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Titre
du projet |
Etude
des interactions écoulements torrentiels - ouvrages
terminaux de plages de dépôt en vue de leur dimensionnement
hydraulique
[ rapport
final pdf ] |
| Type
d'aléa |
Erosion
- crues et laves torrentielles |
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Mots-clés |
Hydraulique
torrentielle - Fonctionnement des plages de dépôt
- Ouvrages terminaux - Expérimentation sur modèle
réduit - Dimensionnement - Charriage |
| Champs
disciplinaires |
Hydraulique
torrentielle |
1) Organismes et auteurs
| Organisme
pilote |
Cemagref
ETNA |
| Organisme(s)
associé(s) |
RTM
- ETRM |
| Coordonnateur |
Philippe
FREY |
| Participants |
S.
TANNOU (rédaction), J.M. TACNET, D. RICHARD, V. KOULINSKI |
2) Contexte du projet
|
Contexte
de l'étude |
Ce
projet concerne l’étude des plages de dépôt
destinées à recueillir du matériau solide
charrié. De nombreux types d’ouvrages terminaux
ont été proposés généralement
à base d’une ou plusieurs fentes munies ou non
de grilles. Cet ouvrage joue un rôle important car il
est censé réguler le transit en matériau
solide. Or il a été constaté que cette
régulation avait rarement lieu dans la mesure où
de nombreuses plages de dépôt arrêtent l’ensemble
des matériaux. Cela entraîne deux conséquences
complémentaires :
- le creusement du lit en aval de l’ouvrage
par déficit de matériaux solides. La tendance
naturelle au dépôt et au débordement sur
le cône de déjection s’inverse, le lit se
creuse, déstabilisant les différents ouvrages.
Il est alors généralement nécessaire de
mettre en place une série de seuils souvent plus coûteuse
que l’ouvrage initial. Ce creusement est d’autant
plus sensible que les biefs sont érosifs.
- le comblement abusif des plages de dépôt
par des matériaux transportés ordinairement par
le torrent. Pour des matériaux déposés
dont les caractéristiques mécaniques et physiques
permettent d’envisager une réutilisation, il s’agit
plutôt d’un avantage, ces matériaux pouvant
être valablement exploités et valorisés.
Dans la plupart des cas, les matériaux érodés
par les torrents sont de piètre qualité et le
curage de la plage de dépôt devient une charge
financière d’autant plus difficilement supportable
qu’elle est fréquente.
C’est dans ce contexte qu’une étude expérimentale
des plages de dépôt et plus particulièrement
des ouvrages terminaux a été proposée et
partiellement financée par le PGRN. |
| Initiation
du projet |
Projet
initié par le PGRN |
| Montant
du financement
(k€) |
7,622
k€ (50 kF) |
Part
du CG38 - PGRN |
100
% |
| (Co)-Financements |
* |
| Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
«
Financement important mais insuffisant… » |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
| Objectifs |
Etudier
sur modèle réduit le fonctionnement d’une
plage de dépôt destinée à recueillir
du matériau solide charrié par un torrent.
Analyser les débits solides sortant, les volumes déposés
et les pentes, dans la configuration la plus simple de ces ouvrages
(fente unique). |
| Méthodologie |
Expérimentation
sur canal inclinable de différents ouvrages amovibles
avec différentes largeurs de fente, placés en
aval de la partie terminale d’une plage de dépôt
(la zone amont permet la régulation du débit
liquide, un bon mélange eau/solide et une alimentation
sur toute la longueur de la zone aval).
Utilisation de matériau naturel : mélange de
sable et de gravier de granulométrie étendue
(entre 0,4 et 12 mm).
La géométrie et les paramètres hydrauliques
de ce modèle correspondent à des plages de dépôt
typiques pour des échelles géométriques
de l’ordre de 1/50ème (similitude de Froude).
Chaque essai est réalisé au moins deux fois.
Les mesures au cours du temps concernent essentiellement les
débits solides en sortie, les hauteurs de dépôt
(réglets) dans la plage et les hauteurs d’eau. |
| Résultats |
Résultats
préliminaires lors de la remise du rapport :
- Vérification des conditions de blocage des matériaux
(validation des critères relatif à la largeur
d’une ouverture par rapport au diamètre maximum
des matériaux).
- Mise en évidence du fonctionnement de la plage de
dépôt munie d’une fente unique, qui peut
se résumer en 3 phases : dépôt dans le
bassin sans débit solide sortant ; augmentation rapide
du débit solide avec toujours un dépôt
dans la plage ; débit solide sortant proche du débit
entrant et volume de la plage se rapprochant ou oscillant
autour d’une pente d’équilibre. Ce fonctionnement
est qualifié de « tout ou rien » dans la
mesure où s’écoule en sortie un débit
d’eau claire suivi presque sans transition des mêmes
débits solides et liquides qu’à l’amont.
- Etablissement d’un lien direct entre volume déposé
à l’aval des réglets amont (d’autant
plus élevés que la fente est étroite)
et hauteurs d’eau mesurées à l’immédiat
amont de la fente, lesquelles dépendent des largeurs
de fente.
- Constat d’une surestimation systématique des
pentes calculées à partir des réglets
(comparées aux formules de Rickenmann et Lefort), et
ce d’autant plus que le débit liquide est proche
du débit critique de début de mouvement. |
4)
Débouchés du projet
| Utilisateurs
finaux potentiels |
Chercheurs
en hydraulique torrentielle et - potentiellement - praticiens
RTM (concepteurs d’ouvrages…) |
|
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
|
Partenariats |
-
Préexistant
- Qui se poursuit |
|
Retombées
du projet |
«
Ces résultats doivent pouvoir servir à atteindre
l’objectif, à la fois de retenir et de laisser
passer le débit solide dès le début de
la crue ».
Etablissement d’un lien entre la pente d’atterrissement
et la concentration en sédiment, qui pourrait servir
à la modélisation. |
5)
Valorisation du projet
| Publications
et communications |
Philippe
Frey and Sébastien Tannou, 2000, Experimental Study
on Bed Load Control in Torrents by Open Slit Dams, Water Resources
2000 Building Partnerships, Joint Conference on Water Resource
Engineering and Water Resources Planning and Management, Rollin
H. Hotchkiss, Michael Glade - Editors, July 30 - August 2,
2000, Minneapolis, Minnesota, USA. |
| Pages
Web |
Résumé
de la présentation à la conférence de l’ASCE
en 2000 [page
web] |
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