Contribution à l’étude des écoulements dans les cours d’eau naturels, examen de l’effet des lois de frottement et de charriage.

Abstract

La dynamique hydro sédimentaire des oueds organise, généralement, les lits en gravier par l’entrainement des sédiments fins lors de crues intermittentes au cours du temps. Dans ce contexte, les écoulements sont complexes à cause de la géométrie irrégulière qui est en outre, en pleine interaction avec le courant biphasique (eau et sédiment). Le frottement représente le facteur le plus important danscette dynamique, à la fois, sur les paramètres de l’écoulement et l’intensité de transport solide. Ce travail de thèse contribue à la bonne estimation du frottement dans le contexte des oueds sur des lits pavés avec un transport solide dominé par charriage. Par manque de mesures dans les oueds, cette étude est basée sur un jeu de données de 2520 expériences de laboratoire effectuées dans les mêmes conditions de l’étude. La littérature scientifique est riche de contributions dans ce domaine, toutefois, il est noté que les résultats des formules qui estiment le frottement en se basant sur le concept de profil de vitesse sont plus satisfaisants. Nous avons confirmé ce constat en testant la pertinence de neuf lois de cette catégorie couvrant toutes les dernières décennies de recherche. En outre, trois formules développées en utilisant l’analyse dimensionnelle sont également proposées, leurs résultats sont très acceptables et encourageants avec des erreurs variables de 32% jusqu’à 12%. L’intégration de ces lois dans les codes hydrauliques et la confrontation des résultats aux mesures de terrain peuvent considérablement améliorer les conclusions de ce travail.