Fonctionnement et modélisation du drainage souterrain dans les sols en pente

par Tarik Hartani

Thèse de doctorat en Mécanique des sols, matériaux, structures

Sous la direction de Jean-Marie Fleureau.


  • Résumé

    Une modélisation quasi analytique du fonctionnement hydrologique et hydraulique des réseaux de drainage implantés dans les terrains en pente est proposée. Les équations développées s’appliquent à des sols homogènes dans lesquels les canalisations de drains, installées perpendiculairement à la plus grande pente, reposent sur un plancher imperméable. L’écoulement de l’eau dans le sol supposé saturé, se fait suivant des lignes de courant parallèles à la direction du plancher imperméable. L’intégration spatiale de l’équation de continuité et de l’équation dynamique conduit à un système d’équation différentielles comprenant quatre facteurs de forme de nappe, as derniers étant déterminés en régime permanent pour des pentes à 8 à 30 %. L’intégration temporelle des équations différentielles utilise un schéma numérique explicite, ce qui permet de calculer au pas de temps horaire des débits et des hauteurs de nappes maximales ; Une gestion conceptuelle de la zone non saturée du sol est associée aux équations afin d’adapter le modèle aux conditions de terrain. La théorie est validée par rapport à des mesures débitmétriques et piézométriques recueillis sur le champ expérimental de Viry (Haute-Savoie), où la pente topographique est égale à 8 %. Dans un premier temps, les principales hypothèses de la modélisation sont discutées de manière à établir les limites de validité des équations. Les saisons de drainage, le bilan hybrique sur les parcelles, le plancher imperméable, l'homogénéité du sol et les formes de nappe sont étudiés. Les tendance de fonctionnement hydrologique et hydraulique des réseaux de drainage sont interprétées en fonction des profils pédagogiques des séries de sol et des techniques de drainage. Les paramètres du modèle sont déterminés par le calage de courbes théoriques de tarissement non influencé sur des mesures de débits et de hauteurs de nappe, la méthode développée étant inspirée des acquis en sols horizontaux. Les chroniques horaires des débits et de hauteurs maximales de nappe sont confrontées aux mesures de terrain en s'intéressant particulièrement à la phase de pointe, cette dernière étant caractérisée sur le site de Viry par des intensités maximales de débit de l'ordre de 101/s/ha. Une étude de sensibilité du modèle aux paramètres hydrodynamiques et aux facteurs de forme de nappe est conduite afin d'améliorer la compréhension du fonctionnement du modèle, les résultats étant à chaque fois comparés à ceux des sols horizontaux. Le modèle est ensuite appliqué à l'étude du rôle de la pente dans la génèse des débits de pointe et dans le rabattement des nappes, une pente de 14 % étant considérée pour compléter l'analyse. Les conséquences sur le calcul du débit du projet et des écartements de drains dans les sols en pente sont finalement discutées.

  • Titre traduit

    Subsurface model for drainage of sloping land


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Informations

  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 197-204

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  • Bibliothèque : CentraleSupélec. Bibliothèque.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 57872
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