CANAL D’ECOULEMENTS TRANSITOIRES

Étude des écoulements transitoires à forte pente sur fond érodable

La libération brutale d’eau de type rupture de barrage peut avoir des origines diverses : la rupture d’un barrage artificiel, mais aussi la rupture d’un barrage naturel, lorsqu’un glissement de terrain obstrue une rivière, ou alors de la rupture d’un lac ou d’une poche d’eau glaciaire. De tels phénomènes sont généralement bien plus violents que les crues hydrologiques et peuvent contribuer à un très fort transport de sédiment, notamment sur les cours d’eau de montagne où la pente est forte. Un très fort transport solide entraine des érosions ou des dépôts de sédiment très intenses qui sont un facteur additionnel de risque. A ce jour, le transport de sédiment par des écoulements très transitoires a été peu étudié et encore moins pour ce qui concerne les fortes pentes des cours d’eau de montagne.

Objectifs scientifiques

L’expérimentation a été conçue afin de permettre l’étude en canal d’écoulements très transitoires de type rupture de barrage. L’objectif est d’étudier l’érosion et le transport de sédiments sous l’effet de tels écoulements très transitoires et sur fortes pentes telles qu’elles peuvent être rencontrées dans les cours d’eau de montagne. On cherche ainsi à mettre en évidence les caractéristiques et quantifier la dynamique du chargement en sédiments de tels écoulements, ainsi que l’influence mutuelle de la vague liquide et du sédiment sur la capacité de transport d’une part et les vitesses et hauteurs d’écoulement d’autre part. Ce canal contribuera à l’étude de la transition entre charriage et laves torrentielles. Il est par ailleurs envisagé à l’avenir de remplacer l’eau par un mélange boueux pour étudier les phénomènes d’érosion par les laves torrentielles.

Dispositif expérimental

Le canal mesure 5,0 m de long pour une largeur ajustable de 0,3 à 0,9 m et une hauteur de 0,5 m et une pente ajustable entre 0 et 0,45 m/m. Il est alimenté en eau par un réservoir de 300 litres, situé à l’amont immédiat du canal et obturé par une vanne de 0,3 m de hauteur et 0,9 m de largeur. L’ouverture rapide de cette vanne est assurée par un vérin pneumatique. Les parois latérales du canal sont en verre pour permettre l’observation directe ou les prises de vues. Un bac disposé à l’aval du canal permet la récupération de l’eau et une pompe permet sa recirculation vers le réservoir amont. Du sédiment érodable est disposé au fond canal. Des mesures de hauteur d’écoulement au cours du temps sont assurées par des distancemètres à ultra-sons disposés au-dessus du canal. Des mesures de l’évolution du lit sont effectuées par photogrammétrie par comparaison entre l’état initial et l’état final pour chaque expérience.

Programme en cours

Interreg Alcotra RESBA

Contact

Dominique Laigle