pdf, 12 MiB - Infoscience - EPFL

Résumé
En disposant des nervures verticales sur le mur de rive extérieur, une influence marquante sur le
processus d'érosion et sur l'écoulement peut être observée (§ 6). La macro-rugosité a les effets suivants:
• La profondeur d'érosion le long du mur de rive extérieur est réduite de manière significative
et les fosses d'érosion sont considérablement atténuées.
• En augmentant la rugosité du mur de rive, la première fosse d'érosion se déplace vers l'aval,
tandis que la deuxième reste à peu près au même endroit.
• Les oscillations considérables de la surface libre et de la profondeur d'érosion, observées
sans les nervures, sont réduits de 50% environ et l'érosion de développe d'une manière plus
douce.
• Le champ de vitesse subit des modifications importantes: les vitesses les plus élevées sont
éloignées du mur extérieur, ce qui réduit l'érosion au pied de fondation de murs de protection.
• Le long du mur de rive extérieur, une cellule secondaire peut être observé près de la surface
libre. Sa taille montre une corrélation significative avec la réduction d’érosion.
• Un espacement des nervures optimal est primordial, puisqu'une distance entre nervures non
adaptée peut conduire à une augmentation de l'érosion.
• La capacité de transport en courbe est réduite. Dans des rivières naturelles, ce phénomène
est compensé par une augmentation de la pente longitudinale.
• Les extrémités amont et aval du virage sont également influencées par les nervures: à
l'amont, la hauteur d'eau augmente due aux pertes de charge en courbe et à l'aval on trouve
de l'érosion supplémentaire à l'axe du canal.
• Le tri granulométrique n'est pas influencé de manière significative. Seule la taille de la surface
sur laquelle les gros graviers s'accumulent augmente.
Hormis ces observations, le rapport présente une nouvelle équation d'érosion empirique, basée sur
des paramètres physiques, pour l'estimation de la profondeur d'érosion maximale dans des rivières
de montagne avec une granulométrie étendue (§ 7). Ces paramètres sont la hauteur d’eau moyenne
rapportée à la largeur du canal, un paramètre combinant la vitesse moyenne de l’écoulement au
rayon hydraulique et finalement l’angle de frottement des sédiments composant le lit. La topographie
du profil en travers à l’endroit de l’érosion maximale peut être approchée par la même équation.
L’estimation de la réduction de l’érosion due à la présence de la macro-rugosité peut être effectuée
à l’aide d’une relation dépendant de l’espacement entre les nervures, du rayon hydraulique, du
nombre de Froude et de la différence entre la tension de frottement adimensionnelle effective
(paramètre de Shields) et sa valeur critique (§ 7).
Finalement des recommandations pour les ingénieurs praticiens (§ 8.3) sont données afin de faciliter
la mise en place de nervures sur des murs de rive, comme éléments de macro-rugosité.
Mots clés
Transport de sédiments en courbe, érosion en courbe, rivières de montagne, essais en laboratoire, tri granulométrique,
lit formé de gros graviers, pavage, champs de vitesses moyennes, macro-rugosité, nervures verticales
page vi / November 9, 2002
Wall roughness effects on flow and scouring