Ecoulements de surface et érosion

par Olivier Devauchelle

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Stéphane Zaleski.

Soutenue en 2007

à Paris 6 .

mots clés

• Equations de Saint-Venant
• Erosion
• Géomorphologie
• Bancs
• Méandres
• Rides
• Ligne de contact mobile
• Equation de lubrification

Résumé

L'écoulement laminaire d'un liquide sur un lit granulaire conduit à la formation de divers motifs d'érosion (bancs, méandres, tresses et rides) rencontrés en Géomorphologie fluviale, où les écoulements sont turbulents. En se fondant sur des modèles simples (équations de Saint-Venant, transport par charriage), la présente étude aborde ces systèmes par des méthodes analytiques et numériques. Un modèle de berges érodables est établi pour des micro-rivières. L'étude de leur stabilité éclaire différents phénomènes pour lesquels l'influence des conditions aux bords est cruciale. L'évolution non-linéaire de l'instabilité de banc conduit à l'apparition de fronts d'érosion en forme de chevrons. Le développement des rides est succinctement abordé. Enfin, la théorie de la lubrification est mise en oeuvre pour établir l'existence d'une ligne de contact mobile sur un solide poreux extrait d'un liquide, et sa disparition au profit d'un film de Landau-Levich-Derjagin, au-delà d'une vitesse critique.

Titre traduit

Surface flows and erosion

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