Approche expérimentale et numérique en morphodynamique des cours d'eau : application à la gestion de la mobilité latérale de la Moselle sauvage

Experimental and numerical approach in river morphodynamics : application to the management of the lateral mobility of the Moselle river

• Auteur / Autrice : Guillaume Piasny
• Direction : Laurent Schmitt, Pascal Finaud-Guyot, Pierre-André Garambois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 08/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire image, ville et environnement (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Geoffrey Houbrechts
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hélène Roux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Recking, Mário Jorge Franca

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments (géologie) -- Transport

Géomorphologie

Mots clés libres

Morphodynamique

Transport sédimentaire

Modélisation hydro-sédimentaire

Morphodynamic

Sediment transport

Hydro-sedimentary modeling

Résumé

Cette thèse porte sur le suivi et la modélisation de la morphodynamique du dernier tronçon de grand cours d'eau à lit mobile du nord-est de la France, situé au sein de la réserve naturelle régionale de la Moselle Sauvage. Bien que ce tronçon ait été relativement épargné d’actions anthropiques directes, la propagation de réajustements morphologiques initiés par des interventions effectuées en amont et en aval de ce secteur impacte le fonctionnement actuel de l’hydrosystème. Afin d’évaluer et d’anticiper ces impacts, un diagnostic hydromorphologique fin, reposant sur (i) une analyse historique, (ii) des mesures in situ multi-sources et (iii) des modélisations numériques, a été réalisé. La mise en cohérence modèle-données, réalisée selon une méthodologie inédite basée sur des échelles spatio-temporelles emboitées, a permis d’améliorer à la fois la connaissance des processus physiques et l’estimation des paramètres-clés du transport sédimentaire, tels que la contrainte critique de mise en mouvement et le taux de transport sédimentaire pour différentes tailles de particules. Ces travaux doivent permettre d’étudier différents scénarios de gestion, voire de restauration de la morphodynamique du cours d’eau.

This thesis focuses on the monitoring and modeling of the morphodynamics of the last reach of a large mobile-bed river in northeastern France, located within the regional nature reserve of the "Wild Moselle." Although, this reach has been relatively spared from direct human activities, the propagation of morphological readjustments initiated by interventions carried out upstream and downstream of this sector impacts the current functioning of the hydrosystem. In order to assess and anticipate these impacts, a detailed hydromorphological diagnosis, based on (i) historical analysis, (ii) multi-source in situ measurements, and (iii) numerical modeling, was conducted. Achieving model-data consistency, using an innovative methodology based on nested spatio-temporal scales, has improved both the understanding of physical processes and the estimation of key parameters of sediment transport, such as the critical shear stress and the sediment transport rate for different particle sizes. This work aims to explore various management or restoration scenarios of the river morphodynamic.