genie civil et geotechnique

*Introduction :

   Depuis plusieurs siècles, l’aridité et la semi-aridité des espaces occupés par les habitants du sud Algérien en bordure du Sahara ont été a l’origine d’utiliser les moyens les plus divers pour maîtriser les techniques de reconnaissance, de captage et de distribution de l'eau quelle soit : superficielle (oueds, sources...) ou souterraine (nappes...)

    Le développement agricole et la fixation de populations entières dans certaines zones arides sont devenus possible grâce à la mise en place d'une technique qui était à son époque et qui reste d'une importance capitale pour l'irrigation de certains périmètres : La FOGGARA.

    Ce système fabuleux d'irrigation, permet par gravité de distribuer équitablement des quantités d'eau dans le périmètre en fonction des surfaces et des végétaux existants notamment des cultures vivrières (maraîchages, palmiers dattiers...) ainsi que l'entretien d'un microclimat équilibré.

   Elles sont par la même conduite au point d’utilisation et ce, au moyen d’une pente régulière inférieure a la pente générale du sol, connus sous le nom de Qanâts ou Kaniz en Iran, et Khettara au Maroc.

   Cette technique des eaux aurait pris naissance dans les royaumes d’Urartu, Iran, c’est répondu vers l’est jusqu’au Inde, vers le sud jusqu'à l’Arabie, l’Egypte et l’Afrique du nord vers l’ouest jusqu’en Espagne, enfin dans le nouveau monde.

                                                                   700AV                                              500AV

                                                                                                     700/600 AV

   Dans ce titre on va traiter les applications de cette technique dans le moyen orient et précisément l’Iran.

   Cette technique est apparu au nord-ouest du plateau iranien vers la fin du I^er millénaire av. J.-C. et a été développé à partir des techniques minières. Le qanât, qui est comparable à un aqueduc souterrain, s'est ensuite répandu sur le plateau iranien et encore plus loin au temps des achéménides, permettant d'ouvrir de nouvelles zones au peuplement humain

1/Définition :

   Un qanât (en persan) est un système de captage des eaux souterrains permettant de récolter les eaux d'infiltration. Il est aussi appelé foggara dans les régions du Gourara et d'Adrar et khettara au Maroc comme on a déjà dit, Il est donc différent d'un aqueduc car l'eau est déjà là. Un qanât est construit par le perçage d'un tunnel dans une falaise, un scarp ou une base d'un secteur montagneux, suivant une formation aquifère.

1-1/Objectif :

    Le but est d'apporter l'eau à la surface ou il peut être utilisé pour l'irrigation des terrains agricoles. L'eau n'est pas apportée jusqu'à la surface mais plutôt à l'extérieur : sur la surface irriguée. ainsi l’objectif est  d'introduire une nouvelle approche dans l'économie de la ressource hydrique notamment par une gestion rationnelle de la distribution de l'eau.

1-2/Principe :

    Les tunnels sont extrêmement horizontaux et précis, avec une pente pour permettre à l'eau de s'écouler à la surface du sol. Sans qu’il soit besion de dispositifs elevatoires ; ils acheminent l’eau depuis les cones de déjections ou les formations d’aquifere jusqu’aux vallées agricoles.

1-3/Géométrie et ordre de grandeur :

   L’ouvrage se compose d’une galerie de section variables en générale 50 a 80cm de large et de 90 a 150cm de haut, les puits n’ont aucune fonction hydraulique ; ils permettent de creuser la foggara et de l’entretenir ultérieurement.La longueur des galeries varie de 1 a 70km

   Un qanat délivre typiquement un débit de 8000 m³ par période de 24 heures. figure ci-dessous :

Section transversale d'un qanât

   Il faut parfois plusieurs décennies pour réaliser un qanât de longueur importante. Mais une fois achevées ces ouvrages peuvent fonctionner sans problèmes avec des coûts d'exploitation très faibles durant des siècles. L'aspect extérieur d'un qanât est typique puisqu'il correspond à une série de cratère en terre (ou bien d'un petit mur de brique) autour de chaque ouverture de puits. Cette disposition empêche les eaux de crues brutales (ou avalisions) d'inonder le puits et d'affouiller les parois. Les eaux d'un qanât sont utilisées pour l'irrigation des oasis cultivées qui doivent leur présence dans le désert à ce mode d'alimentation sûre et ininterrompue d'eau.

Schema generale de Qanat :

(1) Infiltration part of the tunnel
(2) Water conveyance part of the tunnel
(3) Open channel
(4) Vertical shafts
(5) Small storage pond

   Des efforts ont été déployés en Iran afin de mécaniser la construction des qanâts, sans toutefois être couronnés de succès. Dans certains cas les qanâts sont parfois associés à des pompes mécaniques, dans ce cas un qanât court presque horizontale attaque la nappe phréatique au niveau le plus haut. Dans ce cas le fonds du qanât ne suit pas la pente du plan d'eau de la nappe, le qanât dans ce cas crée une sortie artificielle de la nappe à une côte supérieure au plan d'eau local de la nappe. L'eau est ensuite emmagasinée dans une cuvette ou une citerne aménagée sur une plate-forme se trouvant au-dessus du niveau local de la nappe phréatique, mais en même temps au-dessous du terrain naturel. Une pompe diesel est installée sur cette citerne ou cuvette pour élever l'eau à la surface. Cette solution est utile si l'on vent d'un côté écouler le qanât dans des difficiles, ou bien lorsque les terrains à irriguer se trouvent au-dessus de la débouchée naturelle de la nappe transportée par gravité dans un qanât.

   On trouve de nombreux qanât en Iran à fleur de terre notamment à Yazd. On en trouve aussi en Chine, en Afghanistan, en Libye, etc…

2/Application de la technique Foggara dans les pays du moyen orient :

   Elle est appelée également Qanât, cette technique a eu une application très vaste dans le monde arabe et islamique surtout dans le moyen orient soit au passer ou actuellement

   Par exemple Les fouilles de `Ayn-Manâwîr, dans l'oasis de Kharga en Égypte,  les qanâts mis au jour par ces fouilles de la deuxième occupation humaine à partir du milieu du -V<sup>e</sup> siècle, dite époque « perse », certains ayant été repris quatre siècles plus tard à l'époque « romaine ». L'exploitation des ressources hydriques comportait les opérations et dispositifs suivants : la collecte des eaux dans un aquifère, leur acheminement de la zone de collecte vers la zone irriguée en plaine, le contrôle du débit par des bassins et des barrages, un système de répartition et le réseau d'irrigation.  près du quart des 400 ostraca de céramique trouvés à `Ayn-Manâwîr sont des contrats concernant les transactions sur les droits de propriété et d'usage de l'eau d'irrigation des cultures.

   Mais ses techniques ont trouvé surtout leurs applications dans l’Iran

3/Exemple d’application : La qanât en Iran :

   les variations de caractéristiques (longueur, profondeur, type de sol creusé…) que l'on peut trouver entre les qanâts, ils mesurent typiquement plus de 500 m et le "puits mère" où commence le canal est profond de plus de 10m. Le plus long qanât connu mesure plus de 50 km (à Kermân) et le puits mère le plus profond mesure plus de 300 m (à Gonabad). Yazd, Kermân et Gonabad sont les zones les plus connues pour leur dépendance à un système extensif de qanâts.

Escaliers menant à un qanât, Kashan.

   La manière de construire les qanâts diffère beaucoup de la méthode de construction des barrages et demande une organisation politique et une planification beaucoup moins grande. Le type d'investissement demandé par la construction et la maintenance d'un qanat est plus adapté à l'environnement des hauts plateaux. Les marchands ou les propriétaires terriens se rassemblaient en petits groupes afin de financer la construction d'un qanat. L'unification politique n'a donc pas été facilitée par ce procédé. Quand les parts d'un qanat sont disproportionnés, des problèmes existent quant à la maintenance du système, et ces difficultés ont été citées dans les arguments contre la réforme agraire des années 1960.

   Au milieu du XX^e siècle, il est estimé qu'environ 50 000 qanâts étaient en exploitation en Iran. Le système a l'avantage de subsister aux désastres naturels (tremblements de terre, inondations…) et humains (destructions en temps de guerre), et d'être peu sensible aux niveaux de précipitation. Un qanât délivre typiquement un débit de 8000 m³ par période de 24 heures. comme on a reporté souvent.

3-1/Description géographique de région kerman et yazd :

3-1-1/Province de Kermân :

    La Province de Kermân est une des 30 provinces d'Iran. Elle est située dans le sud-est du pays. La province de Kermân est la deuxième plus grande du pays avec une superficie de 181714 km². Sa capitale est Kermân. La population de la province est d'environ 2 millions d'habitants. Les villes principales de la province sont: Baft, Bardseer, Bam, Jiroft, Rafsanjan, Zarand, Sirjan, Shahr-e-Babak, Kermân, Mahan and Kahnooj.

    En 1996, 52,9% de la population vivait en zone urbaine et 46% en zones rurales. Les 1,1% restant étaient comptés comme non résidents. La ville de Kerman (400000 habitants) regroupe environ 80% des urbains, étant la ville la plus grande et la plus développée de la province.

Géographie :

   Une ancienne glacière, appelée yakhchal, construite à Kermân, Iran, pendant le moyen-âge, afin de stocker de la glace pendant l'été.

   Les altitudes de la province sont dans la continuation des chaînes de montagne centrales de l'Iran. Elle s'étendent depuis les hauteurs volcaniques d'Azerbaïdjan, sont liées au plateau central iranien, et se terminent au Balouchestan. Ces chaînes de montagne ont créés de vastes plaines dans la province de Kerman. Les monts Bashagard et Koohbanan sont les plus hauts de la région et possèdent des sommets comme les Toghrol, Aljerd, Palvar, Sirach, Abareq et Tahrood. Les autres chaînes s'étendant de Yazd à Kerman et Challeh-ye-Jazmoorian, ont des sommets tels que Medvar, Shahr-e-Babak, Kooh Panj, Chehel Tan, Lalezar, Hezarbahr, Aseman et d'autres. Le sommet le plus haut est le Mont Hezar, d'une altitude de 4465 m au dessus du niveau de la mer.

   Le climat de la province varie selon les régions. Les régions du centre, du nord, et du nord-ouest ont un climat sec et modéré, alors que le sud et le sud-est sont relativement chauds et humides. La ville de Kerman et sa région ont un climat semi-modéré et sec, avec des températures moyennes maximales de 39,6°C et minimales de -7°C. La température moyenne des mois de mars à juin est de 20 à 25°C. Ces mois sont les plus indiqués pour une visite dans cette région.

La géologie :

   Dix espèces de Trilobites appartenant à 4 genres de la sous-famille Asteropyginae DELO sont décrites du Dévonien (Givétien-Frasnien) de Kerman spèces sont nouvelles Neocalmonia lutensis nov. sp., Neocalmonia yazdii nov. sp. et Radiopyge sardarensis nov. sp. L'examen de ce matériel a nécessité la révision de Heliopyge sharudensis (PILLET, 1974) du Givétien de l'Elborz oriental ainsi que celle de Neocalmonia quadricosta PILLET, 1969, espèce-type du genre Neocalmonia, du Frasnien d'Afghanistan. La reconnaissance de genres et d'espèces communs avec le Givétien et le Frasnien d'Afghanistan souligne les relations étroites qui existaient entre ces deux régions. Les genres Bradocryphaeus, Heliopyge, Neocalmonia, Radiopyge, représentés par des espèces voisines, sont communs à l'Iran, à l'Afghanistan et à l'Europe occidentale. Leur présence confirme l'appartenance de ces ensembles, pendant le Dévonien, au domaine Nord-Gondwanien

   Nous présentons de nouvelles données cartographiques, pétrographiques et géochronologiques (⁴⁰K---⁴⁰Ar), qui montrent que le complexe basique–ultrabasique de Sikhoran, en Iran central, (1) représente un ancien fragment de lithosphère océanique (ophiolite), d'âge Paléozoïque, et (2) présente une longue histoire géologique, jalonnée par de multiples événements magmatiques, métamorphiques et tectoniques. Cette histoire va bien au-delà de la simple obduction d'un complexe ophiolitique sur une marge continentale. Dès le Permien supérieur, à la suite d'une remontée de manteau en arrière d'une zone de subduction téthysienne, l'ouverture d'un bassin,en extension décrochement a provoqué l'intrusion de multiples filons et plutons de magma basique chargé de fluides, à travers un complexe basique–ultrabasique et sa couverture métamorphique. Plusieurs bassins à volcanisme sous-marin abondant se sont développés au Jurassique, dont les dykes d'alimentation sont probablement représentés par les essaims de dykes de diabase recoupant tout le massif de Sikhoran et sa couverture métamorphique.

*La source de Hosseyn-Abâd de Râien, Kermân :

Cette source est située à 33 km au nord-ouest de Râien à Kermân. Les sédiments alluviaux de la 4^e ère géologique, abondants dans les environs de Kermân, offrent à cette source des propriétés minérales importantes. L’eau de cette source, dont la composition ressemble aux eaux minérales de Vichy, est du type bicarbonaté-sodium. Elle facilite la digestion grâce à l’alcalisation de l’estomac et améliore le fonctionnement du pancréas et du foie.

*Le gisement de démantoïdes :

   Le gisement de démantoïdes d’Iran se situe dans la partie, Sud-Est du pays , au niveau de la province de Kerman,

à environ 150 km de la ville de Jiroft, entre les villages de Bagh Borj et Soghan (Douman et al., 2004). La mine se trouve à une altitude de 1500 m et consiste en des tunnels et des puits ,parcourant une surface de 500 m2.

   La géomorphologie de la province de Kerman est très variable  : la partie Est est désertique, et les parties centrale et Sud-Ouest sont montagneuses. Il est possible de reconstituer la géologie de cette province comme suit : des séquences sédimentaires paléozoïques-mésozoïques se rencontrent à Zarand, Ravar, Kerman et Mahan.

3-1-2/Province de Yazd :