Évolution d'un lit de rivière en fonction des apports

• Auteur / Autrice : Kamal El Kadi Abderrezzak
• Direction : Bernard Gay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cours d'eau

Granulométrie

Sédiments (géologie) -- Transport

Résumé

Ce travail présente la modélisation numérique de l'évolution morphologique d'une rivière aménagée et peu sinueuse dont le mode de transport solide dominant est le charriage. Un code de calcul monodimensionnel (1-D) est présenté. Il permet de prévoir comment une rivière adapte sa morphologie en fonction des changements de conditions hydrauliques et sédimentaires. Le modèle simule les principaux processus d'érosion et de sédimentation, à l'échelle des temps de plusieurs années et sur des échelles spatiales de plusieurs centaines de mètres à quelques dizaines de kilomètres. La description synthétique des sédiments s'appuie sur deux paramètres : un diamètre représentattif et un facteur d'étendue granulométrique. Le modèle repose sur les équations de bilan (continuité solide et liquide, quantité de mouvement), complétées par une loi de chargement qui introduit systématiquement un retard spatial du débit solide par rapport à sa valeur à l'équilibre. Ce système d'équations est résolu de façon couplée par un schéma explicite aux volumes finis à 5 points. Le modèle propose plusieurs fonctionnalités : le calcul de la répartition de la contrainte hydrodynamique par la Méthode des Perpendiculaires Confondue, l'introduction de l'effet de la pente transversale sur la contrainte critique de mise en mouvement et l'opération de démixage permettant de rendre compte du phénomène de tri granulométrique. En outre, plusieurs méthodes sont proposées pour calculer la déformation de la section en travers. Le modèle est testé sur divers cas théoriques et expérimentaux représentatifs de situations rencontrées en rivière (cassure de pente, élargissement, piégeage de sédiments, onde de rupture de barrage sur fond mobile). Sur l'ensemble des cas modélisés, le code de calcul répond de manière pertinente à la modification de certains paramètres du transport solide. Quatre applications à des cas réels sont considérées : la rivière Ha!Ha!, deux tronçons de la rivière Raba et un bief de la Loire situé dans le secteur d'Ingrandes. Les résultats montrent la cohérence du modèle mais également les limites d'une modélisation monodimensionnelle