Contribution à la modélisation numérique de l'évolution morphologique des cours d'eau aménagés lors de crues

par Pierre Balayn

Thèse de doctorat en Sciences. Mécanique

Sous la direction de Bernard Gay.

Soutenue en 2001

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Bernard Gay.


  • Résumé

    La modification du lit des cours d'eau lors des crues perturbe les activités humaines. Elle peut favoriser les inondations, menacer la ressource en eau (drainage de la nappe phrééatique, comblement des retenues),déstabiliser les ouvrages (ponts, digues, seuils) et de manière plus large perturber leur exploitation (sédimentation dans les canaux d'irrigation ou les collecteurs d'assainissement). Pour mieux comprendre les mécanismes et prévoir leurs effets, un modèle conceptuel d'évolution de la forme et de la composition du lit est proposé. Son originalité réside dans la représentation synthétique des caractéristiques sédimentaires par deux descripteurs : un diamètre et un paramètre d'étendue granulométrique. Sur ce principe, la notion de compartiment sédimentaire est définie et utilisée dans le modèle de bilan solide. Cette modélisation a l'avantage d'éviter un découpage arbitraire de l'étendue granulométrique en fractions et permet en outre un calcul intrinsèque de l'épaisseur de la couche de mélange. Le modèle est mis en oeuvre dans un code monodimensionnel. Il est testé à la fois sur des cas théoriques et sur des mesures de laboratoire. Dans l'ensemble des situations modélisées, son comportement géomorphologique est satisfaisant. Trois applications à des cas réels sont considérées. Elles illustrent des situations extrêmement variées : chasses hydrauliques en collecteur d'assainissement, sédimentation de particules fines en canal d'rrigation et passage de crues dans un bief de rivière. Les résultats du calcul montrent la pertinence du modèle d'évolution de la forme du lit et de sa composition. Les prédictions qualitatives sont conformes aux attentes et les prévisions quantitatives largement acceptables. Le recours à une méthode de lissage des paramètres géométriques pourrait encore améliorer les résultats.


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  • Détails : 1 vol. (138 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 118-122

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