L'effet du transport en charge de fond sur les parties moyennes et turbulentes d'un écoulement fluvial

Carbonneau, Patrice E. (1998). L'effet du transport en charge de fond sur les parties moyennes et turbulentes d'un écoulement fluvial Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 66 p.

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Résumé

La compréhension des écoulements fluviaux qui transportent des sédiments est depuis longtemps limitée par le manque de données décrivant l'effet de rétroaction des particules en transport sur les parties moyennes et turbulentes de l'écoulement. Cette limitation est particulièrement accentuée dans le cas du transport en charge de fond. Ce mémoire présente les résultats d'expériences en canal expérimental lors desquelles des profils de vitesse ont été mesurés pour différents taux de transport en charge de fond tout en gardant la pente du lit et le débit constant. Ces expériences ont permis la comparaison directe de profils de vitesse mesurés en présence de taux de transports différents. Afin d'étudier la composante turbulente de l'écoulement, les profils de vitesse étaient constitués de séries temporelles de vitesse échantillonnées à une fréquence de 25 Hz. Les résultats de ces expériences montrent que le transport en charge de fond peut avoir des effets opposés sur l'écoulement selon la rugosité du fond et la magnitude relative des variables d'écoulement (pente, vitesse et profondeur) et du taux de transport de sédiments. Lors d'expériences sur fond lisse, l'ajout de sédiments en charge de fond dans un écoulement sans transport a eu pour effet d'augmenter l'intensité de la turbulence et de réduire la vitesse moyenne de l'écoulement. Par contre, lors d'expériences sur fond rugueux, le transport en charge de fond a causé une réduction de l'intensité de la turbulence et une augmentation de la vitesse de l'écoulement pour deux conditions expérimentales sur trois. Ces résultats en apparence contradictoires peuvent cependant être réconciliés par l'application du principe de conservation d'énergie aux données de vitesse. Cette analyse montre que le transport en charge de fond affecte l'écoulement en modifiant la partition entre l'énergie cinétique des parties moyennes et turbulentes de l'écoulement. Ce concept est appuyé par des données montrant que les variations de l'énergie cinétique turbulente sont équilibrées par des variations inverses de l'énergie cinétique moyenne via une modification de la dissipation turbulente. Cependant, les mécanismes responsables des effets variables du transport en charge de fond sur la dissipation turbulente demeurent inconnus.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Bergeron, Normand
Mots-clés libres:	Écoulements fluviaux; Transport de sédiments; Charge de fond; Canal expérimental; Rugosité du fond; Variables d'écoulement
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	18 mars 2025 17:47
Dernière modification:	18 mars 2025 17:47
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16380

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