Orateur
Description
Dans [Nou-1], un nouveau modèle d’érosion-sédimentation a été développé, considérant une concentration de particules transportées dans un fluide ainsi qu’une couche d’échange constituée de sédiments déposés. Ce modèle, qui repose sur un bilan de masse global, est composé, pour chaque classe de sédiment, d’une équation de transport sur la concentration de particules transportées, faisant intervenir une fonction d’échange qui permet de modéliser l’interaction entre particules transportées et déposées.
L’un des principaux atouts de ce modèle est sa capacité, en changeant simplement la fonction d’échange ainsi que quelques paramètres, à retrouver un certain nombre de modèles bien connus, tels que Hairsine & Rose [Hai91] pour l’érosion des sols ou Lajeunesse et al. [Laj13] pour le charriage dans une rivière. Étant capable de représenter de nombreux modes de sédimentation et matériaux, ce modèle est ainsi très polyvalent (et non spécifique à une échelle ou à un processus).
Ce modèle a été implémenté dans le logiciel FullSWOF (Full Shallow Water for Overland Flow) [Del17], un code orienté objet écrit en C++ et initialement conçu pour la résolution des équations de Saint Venant et la modélisation des écoulements d’eau. Grâce à un traitement découplé des variables hydrodynamiques et de celles de sédiments, le logiciel est maintenant capable de simuler diverses situations d’érosions. Il a été testé sur plusieurs cas pris dans la littérature, montrant une très bonne correspondance.
Afin de tester plus avant le modèle, nous répliquons à présent une expérimentation en laboratoire décrite dans [Nou-2]. Celle-ci consiste en un transport et un dépôt de particules, de tailles comprises entre 100 et 200 µm, dans un canal d’eau peu profonde. La couche de dépôt, ainsi que la quantité de sédiments en sortie du canal ont été mesurées. Sur la seule base des paramètres physiques de l’expérience, nous avons retrouvé les résultats expérimentaux sans aucune calibration, étendant ainsi le domaine d’application démontré du modèle.
[Del17] O. Delestre, F. Darboux, F. James, C. Lucas, C. Laguerre, S. Cordier, FullSWOF: Full Shallow-Water equations for Overland Flow, Journal of Open Source Software., 2017
[Hai91] P. B. Hairsine, C. W. Rose, Rainfall detachment and deposition: Sediment transport in the absence of flow-driven processes. Soil Science Society of America Journal, 55:320–424, DOI: 10.2136/sssaj1991.03615995005500020003x, 1991
[Laj13] E. Lajeunesse, O. Devauchelle, M. Houssais, G. Seizilles, Tracer dispersion in bedload transport. Advances in Geosciences, 37:1–6, DOI: 10.5194/adgeo-37-1-2013, 2013
[Nou-1] A. Nouhou-Bako, C. Lucas, F. Darboux, F. James, N. Gaveau, A unifying transfer model for soil erosion, river bedload and chemical transport , soumis.
[Nou-2] A. Nouhou-Bako, L. Cottenot, P. Courtemanche, C. Lucas, F. Darboux, F. James, Raindrop impacts increase particle sedimentation in sheet flow, soumis
