Quantification des matières en suspension et valorisation des sédiments de dragage à l’échelle d’un bassin semi-aride: Cas du barrage du K’sob (Algérie)

Abstract

Due to the semi-arid climate, scarcity of vegetation, the presence of a sometimes steep slope, Algeria is vulnerable to soil erosion that threatens its socio-economic development. In the watershed of K’sob, transport of suspended sediment by rivers is a disturbing phenomenon due to siltation to 80 % of the dam at the outlet. Data of suspended sediment concentrations are closely related to liquid discharge (Q). Models of solid discharge (Q_s) according to the equation Q_s = aQ^b were used to perform qualitative and quantitative analysis of suspended sediment. Different scales of analysis helped identify and explain conclusively seasonal models. Sediment production is very high in the fall. In the spring, despite the increase in discharge, it is less significant. In summer, during a period of disappearance of vegetation cover, highly loaded floods are sometimes observed. Currently, millions of cubic meters of sediments are dredged each year. This large volume is an economic, environmental and ecological problem. To remedy this, an experimental study of manufacturing brick has been proposed with 65 % of sediment, 25 % of dune sand used as an additive and 10 % water. The shrinkage is minimal for a solid brick fabricated to 800 °C during 6 h of cooking. The mechanical tests carried out on the brick exhibit acceptable values of compression strength, mass density and water absorption. The study of the evolution of these parameters for different pressing intensities (13.2–20–30 and 40 kN) at different ages (4, 14, 21, and 28 days) shows that the solid brick acquires its resistance only after 21 days.

Résumé

En raison du climat semi-aride, de la pauvreté en végétation, de la présence parfois de pente abrupte, l’Algérie est très vulnérable à l’érosion des sols qui menace son développement socio économique. Dans le bassin versant du K’sob, le transport des sédiments en suspension par les cours d’eau est un phénomène préoccupant en raison de l’envasement à 80 % du barrage situé à l’exutoire. Les données de concentrations de sédiments en suspension sont étroitement liées aux débits liquides (Q). Les modèles de débit solide (Q_s) suivant la relation Q_s = aQ^b permettent d’effectuer une analyse qualitative et quantitative du transport solide en suspension. Les différentes échelles temporelles d’analyse utilisées ont permis d’expliquer et d’identifier de manière assez concluante les modèles saisonniers. La production des sédiments est très forte en automne. Au printemps, malgré l’augmentation des débits, elle est moins significative. En été, période de disparition du couvert végétal, des crues fortement chargées sont parfois observées. Actuellement, des millions de mètres cubes de sédiments sont dragués chaque année. Ce grand volume représente un problème à la fois économique, environnemental et écologique. Afin d’y remédier, une étude expérimentale de fabrication d’une brique a été proposée avec 65 % de sédiments, 25 % de sable de dune utilisé comme additif et 10 % d’eau. Le retrait est minimal pour une brique pleine fabriquée à 800 °C pendant 6 h de cuisson. Les essais mécaniques effectués sur la brique présentent une résistance à l’écrasement, une masse volumique et une valeur d’absorption d’eau acceptables. L’étude de l’évolution de ces paramètres pour différentes intensités de pressage (13.2–20–30 et 40 kN) à différents âges (4, 14, 21, et 28 jours) montre que la brique pleine fabriquée n’acquiert sa résistance qu’au bout de 21 jours.