[PGRN] [Programme de recherche départemental]

Projet CG38 - PGRN piloté par le Cemagref ETNA

Titre du projet

Rhéologie des laves torrentielles : influence et formation du front granulaire

[ rapport pdf ]

Type d'aléa
Erosion - crues et laves torrentielles
Année

2005

Mots-clés
Laves torrentielles - Front granulaire - Rhéologie - Fluide viscoplastique
Champs disciplinaires
Hydraulique torrentielle, rhéologie


1) Organismes et auteurs


Organisme pilote
Cemagref ETNA
Organisme(s) associé(s)
INPG / CNRS / UJF Laboratoire de Rhéologie (UMR 5520)
Coordonnateur
Guillaume CHAMBON
Participants
D. LAIGLE, M. NAAIM (ETNA), A. MAGNIN (DR CNRS), L. JOSSIC (MC INPG)


2) Contexte du projet


Site(s) d'étude
*
Contexte de l'étude
Résumé du projet :
Les laves torrentielles représentent un risque naturel majeur dans les régions montagneuses. La conception de mesures et d’ouvrages de protection efficaces nécessite une bonne connaissance du comportement mécanique des matériaux impliqués dans les coulées. Celles-ci se présentent en général sous la forme de bouffées hétérogènes composées d’un front très granulaire et d’un corps plus boueux. Si l’on connaît aujourd’hui relativement bien la rhéologie de la boue interstitielle, les informations manquent quant au comportement de l’ensemble corps – front. La formation du front représente également un problème ouvert. Ce projet se propose d’aborder ces problématiques par des expériences de laboratoire à échelle réduite. Le financement demandé correspond au développement d’un système de canal à fond mobile permettant la réalisation d’écoulements gravitaires de longue durée et bien contrôlés. L’objectif est d’améliorer la connaissance de l’écoulement des laves torrentielles au cours de la phase de propagation par la prise en compte de la complexité du milieu naturel.
Programme plus vaste
 
Initiation du projet
Projet initié par le PGRN
Montant du financement (k€)
15 k€
Part du CG38 - PGRN
100 %
(Co)-Financements
*
Appréciation du rôle du financement CG38 - PGRN
Ce financement a permis d’initier le montage de cette expérience (a payé une bonne partie de la manip), et de rémunérer le stagiaire.


3) Objectifs, méthodes et résultats

Objectifs
Le projet s’intéresse au rôle et à la formation du front granulaire des laves torrentielles, et vise à :

- déterminer l’effet du front sur les caractéristiques (vitesse, hauteur) de l’écoulement,

- déterminer si l’interaction entre le front et le corps de la lave induit des instabilités spécifiques de l’écoulement,

- comprendre les conditions et les mécanismes de formation du front granulaire et des levées, et savoir si l’existence d’un front correspond à un état « stable » de l’écoulement,

- savoir si l’on peut rendre compte de l’écoulement global du corps et du front par une loi de comportement (rhéologie) effective du matériau.
Méthodologie
Développement d’un canal d’écoulement à fond mobile (dispositif expérimental original) et expériences utilisant des configurations et des matériaux simplifiés, en vue d’explorer les différents régimes existants et de parvenir à une description fine des processus physiques à l’œuvre.

- Etude de l’effet d’un front granulaire sur un écoulement à surface libre de fluide à seuil (si possible stationnaire).

- Etude des mécanismes de ségrégation et de migration des particules solides dans un écoulement à surface libre de fluide à seuil.
Résultats
Le dispositif est monté / fonctionnel

A compléter…



4) Débouchés du projet

Utilisateurs finaux potentiels
Chercheurs et praticiens en charge de la gestion des risques torrentiels
Production scientifique
- Méthodologie innovante
- Production de connaissances théoriques
Produits délivrables
 
Partenariats
- Préexistant (le projet a permis de formaliser / ré-initier une collaboration sur certain thèmes)
- Qui se poursuit
Retombées du projet
Travaux intégrés dans un projet ANR : PIGE « Physique des instabilités gravitaires et érosives ».
Un stage de DEA effectué dans le cadre de ce projet, qui va déboucher sur une thèse.


5) Valorisation du projet

Publications et communications
G. Chambon, A. S. Ould Mohamed, D. Laigle, A. Magnin, L. Jossic. Formation and influence of granular fronts in debris flows: an experimental approach, poster présenté lors de l'EGU General Assembly, Vienna, avril 2006.
Pages Web
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