le plus souvent ce ne sont plus ceux des roches transformes. Il en va demme pour leurs structures et leurs textures ; la plupart ont une structure schisteuse et unetexture folies en raison de lorientation commune des minraux qui les composent et de leurrpartition en lits. [7]I.3.2- Comportement mcanique des roches :Le comportement d'un massif rocheux est complexe, car il dpend des proprits mcaniquesdes roches et des discontinuits ainsi que de leurs interactions. Le roc intact est dfini entermes dingnierie comme tant de la roche ne contenant aucune cassure significative. Enmcanique des roches, le comportement des roches est caractris par les essais suivants :Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique11 Lessai de la rsistance en compression uniaxiale (NF P 94-420); Lessai de la rsistance en compression triaxiale (NF P 94-423); Lessai de la rsistance en tension; Lessai du double poinonnement.I.3.2.1- Rsistance en compression :La rsistance en compression est la rsistance quoppose une roche la rupture lorsquelle estsoumise une sollicitation de compression. Elle est dfinie par la rsistance en compressionqui correspond la contrainte normale maximale supporte par la roche, le module de Youngou module dlasticit qui correspond la rigidit de la roche et le coefficient de Poisson quireflte llasticit de la roche. Ces paramtres sont obtenus grce lessai de compressionuniaxiale dcrit ci-dessous.a- Essai de compression uniaxiale (NF P 94-420):Le principe du test consiste appliquer d'une manire croissante une force de compression surune carotte de roc intact selon son axe longitudinal (Fig I.6).Fig I.6: Schma de principe dun essai de compression uniaxiale. [8] = / (I.1)P : La pressionF : La forceS : La surfaceLes paramtres dterminer au cours de cet essai sont : La rsistance en compression uniaxiale (UCS) de la roche qui correspond lacontrainte normale au moment de la rupture de la roche; Le module de Young (E) qui correspond la pente de la zone lastique de la courbecontrainte dformation axiale de lchantillon;Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique12 Le coefficient de Poisson () qui correspond la pente de la courbe dformation latrale - dformation axiale de lchantillon.b- Essai de compression triaxiale (NF P 94-423):L'essai de compression triaxiale est destin mesurer la rsistance d'chantillons cylindriquesde roche soumis un tat de compression triaxiale (Fig I.7). Il permet d'obtenir les valeursncessaires la dtermination de l'enveloppe de rupture ainsi que les valeurs d'angle defrottement interne et de cohsion apparente.Fig I.7: Schma de principe dun essai de compression triaxiale [8].I.3.2.2- Rsistance la traction (NF P 94-422) :La rsistance la traction est la rsistance quoppose une roche la rupture lorsquelle estsoumise une sollicitation de tension. L'essai brsilien permet de mesurer de faon indirectela rsistance la traction de la roche. Son principe est de mettre sous contrainte de tension unecarotte de roche par application d'une force de compression suivant son diamtre. La figure1.7 prsente un dispositif pour un essai brsilien.La rsistance la traction de la roche teste se calcule comme suit [9]:t = (2P) / (DL) (I.2)t: rsistance la traction; P: charge la rupture; D: diamtre de l'prouvette; L: longueur de l'prouvette.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique13Fig 1.8: Dispositif pour un essai brsilien [9]I.3.2.3- Critre de rupture :Un critre de rupture est une relation thorique ou empirique qui caractrise la rupture duneroche. Il permet de dfinir par une courbe, les zones de stabilit et dinstabilit de la rochesoumise des sollicitations (compression avec ou sans confinement, traction). Les principauxcritres de rupture du roc intact sont le critre de Mohr-Coulomb et le critre de Hoek-Brown.Ce dernier sera dvelopp la section 2.4. Le critre de Mohr-Coulomb sexprime sous laforme : = c + tg (I.3): contrainte de cisaillement c: cohsion: contrainte normale : angle de frottement interne I.4- Les discontinuits :Une discontinuit est dfinie comme tant toute cassure mcanique ou fracture ayant unersistance en tension ngligeable dans une roche (Priest, 1993). Il est important de distinguerentre les discontinuits naturelles, qui ont une origine gologique et les discontinuitsartificielles qui sont cres par des activits humaines comme lexcavation dun massifrocheux. Bien que les discontinuits aient souvent une gomtrie irrgulire ou ondule, il y aChapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique14gnralement une chelle laquelle la surface totale ou une partie de cette surface estsuffisamment plane pour quelle soit reprsente par une seule valeur dorientation [10].I.4.1- Morphologie dune discontinuit :Plusieurs paramtres caractrisent la morphologie dune discontinuit. Nous prsentons leurdfinition de la faon suivante [11] : Type de roche : Le type de roche est dfini par son origine qui peut tre sdimentaire,igne ou mtamorphique. Type de discontinuit : Les types de discontinuit stendent des joints de tension delongueur limite des failles pouvant atteindre plusieurs kilomtres. Persistance : Cest la mesure de la longueur continue ou de la surface dunediscontinuit. La longueur des traces des discontinuits est la seule quantificationpossible de la dimension des discontinuits sur le terrain. Rugosit : La rugosit d'une surface de discontinuit est souvent un lment importanten matire de rsistance au cisaillement, en particulier l o la discontinuit est sansdplacement et imbrique. La rugosit devient moins importante lorsque ladiscontinuit est remplie. Rsistance des pontes : La rsistance de la roche formant les parois des discontinuitsinfluence la rsistance au cisaillement des surfaces rugueuses. Lorsque des contraintesleves, par rapport la rsistance des pontes, sont gnres des points de contactlocaux durant le cisaillement, les asprits seront broyes ou cisailles et conduiront une rduction de la composante relative la rugosit de l'angle de frottement. Dsagrgation : La dsagrgation contribue la rduction de la rsistance decisaillement des discontinuits et du massif rocheux. Ouverture : Cest la distance perpendiculaire sparant deux pontes adjacentes dunediscontinuit ouverte. Type de remplissage : Cest le matriau sparant les pontes adjacentes dunediscontinuit. coulement : L'emplacement de l'infiltration de discontinuits fournit des informationssur l'ouverture parce que le dbit des eaux souterraines se concentrepresquentirement dans les discontinuits (permabilit secondaire).Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique15Fig 1.9 : Caractristiques des discontinuits dans un massif rocheux [11].I.4.2- Comportement mcanique dune discontinuit :En vue de dterminer les paramtres affectant leurs proprits mcaniques et sous lhypothsedune rsistance ngligeable la traction, il est ncessaire de soumettre une discontinuit unessai de cisaillement et un essai de compression, ces essais permettent de mesurer certainsparamtres utiles pour la caractrisation du comportement mcanique des discontinuits in-situ.I.4.2.1- Rsistance au cisaillement (XP P 94-424) :La rsistance au cisaillement dune discontinuit est la contrainte tangentielle maximaleatteinte lors dun dplacement tangentiel relatif des pontes dune discontinuit. La rsistanceau pic et la rsistance rsiduelle sont dtermines au moyen dun essai de cisaillement tel quedcrit ci-dessous.Lessai de cisaillement consiste induire un dplacement relatif des deux pontes dunediscontinuit en maintenant la vitesse constante (Fig I.10). Une contrainte normale est applique et maintenue constante pendant toute la dure de lessai. Au cours de cet essai, laChapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique16contrainte tangentielle sur le joint augmente progressivement avec le dplacement tangentiel jusqu atteindre un maximum qui correspond la rsistance au pic de la discontinuit. Au-del de cette rsistance, la contrainte tangentielle dcroit plus ou moins fortement pouratteindre un palier caractrisant la rsistance rsiduelle.Fig I.10: Schma de principe dun essai de cisaillement; [11]Un aspect important du comportement mcanique des discontinuits est leur dformabilit.Cette dernire peut tre mieux explique par les courbes contrainte-dplacement. Sur cescourbes, la raideur normale de discontinuit est dcrite comme le taux de variation de lacontrainte normale par rapport aux dplacements normaux. La raideur tangentielle est dfiniepar le taux de variation de la contrainte tangentielle par rapport aux dplacements tangentiels[9].I.4.2.2- Critre de rupture dune discontinuit :Un critre de rupture dune discontinuit est une relation thorique ou empirique quicaractrise la rupture dune discontinuit soumise une sollicitation de cisaillement. Il permetde dfinir par une courbe, les zones de stabilit et dinstabilit de la discontinuit soumise des sollicitations de cisaillement. La rsistance au cisaillement dune discontinuit estgnralement dcrite par le critre de rupture de Mohr-Coulomb dfini par une cohsion et unangle de frottement. La figure I.11 illustre la dfinition de la rsistance rsiduelle et au picdune discontinuit. Cet essai seffectue en laboratoire sur des petits chantillons rendant ainsidifficile lextrapolation des rsultats lchelle du massif rocheux. En effet, au fur et mesureque le volume du massif rocheux pris en compte augmente, le nombre de fractures devientimportant et leffet dchelle et lanisotropie du massif rocheux doivent tre considrs.Chapitre I : les massifs rocheux : structure et comportement mcanique17Fig I.11: Rsistance de cisaillement dun joint; [11].La rsistance au pic en cisaillement dune discontinuit sexprime par :p = c + n tan p (I.4)p : la rsistance au pic; c : la cohsion sur la discontinuit; n : la contrainte normale; p : langle de friction de la discontinuit.La rsistance rsiduelle en cisaillement dune discontinuit sexprime par :r = tan r (I.5) r: la rsistance rsiduelle; : la contrainte normale; r : langle de friction rsiduel Barton a propos un critre de rupture de nature semi-empirique dans lequel la rsistance aucisaillement dpend de la rugosit des pontes. Ce critre sexprime par la relation suivante[12]: = tan [r+JRC log (JCS /)] (I.6) O apparat : la rsistance au cisaillement; : la contrainte normale; r : langle de frictionrsiduel de la discontinuit; JRC (Joint Roughness Coefficient) : le coefficient de rugosit, quipeut tre estim partir des profils de joints; JCS (Joint Compressive Strength) : le coefficientqui reprsente la rsistance la compression du joint.I.5- ConclusionNous avons prsent dans ce chapitre le comportement mcanique et une description de lastructure gomtrique des massifs rocheux caractrise par la prsence des discontinuits.Nous avons montr la varit et la diversit des cas qui se prsentent pour un massif rocheux.Parmi les types de massifs prciss par le CFMR-MMR [2000], certains peuvent se prter des calculs analytiques. Dautres, prsentant des proprits varies et extrmementcomplexes, excluent la possibilit dtre facilement homognisable et imposent le recours des mthodes empiriques approches. Ces mthodes, ainsi que les mthodes analytiques,feront lobjet du chapitre suivant.Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux18Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheuxII.1- Introduction :Dans ce chapitre, nous abordons le sujet des mthodes de classification gomcaniques desmassifs rocheux.En premier lieu, nous prsentons les types de classification existante, puis nous exposonsquatre classifications gomcaniques largement utilises dans le domaine de la Mcanique desRoches (RQD, RMR, Qsystme, GSI) ainsi que les SMR qui dtermine la stabilit des penteset suggre des soutnements selon leurs classes, Les avantages et les limitations de chacunede ces dernires sont ensuite dtaills.Nous prsentons ce chapitre dans lobjectif de faire apparatre les avantages que peuventapporter les mthodes dhomognisation numriques par rapport aux mthodesdidentification des paramtres mcaniques que nous avons dj mentionnes.II.2- Les classifications gomcaniques :II.2.1- Types et buts des systmes de classification :Les classifications des massifs rocheux fracturs continuent voluer depuis plus dun sicle.Leur utilisation a un intrt considrable lors de ltude de faisabilit et de dimensionnementprliminaire dun projet, surtout quand les informations mcaniques, hydrologiques et ltatde contrainte in-situ du massif rocheux ne sont pas disponibles.Les systmes de classification prennent en considration plusieurs facteurs affectant lastabilit des massifs rocheux. Ces facteurs sont relis notamment la rsistance de la matricerocheuse, la prsence de leau et la description des discontinuits (nombre de familles,espacement, rugosit, altration des pontes, matriau de remplissage). Nous nousintressons, dans ce qui suit, aux systmes de classifications quantitatives, nomms galementclassifications gomcaniques.Les buts principaux de ces classifications se rsument comme suit : Estimer indirectement les proprits mcaniques grande chelle dun massif fractur,en particulier son module de dformation, sa rsistance la compression simple, sacohsion et son angle de frottement interne. Estimer le temps durant lequel le massif rocheux peut tenir sans soutnement (stand-up time). Cest un indice trs essentiel dans la dtermination de la porte dexcavation. Donner des recommandations de soutnement des ouvrages.Daprs Singh et Goel [1999], la popularit des classifications quantitatives drivent deplusieurs facteurs :Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux19 Elles reprsentent un langage commun entre les gologues, les ingnieurs, lesconcepteurs et les entrepreneurs. Moyennant ces classifications, lobservation, lexprience et le jugement desingnieurs sont mieux corrls. Les ingnieurs prfrent les nombres aux descriptions. [13]Ces systmes de classification ont t dvelopps une poque o la plupart des ouvragesdexcavation sont raliss par technique dessai-erreur. De nos jours, lutilit de ces systmesnest plus recommande et des prcautions doivent tre appliques lorsque ces documentssont consults, car ces systmes sont dvelopps pour des conditions dutilisation particulireou bien calibrs daprs un nombre trs limit dtudes de cas documents. Actuellement, ilexiste plusieurs systmes de classification modernes dans la littrature. Le Tableau 1 numreceux-ci, ainsi que les systmes plus anciens.Tableau II.1: Systmes de classification du massif rocheux [14] ; [1].Systme declassificationRfrence Paysd'origineApplicationsRock Loads Terzaghi, 1946 .-U.A Tunnels avecsupport en acierStand-up time Lauffer, 1958 Autriche TunnelsNew Austriantunnelling method(NATM)Rabcewicz, 1964/1965, 1975 Autriche TunnelsRock QualityDesignationDeere, 1968 .-U.A. Carottes de forage,tunnelsRock StrengthRating (RSR)Wickham et al. 1972 .-U.A. TunnelsRock Mass Rating(RMR)Bieniawski, 1973,1974,1976,1979 Bieniawski, 1989Afrique duSud.-U.A.Tunnels, mines,SLOPES, fondationsChapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux20Extensions dusystme RMRLaubscher 1977 ; 1984Ghose and Raju, 1981Kendorski et al. 1983Serafim and Pereira, 1983Gonzales de Vallejo, 1983Unal, 1983Romana, 1985Newman et Bieniawski, 1985Norvge MinesMines de charbonMines en roche dureFondationsTunnelsSupport dutoit/charbonStabilit des pentesMines de charbonRock Mass Quality Barton et al. 1974 Canada Tunnels, chambresStrength-Size Franklin, 1975 - TunnelsBasic geotechnicaldescriptionISRM, 1981a Canada CommunicationgnraleGeological strengthindex (GSI)Hoek et al. 1995 MinesLes systmes le plus utiliss sont sans doute le "Rock Quality Designation" (RQD), "RockMass Rating" (RMR) et "Rock Mass Quality" (systme Q), ainsi que le GSI. Fonds sur desphilosophies diffrentes, ces systmes caractrisent la masse rocheuse de manire distinctelune de lautre. Essentiellement, ils caractrisent diffrents paramtres relis au comportentmcanique du massif rocheux. Avant lutilisation dun systme de classification particulier, ilest primordial de bien saisir les subtilits que prsente chacun afin dassurer la compatibilitavec le massif rocheux tudi.II.2.2- Rock Quality Designation (RQD):Deere (1964) propose un paramtre valuant la qualit du roc de la masse rocheuse selon unindex intitul RQD (Rock Quality Designation). Obtenu partir de carotte de foragegologique, cet indice reprsente lvaluation du pourcentage des carottes rcupres sur unelongueur de course prcise. Base sur un procd qualitatif, seule la somme des longueurs demorceaux de plus de 10 Cm est conserve et cette somme est divise par la longueur decourse de la carotte de forage. Ce paramtre est dfini comme suit [15] :RQD(%)= 100 (II.1)Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux21Deere et al. (1967) affirment que le RQD savre utile pour dterminer le facteur de rductiondu module de dformation de la roche intacte la masse rocheuse. [16]La relation entre la valeur du RQD et la qualit du massif peut tre tablie selon la propositionde Deere (1968) et elle est prsente au Tableau II.2 ci-dessous.Tableau II.2: Corrlation entre l'indice RQD et la qualit du massif rocheux [17]Il existe aussi des mthodes alternatives pour estimer lindice RQD autre que par lutilisationde carottes de forage gologique. Priest et Hudson (1976) ont tabli une relation entrelespacement des joints ([joints/mtre]) dtermin partir de mesure de surface du massifrocheux expos et de lindice RQD [18] :RQD=100. (0.1 + 1) (II.2)Lorsquaucun forage gologique nest disponible, cette corrlation savre trs utile [19].La mthode suivante est propose pour un massif rocheux sans remplissage dargile. Propospar Palmstrm (1982), lindice RQD peut tre indirectement dtermin par le nombre dejoints/discontinuits par unit de volume pour dfinir la somme volumtrique des joints (Jv)caractrisant la surface du massif rocheux [20]:RQD=115-3,3Jv (II.3)Pour Jv < 4,5 le RQD = 100.Le systme de classification RQD se base sur des forages gologiques standard et sa plusgrande force retombe sur sa simplicit, la vitesse dacquisition et aussi quil est peu coteux.Le RQD doit tre interprt comme un indice de qualit du massif lorsque la roche prsentedes caractristiques problmatiques comme un haut degr de dtrioration et se prsente parun comportement ductile, une zone de cisaillement ou un massif fractur (Deere et Deere,RQD (%) Qualit du massif rocheuxChapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux221988). Ceci signifie que lindice RQD est seulement capable dvaluer la partie intacte dumassif rocheux.II.2.3- Rock Mass Rating (RMR):Cette classification a t dveloppe par Bieniawski [1973] au South African Council ofScientific and Industrial Reasearch (SACSIR). Elle est base sur ltude de quelques centainesde tunnels creuss principalement dans des roches sdimentaires profondeur modre [21].Lutilisation de cette classification ncessite de diviser au pralable le site en rgionshomognes dun point de vue de structures gologiques. Chaque rgion est classifiesparment. Le RMR rsulte de la somme de cinq notes de caractrisation (de A1 A5) etdune note dajustement. Ces paramtres sont illustrs sur la figure 2.1.Fig II.1: Illustration graphique des paramtres de caractrisation du RMR [21].La somme de ces notes attribue une valeur comprise entre 0 et 100 au massif. Cette valeurutilise plus de 70% la fracturation et elle accorde 15% dinfluence aux proprits de lamatrice rocheuse et 15% la prsence deau [22].La signification des indices du RMR sont dfinis comme suit : A1 (Strength of intact rock material) : la rsistance la compression simple de lamatrice rocheuse est obtenue, soit par procdure dcrasement dun chantillon, soitpar procdure de chargement ponctuel (note : de 0 15).Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux23 A2 (Rock Quality Designation RQD, Deer [1964]): il caractrise la qualit des carottesde sondage en calculant le rapport entre la longueur cumule des carottes suprieures dix centimtres et la longueur totale considre (note : de 3 20). A3 (Spacing of discontinuities) : dans le cas de plusieurs familles de fractures leminimum des notes attribues lespacement des fractures est considr (note : de 5 20). A4 (Conditions of discontinuities) : cet indice caractrise lextension, louverture, larugosit, le matriau de remplissage et laltration des pontes des discontinuits (note: de 0 30). A5 (Groundwater conditions) : Il est en rapport avec les conditions hydrogologiqueset consiste raliser des mesures de flux deau ou de pressions interstitielles des joints(note : de 0 15). B (Adjustement for joint orientation) : cest un facteur correctif qui est en rapportavec leffet de lazimut et du pendage des familles de discontinuits sur la stabilit delouvrage (note : de 12 12 pour les tunnels, de 25 0 pour les fondations et de 60 0 pour les talus).Les sommes des cinq premiers indices caractrisent le RMR de base. Quand aux travauxsouterrains, il faut ajouter leffet du facteur correctif [23]. Le scrit alors : = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + (II.4)Cette classification ne prend pas en considration ltat de contrainte in-situ ni la rugosit desfractures et langle de frottement du matriau de remplissage ; les roches gonflantes ny sontpas non plus traites. Lapplication de cette classification est limite aux cas de massifs dontla matrice a une bonne rsistance et dont le comportement est rgi par les discontinuits.La version 1976 du systme de classification () lutilisation du RMR se repose sur lasimplicit dterminer les diffrents paramtres suivants et leurs pondrations. A1 : Rsistance en compression uniaxiale de la roche intacte. A2: Rock Quality Index (RQD). A3 : Espacement des diaclases. A4 : Condition des joints. A5 : Ltat dinfiltration deau souterraine. A6 : Orientation des discontinuits.Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux24 = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 (II.5)Tableau II.3: Classification du massif rocheux selon le RMR; traduit de Bieniawski [23]Classe du massif RMR QualificationI 81-100 ExcellenteII 61-80 BonneIII 41-60 MoyenneIV 21- 40 FaibleV < 20 Trs faibleII.2.4- Le Q Systme :Barton et al. (1974) ont introduit le systme Q, un indice permettant de dcrire la qualit de lamasse rocheuse pour lexcavation de tunnels. Le systme de classification se nomme RockMass Quality ou Tunnelling Quality Index (systme Q) ou tout simplement systme du NGIen hommage de lInstitution Gotechnique Norvgienne [24].Le systme Q juge important dvaluer, en tant que paramtres de classification, sixcaractristiques particulires du massif rocheux, soit: Indice RQD (Deere, 1964); Nombre de familles de joints (JN); Indice de rugosit des joints (JR), celle du plus faible plan de fissuration; Indice de laltration des joints (JA), caractristiques de ce dont les fissures sontremplies; Facteur de rduction pour la prsence deau (JW); Facteur de rduction pour les contraintes in situ (SRF).La valeur des diffrents paramtres de cette classification, ainsi que des notes explicativessupplmentaires permettant dvaluer ceux-ci plus adquatement, sont donns au Tableau II.4.Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux25Tableau II.4: Paramtres de la classification du systme Q [24].Nombre de famille de diaclases JnMassif, peu ou pas de diaclases 0,5-1Une famille de diaclases 2Une famille et diaclases alatoires 3Deux familles de diaclases 4Deux familles et diaclases alatoires 6Trois familles de diaclases 9 1. Pour une intersection,utilisez 3 x JnTrois familles et diaclases alatoires 12Quatre familles et plus, diaclases alatoires trs nombreuses 15 2. Pour un portail,utilisez 2 x JnRoche concasse, semblable un sol 20Rugosit des diaclases Jrparois en contactDiaclases discontinues 4Rugueuses, irrgulires, ondules 3Lisses, ondules 2Trs lisses, ondules 1,5 1. Ajoutez 1,0 sil'espacement moyende la familledominante > 3mRugueuses ou irrgulires, planaires 1,5Lisses, planaires 1Trs lisses, planaires 0,5parois spares lorsque cisaill JrZones avec remplissage de minrauxargileux assez pais pour empcher le 1contact des paroisZones sableuses, de gravier ou concasseassez paisse pour empcher le contact 1des paroisChapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux26Altration des diaclases Japarois en contactDure, lastique, remplissage impermable 0,75Non altres, salissage de surface seulement 1Lgrement altres, minraux nondformables, particules sableuses etc. 2Remplissage silteux, sableux, avec 3une faible fraction d'argileMatriaux dformables, i.e kaolinite, 4mica etc. paisseur < 1-2 mmInfiltration d'eau Jw Pression d'eau (kgf/cm2)Sec ou infiltration mineure < 5 l/m 1 < 1,0Infiltration moyenne, lessivageOccasionnel 0,66 1,0-2,5Infiltration importante, roc comptantsans remplissage 0,5 2,5-10Infiltration importante 0,33 2,5-10Infiltration exceptionnellementimportante aprs sautage, rductiondans le temps 0,2-0,1 > 10Infiltration exceptionnellementImportante 0,1-0,05 > 10Le calcul de la cote Q se fait comme suit et varie sur une chelle logarithmique de 0,001 1000 [24] :Q= (II.6)Les trois quotients de la formule reprsentent des caractristiques particulires du massifrocheux, linterprtation est la suivante : RQD/JN reprsente la structure globale du massif, ce qui constitue une mesureapproximative de la taille des blocs rocheux (lments dissemblables);Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux27 JR/JA reprsente la rsistance au cisaillement des discontinuits (les plus dfavorablesou argileuses) sparant les blocs rocheux; JW/SRF consiste le paramtre de rduction due la prsence deau JW qui a un effetnfaste sur la rsistance au cisaillement et indirectement quant lvaluation de ltatgnral des contraintesSRF.La cote Q permet dvaluer qualitativement la masse rocheuse selon neuf catgories de qualitpour la construction de tunnels. Le Tableau II.5 prsente cette qualification:Tableau II.5: valuation de la cote Q et de la qualit du massif [24]Indice Q Qualit de la masse rocheuse0,001 - 0,01 Exceptionnellement pauvre0,01 - 0,1 Extrmement pauvre0,1 1 Trs pauvre1 4 Pauvre4 10 Moyenne10 40 Bonne40 100 Trs bonne100 400 Extrmement bonne400 1 Exceptionnellement bonneBieniawski [1976] a t le premier proposer des corrlations empiriques entre le RMR et leQ-system.: = 9 + 44 (II.7)Le RMR et le Q-system ne prennent pas en considration les mmes paramtres et donc, ellesne sont pas quivalentes.II.2.5-Le Gological Strenght Index (GSI) :Introduit par Hoek et al. [1995] puis amlior par Hoek et Brown [1997], le GeologicalStrength Index ne prsente pas une classification gomcanique en soi. Cependant, ilconstitue un lien entre le RMR (Q-system) et la dtermination des paramtres dedformabilit et de rsistance des massifs rocheux.Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux28Afin destimer le GSI, il est ncessaire de calculer le RMR de base et le Q qui sont desvaleurs modifies de RMR et de Q. Le RMR de base est calcul en retenant une valeur 15pour le coefficient relatif leau (A5) et une valeur nulle pour le coefficient de correctionrelatif lorientation des discontinuits (B).= A1+A2+A3+A4+15 (II.8)De mme, Q se calcule en ne tenant pas compte de ltat initial du massif par rapport leauet aux contraintes (Jw/SRF).=(II.9)Ayant calcul RMR et Q le GSI se dtermine comme suit :GSI= 5 Si > 23GSI=9(log Q'+44) Si 23Lestimation du GSI sappuie sur une observation directe de la structure du massif rocheux partir dun examen de la qualit de la masse rocheuse in situ. Cet indice varie entre 5 et 85.Par dfinition, les valeurs proches de 5 correspondent des matriaux de trs mauvaisequalit, tandis que les valeurs proches de 85 dcrivent des matriaux dexcellente qualit. [25]II.3- Slope Mass Raiting (SMR):Pour valuer la stabilit des pentes rocheuses, Romana (1985) a propos une classificationsystme appele le systme Slope Mass Raiting (SMR). SMR est obtenu partir deBieniawski (RMR) en soustrayant les facteurs d'ajustement de la relation joint- pente et l'ajoutdun facteur selon la mthode dexcavation.SMR= 1)+ 2 (3 + 4 (II.10)O RMR de base est value selon Bieniawski (1979, 1989) en ajoutant les valuations dequatre paramtres. F1, F2, F3 sont des facteurs d'ajustement lis lorientation des joints parrapport l'orientation des pentes, et F4 est le facteur de correction.Chapitre II : Mthodes de classification des mF1 dpend de paralllisme entre leest de 0,15 lorsque l'angle entre le plan de joint critique et la face de la pente30, et la probabilit de dfaillance est trs faible ; il est de 1,0 lorsque lproximit parallles.La valeur de F1 a d'abord t tablie empiriquement. Par la suite, il a t constatcorrespond approximativement lO A dsigne l'angle entre les frappes de la face de la pente (p) et celle des articulationssoit (comme j). F2 se rfre angle d'inclinaison communevaleurs varient galement decritique est infrieur 20 degrs et 1,0 pourPour le mode renversement de dfaillance, F2 resteFig II.2 : orientation dune pente de type planF3 se rfre la relation entre la face de pente et trempettes conjointes. En cas dplane, F3 se rfre une probabiappeles juste lorsque la face de pente et les joints sont p10 degrs de plus que les articulations, la condition est appele trsthodes de classification des massifs rocheux29F1 dpend de paralllisme entre les articulations et la face de la pente. Il va deest de 0,15 lorsque l'angle entre le plan de joint critique et la face de la pente30, et la probabilit de dfaillance est trs faible ; il est de 1,0 lorsque lLa valeur de F1 a d'abord t tablie empiriquement. Par la suite, il a t constatapproximativement la relation suivante :F1=(1- (II.11)O A dsigne l'angle entre les frappes de la face de la pente (p) et celle des articulationsF2 se rfre angle d'inclinaison commune (j) dans le mode de dfaillancevaleurs varient galement de 0, 15 1,0. Il est de 0,15 lorsque le pendage de l'articulation 20 degrs et 1,0 pour des joints avec un creux suprieur 45 degrs.Pour le mode renversement de dfaillance, F2 reste gal 1. (II.12): orientation dune pente de type plane. [13]F3 se rfre la relation entre la face de pente et trempettes conjointes. En cas d, F3 se rfre une probabilit de joints dans la face de pente. Lesappeles juste lorsque la face de pente et les joints sont parallles Si la pente10 degrs de plus que les articulations, la condition est appele trspente. Il va de 0,15 1,0. Ilest de 0,15 lorsque l'angle entre le plan de joint critique et la face de la pente est suprieure 30, et la probabilit de dfaillance est trs faible ; il est de 1,0 lorsque les deux sont La valeur de F1 a d'abord t tablie empiriquement. Par la suite, il a t constat quilO A dsigne l'angle entre les frappes de la face de la pente (p) et celle des articulations (Aj),dans le mode de dfaillance plane. SesIl est de 0,15 lorsque le pendage de l'articulationcreux suprieur 45 degrs.F3 se rfre la relation entre la face de pente et trempettes conjointes. En cas d'insuffisancela face de pente. Les conditions sontSi la pente de pendage est10 degrs de plus que les articulations, la condition est appele trs dfavorable.PourChapitre II : Mthodes de classification des ml'chec renversement, les conditions dfavarticulations et le j pente diffrentes orientations communes sontF4 se rapporte l'adaptation de la mthode de lexcavation.la pente de coupe creuse par prdynamitage et d'excavation mcanique. Les pentes naturelles sont plus stables, en raison de l'rosion de longue date et uneprotection intgre mcanismes (vgtation, crote dessiccation) grenaillage normal appliqu aux mthodesconditions : F4= 0 Dficient ou dommages la stabilit des excavation mcanique des pentes,fracture est souvent combinest difficile terminer. La mthode ne augmente ni ne diminue la penteTableau II.6:Selon les valeurs SMR, Romanadans le tableau II.7. Il a dduit du tableau que les pentes avec une valeur infriepeuvent chouer trs rapidement. Aucuneen dessous de 10, parce que cette pentethodes de classification des massifs rocheux30l'chec renversement, les conditions dfavorables dpendent de la somme dj pente bs. Les valeurs des facteurs d'ajustement F1, F2 et F3 pourons communes sont donns dans la fig II.3.F4 se rapporte l'adaptation de la mthode de lexcavation. Il comprend la pentepente de coupe creuse par pr-fendage, grenaillage lisse, grenaillage normal, pauvreon mcanique.Les pentes naturelles sont plus stables, en raison de l'rosion de longue date et uneon intgre mcanismes (vgtation, crote dessiccation) F4 =15mal appliqu aux mthodes ne change pas la stabilit des pentesdommages la stabilit des pentes, F4 = -8excavation mcanique des pentes, gnralement en cas de dchirure,est souvent combine avec des explosifs prliminaires. Le planest difficile terminer. La mthode ne augmente ni ne diminue la penteTableau II.6: le Tableau de classification de Romana (Annexe 1) [26], Romana (1985) a dfini cinq classes de stabilit. Ceuxdduit du tableau que les pentes avec une valeur infriepidement. Aucune pente na t enregistre avec une valeur de SMRparce que cette pente ne pourrait exister physiquement [26].pendent de la somme des creux desLes valeurs des facteurs d'ajustement F1, F2 et F3 pourIl comprend la pente naturelle, ou, grenaillage lisse, grenaillage normal, pauvreLes pentes naturelles sont plus stables, en raison de l'rosion de longue date et uneF4 =15ne change pas la stabilit des pentesgnralement en cas de dchirure, la roche trsiminaires. Le plan de la penteest difficile terminer. La mthode ne augmente ni ne diminue la pente de F4 = 0classification de Romana (Annexe 1) [26]ses de stabilit. Ceux-ci sont dcritsdduit du tableau que les pentes avec une valeur infrieure 20 SMRavec une valeur de SMR[26].Chapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux31Tableau II.7 : Les diffrentes classes de stabilit par la valeur du SMRClasse V IV III II ISMR 0-20 21-40 41-60 61-80 81-100Description Trs mauvaise Mauvaise Normal Bonne Trs bonneStabilit CompltementinstableInstable PartiellementstableStable CompltementstableChute Grand plan,sol oucirculairePlane Grand plan Chute deblocsPas de chuteProbabilitde chute0.9 0.6 0.4 0.2 0De nombreuses mesures correctives peuvent tre prises pour soutenir une pente. Ltudedtaille de l'ingnierie est ncessaire pour stabiliser une pente. Les systmes de classificationpeuvent nous donner les techniques habituelles pour chaque classe diffrente des supportscomme indiqu dans le Tableau suivant :Tableau II.8: les suggestions de soutnement selon la classe du SMRClasse de SMR Valeur de SMR Suggestion de soutnementIa 91-100 AucunIb 81-90 ScalingIIa 71-80 BoulonnageIIb 61-70 Systme de boulonnageIIIa 51-60 Boulonnage systmatique et bton projetIIIb 41-50 Boulonnage systmatique, ancrage, bton projet etmur de soutnementIVa 31-40 Bton projet renforc, mur de soutnement ouexcavation et drainageIVb 21-30 Bton projet renforc, mur de soutnement ouexcavation et drainage profondV 11-20 Mur ancr, excavationChapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux32II.4- Commentaire sur les systmes de classification :Les classifications quantitatives des massifs rocheux fracturs sont utilises depuis plusieursdizaines dannes pour la conception et la construction des ouvrages raliss dans les massifsrocheux. Elles sont bases sur la connaissance des paramtres dcrivant la qualit du massifrocheux et font la combinaison des diffrents paramtres mesurs sur le site pour arriver mettre une note concernant la qualit du massif rocheux.Ces mthodes sont facilement utilises au stade de lavant-projet. Cependant elles prsententcertaines limites que nous rsumons ci-dessous : Les paramtres de classification sont utiliss universellement sur tous les types demassifs rocheux, sans tenir compte de leurs caractristiques spcifiques et du projetconsidr. Les proprits complexes du massif rocheux, en particulier son anisotropie et soncomportement diffr (dpendant du temps) ne sont pas pris en compte. Lesparamtres de dformabilit et de rsistance qui en rsultent sont relatifs un milieuisotrope. La notion du Volume Elmentaire Reprsentatif (VER) ne figure pas dans cesclassifications. En gnral, ces mthodes empiriques simplifies ne prennent pas en compte lemcanisme de rupture, de dformation et de linteraction du support avec la roche. Le RMR et le Q-system ne sont pas adapts au cas de roches tendres.II.5- ConclusionDans ce chapitre, nous avons prsent plusieurs mthodes de classification semi-empiriquesdes massifs rocheux. Nous retenons quelques remarques essentielles : Vu leur simplicit, lessystmes de classification empiriques (RQD, RMR, Qsysteme, GSI) sont frquemmentutiliss dans le calcul des ouvrages souterrains. Toutefois, leur emploi nest pas suffisant pourla dtermination ou le dimensionnement des soutnements et lvaluation de la dformabilitet la stabilit des ouvrages. Le recours ce type de classification doit tre limit la phaseprliminaire de lavant-projet (conception, tude de faisabilit).Lorsquune ou deux directions prfrentielles de la fracturation sont considres et le massifprsente une structure quasi priodique, certaines proprits mcaniques peuvent trecalcules rigoureusement par des voies analytiques. Si la structure gomtrique des fracturesest complexe (plusieurs familles, extension finie, orientation quelconque), alors cesmthodes trouvent rapidement leurs limitations. Le SMR qui sert valuer la stabilit desChapitre II : Mthodes de classification des massifs rocheux33pentes et dfinir des classes de stabilit ainsi que des suggestions de soutnement selon cesclasses.Chapitre III : Les mouvements de terrain34Chapitre III : Les mouvements de terrainIII.1-Introduction :Les glissements de terrain sont des phnomnes naturels qui voluent dans le temps etLespace, ce sont des mouvements de masse qui se dveloppent dans des matriaux meubles.Ils se produisent dans des circonstances varies, affectent les ouvrages naturels ou construitspar lhomme, ils crent des risques sur la vie humaine et a ses constructions. Chaque anne onenregistre de nombreux accidents graves trouvant leur origine dans les mouvements deterrain. Les mouvements de terrain sont trs varis, par leur nature (glissements de terrains etboulements rocheux, coules de boues, effondrements de vides souterrains, affaissementsgonflement ou retrait des sols, ...).III.2-Type de mouvement de terrain :Le mouvement de terrain a pour caractristique dtre difficilement prvisible et constitue undanger pour la vie humaine en raison de son intensit, de la soudainet et du caractredynamique de son dclenchement. Selon la vitesse de dplacement, deux ensembles peuventtre distingus. La nature gologique des terrains est un des principaux facteurs d'apparitionde ces phnomnes tout comme l'eau et la pente. Les matriaux affects sont trs varis(roches marneuses ou schisteuses, formations tertiaires altres, colluvions fines, morainesargileuses, etc.) mais globalement la prsence d'argile en forte proportion est toujours unlment dfavorable compte tenu de ses mauvaises caractristiques mcaniques. La saturationdes terrains en eau (prsences de sources, fortes prcipitations, fonte des neiges brutales) joueaussi un rle moteur dans le dclenchement de ces phnomnes. La dtermination du type deglissement de terrain (glissement plan, circulaire ou quelconque) selon les informationsdisponibles tel que la gomtrie, les caractristiques mcanique et lastique, et surtout laprsence des eaux souterraines et des nappes phratiques, permet de proposer des analyses etmthodes de calculs pour les diffrentes modes de rupture.Qu'il s'agisse de glissements de terrain, d'boulements ou encore de coules boueuses, on estcependant toujours en prsence du dplacement gravitaire d'un volume de roche ou de solsdstabilises sous l'effet de sollicitations naturelles (forte pluie, cycle gel/dgel, sisme, fontedes neiges...) ou anthropiques (terrassement, dboisement...) [27]III.2.1-Les mouvements rapides et discontinus :Ils se propagent de manire brutale et soudaine. Ils regroupent les croulementsleffondrement, les chutes de pierres et de blocs, lboulement. Les mouvements rapidestouchent majoritairement les personnes, avec des consquences souvent dramatiques. CesChapitre III : Les mouvements de terrain35mouvements ont des incidences sur les infrastructures (btiments, voies decommunicationetc.), allant de la dgradation la ruine totale.III.2.1.1-Les croulements :Ce sont des chutes soudaines de masses rocheuses. On utilise le terme de chute de pierrespour le dtachement de quelques units de volume infrieur 1 dm, ou chute de blocs pourun volume suprieur. Le terme croulement est utilis quand il sagit de la chute soudainedune masse rocheuse qui se dtache dune paroi en se dsorganisant. Les boulements ausens large (phnomnes de chute) sont des mouvements rapides de masses. Le matrielboul, qui s'est dtach du massif rocheux selon des surfaces de discontinuit (pendage,schistosit, fissures ou fractures), parcourt la plus grande partie de son dplacement dans l'air.Ces phnomnes peuvent tre classs en trois catgories: chutes de pierres et de blocs,boulements (au sens strict) et croulements. En gnral, on peut les subdiviser en troisdomaines: la zone d'arrachement, la zone de transit et la zone de dpt. [28]III.2.1.2- Les chutes de blocs :Les chutes de pierres et de blocs sont caractrises par la chute sporadique de blocs plus oumoins isols (pierre: < 50cm; bloc: > 50cm). Ce processus, rpt ou soumis despointes saisonnires, caractrise la dsagrgation continuelle d'une falaise rocheuse,dtermine par ses conditions gologiques, son exposition et son altration. L'estimation duvolume des matriaux rocheux qui prsente un danger potentiel de chute n'est possible qu'aumoyen d'tudes dtailles de la roche.Chapitre III : Les mouvements de terrainFig III.1 : ChuteIII.2.1.3- Lboulement :Lors dun boulement (au senfragmentant plus ou moins intensment, se dtachede matriaux concerns est en gnral compris entre 100 et 100000exceptionnels, des volumes sensiblements de terrain36Chutes de blocs au Cap Aokas en fvrier 2015Lors dun boulement (au sens strict), un volume de roche important, cou moins intensment, se dtache en bloc du massif rocheux et s'boule. Lede matriaux concerns est en gnral compris entre 100 et 100000 m3 par vnements casexceptionnels, des volumes sensiblement plus grands peuvent s'bouler.Fig III.2 : Eboulement rocheuxen fvrier 2015un volume de roche important, ce volume Dans demassif rocheux et s'boule. Lepar vnements casChapitre III : Les mouvements de terrainIII.2.2- Les mouvements lents et continusSeuls les mouvements rapides sont directement dangereux pour lhomme. Leurssont dautant plus graves que les masses dplaces sont importantes. Lesmouvements lents sont essentiellementmouvements entranent une dformation progressive des terrains, pas toujourslhomme. Ils regroupent : le glissement, le tassement, laffaissement, la solifluxion, le fluage,le retrait-gonflement et le fauchage.III.2.2.1- Les glissements :Les glissements de terrain sont des mouvements de masses compactes et/ou de terrain meubleglissant vers l'aval. Ils rsultent d'une rupture par cisaillement et se produisent en gnral surdes talus ou des versants de pente modre raide. Les instabilits naturelles de ce genre sontextrmement courantes et apparaissent sous de nombreuses formes, tonnamment diversifies.La plupart du temps, l'eau joue un rle important dans les glissements de terrain, pades pressions interstitielles, des coulements souterrains ou par les pressions dues augonflement des minraux argiglissements: [29]Tableau III.1: Principales classes et types de dstabilisation sur les versants en fonction desterrains concerns (daprs Campy M, Macaire J.J. 2003)ents de terrain37mouvements lents et continus :Seuls les mouvements rapides sont directement dangereux pour lhomme. Leurssont dautant plus graves que les masses dplaces sont importantes. Lesmouvements lents sont essentiellement socioconomiques ou dintrtmouvements entranent une dformation progressive des terrains, pas toujourslhomme. Ils regroupent : le glissement, le tassement, laffaissement, la solifluxion, le fluage,t le fauchage. [28]Les glissements de terrain sont des mouvements de masses compactes et/ou de terrain meubleglissant vers l'aval. Ils rsultent d'une rupture par cisaillement et se produisent en gnral surversants de pente modre raide. Les instabilits naturelles de ce genre sontextrmement courantes et apparaissent sous de nombreuses formes, tonnamment diversifies.La plupart du temps, l'eau joue un rle important dans les glissements de terrain, pades pressions interstitielles, des coulements souterrains ou par les pressions dues auileux. En simplifiant beaucoup, on peut distinPrincipales classes et types de dstabilisation sur les versants en fonction desterrains concerns (daprs Campy M, Macaire J.J. 2003)Seuls les mouvements rapides sont directement dangereux pour lhomme. Leurs consquencessont dautant plus graves que les masses dplaces sont importantes. Les consquences dessocioconomiques ou dintrt public. Cesmouvements entranent une dformation progressive des terrains, pas toujours perceptible parlhomme. Ils regroupent : le glissement, le tassement, laffaissement, la solifluxion, le fluage,Les glissements de terrain sont des mouvements de masses compactes et/ou de terrain meubleglissant vers l'aval. Ils rsultent d'une rupture par cisaillement et se produisent en gnral surversants de pente modre raide. Les instabilits naturelles de ce genre sontextrmement courantes et apparaissent sous de nombreuses formes, tonnamment diversifies.La plupart du temps, l'eau joue un rle important dans les glissements de terrain, par l'actiondes pressions interstitielles, des coulements souterrains ou par les pressions dues aunguer deux types dePrincipales classes et types de dstabilisation sur les versants en fonction desterrains concerns (daprs Campy M, Macaire J.J. 2003)Chapitre III : Les mouvements de terrain Glissement type rotationnelSont en gnral de volume limithomognes surtout argileux etde traction sont souvent visibles dans la mglisse tend s'taler et se dsacoulements de boue (coules de[30] Glissements plan :Lors de glissements plan, les couches ou les ensembles dezone de faiblesse existante (souvent pendagestratigraphique, schistosit, plan de fissure ou de rupture). En plan, la tailleest trs variable et peut comprendre des surfaceskilomtres carrs. L'paisseurdizaines de mtres. Les zonesschistes mtamorphiques sontIII.4.B). [30]La figure ci-dessous schmatise les deux types de glisFig III.4 :ents de terrain38Glissement type rotationnel :ral de volume limit. Ils se produisent principalement dans des terranes surtout argileux et silteux Des dpressions avec crevasses ouvertesction sont souvent visibles dans la moiti suprieure du glissement, alors que laaler et se dsagrger au front du glissement, o peuvent se former dests de boue (coules de terre) en cas de saturation en eau de la masse, les couches ou les ensembles de couches stratifies glissent sur unede faiblesse existante (souvent pendage stratigraphique, discontinuitplan de fissure ou de rupture). En plan, la tailleest trs variable et peut comprendre des surfaces allant de quelques mtres carrsL'paisseur des masses en mouvement atteint frquemment plusieursmtres. Les zones de flysch, les schistes marno-calcaires ou lesmtamorphiques sont les formations les plus sujettes ce genredessous schmatise les deux types de glissement :: Schma des deux types de glissement [30].Balement dans des terrains meublescrevasses ouvertes et des fissuresement, alors que la massepeuvent se former desn eau de la masse (Fig III.4.A).ouches stratifies glissent sur unetratigraphique, discontinuitplan de fissure ou de rupture). En plan, la taille de tels glissementsquelques mtres carrs plusieursdes masses en mouvement atteint frquemment plusieurscalcaires ou lesde glissement (FigAChapitre III : Les mouvements de terrainIII.2.2.2- Laffaissement :Laffaissement de terrain, dformation de la surface, qui peutlorsque les cavits sont de petit volume, ou situes sous un recouvrementfoisonnement des terrains superficiels amortit alors la remonte du vide) ; lacaractristiques mcaniques (taux de travailpetits vides situs grande profondeur qui dcompriment les terrains jusquen surfaceFig III.5 : Affaissement sur la route nationale N24, reliant Bejaia TiziIII.2.2.3- Le Fluage :Il correspond des mouvements lents, dus des sollicitations proches de la ruptureplastique). Le banc de marne flue sous le poids de la falaisefissuration du banc calcaire peu dformable et un risqueFig III.6ents de terrain39Laffaissement de terrain, dformation de la surface, qui peut atteindre plusieurslorsque les cavits sont de petit volume, ou situes sous un recouvrementfoisonnement des terrains superficiels amortit alors la remonte du vide) ; lacaractristiques mcaniques (taux de travail admissible) reprsente la manifestation ultime depetits vides situs grande profondeur qui dcompriment les terrains jusquen surfaceAffaissement sur la route nationale N24, reliant Bejaia TiziAzzefounIl correspond des mouvements lents, dus des sollicitations proches de la rupturebanc de marne flue sous le poids de la falaise calcaire. Ceci peut provoquer unefissuration du banc calcaire peu dformable et un risque dcroulement de la falaise.Fig III.6 : Exemple dun fluage [28].atteindre plusieurs dcimtres,lorsque les cavits sont de petit volume, ou situes sous un recouvrement important (lefoisonnement des terrains superficiels amortit alors la remonte du vide) ; la perte desadmissible) reprsente la manifestation ultime depetits vides situs grande profondeur qui dcompriment les terrains jusquen surface.Affaissement sur la route nationale N24, reliant Bejaia Tizi-Ouzou parIl correspond des mouvements lents, dus des sollicitations proches de la rupture (domainecalcaire. Ceci peut provoquer unedcroulement de la falaise. [28]Chapitre III : Les mouvements de terrainIII.2.2.4- Le tassement :Le tassement du sol est sa dformation verticale due l'applicationfondations ou son propre poids. Les tassements peuventpoint lautre selon la naturepresque instantans mais dans les sols saturs, ils peuvent stendre sur quelques secondesdans les sols sableux-graveleux, jupermables. Pour vrifier la conformit des structures visde service on doit faire un calcul de tassement.III.2.2.5- Solifluxion :Ce phnomne saccentue sous leffet du gelquand le matriau de surface est satur et quun sol gel subsiste en profondeur. En gnralles solifluxions touchent superficiellement (profondeurspcialement les versants marneux. Elles sont caractrises par une zone de dpart inexistanteet une faible extension des masses en mouvement.ents de terrain40Le tassement du sol est sa dformation verticale due l'application telle que les remblaisou son propre poids. Les tassements peuvent tre uniformes ou diffrents dunpoint lautre selon la nature du sol en place. Dans les sols non saturs les tassements sontpresque instantans mais dans les sols saturs, ils peuvent stendre sur quelques secondesgraveleux, jusqu plusieurs dizaines dannes dans lespermables. Pour vrifier la conformit des structures vis--vis des conditions de scurit etde service on doit faire un calcul de tassement. [39]Fig III.7 : Le tassement [39].Ce phnomne saccentue sous leffet du gel-dgel, particulirement au moment du dgelquand le matriau de surface est satur et quun sol gel subsiste en profondeur. En gnralles solifluxions touchent superficiellement (profondeur infrieure 2m) les sols meubles etspcialement les versants marneux. Elles sont caractrises par une zone de dpart inexistanteet une faible extension des masses en mouvement. [28]que les remblais lestre uniformes ou diffrents dunplace. Dans les sols non saturs les tassements sontpresque instantans mais dans les sols saturs, ils peuvent stendre sur quelques secondessqu plusieurs dizaines dannes dans les argiles peuvis des conditions de scurit etdgel, particulirement au moment du dgelquand le matriau de surface est satur et quun sol gel subsiste en profondeur. En gnralinfrieure 2m) les sols meubles etspcialement les versants marneux. Elles sont caractrises par une zone de dpart inexistanteChapitre III : Les mouvements de terrainFig III.8:III.3-Conclusion :De ce qui a t dvelopp dans ce chapitre, il se dgage que les mouvements de terrala mesure leurs caractres imprvisibles et violents reprsentent un danger pour la viehumaine et biens. Dans ce cadre et travers notre recherchetypes de mouvements bien distincts et qui sont les mouvements lents et les mouvementsrapides. Ces dgts se distinguent sous forme de plusieurs pathologies o les critres deconstructions peuvent jouer un rle important dansrisque du glissement de terrain.A partir de linventaire des diffrents mouvements de terrain reconnus dans le secteur dtude,une classification est tablie. Elle permet dvaluer le comportement du massif en termvitesse de propagation des diffrents alas qui sont : les chutes de blocs, les croulements, lesglissements rocheux et les glissements de sols. Ces vitesses de propagation varient depuis desvitesses extrmement rapides.ents de terrain41: Schma du mcanisme de solifluxion [28].De ce qui a t dvelopp dans ce chapitre, il se dgage que les mouvements de terrala mesure leurs caractres imprvisibles et violents reprsentent un danger pour la viehumaine et biens. Dans ce cadre et travers notre recherche sur ce phnomne il ya deuxtypes de mouvements bien distincts et qui sont les mouvements lents et les mouvementsrapides. Ces dgts se distinguent sous forme de plusieurs pathologies o les critres deconstructions peuvent jouer un rle important dans la vulnrabilit du cadre bti face aurisque du glissement de terrain.A partir de linventaire des diffrents mouvements de terrain reconnus dans le secteur dtude,une classification est tablie. Elle permet dvaluer le comportement du massif en termvitesse de propagation des diffrents alas qui sont : les chutes de blocs, les croulements, lesglissements rocheux et les glissements de sols. Ces vitesses de propagation varient depuis desDe ce qui a t dvelopp dans ce chapitre, il se dgage que les mouvements de terrain dansla mesure leurs caractres imprvisibles et violents reprsentent un danger pour la viesur ce phnomne il ya deuxtypes de mouvements bien distincts et qui sont les mouvements lents et les mouvementsrapides. Ces dgts se distinguent sous forme de plusieurs pathologies o les critres dela vulnrabilit du cadre bti face auA partir de linventaire des diffrents mouvements de terrain reconnus dans le secteur dtude,une classification est tablie. Elle permet dvaluer le comportement du massif en termes devitesse de propagation des diffrents alas qui sont : les chutes de blocs, les croulements, lesglissements rocheux et les glissements de sols. Ces vitesses de propagation varient depuis desChapitre IV : Prsentation du site dtude Cap AokasChapitre IV : Prsentation du site dtude Cap AokasIV.1-Introduction :Le golf de Bejaia est situ sous la latitude de 3646 Nord et compris entre 5longitude Est. Il est situ approximativement dans la partie centrale de la faademditerranenne il se dveloppe douest en est entre le Cap Carbon et le Kef Ziamalittoral montagneux est form par les falaises calcaires jurassiques du Cap Carbon, falaisecalcaires de Cap Aokas, falaises calcaires de Melbou et par le massifdEl-Aouana (Jijel) lest.IV.2-Situation GographiqueLes falaises calcaires du Cap Aokas sont situes sur le littoral mditerranen, 25 km de laville de Bejaia, chef lieu de wilaya. Elles se trouvent sur lkilomtrique PK26 entre la rentre du village Tala Khaled et lentre ouest de la ville dAokas( cot de lancien tunnel et de la grotte ferique). Ce massif montagneux domine vers le sud,la partie ctire de la rgion.Fig IV.1 :du site dtude Cap Aokas42: Prsentation du site dtude Cap AokasLe golf de Bejaia est situ sous la latitude de 3646 Nord et compris entre 5longitude Est. Il est situ approximativement dans la partie centrale de la faademditerranenne il se dveloppe douest en est entre le Cap Carbon et le Kef Ziamalittoral montagneux est form par les falaises calcaires jurassiques du Cap Carbon, falaisecalcaires de Cap Aokas, falaises calcaires de Melbou et par le massif volcanique miocneSituation Gographique :Les falaises calcaires du Cap Aokas sont situes sur le littoral mditerranen, 25 km de laville de Bejaia, chef lieu de wilaya. Elles se trouvent sur le cot amont de la RN9 au pointkilomtrique PK26 entre la rentre du village Tala Khaled et lentre ouest de la ville dAokas( cot de lancien tunnel et de la grotte ferique). Ce massif montagneux domine vers le sud,: extrait de la Carte topographique de Bejaia.Le golf de Bejaia est situ sous la latitude de 3646 Nord et compris entre 502 et 536 delongitude Est. Il est situ approximativement dans la partie centrale de la faademditerranenne il se dveloppe douest en est entre le Cap Carbon et le Kef Ziama (Jijel). Celittoral montagneux est form par les falaises calcaires jurassiques du Cap Carbon, falaisevolcanique miocneLes falaises calcaires du Cap Aokas sont situes sur le littoral mditerranen, 25 km de lae cot amont de la RN9 au pointkilomtrique PK26 entre la rentre du village Tala Khaled et lentre ouest de la ville dAokas( cot de lancien tunnel et de la grotte ferique). Ce massif montagneux domine vers le sud,Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas43IV.3-Cadre gologique rgional :Les zones internes des Maghrbides disparaissent lOuest du djebel Gouraya et laissentplace au domaine des Babors qui font partie des zones externes (D. Delga, 1971). Les Baborsbordent sur une grande partie le golfe de Bejaia. Ce domaine fait suite au sud-ouest et au sud-est des formations de type flysch du crtac et du palogne. Cette zone est caractrise parsa complexit lithologique et structurale fait partie de la zone septentrionale de lorognielittorale nord Africain. Du nord au sud, leikine (1971), distingue deux grands domainesstructuraux : [31], [32]IV.3.1-Un domaine septentrional ou Babors sensu stricto (s.s) :Divis par un contact tectonique majeur en deux ensembles principaux eux mme caills : Lunit Barbacha-Brek-Gouraya. Lunit Draa-El-Arba-Erragune.IV.3.2-Un domaine mridional ou subbaborien :Sorganise, selon D. Obert (1981), en plusieurs units tectoniques superposes dont lesprincipales sont celles de Bni-Ourtilane et Djebel Babors. Ces diffrents domaines sonttraverss suivant une direction globalement SW-NE par la valle de la Soummam, quiemprunte probablement un accident majeur. [33]IV.4-Place du secteur dtude dans lunit du Barbacha :Lunit de Barbacha, qui comprend le site dtude dans sa bordure littorale, couvre la plusgrande partie du territoire dOued Amizour, mais elle se poursuit galement sur la partie NWdu territoire de Ziama(Jijel) O elle semble disparaitre en mer partir du mridien passant parOued Aguerioum. Sa limite mridionale se situe au contact de lunit Draa-El-Arba, maislocalement lunit de Barbacha chevauche directement vers le SE, lunit des Beni Djemati-Beni Ourtilane. Elle constitue un arc dont laxe mridien passe par lextrmit occidentale duDraa el Haouch et dont la concavit est tourne approximativement vers le nord. (M. Leikine,1971). [32]Leikine (1969, 1971, 1974) ; Coutelle (1979), distinguent la srie stratigraphique suivante : Jurassique :Il est reprsent par des dpts de plate forme carbonate, surmonts par des sdiments plusprofonds : calcaires silex et plites. Crtac :Deux facis caractristiques distinguent le Crtac :Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas44- Un Crtac infrieur compos de calcaires plitiques, marnes conglomratiques etplites schisteuses rares lits de grs.- Un Crtac suprieur reprsent par des marnes et marno-calcaire, des conglomrats etdu Triaces resdiment. Cnozoique :Il est reprsent par des calcaires et marnes en copeaux (Coutelle, 1980). [34]IV.5-Tectonique :La godynamique de la marge algrienne est guide par le jeu combin des accidents E-W WNW-ESE (li au dcoupage Afrique-Iberie) et des accidents transverses NNE-SSW NE-SW (hritage gondwanien) depuis le Trias jusqu lactuel. Le domaine tellien des Babors,difice tectonique complexe, est constitu dunits charries, pralablement plisses etcailles (Leikine, 1971 ; Coutelle, 1979 ; Obert, 1984). [32], [31], [34]Lvolution tectonique du domaine externe peut tre rsume comme suit : Ds le Crtac infrieur (fin du Nocomien), le domaine externe a subi unecompression N-S NE-SW engendrant des plissements EW NW-SE. Cettedformation volue ensuite jusqu une phase paroxysmale ant-vraconnienne fini-albienne. Au Crtac suprieur, la rgion des Babors enregistre des plis NNE-SSW, NNW-SSEet NS indiquant des compressions ENE-WSW, ESE-WNW et EW. A lEcone et au Priabonien, dimportantes contraintes N-S vont provoquer lcaillagedu domaine tellien. Cet caillage se fait du nord vers le sud, les formations dcollesvont ensuite glisser par gravit sur la pente de ldifice. Au dbut de lOligocne, la polarit orognique du domaine tellien qui tait N-Ssinverse pour devenir S-N (Obert. 1984). Elle est marque dans les Babors par descaillages limits vergence Nord et des retrochariages locaux. Cest cette priodeque se dposent les flyschs orogniques (flysch numidien, grso-micacs,Nummulitique.)A la fin de lOligocne, la polarit redevient N-S et ractive le glissement des superstructuresvers le Sud. Cette activit continue durant le Nogne jusqu lmersion total du domainetellien au Tortonien.IV.6-Sismicit :LAlgrie du Nord a connu plusieurs sismes historiques, dont certains taient dsastreux(1365, 1716, 1825, 1856, 1954, 1980 et 2003).Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas45La rgion de Bejaa a enregistr plusieur sismes plus ou moins forts. De 1900 2015, 364secousses dune magnitude suprieur 3, dont 109 dune magnitude suprieur 4 et 27 5ont t recenses.Le sisme le plus connu est celui qui affect la rgion de Kherrata le 17 fvrier 1949 associ des ruptures de surfaces. Dautres point ont t touchs dans la rgion de Bejaia commeSeddouk (1954 et 1978), Tazmalt (1964), Djurdjura (1965), Sidi Aich (1975), Amizour(1981), Darguina (1977), Souk el Tnine (1982) et Bejaia (1977 et 1981).En 2006, un sisme dune magnitude de MW=5,6 sur lchelle de Richter a t localis par lecentre de Recherche en Astronomie, Asrtophysique et Gophysique (CRAAG), dans largion de Laalam 1 km au nord du village de Kherrata. Son hypocentre est estim 7,7 km(CRAAG) et ses effets on t dsastreux. Plusieurs de ces sismes ont eu lieu en mer, ce quisuggre lexistence des failles actives le long de la marge sous-marine de la rgion.Le zoning sismique tabli par le Centre de Gnie Parasismique (CGS) en 1999 modifi etcomplt, suite au sisme de Boumerdas 2003, classe le massif des Babors, dont les falaisescalcaires de Cap dAokas, dans la zone de moyenne sismicit (zone II a). De ce fait, le facteursismique nest pas ngliger dans cette rgion compte tenu de la liaison troite qui existeentre lactivit sismique et la stabilit du massif.Le site a galement fait lobjet dune classification en fonction de sa nature gologique et desproprits mcaniques qui le distinguent. Il est class dans la catgorie SI (site rocheux)caractris par une vitesse moyenne de cisaillement de Vs > 800 m/sIV.7-Gomorphologie de la zone dtude :Dans la zone dtude, la tectonique et les formations quaternaires contrlent grossirement, etpour lessentiel, la morphognse littorale de la zone. Elle sexprime par la prsence desfalaises plus ou moins leves prsentes par lavancement de la barrire montagneuse vers lamer et lexistence de grandes et belles plages ouvertes. Les falaises :Deux types de falaise peuvent tre mis en vidence : la falaise dveloppe dans des calcairesdolomitiques durs et les falaises tailles dans les formations conglomratique. Elles sont viveset constamment rodes sous les effets climatiques, caractrises par une dnivele plus oumoins importante et un talus sinueux. Elles sont constitues de bas en haut dun : Substratum calcaire. Poudingue de gros blocs ciments par un ciment par un ciment calcaire et argileux. Dpt de pente constitu dlments htrognes, htromtriques consolids parendroits.Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas Une terrasse marine graveleuse constitue de galet de calcaire aplatis arrondis,gnralement bien cimentes, parfois en Sol peu volu dune paisseur faible de texture liminogalets. Ce sol forme la couche Les plages :Les plages autour des falaises du msont caractrises par des pentes faibles (moins de 2%), des altitudes qui varient entre 0 et 5m et des largeurs trs variables puis samincissent ds quon atteint les abords des falaises dumassif montagneux dAokas.IV.8- Gologie Locale :Le lev gologique dtaill, ralis le long des falaises calcaires dAokas et sa transcriptionsous forme de documents graphiques tels que les cartes, coupes, constitue un outilfondamental et prioritaire qui permet de parvenir une interprtation plus complte desproblmes gologiques existants. A partir des observationgologique ralis ; on a distingu la srie stratigraphique suivanteFig IV.2IV.8.1- Les calcaires dolomitiques du jurassique infrieurIls sont attribus au Jurassique infrieur (M.Leikine, 1971). Ces calcaires dolomitiques durs,de couleur gris sombre et patine brune constituent lossature de la barrire montagneuse. Ilsdu site dtude Cap Aokas46Une terrasse marine graveleuse constitue de galet de calcaire aplatis arrondis,alement bien cimentes, parfois en alternance avec les colluvions.Sol peu volu dune paisseur faible de texture limino-argileuse admettant quelquesgalets. Ce sol forme la couche suprieure des falaises.Les plages autour des falaises du massif calcaire dAokas ont une tendance slargir.caractrises par des pentes faibles (moins de 2%), des altitudes qui varient entre 0 et 5m et des largeurs trs variables puis samincissent ds quon atteint les abords des falaises duLe lev gologique dtaill, ralis le long des falaises calcaires dAokas et sa transcriptionsous forme de documents graphiques tels que les cartes, coupes, constitue un outilqui permet de parvenir une interprtation plus complte desproblmes gologiques existants. A partir des observations effectues sur le terrain et le lev; on a distingu la srie stratigraphique suivante :Fig IV.2 : La carte gologique du massif Aokas.Les calcaires dolomitiques du jurassique infrieur :Ils sont attribus au Jurassique infrieur (M.Leikine, 1971). Ces calcaires dolomitiques durs,de couleur gris sombre et patine brune constituent lossature de la barrire montagneuse. IlsUne terrasse marine graveleuse constitue de galet de calcaire aplatis arrondis,rnance avec les colluvions.argileuse admettant quelquesassif calcaire dAokas ont une tendance slargir. Ellescaractrises par des pentes faibles (moins de 2%), des altitudes qui varient entre 0 et 5m et des largeurs trs variables puis samincissent ds quon atteint les abords des falaises duLe lev gologique dtaill, ralis le long des falaises calcaires dAokas et sa transcriptionsous forme de documents graphiques tels que les cartes, coupes, constitue un outilqui permet de parvenir une interprtation plus complte deseffectues sur le terrain et le levIls sont attribus au Jurassique infrieur (M.Leikine, 1971). Ces calcaires dolomitiques durs,de couleur gris sombre et patine brune constituent lossature de la barrire montagneuse. IlsChapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas47sont rarement stratifis. Les plans de stratification sont observs sur le talus amont delancienne RN09 et lentre du village Tala Khaled ils ont des directions allant de N050 N060 et des pendages allant de 70 la verticale et sont parfois souligns au niveau de leursinterfaces par des joints stylolitiques. La plupart des affleurements montre une intensedformation qui sxprime par des fractures plus au moins fermes tapisses de calcite et dedpt doxydes de fer. [32]IV.8.2-Les calcaires brchiques intra-formationnels :Au niveau de lancien tunnel et du piton rocheux limitrophe (EX RN9), un faciescalcarobrchique assez homogne et finement ciment sintercale dans les calcaires massifsgris-sombres. Ces calcaires grain fins montrent des structures lamellaires soulignes par desnuances de la couleur grise ils correspondent probablement une zone de faille trs fracturecette zone est rencontre linterieur du tunnel rcent au moment de percement.IV.8.3-Les marno-calcaire plitiques dage crtac infrieur :Ils naffleurent que trs localement sur le talus amont du trac ancien de la RN09 environ150 m au Sud du tunnel ancien, Ils sont masqus en grande partie par une unit de calcairejurassique chevauchante. Ils ont finement lits se dbitent en plaquettes dpaisseurmillimtrique et sont daspect satin ce facies se rapproche des units telliennes allochtonescrtaces qui sont dans la chaine des BaborsIV.8.4-Les colluvions grossires quaternaires :Ces formations apparaissent partir de lentre du village Tala Khaled jusqu lentre Ouestde lancien tunnel de la RN9 actuelle. Les dpts de pente : Sont dpaisseur variable qui masque par endroits les talusabrupts du calcaire massif. Ces colluvions sont de nature htrogne et htromtrique ciment calcaire et argileux. Ils sont gnralement recouvertes par la vgtation detype maquis offrent une bonne qualit daffleurement lamont de lancienne route et lentre du village Tala Khaled. Les brches calcaires : sont dpaisseur importante lentre du village Tala Khaled.Elles sont formes dlments htromtriques ciment calcaire lamont delancienne RN 9, ces brches montrent un affleurement ciment argileux. Alaffleurement on note la prsence de cavits karstiques vides et combles par descolluvions grossires qui sont constitues dlment htromtriques anguleux et assezbien ciments.Chapitre IV : Prsentation du site dtude Cap Aokas48IV.8.5-Les terrasses graveleuses marines :Elles sont constitues de galets de calcaires aplatis et arrondis de 2 10 cm de diamtre,gnralement bien ciments on les observe en plaquage le long de lperon rocheux quidomine la mer et sur les talus abrupts une altitude comprise entre 5 et 20 m par apport auniveau de la mer, parfois ces terrasses se trouvent en alternance avec les colluvions dont ellessont contemporaines.Des dbris de fossiles tmoignent de leur origine marine. Les terrasses les plus leves et lesplus anciennes sont localises a environ 10 m du niveau marin actuel.Chapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux49Chapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheuxV.1-Historiques des mouvements gravitaires falaise de Cap Aokas :V.1.1-Eboulement de Cap Aokas en 2005 :La route nationale N9 qui longe le rivage marin est taille au pied de ces falaises suivant despentes de talus trs fortes qui se dveloppent sur plusieurs dizaines de mtres de hauteur. Enmai 2005, un croulement spectaculaire dune falaise rocheuse de Cap Aokas sest produit surla route nationale N lentre de la ville ctire dAokas. La surface dgage parlcroulement corresponde un plan de fracture de direction N100 et dinclinaison 60 70dans le sens du talus dinstabilit. Ce plan a t recoup lors des terrassements de la nouvelleRN9 ce qui a compromis sa stabilit par suppression de bute de pied. Cet croulement amobilis quelques 20 30000 m de matriaux rocheux dont les blocs crouls sont dediffrentes tailles et les plus gros dpassent 100 mFig V.1 : Ecroulement de la falaise rocheuse en 2005. [35]V.1.2-Eboulement davril 2014 :En avril 2014 un nouvel boulement dun volume estim entre 10 m et 180 m sest produitau niveau du front dattaque de lancienne carrire situ en amont de lancienne RN9 lentre du village Tala Khaled.Chapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux50Le plan de cet boulement rcent correspond au plan de stratification de directions N050 N060 et de pendage de 70NW.V.1.3-Eboulement de fvrier 2015 :Rcemment en fvrier 2015, sept personnes ont t tues et 20 autres blesses dans unboulement rocheux prs du tunnel de Cap Aokas ( 500 m de la rentrs ouest) au PK26 de laRN 9 lEst de Bejaia.Fig V.2 : Dgts causs par lboulement de fvrier 2015.V.2-Causes possibles :V.2.1-Analyse de la fracturation de la zone dtude :Le massif calcaire dAokas est affect par deux types de discontinuits, la premire doriginesdimentaire (joints de stratification) et la deuxime lie la tectonique. Ces discontinuitsprovoquent le dcoupage du massif en une srie de blocs au moins imbriqus et relis entreeux.V.2.2-Les joints de stratification :La stratification est trs rarement visible sur le terrain. Celle observes lamont delancienne RN9 (entre du village Tala Khaled) et au voisinage du tunnel de la RN9 actuelleChapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux51suggre une structure densemble monoclinale. Les plans de stratification sont fermsrugueux et parfois remplis dargiles. Ils sont le sige de dveloppement de stylolites et dedtachement des didres.Fig V.3 : Plan de stratification lancienne route RN9V.2.3-Les discontinuits lies la tectonique :Dans cette tude lanalyse de la fracturation est base sur les observations effectues surterrain et lexploitation des documents cartographiques existants. Cette rgion est proche dunaccident rgional de direction NE-SW (obert, 1981) passant environ 25 km de lEst de lazone. Le massif calcaire dAokas est affect par une faille majeure verticale, submridienne(N010) valeur dcrochante snestre observe sur le talus amont de lancienne route. Leprolongement de cette faille vers le nord concide avec la paroi de la falaise verticale trshaute qui dlimite les deux tunnels routiers leur entre Est. Elle est caractrise par une zonede brche paisse de plusieurs mtres, qui chevauche des terrains marneux plitiquesdaffinit tellienne (nappe de charriages).Des failles mineures sont rparties en deux familles dont la premire correspond des faillesdcrochantes snestres de direction N010 N040 avec un pendage subvertical. Cette famillesinterrompe au contact de la faille majeure (submridienne).Chapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux52Ces failles ont rejou en failles deffondrement suivant leurs plans et donnent naissance desglissements vers le Nord et Nord-Ouest. La deuxime famille est le rsultat des contraintes N-S qui ont provoqu lcaillage du domaine tellien. Il sagit de failles deffondrement dedirection N120 N145, dont le sens du glissement est vers le cot Nord et Nord-est.V.2.4-Karstification :Les falaises calcaires du massif montagneux dAokas sont connues par lexistence denombreuses cavits de dissolution de taille trs variable. Le meilleur exemple tant lesgrottes feriques contiges lancien tunnel routier. Cette karstification est en relation avecla fracturation du massif, la prsence de galets rouls dans les cavits indique quelles taienten contact avec le niveau marin durant le Quaternaire.Fig V.4 : Karstification prs de la route RN9 (Partie Est du massif).V.2.5-Hydro-climatologie et Hydrogologie :Selon une tude climatique, Bejaia occupe ltage bioclimatique sub-humide hiver chaud.Le climat de la rgion est de type mditerranen. Il se caractrise par deux saisons biendistinctes : une saison humide et une saison sche.La rgion de Bejaia est lune des rgions les plus pluvieuses dAlgrie avec une pluviomtriemoyenne avoisinant les 900 mm/an avec une rpartition trs ingale des pluies durant le cycleChapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux53annuel. Les variations de la temprature sont aussi assez graduelles au cours de lanne. Cettevariation sexplique par leffet rgulateur de la mer et du couvert vgtal.Aucune venue deau le long des falaises na t observe sur site. Cependant lexistence dedpts ferrugineux qui tapissent les parois de certaines fractures et leur remplissage par desargiles indique que ces dernires sont traverses par leau pendant les saisons pluviales.La fracturation et la Karstification confrent au massif calcaire une permabilit suffisantepour linfiltration et laccumulation deaux souterraines. Nous avons observ lors des jours depluie des suintements deau provenant du plafond des falaises situes en amont de lancienneRN9V.3-Conclusion :Dans lunit du Barbacha, les montagnes sont caractrises par des altitudes leves et despentes trs importantes. Au Nord, dans la rgion dAokas, le massif ctier des Babors estconstitu de calcaire jurassique qui montre une intense dformation qui sexprime par desfractures plus au moins importante.La route nationale N9 qui longe le rivage marin, est taille au pied de ce massif suivant despentes de talus trs fortes qui se dveloppent sur plusieurs dizaines de mtres de hauteur. Lelong de ces falaises calcaires, de nombreuses cavits de tailles variables sont connues. Lemeilleur exemple tant les grottes feriques contiges lancien tunnel routier. CetteKarstification est en relation avec la fracturation du massif. On les trouve depuis la rentre duvillage Tala Khaled jusqu lcroulement du mai 2005. Elles sont combles par des brchesou des dpts de pente.Les phnomnes : chute de pierre, boulement et croulement sont le type le plusfrquemment rencontr le long de ces falaises. Ils se produisent par divers mcanismes derupture (basculement, rupture de pied, glissement banc sur banc) partir des falaises,descarpement rocheux (calcaire massif et brche) ou de formations meubles bloc(colluvions).Deux natures dalas sont reprsentes, les boulements de grandes masses, tels que survenusle 9 mai 2005 lentre ouest du tunnel dAokas, en avril 2014 dans le talus amont delancienne carrire et en fvrier 2015 1 km de lentre ouest du tunnel Aokas, et les chutesde blocs. Les observations sur site montrent clairement lexistence de cet ala.Ces chutes de blocs provoquent des glissements de terrain qui sont dus linstabilit de lapente de la falaise donc on fait face deux problmes majeurs qui sont les chutes de blocs etles glissements de terrain engendrs par ces chutesChapitre V : Problmes engendrs par ce massif rocheux54Les solutions du premier problme est ralises par lentreprise CAN Algrie quon va lesprsent dans le chapitre suivant. Tendis que le deuxime problme qui est les glissements deterrain on va ltudier dans le dernier chapitre.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas55Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements de la falaiseCap AokasVI.1-Introduction :Dans ce chapitre on va prsenter les diffrents ouvrages adquats raliss par lentrepriseCAN Algrie pour la protection de la route contre les chutes de blocs, les tudes faites parIMSRN (ingnierie des mouvements de sol et des risques naturels) sont bases sur latrajectographie des blocs, il faut que ces ouvrages : Puissent prendre en compte des blocs de 40 m, Ramnent le niveau de risque rsiduel aprs travaux sur la chausse faible (contremoyen avec le dispositif d'crans seuls).Il a t dcid de mettre en uvre la solution n3 de l'tude prliminaire, savoir ''crans +merlon''.VI.2-Nature et position des ouvrages de protection :Les ouvrages de protections retenus sont constitus par une srie d'crans pare-blocs repartissur 3 niveaux de faon identique. L'cran le plus proche de la route (EC5) est remplac par unmerlon, encastr dans la falaise cot Bejaia. Le dispositif se compose donc : D'crans pare-blocs de moyenne capacit (3000 KJ) nots EC1 EC4 positionns enpartie haute et mdiane de versant, c'est--dire en amont et en aval de l'ancienneRoute Nationale. Voir lannexe 2. D'un merlon en enrochement l'aval le long de la route (longueur 100 m). Des nappes de grillages pendues positionner sur la falaise de conglomrats enbordure de route en direction de Bejaia. Des travaux de purges de mise en scurit. Les ouvrages de type crans sontpositionns sur l'extrait de MNT ci-dessous. A noter que par rapport l'tudeprliminaire, l'cran EC3 a t remont en amont de l'ancienne Route Nationale pourconserver le passage (sur demande de la DTP).Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasFig VI.1 :Fig VI.2 : Localisation des crans EC1 EC4 et du merlon (vue depuis le sommet de paroi)t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas56: positionnement des ouvrages de protection.Localisation des crans EC1 EC4 et du merlon (vue depuis le sommet de paroi)t contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasLocalisation des crans EC1 EC4 et du merlon (vue depuis le sommet de paroi).Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas57Fig VI.3 : cran EC2 et EC3 respectivement.Fig VI.4 : positionnement des crans EC1 EC2 EC3.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas58Fig VI.5: positionnement de lcran EC4.VI.3-Donnes topographiques :Le MNT support de la trajectographie 3D est issu dun relev LIDAR (SCAN LASER 3D)terrestre effectu en fvrier 2015 par le cabinet dtude topographique Topo Consult situ Alger. Le format utilis est un nuage de points en coordonnes XYZ qui est traduit en MNT(modle numrique de terrain) par le logiciel de trajectographie KAYASS. Ce relev permetdobtenir un modle trs prcis (de lordre du cm), cependant, pour des raisons defonctionnement du logiciel de trajectographie, la prcision t limite 50 cm en altitude eten planimtrie.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas(a)Fig VI.6 : (a) courbe de niveau tous les 0.5m (b) modlisation de la falaise (MNT) (c) LeicaScan station P20 scanner laser UltraVI.4-Calculs de trajectographieVI.4.1-Hypothse de base :La modlisation concerne desassimils des sphres rigides chutant individuellement sans interactions entreConformment aux observations de terrain, le volume des blocs pris en compte dans lesmodlisations varie alatoirement 1 et 4 m. 10 et 40 m pour le merlon.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas59(b)(c)courbe de niveau tous les 0.5m (b) modlisation de la falaise (MNT) (c) LeicaScan station P20 scanner laser Ultra-rapide.Calculs de trajectographie :concerne des vnements de type chutes de blocs isolesrigides chutant individuellement sans interactions entreaux observations de terrain, le volume des blocs pris en compte dans lesalatoirement entre :pour le merlon.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokascourbe de niveau tous les 0.5m (b) modlisation de la falaise (MNT) (c) Leicachutes de blocs isoles . Les blocs sontrigides chutant individuellement sans interactions entre-elles.aux observations de terrain, le volume des blocs pris en compte dans lesChapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas60Les hauteurs indiques correspondent au centre dinertie du bloc, auquel on pourra rajouter lerayon pour avoir la hauteur dapplication du bloc sur un ouvrage (Rayon d'un bloc de 4 m=1m, un bloc de 40 m = 2,10 m).Le nombre de trajectoires modlises est de 100 000.Le logiciel KAYASS 3D peut simuler des chutes de blocs en trois dimensions sur la base dunmodle numrique de terrain ralis partir dun programme fonctionnant par numrisationde cartes topographiques rsolution fine (chelle de 1/500e a 1/1000e) ou utilisation d'unsupport type MNT ralis par photogrammtrie ou lidar. Le modle obtenu est complt pardes observations de terrain.Ce logiciel est utilis pour tudier le comportement de blocs dans un versant gomtriecomplexe (talweg, peron et contre pentes...). Il dtermine la rpartition spatiale dune grandequantit de blocs dont les zones de dpart peuvent tre rparties ponctuellement ou surlensemble dune ligne de crte. Le calcul permet de positionner prcisment tous les pointsdarrt des blocs sur un versant ou en pied de celui-ci ainsi que de quantifier leur rpartition.Pour le positionnement de protections pare-blocs, le modle value le risque defranchissement latral douvrages (crans, merlons...) par des blocs animes de trajectoirescurvilignes. Le dimensionnement de la longueur au sol de louvrage pourra donc tre prcispar ce programme. On notera que le logiciel restitue le support topographique utilis,permettant ainsi une grande prcision quant au positionnement de protections.Ltude du comportement de blocs au voisinage dun peron ou circulant dans un talweg duversant est aussi une application directe de ce programme (risque de franchissement ou aucontraire tude du rle protecteur dun peron du versant). Enfin, par interpolation des pointsdarrt des trajectoires extrmes des blocs, le logiciel est un auxiliaire prcieux pour laralisation de cartographie de risques pour "lalea chutes de blocs".VI.4.2-Ala de propagation :Pour ce rapport, la dtermination du risque sera calque (par soucis de simplification) sur lanotion dala de propagation. Ce dernier est bas sur un comptage des trajectoires avec unrapport entre le nombre de blocs au dpart en sommet de versant et le nombre de trajectoiresatteignant l'enjeu (ici la RN09). Pour la qualification du risque une fois les ouvrages neufsenvisags raliss, on parlera de risque rsiduel sur les enjeux aprs travaux.L'alea de propagation sera dtermin suivant la grille suivante en considrant un calculsuivant 100 000 trajectoires :Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas61Tableau VI.1 : les alas de propagation par trajectographie.Ala de propagation par trajectographieTrs faible Inferieur 1 bloc sur 100 000 - Soit inferieur 0,001%Faible De 1 bloc sur 10 000 1 bloc sur 100 000 - Soit de 0,01% 0,001%Moyen De 1 bloc sur 100 1 bloc sur 10 000 - Soit de 1% 0,01%Elev De 1 bloc sur 100 8 blocs sur 10 - Soit de 1% 80%Trs lev Soit suprieur a 80 %Lalea de propagation caractrise la probabilit datteinte de lenjeu lors de la propagation deslments rocheux. Il tient compte de la topographie du site et de la proximit de lenjeu parrapport la zone de dpart de blocs.La dfinition des zones dalea par trajectographie est valable pour des trajectoires ponctuelles(bloc isole dont la propagation est indpendante dautres blocs = pas de contact nidinteractions entre les blocs). Cette dfinition des alas de propagation ne prend pasusuellement en compte les phnomnes dboulements en masse qui modifient les conditionsde propagation des blocs.VI.4.3-Nature des sols :La nature des sols utiliss pour les modlisations est prsente dans la figure ci-dessous :Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasVI.4.4-Gomtrie du merlonLe merlon sera ralis en enrochements btonns. Reprenant un profil pyramidal tronque, sahauteur a t optimise en fonctionBejaia, ou la fosse de l'ouvrage ncessitera un encastrement dans leparoi cloue. La longueur du merlon sera de 100 m et sa hauteur totale d'interception sera de 7m.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas62Fig VI.7 : Nature des solsGomtrie du merlon :Le merlon sera ralis en enrochements btonns. Reprenant un profil pyramidal tronque, sahauteur a t optimise en fonction des contraintes gotechniques de ralisation, surtout cotBejaia, ou la fosse de l'ouvrage ncessitera un encastrement dans le talus soutenu par uneLa longueur du merlon sera de 100 m et sa hauteur totale d'interception sera de 7t contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasLe merlon sera ralis en enrochements btonns. Reprenant un profil pyramidal tronque, saralisation, surtout cottalus soutenu par uneLa longueur du merlon sera de 100 m et sa hauteur totale d'interception sera de 7Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas63Fig VI.8 : Gomtrie du merlon cot Aokas.Fig VI.9 : Gomtrie du merlon cot Bejaia.VI.4.5-Points de dpart des trajectoires :Par rapport au travail prcdent, il a t introduit une nouvelle zone de dpart de trajectoires.La zone de dpart note ''dpart 1'' correspond l'boulement de fvrier 2015. En plus de cettedernire, la zone de dpart note ''dpart 2'' correspond des blocs instables reprs sur unearte lors des reconnaissances de terrain. Bien que situe en limite de zone d'tude,l'introduction de cette deuxime zone de dpart dans le calcul permet d'une part de recentrer leflux de trajectoires vers le merlon et d'augmenter sa mobilisation par rapport aux crans.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasD'autre part, la zone d'tude est mieux couverte, en envisageant deux cas depropagation diffrents, plutt qu'un unique dpart conforme remarquera que les 100 000 trajectoires sont galementdpart.Fig VI.10VI.4.6- Zones de mesures :Les mesures statistiques dcrites ciau merlon, positionns ci-dessoust contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas64D'autre part, la zone d'tude est mieux couverte, en envisageant deux cas det qu'un unique dpart conforme celui de fvrier 2015.remarquera que les 100 000 trajectoires sont galement rparties entre les deux zones deFig VI.10 : Les zones de dpart de trajectoire.crites ci-aprs correspondent la position des crans EC1 a EC4 etdessous sur une vue en plan.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasD'autre part, la zone d'tude est mieux couverte, en envisageant deux cas de figure decelui de fvrier 2015. Onparties entre les deux zones deosition des crans EC1 a EC4 etChapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas65Fig VI.11 : Les zones de mesures.VI.5-Rsultats :VI.5.1-Ala de propagation avant travaux :Le calcul a t ralis en indice A avec 100 000 trajectoires pour des blocs de 1 4 m. Ils'agissait de dfinir l'ala de propagation sur la route avant travaux.Les rsultats du calcul obtenus sont les suivants : Pourcentage de blocs atteignant l'ancienne Route Nationale : 98%, Pourcentage de blocs dpassants l'ancienne Route Nationale : 65%, Pourcentage de blocs atteignant la chausse : 14%.Conformment notre grille d'alea, l'ala de propagation actuel sur la route est qualifi de trslev. Cette situation confirme la ncessit de maintenir les restrictions de circulationactuelles.VI.5.2-Dtermination de lala de propagation rsiduel :La modlisation est reprise en implantant le dispositif d'crans prvus et le merlon. Leshauteurs nominales des crans ont t choisies en fonction des hauteurs maximales existantesdisponibles chez les diffrents fournisseurs pour des crans de capacit 3000 KJ, compte tenudes difficults de pose en terrains escarps.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasFig VI.12 : Reprsentation d'une slection de 1000 trajectoires avec le dispositif d'crans ent contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas66d'une slection de 1000 trajectoires avec le dispositif d'crans enplace et le merlon.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokasd'une slection de 1000 trajectoires avec le dispositif d'crans enChapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap AokasFig VI.13 : Les points darrt des trajectoires pour 100Fig VI.14t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas67Les points darrt des trajectoires pour 100 000 trajectoires modlises.Fig VI.14 : un cas de franchissement du merlon.t contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas000 trajectoires modlises.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas68Les principaux rsultats obtenus par comptage au niveau des diffrents crans et du merlonsont prsents ci-dessous :Tableau VI.2 : Les rsultats obtenus par comptage.Ecran Capacit(KJ)Hauteurnominale (m)Nombre deblocsatteignant laprotection/100000Nombre deblocs >hauteurnominaleNombre deblocs > 3000KjEC1 3000 6 36 315 3212 3271EC2 3000 6 35 347 2801 1114EC3 3000 6 4020 353 265EC4 3000 6 184 0 0Merlon >10 000 7 8683 8 0Le dispositif montre que le nombre de trajectoires franchisant le merlon et atteignant la routeest au total de 8 / 100 000.La probabilit d'atteinte de la chausse est donc de 0,008 %. D'aprs la grille du tableau VI.2,l'ala de propagation rsiduel aprs est qualifi de faible (contre trs lev actuellement cest--dire sans protection et moyen avec la pose dcran EC5).Ce rsultat est obtenu avec des blocs se propageant avec des volumes compris entre 1 et 4 m.Il s'agit ici du cas courant et le plus envisageable, surtout en cas de chute de bloc isol.VI.5.3-Cas de blocs de 40 m :La prise en compte des blocs de 40 m par les ouvrages envisags ici est dsormais possiblepar la prsence du merlon. En effet, seul un ouvrage de cette catgorie peut intercepter desblocs avoisinants les 40 m. Si ce volume peut tre considr comme exceptionnel sur le sited'Aokas, en cas de nouvel vnement, il n'est pas exclure que des volumes suprieurs 4 mpuissent mobiliser les ouvrages prvus.Pour des blocs plus importants, compris dans la gamme 5 40 m, les crans serontprobablement inoprants, surtout en cas de chutes simultanes de plusieurs blocs. Ce cas est envisager si des trajectoires se dvient majoritairement vers la droite (en regardant le versant).Par contre, la quasi-totalit des trajectoires qui aboutira dans le merlon, quelque soit levolume, sera stoppe (hormis une faible proportion value moins de 0,01 %).Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas69La modlisation reprise depuis la zone de dpart n2 montre que le merlon peut tre atteintavec des vitesses a l'impact avoisinant les 20 m/s. L'nergie dgage l'impact pour des blocsde 5 40 m peut varier entre 10 000 KJ et 30 000 KJ, avec un pic de probabilit situ 25000 KJ (voir graphe ci-dessous). La vrification de la rsistance l'impact du merlon enenrochements fera l'objet d'une modlisation spcifique.Fig VI.15 : Rpartition cumule des nergies maximums observes lors de la chute de100 000 blocs sur une vue en plan. La ligne reprsentant la position du parement amont dumerlon n'est pas sollicite au del de 25 000 KJ.Chapitre VI : Etude de confortement contre les boulements rocheux de la falaise Cap Aokas70VI.6-Conclusion :Daprs ltude prliminaire, lentreprise CAN Algrie mis en uvre des crans par-blocs etun merlon pour protger la route RN09 contre ces chutes de blocs. Les crans par-blocs pourmaintenir les blocs, en cas de blocs suprieur 40 m ces crans deviennent inoprants face une telle masse et cest la que vient le rle du merlon qui est non seulement bti pour contenirles chutes du deuxime dpart mais aussi pour ce cas spcial.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas71Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokasVII.1-Introduction :Le principal objectif de ltude des discontinuits, notamment des diaclases et des plans destratification, ainsi que leurs caractristiques est de dfinir les paramtres ncessaires unevaluation de la stabilit des talus. Le calcule du RMR et RQD ainsi que SMR est ncessairepour caractriser et classifier le massif rocheux bas sur ltude primaire qui est ltude desdiscontinuits. Les donnes rcoltes au niveau des affleurements rocheux permettent derpondre aux questions suivantes : Quelle est la comptence et la massivit de la masse rocheuse ? Observer des ensembles de discontinuits majeurs et comment affecteront-ils lastabilit des talus ? La densit de la fracture est-elle homogne ou observer des zones de fissure plusdiscrtes ? Sur la base des donnes de structure oriente et des proprits de la masse rocheuse,quelles orientations dexploitation sont susceptibles dtre stable ou, linverse,instables ?VII.2-Etude des discontinuits :Lacquisition de donnes lies aux discontinuits amliorera linterprtation et lacomprhension de la structure et des conditions gotechniques de la masse rocheuse ; cetteactivit est donc fondamentale la planification des travaux dexcavation.Pour obtenir les donnes quon va les voir aprs on a utilis : Deux boussoles gologiques ; GPS et autres appareils de mesure/localisation ; Une rgle pliante ; Un appareil photo ; Un marteau ; Un cordeau ; Des sacs chantillons.VII.2.1-Description des discontinuits et des affleurements :Les proprits des ensembles de diaclases et autres discontinuits observs au niveau delaffleurement doivent tre dcrites suivant les procdures suivantes. Pour chaqueaffleurement, un rapport de cartographie et de sondage distinct doit tre rempli. Cette rubriquereprend lensemble des proprits et paramtres importants intgrer au rapport.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas72VII.2.1.1- information en en-tte :On note les paramtres suivants sur le rapport de sondage : Date Coordonnes de laffleurementVII.2.1.2- caractristiques rocheuse :Les caractristiques de la masse rocheuse de laffleurement. Dcrive le principal type deroche, le degr daltration, les caractristiques de la stratification et estimez la rsistance dela roche. Le rapport doit reprendre le/les Type de roche on note les principaux types de roches observes danslaffleurement. en Utilisant les options donnes. Caractristiques de la stratification rocheuse on fait la distinction entre :o Massivit (pas de stratification), stratification irrgulire, stratificationrgulire et ondulation. On estime la rsistance de la roche conformment au tableau VII.1 Degr daltration de la roche suivant la classification du tableau VII.2Tableau VII.1: Critre destimation de la rsistance de la rocheDegr Terme Critre dvaluation ExemplesR6 ExtrmementRsistanteLe marteau de gologue ne faitqubrcher lchantillonBasalte, diabase, gneiss,granite, quartzite fraisR5 TrsrsistanteLchantillon doit recevoir denombreux coups de marteau degologue avant de se fracturerAmphibolite, grs, basalte,gabbro, gneiss, granodiorite,calcaire, marbre, rhyolite, tufR4 Rsistante Lchantillon doit recevoir plusdun coup de marteau degologue avant de se fracturerCalcaire, marbre, phyllite,grs, schiste mtamorphique,schiste sdimentaire, grs finR3 MoyennementRsistanteLchantillon ne peut tre raflou pel avec un canif, mais peuttre fractur dun seul coup demarteau de gologueArgilite, charbon, bton,schiste mtamorphique, schistesdimentaire, grs finR2 Friable Lchantillon ne peut tre quedifficilement caill avec uncanif ; ralisation dune marqueCraie, halite, potasseChapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas73superficielle en le frappant duncoup sec avec la pointe dunmarteau de gologueR1 Trs friable Lchantillon seffrite sil estfrapp dun coup sec avec lapointe dun marteau degologue ; il peut tre caill laide dun canifRoche extrmement altre/dgradeR0 ExtrmementFriableLchantillon se marque sous lapression de longleSalbande rigideTableau VII.2 : degrs daltration de la rocheDegr Terme DescriptionI Fraiche Aucun signe daltration du matriau rocheux. Lgredcoloration au niveau des principales surfaces dediscontinuit.II Lgrement altre La dcoloration indique une altration du matriau rocheuxet une discontinuit de sa surface. Lensemble du matriaurocheux peut tre dcolor par laltration et donc tre unpeu plus fragile que la normale.III Modrment altre Moins de la moiti du matriau rocheux sest dcomposet/ou dsagrg en sol rsiduel. Prsence de roche fraiche oudcolore en continu ou en boules.IV Trs altre Plus de la moitie du matriau rocheux sest dcompos et/oudsagrg en sol rsiduel. Prsence de roche fraiche oudcolore de faon discontinue ou en boulesV CompltementaltreLensemble du matriau rocheux sest dcompos et/oudsagrg en sol rsiduel. La structure initiale de la massedemeure en grande partie intacte.VI Sol rsiduel Lensemble du matriau rocheux sest transform en solrsiduel. La structure de la masse est dtruite. On observe unimportant changement de volume, mais le sol nest pasessentiellement form sur des matriaux transports.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas74VII.2.2-Mesure de lorientation des discontinuits :Lorientation dune discontinuit est dfinie par sa direction de pendage (azimut) et son anglede pendage. Lazimut et le pendage sont mesurs laide dune boussole gologique. Ladirection de pendage ou lazimut est la direction de la ligne dinclinaison maximale. Sa tracehorizontale est mesure. La direction de pendage est toujours perpendiculaire la directiondun plan. Le pendage est langle maximal dun plan par rapport lhorizontale. Le pendageet la direction de pendage sont mesurs en degrs ().On mesure lorientation des lments structurels autant que possible. Comme leurscaractristiques sont contenues dans laffleurement solide plutt dans la roche allochtone ouflottante, il est important de dterminer lorientation des discontinuits (foliation, diaclases,failles et structures) aussi souvent que possible. Pour chaque lment.On note toujours : Le type : d = diaclase, s = plan de stratification, f = plan de faille ; Le pendage et direction de pendage au moins 7 mesures par ensembleOn note ces donnes sous la forme suivante : "direction de pendage/pendage" (105/10)A) la direction de pendage b) le pendageFig VII.1: conseil pour lorientation des ensembles de discontinuitsVII.2.2.1-Mesure de lespacement :On mesure lespacement moyen des discontinuits pour chaque ensemble sparment.Lensemble est toujours dtermin perpendiculairement aux surfaces de telle faon obtenirle vritable cart entre les plans et non lcart prsum (Figure 6). On note lespacementmoyen en mtre pour chaque ensemble de discontinuitsChapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas75Fig VII.2 : plan dun affleurement avec deux ensembles de discontinuitsVII.2.2.2-Persistance :La persistance correspond la superficie ou la taille dune discontinuit dans un plan. Ellepeut tre grossirement quantifie par observation de la longueur de la trace de ladiscontinuit la surface de laffleurement. La persistance doit tre mesure pour chaqueensemble de discontinuits sparment. La valeur moyenne (en m) doit tre note. Si lapersistance est plus grande que laffleurement observ, il convient de noter plus grand que[>] (par exemple : > 10)VII.2.2.3-La forme :La forme correspond la forme gnrale de la surface de discontinuit grand chelle.lesformes suivantes doivent tre prises en compte et notes pour chaque ensemble dediscontinuits : Planaire : la surface est plane et droite. Ondule : la surface est ondule et sa courbure alterne entre haut et bas. Courbe : la surface est courbe dans un sens (vers le haut ou vers le bas). Echelonne : la surface est discontinue et a subi un dplacement parallle. Laplupart des parties individuelles sont droites.VII.2.2.4-Rugosit :La rugosit correspond la forme de la surface de discontinuit dun ensemble individuel petit chelle. La rugosit doit tre value sur base de critres visuels et sensoriels. Pourdcrire la rugosit, il convient dutiliser les termes suivants : Trs rugueuse : la surface est trs rugueuse et prsente dimportantes aspritsvisuelles, semblables du gravier fin ou de calibre moyen. Rugueuse : lorsquon passe la frle du doigt, la surface est rugueuse comme dupapier de verre gros grain. Les asprits peuvent tre visuelles.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas76 Lgrement rugueuse : la surface est rugueuse comme du papier de verre grainplus fin. Les asprits ne sont pas visibles lil nu. Lisse : la surface est plutt lisse, comme du papier. Miroir de faille : la surface est trs lisse, voire polie, et prsente une striation due un dplacement en cisaillement.Le coefficient de rugosit du joint (JRC) peut galement tre not. Le JRC va de 0, pour unesurface plane et lisse, 20, pour une surface trs rugueuse. La rugosit du joint est affectepar une chelle gomtrique et diminue au fur et mesure que la taille de la surface classifiesaccroit. Elle doit tre note en centimtres, comme indiqu dans la figure ci-dessous. Lecoefficient de rugosit du joint doit tre dtermin pour chaque ensemble de discontinuits.Fig VII.3: profils de rfrence et chiffres-cls pour la dtermination du coefficient de rugositdu joint (JRC) [37].VII.3-La prsentation des donnes et des mesures :VII.3.1-Le premier affleurement :Dans ce qui suit on vous prsente le PV, qui dcrit le premier affleurement, qui contient troisfamilles de discontinuits :Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas77Le premier affleurement Cap dAOKASLocalisation / ID X: 36,644777 Y: 5,233045 DATE: 24/04/2016Type de rocheArgileSable CalcaireGraniteDolomiePhosphoriteMarneAutreD1 D2 D3 D4 D5250/45 NW270/55 NW265/40 NW255/60 NW255/60 NW255/50 NW255/5 SW245/5 SW275/10 SW255/10 SW305/15 NW225/75 NW235/60NW225/65 NW255/55 NW225/55 NW250/60 NW260/55 NWCaractristiques de la stratification rocheuse MassivitIrrgulireRgulireOndulationLa rsistance de la roche (R0-R6)R5 ou R4Le degr daltration de la rocheII ou IIIType DipDir[]Dip[]Espacement[m]persistance[m]Forme Rugosit JRC RemplissageD1 F 1.450 16.00 > 10 Planaire Rugueuse 24 Mou 10 Planaire Miroir de faille 02 AucunD3 J 0.240 13.00 > 10 Planaire Lgrementrugueuse24 MouChapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas78Nous avons pris ces mesures et ces remarques sur le premier affleurement, qui est situ louest de lancienne route RN9 ou les boulements de 2015 ont eu lieu.A) la premire familleB) La deuxime familleC) La troisime familleFig VII.4 : des photos du premier affleurementVII.3.1.1-La projection strographique :En gomtrie et en cartographie, la projection strographique est une projectioncartographique azimutale permettant de reprsenter une sphre prive d'un point sur un plan.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas79On convient souvent que le point dont on prive la sphre sera un des ples de celle-ci ; le plande projection peut tre celui qui spare les deux hmisphres, nord et sud, de la sphre, qu'onappelle plan quatorial. On peut galement faire une projection strographique sur n'importequel plan parallle au plan quatorial pourvu qu'il ne contienne pas le point dont on a priv lasphre.Soit S le point situ au ple sud de la sphre projeter. Limage Z dun point Z de cettesphre sera dfinie par lintersection entre le plan quatorial et la droite (SZ). (Cetteprojection revient observer la sphre partir du ple sud).Deux proprits importantes : tout cercle sur la sphre hormis ceux passant par le ple sud sera transform enun autre cercle dans le plan quatorial ; les angles sont conservs pendant la transformation (transformation conforme).Grce au logiciel Stereonet 9.5 on a pu reprsenter les discontinuits et faire une projectionstrographique qui nous permet de dfinir le vecteur moyen afin quon puisse dterminer leSMR (Slope Mass Raiting).Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dFig VII.5: Projection strographique des disconDaprs la projection strographique on a obtenu les rsultats suivant La valeur du vecteur moyen Sa plonge est de 47,5VII.3.2-Le deuxime affleurementLe PV ci-dessous reprsente les descriptionet classification du massif dAokas80Projection strographique des discontinuits du premier affleurementDaprs la projection strographique on a obtenu les rsultats suivant :vecteur moyen (des discontinuits) est de direction 159Le deuxime affleurement :dessous reprsente les descriptions de laffleurement qui contient une seule familletinuits du premier affleurement.159qui contient une seule famille :Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas81Le deuxime affleurement Cap dAOKASLocalisation / ID X: 36,644630 Y: 5,2333000 DATE: 26/04/2016Type de rocheArgileSable CalcaireGraniteDolomiePhosphoriteMarneAutreD1 D2 D3220/65 WN230/65 WN235/55 WN215/60 WN245/65 WN235/55 WN230/55 WN230/55 WN245/50 WN240/68 WNCaractristiques de la stratification rocheuseMassivitIrrgulire RgulireOndulationLa rsistance de la roche (R0-R6)R5 ou R4Le degr daltration de la rocheII ou IIIType DipDir[]Dip[]Espacement[m]persistance[m]Forme Rugosit JRC RemplissageD1 S 0.330 >20 Planaire Rugueuse 4-6 MouChapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas82Fig VII.6: laffleurement du deuxime site.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dVII.3.2.1-La projection strographiqueFig VII.7 : projection strographique desDaprs la projection strographique on a obtenu les rsultats suivants Le vecteur moyen (des discontinuits) Sa plonge est de 31VII.4-Caractrisation du massifOn va commencer la caractrisation du massif en utilisant des systmedans le chapitre 2, savoir : le RQD, le RMR et le SMR.VII.4.1-Calcul du RQD :On sait que la formule gnrale pour calculer le RQD est gale la sommemorceaux de plus de 10 cm divise par la longueur de coet classification du massif dAokas83strographique :projection strographique des discontinuits du deuxime affleurementDaprs la projection strographique on a obtenu les rsultats suivants :(des discontinuits) est de direction 141,3Caractrisation du massif :On va commencer la caractrisation du massif en utilisant des systmes dele RQD, le RMR et le SMR.que la formule gnrale pour calculer le RQD est gale la sommedivise par la longueur de course de la carotte de forage.discontinuits du deuxime affleurement.de classification citsque la formule gnrale pour calculer le RQD est gale la somme des longueurs deurse de la carotte de forage.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas84RQD(%)= 100Mais nous navons pas de carottage pour calculer le RQD donc on va le calculerindirectement avec la formule suivante :RQD=100. (0.1 + 1) Ou RQD=115-3,3JvLe est lespacement des joints ([joints/m]), pour cela on a trac des fentres de 1 m aprs on a calcul le nombre de joints.Pour obtenir des bons rsultats on a fait plusieurs calcules du aprs on a fait la moyenne. = 28 joints/m Fig VII.8 : des photos de fentres ralises pour estimer le nombre de joints par mDonc :RQD=100. (0.1 + 1) = 23,10% Interprtation des rsultats :La valeur obtenue du RQD est < 25 qui nous montre quon a une roche trs pauvre ou trsmdiocre daprs lannexe 3.Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas85VII.4.2-Calcul du RMR :Le RMR est un systme de classification utilis pour caractriser le massif ou pour choisir unsoutnement pour les tunnels, il ya plusieurs type de RMR par exemple le etqui dpondent chacune des proprits et diversit des ouvrages faire, voir le chapitre2.Nous allons utiliser le RMR qui a la formule suivante : = 1 + 2 + 3 + 4 + 5On vous prsente les rsultats des essais gomcanique :Tableau VII.3 : Rsultats des essais gomcaniques au laboratoire, moyennes rgionales.[36]Type de larocheMassevolumiqueCompressionuniaxialeEssai franklin Module dedformationAssaibrsilien Rc IS50 E Fct(MPa)Calcairedolomitiquemin max min max min max min max min max2.6 2.75 3 41 0.07 8.12 534 11764 0.85 6.062.69 16 2.1 2561 2.99Dans le tableau suivant on vous prsente les valeurs du RMR obtenue dans des diffrentesvaleurs au sein de la falaise Cap Aokas en suivant lannexe 3.Tableau VII.4 : les valeurs du RMR et ces paramtres dans des diffrentes valeursParamtre points Le RMR (valeur)A1 2A2 3A3 15A4 9A5 736A1 2A2 3A3 8 36Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas86A4 16A5 7A1 2A2 3A3 10A4 10A5 732A1 2A2 3A3 10A4 11A5 733 Remarque : Les trois premires valeurs respectivement : 36, 36 et 32 tant du premieraffleurement tendis que la dernire valeur 33 est calcule au deuxime affleurement. Interprtation des rsultats :A partir des rsultats des essais de laboratoire, le tableau prcdent rsume les principalescaractristiques gomcaniques de massif rocheux concerne : Les valeurs de rsistances en compression sont trs faibles par rapport lindiceFranklin avec Rc/Is50 qui est de lordre de 8 alors que ce rapport est habituellementde lordre de 15 30. Les valeurs du module de dformation sont trs faibles par rapport aux rsistances encompression avec E/Rc qui de lordre de 160 alors que ce rapport est habituellementde lordre de 250 750 pour ce type de roche.La mthode applique pour la classification de massif rocheux est celle de Bieniawski afindarriver une valuation globale de la qualit du massif. Daprs lannexe 2 les rsultats de la mthode de Bieniawski ont rvl la prsencede deux catgories de rocher, savoir la classe IV, avec une note minimale 32 etune note maximale 36. Les rsultats de la mthode de bieniawski ont permis de classer le massif : rochermdiocre ou rocher de faible qualit (classe IV)Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas87VII.5-Calcul du SMR :La formule gnrale du SMR est calcule comme suit :SMR= + 1) 2 (3 + 4Pour cela on doit calculer le sa formule est cite dans le chapitre II comme suit : =A1+A2+A3+A4 + 15Sachant que les directions de la pente de la falaise allant de direction 240 et de pendage 70c'est--dire : = 240 = 70Et les vecteurs moyens respectivement au premier affleurement et au deuxime sont : Vecteur moyen 1 : direction () 159 sa plonge () 47,5 Vecteur moyen 2 : direction () 141,3 sa plonge () 31Les rsultats sont rsums dans le tableau suivant :Tableau VII.5 : les valeurs du SMRParamtres Valeur Valeur du SMR 44F1 0,15F2 1F3 -60F1*F2*F3 -9F4 -827 44F1 0,15F2 1F3 -60F1*F2*F3 -9F4 -827 40F1 0,15Chapitre VII : Caractrisation et classification du massif dAokas88F2 1F3 -60F1*F2*F3 -9F4 -823 41F1 0,15F2 1F3 0F1*F2*F3 0F4 -833 Remarque : On a pris la valeur du facteur 4 = 8 , Dficient ou dommages lastabilit des pentes (voir le chapitre II). Interprtation des rsultats :A partir des rsultats on peut rsumer les principales caractristiques de la pente : On a obtenu dans le premier affleurement les valeurs du SMR comme suit : 27, 27 et23 Dans le deuxime affleurement le SMR est de 33On voit que la valeur du SMR dans les deux affleurements appartient la mme classe IV onconclue que la pente est dune qualit mauvaise et instable on peut prdire des chutes de typeplan ou didre avec une probabilit de chute gale 0,6 voir le Tableau II.6 chapitre II.VII.6-Conclusion :Dans ce chapitre on a calcul le RQD et le RMR qui nous a permis de caractriser, classer etdfinir la qualit du massif de Cap Aokas qui est de mauvaise qualit (classe IV). Le calculedu SMR confirme lexistence du deuxime problme que rencontre ce massif notre rsultataffirme que la pente de la falaise est instable (classe IV) ce qui implique un importantsoutnement et des grands ouvrages faire savoir le bton projet renforc, mur desoutnement ou excavation et drainage profond cits dans le chapitre II.Conclusion gnrale89Conclusion gnrale :Lobjectif principal de ce travail est de caractriser et classifier le massif rocheux dAokasainsi que ltude de stabilit de la pente, ce massif reprsente des problmes et des dangersqui menacent la route RN09.Le comportement mcanique des massifs rocheux dpond de la structure gomtrique desdiscontinuits ainsi que de leurs proprits mcaniques et de celles de la matrice rocheuse.Ces derniers sont utiliss pour la classification du massif.Le massif dAokas rencontre deux problmes majeurs les chutes de blocs qui sont souventaccompagns par des glissements de terrain.Grace aux systmes de classification gomcanique (RQD, RMR, SMR) on a ralis que laroche du massif dAokas est mdiocre ce qui explique les accidents survenus (chutes deblocs) et pour cela des crans par-blocs et un merlon sont mis-en uvre pour protger la routeRN09 et diminuer les risques , le SMR nous a permis de dfinir la qualit de la pente qui estinstable et de mauvaise qualit ce qui est probable avoir des glissements plans ou didres encas de chutes de blocs donc on a pu dfinir la cause du deuxime problme quon fait facepour cela des recommandations de soutnement sont ncessaires pour stabiliser la pente telsque le mur de soutnement ou excavation, bton projet renforc, drainage profonds.REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES90References bibliographiques[1]: Palmstrom, A. "Rmi - A rock mass characterization system for rock engineeringpurposes" . University of Oslo, Ph.D. Thesis, 400 p. 1995.[2]: Comit Franais de Mcanique des Roches (2000). "Manuel de mcanique des roches".Tome 1 : Fondements. Les Presses de lEcole des Mines de Paris, coordonn par F. Homandet P. Duffaut, 265 pages.[3]: Comit Franais de Mcanique des Roches. "Manuel de mcanique des roches". Tome 2:Les applications. Les Presses de lEcole des Mines de Paris. 2000.[4]: Baecher ,G.B. Lanney ,N.A. et Einstein ,H.H. " Statistical dscription of rock propertiesand sampling". In. Proc. 18th U.S. Symp. On Rock Mechanics, pages 5C1-1-5C1- 8,Colorado.1977.[5]: Dershowitz, W.S . " Rock fracture systems". Ph.D. Thesis. Dept. of Civil Eng., MIT,Cambridge. 1984.[6]: Billaux, D. "Hydrogologie des milieux fracturs". Gomtrie, Connectivit etcomportement hydraulique. Thse de doctorat de lEcole Nationale Suprieure des Mines deParis.1990.[7]: Pierre, Martin. "Gologie applique au BTP".P 16 23. 2010.[8]: Paterson, M.S. "Experimental rock deformation-the brittle field". Berlin Heidelberg NewYork : Springer-Verlag. 1978.[9]: Brest, P. Billaux, D. Boulon, M. Cornet, F. et al. "Comportement mcanique desdiscontinuits. Manuel de mcanique des roches, Tome 1" : Fondements. Presses de lcoledes mines, Paris, 265p.2000.[10]: Priest, S.D. "Discontinuity analysis for rock engineering", Chapman & Hall, London,UK. 1993.[11]: Wyllie, D.C. Mah, C.W. "Rock slope engineering: civil and mining", Spon Press, NewYork. 2004.[12]: Barton N. "Review of a new shear strength criterion for rock joints. EngineeringGeology". Elseiver, 7 pp. 287 - 332. 1993.[13]: Singh, B. R. K, Goel. "Rock mass classification: a practical approach in CivilEngineering". Oxford, Elsivier Science Ltd. 1999.[14]: Bieniawski, Z. T. "Classification of Rock Mass for engineering: the RMR system andfuture trands". Comprehensive Rock Engineering. J. A. Hudson. 3; Rock Testing and SiteCharacterization. 1993.REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES91[15]: Deere D.U. "Technical description of rock cores for engineering purposes". Rockmechanics and rock engineering, vol1, pp, 17-22. 1964.[16]: Deere, D. U. A. J. Hendron, et al. Design of surface and near surface constructions inrock. Proc. 8 th U.S. Symp. Rock Mechanics. C. Fairhurst, New York: AIME: 237-302. 1967.[17]: Deere, D. U. "Geological considerations. Rock Mechanics in Engineering Practice". R.G. Stagg and D. C. Zienkiewicz. Wiley, New York: 1-20. 1968.[18]: Priest, S. D. and J. A. Hudson. "Discontinuity spacings in rock". Int. J. Rock Mech. Min.Sci. Geomech. Abstr. 13(5): 135-148. 1976.[19]: Edelbro, C.Rock. "mass strength - a review. Technical Report", Lulea University ofTechnology: 130. 2003.[20]: Palmstrom, A. "The volumetric joint count - A useful and simple measure of the degreeof jointing". Proceedings of the 4th International Congress IAEG. New Delhi, India. 5: 221-228. 1982.[21]: Bieniawski, Z. T. "Engineering classification of jointed rock masses." Trans. S. Afr.Instn. Civil Engrs. 15(12): 335-344. 1973.[22]: AFTES (2003) Recommandations relatives la caractrisation des massifs rocheux utile ltude et la ralisation des ouvrages souterrains. Tunnel et ouvrages souterrains, revuebimestrielle n 177-mai/Juin 2003, pp. 138-186.[23]: Bieniawski, Z. T. "Engineering rock mass classifications: a complete manual forengineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering". New York John Wileyand Sons. 1989.[24]: Barton, N., R. Lien, et al. (1974). "Engineering classification of rock masses for thedesign of rock support." Rock Mechanics 6(189-236). 1974.[25]: Hoek, E. and E. T. Brown. "Underground Excavations in Rock", London: Instn. Min.Metall. 1980[26]: Romana, M. (1985). New adjustment ratings for application of Bieniawski classificationto slopes. In International Symposium on the Role of Rock Mechanics (pp. 4953). Zacatecas,Mexico.[27]: Boudalal Omar. 2013. Etude exprimentale du comportement mcanique des fines dansla stabilit des talus et des fondations. Thse Doctorat .Universit Mouloud Mammeri deTiziOuzou.[28]: J.L Zzere. 2009. Evaluation et cartographie du risque glissement de terrain dune zonesitue au nord de Lisbonne. Mmoire Master.REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES92[29]: Dreal Paca et Brgm, 2010.Florence rivet. Classeur Le risque mouvements de terrain enProvence-Alpes-Cte d'Azur, codition Rgion.[30]: Bruno Martins-Campina 2005. Le rle des facteurs gologiques et mcaniques dans ledclenchement des instabilits gravitaires : exemple de deux glissements de terrain desPyrnes Atlantiques (Valle dOssau et Valle dAspe). Thse Doctorat LuniversitBordeaux 1.[31]: Durant Delga M., 1971, les units msozoiques mtamorphiques del Milia Tesana(Algrie) et leur cadre structural. Bull. Soc. Gol. France, (7) XIII, Paris, pp. 328-377.[32]: Leikine. M., 1971. Etude gologique des Babors occidentaux (Algrie). P 536[33]: Obert. D., 1984. Revue de gologie dynamique et de gographie physique : vol : 25,FASC, 2, p, 99-117, Paris.[34]: Coutelle. A., 1979 : Gologie de Sud-Est de la grande kabylie et des Babors dAkbou.Thse de doctorat en Sc. Nat. Paris, p 567[35]: Bougdal. R., 2009. Doublement du tunnel de cap Aokas, synthse des donnesgologiques et gotechniques. Rapport gologiques.[36]: Hallal. N, Bensafia W. 2011. Ddoublement de tunnel dAokas. Caractrisationgologique et gotechnique. Stabilit de louvrage. Mmoire de fin dtude Master.[37]: Baton N. R. et Choubey V. (1977) The shear strength of rock joints in theory andpractice. Rock Mech. 10, 1-54.[38] : Panet M. et al. (1976) La mcanique des roches applique aux ouvrages de gnie civil.Association Amicale des Ingnieurs Anciens de lE.N.P.C.Site internet :[39] : http://www.innovex.ca/application.htmlAnnexe 1 :Tableau de Romana 1985 :Annexe 2 :Manuel de ralisation des ouvrages par-pierre :Annexe 3 :Tableau : dfinition de RMR daprs Bieniawski(1989): dfinition de RMR daprs Bieniawski(1989)RQD (Rock Mass Raiting) :RsumLa plupart des mouvements de terrain sont gnralement dus linstabilit des roches, cephnomne naturel prsente un risque pour lhumanit. Les proprits du massif rocheuxinfluent directement sur le type de mouvement. Une tude gologique et gotechnique estncessaire pour caractriser et classifier un massif rocheux. Ce travail tabli prsente dabordla mthodologie de calcul des proprits et du comportement du massif rocheux dAokas quirencontre deux problme majeurs qui menacent la route RN09, le premier tant les chutes debloc et le deuxime les glissements de terrain provoqus par ces chutes, Notre but est decaractriser et classifier le massif rocheux dAokas grce aux systme de classificationgomcanique tels que le RQD et RMR fin de dterminer la qualit des roches de ce massif.Une tude de confortement et des ouvrages sont mis en uvre pour la protection de la routecontre ces chutes, quand au deuxime problme on a fait ltude de la stabilit de la pente ona calcul le SMR qui nous a dmontr que la pente est instable pour cela on a suggr desrecommandations de soutnement pour renforcer cette pente.Mots clefs : massif rocheux, discontinuit, mouvement de terrain, systme de classification,Aokas, Bejaia.AbstractMost landslides are usually due to unstable rock this natural phenomenon is a danger tohumanity. Rock mass properties directly influence the type of movement. Geological andgeotechnical study is required to characterize and classify a rocky massif. This workestablished first presents the methodology for calculating the properties and behavior of therock mass Aokas which meets two major problems that threaten the RN09 road, the firstbeing the block falls and the second landslides caused by these falls, our goal is tocharacterize and classify the rock mass of Aokas through geomechanics classification systemsuch as RQD and RMR to determine the quality of the rocks of this massif. A study ofreinforcement and structures are implemented to protect the road against these falls when thesecond problem we did the study of the stability of the slope we calculate the SMR thatdemonstrate that the slope is unstable then we suggest retaining recommendations forstrengthening this slope.Keywords: rock mass, discontinuity, ground movement, classification system, Aokas, Bejaia.1-Page de garde.pdf2-REMERCIEMENTS.pdf3-Ddicaces.pdf4-Sommaire FFFFF.pdf5-Liste dAbreviations.pdf6-Liste de figures.pdf7-Liste de tableaux.pdf8-intro.pdf9-1 Introduction gnrale.pdf10-CH I.pdf11-Chapiter 1.pdf12-CH II.pdf13-Chapiter 2.pdf14-CH III.pdf15-Chapitre 3.pdf16-CH IV.pdf17-Chapitre 4.pdf18-CH V.pdf19-Chapitre 5.pdf20-CH VI.pdf21-Chapitre 6.pdf22-CH VII.pdf23-Chapitre 7.pdf24-CONC.pdf25-Conclusion gnrale.pdf26-REF.pdf27-REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.pdf28-ANN.pdf29-Annexe.pdf30-Rsum.pdf