Assistance au calage de modèles numériques en hydraulique ... - TEL

3.1 ESTIMATION D’UNE VALEUR A PRIORI DES PARAMÈTREStions suivantes 3 . Nous proposons d’intégrer ces différentes méthodes dans une procéduresynthétique d’estimation d’une valeur du coefficient n de Manning correspondantà un tronçon donné.Parallèlement à nos travaux s’est déroulée, dans le cadre du projet Reducing Uncertaintyon River Flood Conveyance, une importante revue bibliographique d’environ 700références sur le sujet de la résistance à l’écoulement (Fisher et Dawson, 2003). Nousne prétendons pas recouvrir ici l’ensemble de ce domaine, mais uniquement les travauxpertinents dans le cadre du calage d’un modèle hydraulique. Nous nous sommes parexemple restreints à des études sur des rivières à fond non sableux, pour rester dans leshypothèses du modèle conceptuel décrit dans le chapitre précédent.3.1.1 Analyse des composantes de la résistance à l’écoulementNous avons vu précédemment (section 2.3.1, p. 36) que la résistance à l’écoulement,et donc le coefficient de résistance n par exemple, possédait des origines diverses.Dès 1929, Ramser cite parmi celles-ci les irrégularités du périmètre mouillé, la nonuniformité des sections en terme de taille et de forme, la végétation et les obstructionsà l’écoulement.L’équation de CowanLa détermination d’une valeur du coefficient n de Manning par les ingénieurs reposebien souvent sur une approche soit intuitive soit arbitraire, comme constaté parCowan (1956) :There seems to have developed a tendency to regard the selection of n for natural channelsas either an arbitrary or an intuitive process.Dans le but de redonner un fondement scientifique à cette estimation, il propose uneformalisation de la dépendance du coefficient n de Manning vis à vis de plusieursfacteurs, sous la forme de l’équation suivante :n = (n b + n 1 + n 2 + n 3 + n 4 ) m (3.1)où :– le coefficient n b constitue la valeur de base du coefficient de Manning, qu’auraitun canal rectiligne uniforme, homogène et de même matériau que le cours d’eauconsidéré ;– le coefficient n 1 représente l’effet engendré par les irrégularités de surface du fondet des parois ;– le coefficient n 2 traduit l’influence des variations de forme et de dimensions de lasection mouillée ;– le coefficient n 3 représente l’effet des obstructions de la section mouillée par diverséléments : racines, blocs de pierre, troncs d’arbres... ;– le coefficient n 4 traduit l’influence de la végétation ;– le coefficient m est un facteur correctif traduisant l’importance de la sinuosité ducours d’eau.3. Ce catalogue de méthodes est présent dans la plupart des ouvrages de référence en hydraulique(Carlier, 1972; Chow, 1973; French, 1994).52