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Bull Eng Geol Environ (2013) 72:189202 DOI 10.1007/s10064-013-0465-8
ORIGINAL PAPER
Les glissements de terrain du quartier Blouizdad, Constantine, Algrie
Rachid Bougdal Alain Larriere Bernard Pincent
Marc Panet Assa Bentabet
Received: 10 September 2012 / Accepted: 7 January 2013 / Published online: 17 March 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013
Rsum Les glissements de terrain du quartier Blouizdad Constantine, sont de grande ampleur. Ils se manifestent le long dun versant, en grande partie urbanis, et stendent sur plus de 30 hectares. Plusieurs dizaines dhabitations ont ainsi t dtruites. Les terrains mobiliss par ces mouvements correspondent aux alternances paisses dargiles et conglomrats miocnes. Ces derniers renferment plusieurs aquifres. Ltude de ces glissements de terrain est mene sur la base dune reconnaissance par sondages profonds quips soit en pizomtres soit en inclinomtres. Ces derniers ont mis en vidence des surfaces de ruptures parfois profondes (20 30 m) et des dplacements vers le Nord, en direction de loued Rhumel. Lutilisation dun logiciel de calcul de stab-ilit Talren montre dune part, la grande sensibilit des formations miocnes instables en prsence deau et dautre part, un regain apprciable du facteur de scurit par diminution de la pression interstitielle. Les solutions prconises sont par consquent orientes vers un rabattement de nappes. Deux techniques sont recommandes : les tranches drainantes profondes ou bien les galeries combines avec des forages drainants rayonnants.
Motscl Glissements de terrain Argiles et conglomrats
miocnes Urbanisation Inclinomtre Calcul de stabilit
Zoning Confortation
Abstract In Constantine, Belouizdad district landslides are extensive (Fig. 1). They occur along a hillside largely urbanized, and cover over 30 hectares. Dozens of houses were destroyed. The formations raised by these movements correspond to the alternating of thick Miocene clays and conglomerates. These contain several aquifers. The study of these landslides is conducted on the basis of recognition by deep boreholes equipped with piezometers and inclinometers. The inclinometric measurements have revealed failure surfaces sometimes deep (20 to 30 m) and north displacement, towards the Rhumel wadi. The use of a stability calculation software Talren shows on the one hand, the high sensitivity of unstable Miocene formations in the presence of water and on the other hand, a signicant revival of the safety factor by reducing the pore pressure. The recommended solutions are therefore a lowering of underground water levels. Two techniques are recommended : deep drainage trench or galleries combined with radiating drainage holes.
Keywords Landslides Miocene clays and
conglomerates Urbanization Inclinometer Stability
calculation Zoning Confortation
Introduction
Parmi les nombreux sites de glissements de terrain rpertoris dans le Plan Directeur dAmnagement et dUrban-isme de Constantine (Evans 1998; Bougdal 2007), ceux de Blouizdad sont des plus proccupants par leur localisation
R. Bougdal (&)
Laboratoire de Godynamique, Gologie de lIngnieur et Plantologie, Facult des Sciences de la Terre, Gographie et Amnagement du Territoire, Universit de Bab Ezzouar, USTHB, Alger, Algeriae-mail: [email protected]
A. Larriere B. Pincent
Ingnieurs Experts, ARCADIS, Paris, France
M. PanetExpert International, Paris, France
A. BentabetARCADIS, Le Plessis-Robinson Cedex, France
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en milieu urbain forte densit de population, leur grande extension (plus de 30 ha) et lampleur des dsordres qui touchent le bti. Ces glissements de terrain, complexes, se manifestent le long dun versant de pente moyenne 25 %, comprenant, damont en aval, les quartiers : Blouizdad, Kitouni, Maquisards, Kadi et Aouinet el Foul (Fig. 1).
Linstabilit de ces zones est connue depuis au moins le dbut des annes 1970. Les premires tudes entreprises conjointement par lUniversit de Lige et le Laboratoire des Travaux Publics de Constantine (1987) ont t menes par sondages profonds (90 100 m) sur la partie haute du glissement (quartiers de Blouizdad et Kitouni), soup-onne la plus instable.
Le travail prsent ici, concerne lensemble du versant compris entre le plateau de Koudiat Aty et loued Rhumel (Fig. 2). Il est men sur la base :
dune exploitation des donnes dtudes antrieures,
Paulsen (1999), dune cartographie gologique lchelle du
1/2000me, dune investigation par 11 sondages quips en pizomtres (SB) et 6 sondages carotts, quips en inclinomtres (S), dun inventaire des points deau (sources captes, mergences, fuites deau), dune ralisation dune srie dessais gotechniques, de leur interprtation de mme que des calculs de stabilit.
Caractrisation gologique, hydrogologique et gotechnique
Les glissements de Blouizdad regroupent un ensemble de zones instables situes le long dun versant de pente moyenne 25 %, orient NO vers loued Rhumel. Cette dclivit est interrompue par deux niveaux de falaises conglomratiques, abruptes, de 10 15 m de hauteur : la plus haute est situe en contrebas des quartiers Kitouni- Maquisards, la
cote 530 m, la plus basse dans la partie aval du glissement (Kadi - Aouinet el Foul), la cote 420 m.
Lurbanisation de ce versant, qui date du dbut du 20me sicle, a par ailleurs, entran une modication morphologique intense, par suite des travaux de terrassement et douverture de routes daccs aux diffrents quartiers. Les talus conglomratiques, taills la verticale, le long des boulevards Blouizdad et Kitouni, en sont les tmoins de ces actions anthropiques.
Les zones instables reprsentent une gouttire de forme allonge, de 1200 m de long, sur 200 300 m de large (Fig. 2). Cette morphologie favorise la convergence deaux dorigines diverses : mtorique, fuites deau potable et use.
Stratigraphie
Le versant de Blouizdad est reprsent principalement, par des formations argilo-conglomratiques miocnes, paisses (Bougdal R., Belhai D., Antoine, P. 2007), recouvertes par des colluvions de mme nature (Fig. 2).
La srie stratigraphique est illustre par une coupe gologique synthtique passant dans laxe du glissement (Fig. 3), tablie partir des observations de surface et des sondages carotts.
Elle montre les termes suivants :
Des marnes grises et marno-calcaires crtacs, la base. Cette formation nafeure pas sur le site du glissement ni sa proche priphrie. Elle a t reconnue en profondeur (90-100 m), par danciens forages raliss dans la partie haute du glissement (Koudiat Aty, Blouizdad).
Les coupes de sondages rvlent une roche dure nement lite, trs fracture, appartenant au complexe allochtone crtac (Vila 1977; Lahondre 1987) qui afeure largement plus lEst du glissement de Blouizdad (Fig. 4).
Un conglomrat de base de la srie miocne post-nappes, reprsent par une brche de pente paisse, bien cimente, lments htrognes de taille
Fig. 1 Vue globale des glissements (G) de Blouizdad
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Fig. 2 Glissements de Blouizdad
dcimtrique dont on reconnat le facis tellien et les calcaires nritiques cnomano-turoniens. Cette brche paisse (plus de 60 m) a t recoupe par la plupart des forages rcents (Fig. 3), entre 20 et 40 m de profondeur.
Elle afeure localement dans le quartier de Kadi, et lextrmit Est du versant instable (au lieu dit Poudrire), o elle renferme de gros blocs calcaires arrondis (Fig. 5).
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Elle est, par contre, largement exprime en surface, plus louest du site o elle forme les piedmonts du massif crtac de Chettabah. Coiffait (1992) la dnomme conglomrat de Chettabah .
Une alternance dargiles rouges et de conglomrats miocnes. Les niveaux conglomratiques sont pais (10 15 m) et afeurent sous forme de 2 barres rocheuses (falaises). Les argiles sont assez denses (Fig. 6), prennent localement une couleur verdtre, et renferment quelques graviers centimtriques. Elles admettent aussi quelques niveaux franchement sableux, parfois grsis (sondage SB4, Figs. 3, 6).
Les conglomrats sont constitus de blocs et galets rouls, calcaires et grseux, provenant des formations cnomano-turoniennes et numidiennes, et dune matrice limoneuse en faible proportion. Leur structure lenticulaire lintrieur des argiles, correspond des chenaux uviatiles. Vers le sommet de la formation, les lments grso-calcaires sont gnralement prdominants et de grande taille. Le ciment est gnralement carbonat et confre aux conglomrats une consistance rocheuse.
Cette formation argilo-conglomratique est moins rsistante que la brche miocne sur laquelle elle est discordante (Fig. 3). Elle montre, daprs les coupes de sondages, une paisseur moyenne de 30 m dans la partie aval des glissements et 40 50 m dans la partie amont. Elle est dge probable miocne terminal ou pliocne.
Des colluvions argilo-graveleuses quaternaires, qui recouvrent, sous quelques mtres dpaisseur les formations plus anciennes. Elles rsultent de laltration des conglomrats miocnes dont elles ne sen distinguent que par un aspect moins dense et moins bien structur.
Des alluvions limoneuses formant la terrasse alluviale la plus rcente de loued Rhumel.
Des remblais htrognes dpaisseur variable, distribus sur lensemble du site du glissement et ses bordures. Ces remblais sont particulirement pais en aval de Kitouni. Le talus abrupt qui dlimite le quartier des Maquisards, montre plus de 5 m dun mlange argilo-conglomratique dbris htroclites (plastique, ferraille, verre). Plusieurs habitations de ce quartier sont fondes sur ces remblais qui paraissent anciens.
Tectonique
Les glissements de terrain sont situs sur le anc Est du synclinal de loued El Mellah. Cette direction structurale sobserve dans les rares afeurements de la brche miocne qui afeure lEst du glissement, avec des directions N 150 N 180 et des pendages de 20 30 Ouest.
Fig.3CoupedesglissementsdeterraindeBelouizdad-KitouniKadi
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Fig. 4 Marnes et marno-calcaires crtacs (nappes telliennes)
Fig. 5 Brche miocne gros blocs calcaires
Fig. 6 Argile rouge verdtre et conglomrat grossier, miocnes
Fig. 7 Ecroulement de la falaise la plus basse, suivant des fractures verticales, orientes Est-Ouest
Elle est moins marque dans les argiles et conglomrats suprieurs qui paraissent discordants sur la brche. Cette discordance angulaire entre les deux conglomrats (brche et poudingue) traduit lvolution progressive de la dformation miocne post-nappes.
Les marqueurs de la tectonique cassante sont peu conservs dans ces terrains fragiles. Cependant, les deux niveaux de falaises conglomratiques qui ressortent bien en topographie dans le versant instable, ne semblent pas alatoires. Elles rsultent de fractures verticales orientes est-ouest qui favorisent par ailleurs leurs frquentes ruptures en priode humide (Figs. 7, 8).
Hydrogologie du versant
La zone instable de Blouizdad comporte deux composantes quil est impossible de dissocier:
les eaux dorigine naturelle, les eaux dorigine anthropique (fuites sur les rseaux deau potable et deaux uses, rejets directs de celles-ci dans le milieu naturel).
Eaux dorigine naturelle
Les eaux souterraines sont localises aussi bien en sub-surface o elles donnent des zones dmergence quen profondeur o elles sont mises en vidence par les pizomtres.
Nous avons relev une vingtaine de sources lintrieur de la zone de glissement et sa priphrie (Fig. 9) dont les plus importantes sont situes immdiatement laval des deux falaises conglomratiques (Figs. 8, 9, and 10). Ceci traduit le fait que les conglomrats qui les constituent, sont permables et reposent sur des terrains argilo-limoneux, peu permables, qui limitent la percolation verticale.
Onze sondages quips en pizomtres, ont t raliss et rpartis sur lensemble du versant instable et sa priphrie (Fig. 9). Nous navons pu exploiter que 6 dentre eux, les autres ayant t dtriors (Table 1).
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Fig. 8 Coupe de la basse falaise instable du quartier Kadi
Fig. 9 Position des points deau et des pizomtres dans le glissement de Blouizdad
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Fig. 10 Coupe hydrogologique synthtique du versant instable de Blouizdad
Table 1 Relevs pizomtriques (priode : mai 2003 juillet 2004)
sondages 11/05/2003 30/07/2003 30/09/2003 02/11/2003 30/12/2003 29/02/2004 30/05/2004 30/07/2004
P (m) NP(m)
P (m) NP(m)
P (m) NP(m)
P(m)
NP(m)
P(m)
NP(m)
P (m) NP(m)
P (m) NP(m)
P (m) NP(m)
SB1 3,48 484,7
SB2 13,25 381,1
SB4 2,05 603,4 2,58 602,9 3,05 602,4 2,01 603,5 1,13 603,3 1,1 604,4
SB6 10,83 506,4 12,05 505,2 10,71 506,5 10,8 506,4
SB11 11,76 547,9 20,2 539,5 20,85 538,9 20,32 539,4 21,22 538,5
P: Profondeur deau (mtres); NP : cote du niveau pizomtrique (mtres)
Le sondage SB03, situ dans la partie aval du versant instable, a t artsien pendant plusieurs semaines avec un dbit de lordre de 1litre/seconde.
Une coupe hydrogologique synthtique du versant instable de Blouizdad (Fig. 10) at leve sur la base des coupes de sondages et des relevs pizomtriques. Cette coupe permet les observations suivantes:
Les eaux souterraines sont contenues dans les niveaux conglomratiques et sableux miocnes dont la matrice argileuse est soit absente soit en faible proportion et en partie dans la brche miocne sous-jacente.
La prsence de niveaux argilo-limoneux trs peu permables, intercals dans les conglomrats, individualise des aquifres superposs. En effet, le sondage SB4, ralis en amont du glissement, a dabord recoup un niveau aquifre ds les premiers mtres de forage puis a subi une perte totale deau de forage, aprs avoir travers une couche dargile, jusqu 20-25 m o il a recoup un autre aquifre. Le sondage SB3, situ tout fait au pied du versant, sest rvl artsien avec un
dbit de prs de 1 litre/seconde, aprs avoir travers une couche dargile formant le toit dun aquifre conglomratique, localement en charge. La base des deux falaises conglomratiques est jalonne par des suintements diffus indiquant la proximit de niveaux argileux sous les falaises. Le sondage SB2, situ en dehors de la zone instable, 400 m environ louest du SB3 artsien, a recoup le niveau pizomtrique 13,25 m de profondeur; ces deux points se trouvant sensiblement la mme altitude. Cet exemple est rvlateur de limprvisibilit des circulations deau dans ces formations lenticulaires. Dans le sondage SB5, la profondeur du niveau pizomtrique mesur (10 12 m) correspond sensiblement au contact entre le conglomrat et la brche miocne de base; ce qui laisse penser que cette brche peut tre localement aquifre. Les niveaux pizomtriques mesurs plusieurs priodes des annes 2003 et 2004 sont peu inuencs par
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les variations pluviomtriques saisonnires, il en est de mme dailleurs, des dbits des sources. La vidange naturelle des eaux souterraines sopre donc trs lentement, sachant que les permabilits restent faibles dans lensemble. Il est important de signaler que les cotes pizomtriques mesures dans les sondages sont, dans la plupart des cas, la rsultante de la contribution daquifres superposs. Une meilleure estimation des coulements souterrains consiste quiper les sondages en plusieurs pizomtres, captant chacun, une formation permable bien distincte.
Le schma hydrogologique global que lon peut retenir est la prsence de plusieurs aquifres lenticulaires forms essentiellement par les niveaux conglomratiques, les niveaux argileux jouant le rle dcrans impermables.
Eaux dorigine anthropique
Celles-ci ont deux origines :
Les fuites des rseaux publics (eaux potables et uses), estimes 40 % des pertes du rseau dadduction de Constantine par ltude de la SAFEGE (1997). Depuis que ce diagnostic a t ralis, des interventions ont t menes pour amliorer la situation. Aucune donne nest cependant disponible pour en apprcier limpact.
On pourrait argumenter que les glissements de terrain sont lorigine de ces dsordres. Toutefois, les dgradations sur les rseaux affectent lensemble de lagglomration, y compris l o il ny a pas de glissement. Il y a donc un problme de vieillissement et de maintenance.
Limportant programme de rhabilitation des rseaux prvu est une condition indispensable la matrise des glissements.
Les rejets incontrls dun habitat prcaire (quartiers des Maquisards, Kadi, Aouinet el Foul) soit directement vers les talwegs, soit par le biais de dispositifs dinltration de type puits perdus.
La consquence de ces fuites et rejets sont multiples:
Augmentation du volume des eaux qui se retrouvent dans le sous-sol, en particulier des niveaux o il ny aurait probablement pas deau naturellement,
Les eaux uses sont potentiellement agressives, et peuvent de ce fait, modier la structure des sols par action sur la micro-structure des matriaux argileux et/ ou mise en solution de minraux carbonats (dissolution). De tels rejets peuvent eux seuls provoquer des instabilits.
La matrise de ces eaux constitue une composante majeure des dispositifs de confortement qui peuvent tre envisags.
Caractristiques gotechniques des formations
Les argiles conglomratiques miocnes et les conglomrats quaternaires correspondent aux formations les plus propices aux glissements de terrain. Les marnes et marnocalcaires crtacs, de mme que la brche miocne bien cimente, recoups en profondeur par les sondages, sont de consistance rocheuse et donc plus stables.
Donnes de laboratoire
Les essais gotechniques ont port sur les niveaux ns de la formation argilo-conglomratique miocne partir des carottes de sondages. Les niveaux plus grossiers ont t tests partir de prlvements de surface.
les dpts ns de la formation miocneLes essais granulomtriques montrent que la fraction infrieure 2 mm est au moins suprieure 97 %, ce qui est une constante que lon retrouve dans les tudes antrieures. La fraction infrieure 100 lm est suprieure 70 %. De ce fait, on pourrait attendre des plasticitsleves, ce qui nest pas le cas, les indices de plasticit se situant entre 17 et 22 %.
On relvera enn que les matriaux sont peu carbonats (20 30 % de carbonates). La prsence de gypse est releve sous forme de trace, mais na pas fait lobjet de dosage. les dpts grossiers de la formation miocne
La prsence de gros lments a ncessit le recours aux prlvements de surface par souci de reprsentativit des chantillons que les carottes de sondages ne peuvent garantir. Les paramtres mesurs et calculs sont la granulomtrie, la densit sche et la porosit. Quatre prlvements dun poids de 220 575 kg (suivant la taille de leurs plus gros lments) ont t effectus sur site,
Les rsultats essentiels sont les suivants:
La plus grande dimension des lments gurs dans les chantillons prlevs, est de 220 mm. Ceux-ci sont rouls, ce qui suggre une origine alluviale.
40 55 % des lments sont dune taille suprieure
10 mm, et 80 90 % [ 100 lm. Plus de 50 % de la fraction infrieure 100 lm est constitue par des particules de taille infrieure 10 lm.
Sur la base des mesures effectues, on peut calculer la porosit thorique (a) du milieu. Celle-ci est de faon
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constante, suprieure la porosit effective, cest dire celle qui intervient dans la capacit de leau circuler au travers des formations.
Les valeurs sont les suivantes (ordre de grandeur):
puits P1: / 21%; cd 2; 04
/ porosit
e th
eorique; cd densit
e s
echepuits
P2 : / 25%; cd 1; 84
puits P3 : / 11%; cd 2; 18
puits P4 : / 6%; cd 2; 29
Les rsultats exposs ci-dessus mettent en vidence la difcult dapprcier le rle des conglomrats (sensu stricto), dans la circulation des eaux. Intuitivement, le caractre grossier de la formation conduit considrer que celle-ci doit tre permable, voire trs permable. Or, mme sil ny a pas de relation directe entre porosit calcule, et permabilit, il est certain que des porosits calcules de 6 11 % (puits P3 et P4) correspondent un milieu trs peu permable. Indpendamment de la prsence de niveaux argilo-limoneux, il existe donc, dans la masse mme des conglomrats grossiers, des horizons comportant une proportion sufsante de nes, pour les considrer comme des milieux ferms, peu permables.
Description des dsordres et des instabilits
Les limites des glissements de Blouizdad ont t traces sur la base des dgradations constates dans le bti et la voirie. Lurbanisation dune grande partie du versant instable ne permet pas de les dlimiter autrement. Cependant, certains indices de terrain telles que la ssuration de talus conglomratiques et la morphologie moutonne des formations argileuses, ont contribu une meilleure identication des zones instables. Ces limites stendent sur une longueur denviron 1000 m, entre le boulevard Blouizdad et loued Rhumel, et une largeur variant de 200 300 m. La dnivele entre lescarpement de la tte du glissement le plus haut (Blouizdad) et le glissement le plus bas (Aouinet el Foul) est de lordre de 210 m.
Outre les dgradations subies par les constructions (Fig. 11), les indices des glissements se manifestent aussi par des dformations bien marques sur les chausses : ssuration, affaissement (Fig. 12).
Les dsordres dans le bti se traduisent par une ssu-ration trs avance de la totalit des constructions situes lintrieur de la zone instable. Il sagit en particulier de lensemble deslots dlimits par le glissement du quartier de Blouizdad jusqu la premire falaise conglomratique, y compris la partie orientale du quartier des Maquisards. Les dommages sexpriment par le cisaillement des structures (poteaux, poutres, murs porteurs des constructions anciennes) et leur basculement par endroits.
Fig. 11 Btiment R ? 3, en maonnerie, trs endommag, Quartier Blouizdad
Fig. 12 Rue affaisse et maisons ssures, Quartier Kitouni
Le passage est assez net entre le bti endommag et le bti stable.
Dans la partie aval du glissement, le lotissement Aouinet el Foul, reprsent par un habitat prcaire, est fond pour lessentiel, dans un niveau argileux rouge, miocne. Les habitations en rez - de - chausse sont trs dgrades pour la plupart dentre elles, et souvent bascules.
Du point de vue morphologique, une vue densemble des glissements montre que les zones franchement argile-uses (talus aval de la deuxime falaise, quartier Kadi) prsentent un relief moutonn caractristique des mouvements visco-plastiques. La forme en gouttire des
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Etude des glissements
Donnes inclinomtriques et interprtations
Lobjectif des mesures inclinomtriques est de dterminer la profondeur des ruptures et lamplitude et direction des dplacements horizontaux du terrain en fonction du temps. Pour cela, aprs avoir scell un tube spcial dans un forage, on vient mesurer rgulirement linclinaison de ce tube laide dune sonde de mesure (inclinomtre).
Cinq tubes inclinomtriques nomms SB1, SB2, S4, SB5 et S6 (Fig. 9), ont t installs sur les sites de Belouizdad, Kitouni, Kaidi. Les mesures ont t ralises par le LTPE (Laboratoire des Travaux Publics de lEst). La procdure de mesure est celle de la norme franaise NF 94 156.
En raison de lampleur et de la vitesse des dplacements du terrain, les tubes SB1, SB2 et vraisemblablement SB4, ont t sectionns empchant les dernires mesures de lanne 2004, dans la partie infrieure du tube. Les mesures inclinomtriques traites sont reprsentes avec, pour chaque inclinomtre:
glissements favorise la concentration des coulements superciels dorigines diverses, qui entretiennent les instabilits du versant.
Conclusions
La synthse des observations de terrain, notamment les indices dinstabilit et les effets induits par les glissements sur les constructions, permettent de faire la mise au point suivante :
les glissements de Blouizdad sont complexes dans leur ensemble et ne correspondent pas au schma classique dune masse glisse suivant une surface de rupture unique. La coupe gologique synthtique, passant par lensemble des quartiers endommags (Fig. 3), suggre une srie de ruptures progressives, daval vers lamont dont les traces en surface correspondraient aux escarpements principaux observs et reports sur la Fig. 2;
la zone instable couvre toute ltendue comprise entre le
Boulevard Blouizdad et la rive gauche de loued Rhumel. Lescarpement en tte du glissement dlimite, dune faon prcise, les terrains instables des terrains plus stables situs sur le plateau de Koudiat Aty, vers le sud; les terrains particulirement sensibles au glissement correspondent aux horizons argilo-limoneux roux, contenus dans les formations argilo-conglomratiques miocnes et quaternaires, sur lesquels sont fonds les quartiers les plus touchs; les niveaux franchement conglomratiques tels que ceux qui forment les deux falaises et les talus de la rue Kitouni, paraissent premire vue, relativement stables. Cependant, leur intercalation dans des argiles limoneuses, moins rsistantes, ne les met pas labri dun mouvement gravitaire densemble; la brche de base, miocne, recoupe par lensemble des sondages rcents, est stable, daprs la consistance rocheuse des afeurements observs (brche bien cimente) et daprs leur bonne tenue constate sur le versant de forte pente du massif de Chettabah, situ plus louest; les failles, ou du moins les fractures, qui dlimitent les deux falaises ont probablement contribu la dstabilisation du versant. Elles constituent des surfaces de faible rsistance qui peuvent tre remobilises super-ciellement, en surface de glissement. Dans ce mcanisme probable de ruptures rgressives (daval en amont) la dstabilisation du quartier de Blouizdad menace, terme, le plateau trs urbanis de Koudia Aty, situ en amont de lescarpement du glissement; la profondeur de ces glissements est moins vidente estimer sur la seule base des observations de surface et des coupes gologiques. Le recours aux mesures inclinomtriques devient incontournable.
Fig. 13 Mesures des dplacements corrigs, suivant A, sondage SB1
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les courbes de variations angulaires et dplacements dans la direction A;
les mmes types de courbes suivant une direction B perpendiculaire A.
Plusieurs courbes sont superposes sur chaque graphe, montrant lvolution des variations angulaires ou des dplacements en fonction du temps. Ces courbes font nettement apparatre la profondeur des surfaces de glissement (Fig. 13). Pour les variations angulaires, les courbes prsentent un pic correspondant cette surface de glissement (Fig. 14).
Le tableau 2 (Table 2) ci-dessous, synthtise les rsultats de ces mesures. Les valeurs trimestrielles ont t extrapoles des mesures effectues dans la priode concerne.
A ce stade des mesures, on peut noter que:
tous les inclinomtres mettent en vidence une surface de rupture;
les inclinomtres SB1, SB2 et SB5 montrent des vitesses dvolution proches, suprieures celles observes sur les inclinomtres SB4 et SB6;
lorientation du dplacement de linclinomtre S4 est diffrente de celle des autres. Elle est sud ouest. Sa vitesse de dplacement moyenne est la plus faible et le dplacement concerne un sous-ensemble du grand glissement qui semble dbuter au niveau du square Guessoum en se dveloppant vers le sud-ouest.
Les terrains recoups par les sondages quips en inclinomtres, sont htrognes : limons roux, conglomrats et sables grossiers et appartiennent la formation miocne.
Si lon se rfre la coupe hydrogologique (Fig. 10), les profondeurs de rupture mesures sont localises, prfrentiellement la base de la premire couche conglomratique (inclinomtres SB1 et SB2). Dans les autres inclinomtres, les ruptures se produisent dans les niveaux conglomratiques o la proportion dargile est assez leve. Dans les deux cas, les ruptures sont localises sous le niveau de la nappe. La possibilit dexistence de plusieurs surfaces de ruptures superposes nest pas exclure daprs la structure hydrogologique (Fig. 10), cependant, lallure des courbes inclinomtriques obtenues, ne le conrme pas.
Fig. 14 Mesures des variations angulaires suivant A, sondage SB1
Table 2 Mesures inclinomtriques. Synthse Les valeurs soulignes sont particulirement leves
inclinomtre Prof, forage(m)
prof, surface de rupture (m)
direction de dplacement
dplacement en mm//Vitesse de dplacement en mm par trimestre Observations
Trim 4, 2002
Trim 1, 2003
Trim 2, 2004
SB1 90 1516 N343 E 3//3 13//9 45//32 rupture aprsla mesurede juillet 2003
SB2 90 66,5 N315 E 5//5 15//14 rupture aprsla mesurede mars 2003
SB4 55 18,521,0 N225 E 0//0 3,4//3,4 6,6//3,2 6,8//0,2 tube bouch 21 m SB5 52 8 N325 E 0//0 10//10 38,8//28,6 44,5//5,7SB6 52 7,58,5 N325 E 0 11 16,6 17,7
Trim 2, 2003
Trim 3, 2003
Trim 4, 2003
Trim 1, 2004
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200 R. Bougdal et al.
Suivi des mouvements par nivellement
An de contrler la rgression des zones instables du versant de Blouizdad et de les dlimiter plus prcisment, un systme de surveillance par nivellement de prcision a t mis en place au dbut de lanne 2004.
Le nivellement donne des mesures trs prcises (0,5 mm dincertitude sur le dplacement) qui permettent de dtecter trs tt les dplacements. Des repres spciaux ont t conus pour les sites instables de Constantine.
Plusieurs points de mesures ont t installs suivant des prols traversant les zones instables et cals sur des points extrieurs celles-ci, dans des endroits supposs stables.
Les mesures consistent dceler les variations daltitude des points par rapport la mesure origine du 7/02/2004. Les premiers rsultats obtenus sur un intervalle de temps de 10 mois (entre le 7/02/2004 et le 30/11/2004) montrent trs peu de variations altimtriques, lexception des quartiers Kadi et Kitouni o des tassements de 8 25 cm ont t relevs.
Une instrumentation de ces glissements au GPS a t galement programme. Nous ne disposons pas des rsultats de ces mesures.
Analyse de stabilit
Nous nous trouvons ici en prsence de grands glissements, moyennement profonds et actifs, pour lesquels la pression interstitielle est llment moteur prpondrant. Le dclenchement de ces glissements, probablement antrieurs lurbanisation, est la consquence de phnomnes dont laccumulation a contribu linstabilit des pentes : fracturation, rosion en pied, fortes pressions interstitielles et sismes.
Calculs de stabilit dun glissement dclar
Pour les calculs de stabilit nous avons slectionn la mthode des perturbations, dveloppe au Laboratoire Central des Ponts et Chausses et intgre dans le logiciel de calcul de stabilit des ouvrages et pentes TALREN (Talren 4, Terrasol). Elle est particulirement bien adapte au calcul des ruptures non circulaires qui sont celles observes sur le site. La mthodologie des calculs de stabilit at prsente dans ltude du pont de Sidi Rached (Pin-cent et al. 2008). Nous rappelons juste que les calculs consistent analyser, dans la relation : F = f (u0, U) les
effets des variations de la pression interstitielle U sur le facteur de scurit F, pour des angles de frottement effectif u0; Ftant le facteur de scurit.
Dans cette tude, nous avons distingu quatre zones instables participant au mme mouvement densemble. Elles sont dnommes :
glissement Blouizdad, le plus en amont du site et stendant en aval, jusqu la premire falaise;
glissement Guessoum proche du glissement Blouizdad mais de direction diffrente;
glissement Maquisards se prolongeant jusqu la premire falaise;
glissement Kaidi.
Hypothses des calculs
Quatre vingt trois calculs ont t raliss pour tablir les graphes du coefcient de scurit en fonction de langle de frottement et de la pression interstitielle, traduite en terme de profondeur de nappe.
Ce champ des pressions interstitielles est schmatis par une nappe dont le toit est confondu avec le terrain naturel (TN). Pour simuler leffet dun drainage, le toit de cette nappe est rabattu par bonds de 5 m.
Les hypothses des calculs sont donnes dans le tableau 3 (Table 3) suivant:
Rsultats des calculs et analyse
Les variations du coefcient de scurit en fonction de la profondeur de nappe et de langle de frottement ont t tudies pour chacun des quatre glissements. Nous prsentons titre dexemple les variations du coefcient de scurit obtenues pour le glissement de Blouizdad (Fig. 15)
Lexamen des diffrents graphes de variations du facteur de scurit pour les quatre glissements de terrain permet de relever les points suivants:
Le coefcient de scurit saccrot de 50 % si on rabat la nappe de:
7 9 m pour le glissement de Guessoum, 10 m pour le glissement amont, de Blouizdad, 5 7 m pour le glissement de Kadi.
Les angles de frottement du sol qui peuvent expliquer les glissements avec des champs de pressions interstitielles raisonnables se situent entre 17,5 et 24 . Dans cette fourchette, la valeur de 21 pour langle de frottement, apparat comme la plus vraisemblable. Ce choix est cohrent avec les informations fournies par les essais de laboratoire qui classent le sol la frontire des argiles et limons plastiques.
Effet dun sisme
Leffet dun sisme sur la stabilit des pentes se calcule par une mthode pseudo-dynamique qui prend en compte
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Les glissements de terrain de Blouizdad Constantine, Algrie 201
Table 3 Stability analysis. Calculation hypotheses
Glissement Poids spcique du terrain (kN/m3)
Cohsion (kPa)
Angle de frottement ( )
Profondeur de la nappe(m)
Angle de frottement du sol ( )
Glissement Guessoum
20 0 12, 15, 20,25
Glissement Blouizdad
20 0 12, 15, 20,25
0, -5, -10, -15, -20
Coefcient de scurit
Guessoum 0 -9 17.5 21 1.2 1.5
0.09 -9 17.5 21 0.8 1.0
Blouizdad 0 -10 17.5 21 1.2 1.5
0.09 -10 17.5 21 0.8 1.0
Kadi 0 -7 17.5 21 1.2 1.5
0.09 -7 17.5 21 0.8 1.0
Maquizards 0 -15 17.5 21 0.8 1.0
0.09 -15 17.5 21 0.6 0.8
0, -5, -10,-20
Glissement Maquisards
20 0 12, 15, 20,25
0, -5, -10, -15, -20
GlissementKadi
20 0 12, 15, 20,25
0, -5, -10,-20
Belouizdad Glissement 1
0
0.8
1.1
1.2
0.9
1
1.3
1.4
0.8
1.1
1.2
1.5
1.3
1.6
0.9
1
1.4
1.7
1.5
1.6
1.1
1.2
1.3
1.4
1.7
1.8
1.9
1
2
1.5
1.6
1.1
1.2
1.3
1.8
1.7
1.9
2
-2
-4
position nappe / TN m
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
-20
12 14 16 18 20 22 24
Angle frottement
Fig. 15 Variation du coefcient de scurit en fonction de langle de frottement et de la profondeur de nappe; Glissement de Blouizdad
Table 5 Variation du coefcient de scurit suivant les paramtres sismiques, hydrogologiques et gotechniques
Glissements Acclration horizontale(g)
Position de la nappe/TN(m)
leffet de lacclration sismique sur les contraintes induites dans la masse du terrain. On ne considre ici que leffet dune acclration sismique horizontale.
En envisageant le drainage comme solution principale de stabilisation, la mthodologie de calcul consiste :
se placer tout dabord dans un domaine de paramtres expliquant la rupture hors sisme, avec les paramtres gomcaniques les plus probables (c = 0 kPa, u = 21 ) et les plus dfavorables (c = 0 kPa, u = 17,5 )
adopter le champ des pressions interstitielles qui donne un coefcient de scurit de 1,5 avec les paramtres gomcaniques les plus probables, hors sisme;
calculer le coefcient de scurit pour une acclration horizontale donne. Lacclration adopte dans les calculs : s = 0,09 g, correspond une priode de retour de 100 ans (CGS, 2004).
Les rsultats sont donns dans le tableau suivant (Table 5):
Conclusions
A lexception du glissement Maquisards, les rsultats des calculs sont remarquablement proches. Ceci sexplique par le fait que la gomtrie de ces glissements est semblable et que le drainage est cal (position de la nappe) pour obtenir un coefcient de scurit de 1,5 avec les caractristiques gomcaniques les plus probables, hors sisme : c = 0 kPa, u0 = 21 .
Si lon provoque un rabattement de 10 m environ, le coefcient de scurit, hors sisme, atteint la valeur sufsante de 1,5 environ.
Le rabattement nassurera pas la stabilit des glissements dans le cas dun sisme dont lacclration horizontale dpasserait 0,09 g.
Solutions techniques de stabilisation recommandes
Les travaux gologiques mens sur site de mme que les rsultats des essais inclinomtriques et les calculs de stabilit montrent que les eaux supercielles et souterraines jouent un rle essentiel dans la dstabilisation du versant de Blouizdad. Cest pour cette raison que la recherche des solutions de stabilisation est oriente vers la matrise du facteur eau sous toutes ses formes.
Pour ce qui concerne les eaux supercielles (potables et non potables) le rseau de canalisation doit tre minutieusement examin an de reprer les fuites et rtablir les sections dfectueuses. Le maintien en bon fonctionnement des ouvrages destins contrler les eaux, quel que soit leur type, requiert la mise en place dun programme dentretien particulier.
Pour ce qui concerne les nappes profondes, deux techniques de drainage ont t recommandes dans le cadre de
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202 R. Bougdal et al.
cette tude : les tranches drainantes profondes qui exigent des moyens de terrassements spciaux ou bien les galeries combines des forages drainants rayonnants. Le dimensionnement de ces deux techniques, que nous ne reprendrons pas ici, est prsent dans le rapport dtude du glissement de Blouizdad (DUC, 2004), rapport disponible auprs de la Direction de lUrbanisme de la Wilaya de Constantine.
Il est recommand par ailleurs de protger les berges de loued Rhumel, la base du versant de Blouizdad. Cette protection est destine stopper lrosion dstabilisatrice, sapant la partie aval des glissements. Cette protection sera constitue par des enrochements, ou gabions, dune taille et/ou dun poids tel, quils ne puissent tre mobiliss par le ot auquel ils seront soumis. En outre, ils doivent:
tre agencs, de telle sorte quils ne soient pas affouillables,
ne pas rduire la section dcoulement de loued, tre rsistants la corrosion, dans le cas dune solution impliquant la mise en place de gabions.
Conclusions
Les instabilits de Blouizdad couvrent une surface denviron 30 ha. Elles stendent sur une longueur dun kilomtre entre le boulevard Blouizdad, en amont, et la rive gauche du Rhumel en aval. La largeur varie entre 200 et 300 m. La dnivele entre la tte du glissement (cote 600) et sa base certaine (cote 390) est de lordre de 210 m.
Nous nous trouvons ici en prsence de grands glissements, profonds et actifs, dont le dclenchement initial est vraisemblablement la consquence de phnomnes dont laccumulation a contribu linstabilit des pentes : rosion en pied, fortes pressions interstitielles et sismes. Leur localisation en milieu urbain a provoqu des dgradations intenses dans le bti.
Linvestigation par sondages quips dinclinomtres, montre que les surfaces de rupture sont profondes (6 21 m) et localises dans les argiles rouges, satures et conglomrats miocnes. Lanalyse des calculs de stabilit par le logiciel Talren 4, conrme les glissements de terrains dclars et montre que les pressions interstitielles jouent un rle prpondrant dans leur dclenchement. En effet, le coefcient de scurit saccrot de 50 % si on rabat la nappe de:
7 9 m pour le glissement Guessoum; 10 m pour le glissement de Blouizdad 5 7 m pour le glissement de Kadi.
Deux techniques de drainage ont t recommandes dans le cadre de cette tude : les tranches drainantes profondes qui exigent des moyens de terrassements spciaux ou bien les galeries combines des forages drainants rayonnants. En cas de sismes dont les acclrations dpasseraient 0,09 g, ces rabattements nassureraient pas la stabilit recherche.
Un plan dinstrumentation (mesures, surveillance) a t tabli pour les grands glissements qui affectent la ville de Constantine tels ceux de Blouizdad. Ce plan prvoit dinstaller de nouveaux inclinomtres en les doublant parfois de pizomtres, dans la partie haute du site de manire surveiller lefcacit des solutions adoptes (galeries ou tranches drainantes).
References
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