Modelisation numerique de l'evolution du lit des torrents

par Philippe Alexandre

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Pierre Evesque.

Soutenue en 1997

à Grenoble 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail presente la modelisation du phenomene de charriage en torrents d'un point de vue theorique, experimental et numerique. Un modele diphasique de saint-venant decrivant le transport solide par charriage est presente. Aux equations de l'hydraulique a surface libre, on couple un systeme d'equations similaire regissant la phase granulaire, developpe en variables vitesse-concentration granulaire, a partir des principes de conservation et des transferts de masse et d'energie entre le lit et le fluide. La formation des structures morphologiques de type bancs alternes est considere ici comme un phenomene d'instabilite induit par l'interaction lit-ecoulement. Une analyse de stabilite lineaire s'appuyant sur un modele de transport solide pseudo-instationnaire (couplant l'hydraulique a une equation d'evolution du lit) est alors comparee a des experiences sur modeles reduits et permet de determiner les criteres physiques caracterisant le phenomene de meandrement. Deux modeles numeriques de transport solide 1d et 2d sont developpes en differences finies. Le modele 1d est valide sur divers cas experimentaux : ruptures de pente, retrecissements et elargissements de canaux. Le modele 2d contient notamment une formulation originale des equations de l'hydraulique a surface libre en regime permanent, basee sur l'existence d'une fonction de courant qui verifie par definition l'equation de conservation de la masse. Une methode numerique reposant sur cette formulation est proposee et fournit des resultats tres satisfaisants. Son couplage avec l'equation de transport solide 2d conduit numeriquement a une destabilisation du lit et a la formation de bancs alternes dans un cas simplifie.


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Informations

  • Détails : 216 P.
  • Annexes : 119 REF.

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