S'abonner à un flux RSS
 

ANSWER - Evolution d'un chenal de navigation soumis au transport solide IRSTEA - essais physiques

De Wikigeotech

Sommaire

Éléments de contexte

L'évolution des chenaux de navigation à fonds mobiles posent de nombreux problèmes techniques aux gestionnaires d'infrastructures situées dans des estuaires. Les modèles numériques de calcul donnent des réponses très satisfaisantes en termes d'évolutions transversales, et il nous a semblé opportun de mettre en évidence des solutions analytiques pour caler ces outils de simulation. Fredsoe avait en 1978 réalisé des essais dans ce sens et avait obtenu d'excellents résultats. La page de wikhydro en fait état. Cependant, il nous a semblé opportun de reproduire ces essais, afin de mieux comprendre les conditions de déformation latérale des profils et de vérifier que la solution analytique continuait à bien s'appliquer.

Réalisation d'essais dans un canal large à IRSTEA Lyon

Le canal d'IRSTEA à Lyon dans lequel nous avons conduit les essais a été conçu spécialement pour l'étude du transport sédimentaire. Il a une longueur de 18m, une largeur de 1 m, une profondeur de 80 cm. Son fond peut être recouvert de sable sur une épaisseur de plusieurs centimètres. La pente maximale d'inclinaison de ce canal est de 5%.

Une présentation des essais est donnée dans la vidéo ci-dessous.



IRSTEA évolution chenaux de navigation par Wikhydro

Description des expériences

Nous avons mené 4 expériences avec cette configuration.

  • Les trois premières (expériences 1, 2 et 4) présentent le même profil transversal initial (profil a, figure 1) mais des conditions hydrauliques différentes.
  • Pour la 4ième (notée expérience 5) nous avons modifié la forme du profil transversale (profil b, figure 1).

La figure ci-dessous représente les profils initiaux.

Figure 1 : profils transversaux des chenaux pour les expériences 1, 2, 4 et 5

Le sable utilisé présentait les caractéristiques suivantes :

  • d50=813.21 microns
  • d10 = 555.65 microns
  • d90 = 1210.19 microns

Les conditions hydrauliques pour chacune des expériences sont récapitulées dans le tableau 1 ci-dessous.

Expérence Débit Débit mesuré Pente Profil Hauteur d’eau
1 60 L/s 59.5 et 59.8 L/s nulle a 10.2 – 12.0 cm
2 60 L/s 60.1 L/s nulle a 14.0 cm
4 60 L/s 59.6 et 59.1 L/s 0.14 % et 0.14 % a 14.7 cm
5 60 L/s 59.5 et 58.9 L/s 0.14 % et 0.13 % b 16.2 cm

Expérience 1

Le profil suivant montre l'évolution du profil de vitesse dans la verticale.

Umoy exp1 V2.png

Nous avons, pour cette expérience, réalisé 4 profils transversaux au début de l’expérience, après 100 minutes avec un débit liquide de 60 L/s et après 200 minutes.

Image1.1.png Image1.2.png
Image1.3.png Image1.4.png

Les profils obtenus sont présentés sur les figures ci-dessous. A chaque pas de temps, sont présentés les différents profils superposés puis, sur le 4ème encart, la superposition des moyennes des profils pour chacun. Le chenal reste visible tout au long de l’expérience. L’évolution est plus lente que lors de l’expérience 4 car la pente est nulle. Il faut préciser que l’expérience a été arrêtée également à 20 et 50 minutes. Cependant, les profils de scanner ont été fait sous l’eau et ne sont pas exploités à ce jour.

Expérience 2

Le profil suivant montre l'évolution du profil de vitesse dans la verticale.

Umoy exp2 V2.png

L’expérience 2 peut être comparée à l’expérience 1 pour lesquelles les conditions sont similaires : même débit d’entrée de consigne, même sable, même pente. Cependant cette expérience n’a pas été interrompue. Nous avons donc obtenu que les profils initiaux et après 200 minutes d’écoulement.
Les résultats sont présentés de manière similaire à celles de la figure 2.
Compte tenu de la dispersion des différents profils à un instant donné, il semblerait que les arrêt n’aient eu que peu d’impact.

Image2.1.png Image2.2.png
Image2.3.png ]

Figure 3 : Évolution des profils en travers du chenal - état initial et après 200 mn

Expérience 4

Le profil suivant montre l'évolution du profil de vitesse dans la verticale.

Umoy exp4 V2.png

Nous avons, pour cette expérience, réalisé plusieurs profils transversaux au début de l’expérience, après une heure avec un débit liquide de 60 L/s et après 3h.

Les profils obtenus sont présentés sur les figures ci-dessous. A chaque pas de temps, sont présenté les différents profils superposés puis, sur le 4ème encart, la superposition des moyennes des profils pour chacun.
A t=1h le chenal est encore clairement visible tandis qu’après 3h d’écoulement, il est complètement comblé.

Image4.1.png Image4.2.png
Image4.3.png Image4.4.png

Expérience 5

Idem que pour l’expérience 4. Le profil suivant montre l'évolution du profil de vitesse dans la verticale.

Umoy exp1 V2.png

Pour cette expérience pour laquelle la pente transversale était plus forte, dès 1 h d’écoulement, le chenal est comblé.

Image5.1.png Image5.2.png


Le créateur de cet article est Jean-Michel Tanguy
Note : d'autres personnes peuvent avoir contribué au contenu de cet article, [Consultez l'historique].

  • Pour d'autres articles de cet auteur, voir ici.
  • Pour un aperçu des contributions de cet auteur, voir ici.


Le créateur de cet article est Céline Berni
Note : d'autres personnes peuvent avoir contribué au contenu de cet article, [Consultez l'historique].

  • Pour d'autres articles de cet auteur, voir ici.
  • Pour un aperçu des contributions de cet auteur, voir ici.
Outils personnels