Transport sédimentaire induit par un courant : effet du disponible sédimentaire

Sediment transport induced by a current : effect of supply limitation

• Auteur / Autrice : Melanie Vah
• Direction : François Marin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance le 28/06/2019
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université du Havre (1984-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire ondes et milieux complexes (Le Havre, Seine-Maritime)
• Jury : Président / Présidente : Alain Trentesaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Suanez, Armelle Jarno-Druaux, Sophie Le Bot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Garlan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Barres sableuses

Structures sédimentaires

Sédiments (géologie) -- Transport

Mots clés libres

Modélisation physique

Transport sédimentaire

Dunes sous-marines

Rides sous-marines

Vitesse de migration

Zones côtières

Seuil de mise en mouvement

Sedimentary transport

Underwater dunes

Set threshold

Résumé

La quantité de sable mobilisable sur un fond sédimentaire, ou disponible sédimentaire, a un impact important sur la morphodynamique du fond sédimentaire. Il existe de nombreuses zones côtières soumises à cette limitation du disponible sableux et qui jouent un rôle dans les phénomènes d'érosion-engraissement des plages ou bien peuvent impacter les activités humaines. L'impact de la quantité de sable mobilisable sur la morphodynamique d'un fond sédimentaire soumis à un courant est étudié expérimentalement dans un canal à courant. La vitesse de l'écoulement est telle que la contrainte au fond soit supérieure à la contrainte critique de mise en mouvement des sédiments. L'évolution temporelle des longueurs d'onde des rides montre une dépendance avec le disponible sédimentaire. Il en est de même la hauteur ou la longueur d'onde des structures à l'équilibre. Une ré-analyse des données in-situ de Ferret 2011 est effectuée et les résultats obtenus sur les vitesses de migration sont comparés aux résultats expérimentaux. La dépendance du transport sédimentaire par charriage et de la vitesse de migration avec le disponible sédimentaire peut être modélisée par l'ajout d'un facteur dépendant de la fraction surfacique du fond couverte de sédiment mobilisable. L'impact du disponible sédimentaire sur le seuil de mise en mouvement des sédiments est également abordé de manière expérimentale avec différentes rugosités pour le fond immobile. Deux méthodes de détection du seuil de mise en mouvement sont développées de manière à automatiser au maximum la mesure. L'impact des rugosités testées et du disponible sédimentaire sur le seuil de mise en mouvement de sédiments homogènes, faiblement hétérogènes et coquilliers est étudié expérimentalement.

The amount of sand that can be mobilized on a sedimentary bed or sediment supply, has an important impact on the bed morphodynamics. There are many coastal areas subjected to the limitation of sediment that can play a significant role in the erosion-accretion processes of beaches or can impact human activities.The impact of sediment supply on the morphodynamics of a sedimentary bed subjected to a current is experimentally studied in a current flume. The flow velocity is such that the bottom shear stress is higher than the critical shear stress for sediment threshold. The temporal evolution of ripple wavelength shows a significant dependence with the sediment supply. It is the same with parameters such as the height or the wavelength of the bedforms at equilibrium. A re-analysis of field data from Ferret 2011 is performed and the obtained results for the bedform migration velocity are compared with the experimental results. The influence of the sediment bedload transport and the migration velocity with the sediment supply can be modeled by the addition of a factor depending on the fraction of the bottom covered with movable sediment. The impact of the sediment supply on the sediment threshold is also experimentally studied with different roughness for the immobile bottom. Two methods of detection of the sediment threshold are developed in order to automate the acquisition and process as much as possible. The impact of the bottom roughness and the sediment supply on the sediment threshold for homogeneous, weakly heterogeneous and shellfish sediment is experimentally studied