ETUDE DES MECANISMES DE TRANSPORT SOLIDE

Dans la première partie, les caractéristiques des solides mobiles ainsi que celles du dépôt ont été synthéti- quement présentées. Pour mieux cerner les phénomènes de dépôt et de transport solide, une analyse basée sur la théorie du transport lui même va nous permettre de découvrir certains mécanismes propres au collecteur 13 et d’améliorer la fiabilité de généralisation des résultats des mesures à d’autres collecteurs. Nous nous sommes aperçus, par les résultats des prélèvements des solides (première partie), que les solides charriés jouent un rôle prédominant sur la formation de dépôt dans le collecteur 13, mais l’influence des solides en suspension n’est pas encore claire. Aussi, une étude propre de leur mécanisme s’est avérée nécessaire. Les solides transportés en suspension au sein d’un écoulement subissent l’effet de la turbulence et celui de la gravité. Le transport en suspension apparaît donc lorsque le premier effet domine. Parmi ces solides en suspension, une partie est considérée comme en auto-suspension, équivalent au washload. Ces derniers sont de très petites tailles et présentent des décantabilités très faibles. L’effet de la turbulence de l’écoulement est tel qu’ils peuvent parcourir le collecteur sans décanter. Tout d’abord, il est nécessaire de connaître quel genres de solides sont transportés en suspension. Dans la littérature, on peut trouver beaucoup des formules permettant d’évaluer leurs caractéristiques. Une recherche bibliographique a été menée respectivement par l’auteur (non mise en document) et Bachoc (1992). Ce dernier a de plus effectué une comparaison des résultats de calcul obtenus par ces formules. Nous analysons les caractéristiques des solides en suspension dans le collecteur 13 à partir de ces résultats classiques.

Après cette recherche bibliographique, nous avons retenu la formule de Bagnold et de Wang (Equation {6-1}) pour la définition de la taille maximum des solides en auto-suspension (ds auto), et celle de Yang (1989) (Equation {6-4}), obtenue par la modification de celle d’Einstein et Qien, pour définir les conditions critiques d’écoulements pour la mise en suspension des solides (ds sus) (elle a été utilisée pour la modélisation de l’évolution du lit du Rhône). Ces deux formules sont rappelées ci-dessous: Nous effectuons alors les calculs en tenant compte des conditions réelles des écoulements de temps sec dans le collecteur 13. Deux écoulements spéciaux sont considérés, respectivement au lOième jour et au 79gième jour après le dernier curage. La pente du lit est de O.OOlm/m pour le premier écoulement et de 0.003m/m pour le second. Deux masses volumiques moyennes sont prises en compte : l’une est celle des résultats de calcul sont récapitulés dans le tableau 6.2.3-1, ainsi que les pourcentages correspondant aux ds auto et ds sus évalués selon la figure 2.5-1.

Les résultats montrent que, les tailles maximales des solides en suspension ds sus et celles en auto­ suspension ds auto, s’accentuent dans le temps avec la pente. On constate que, quelque soit la masse volumique considérée, les premières correspondent toujours à dço de la granulomètrie de suspension mesurée. Le système des équations {6-4} et {6-5} est valable pour la définition de ce critère. Bien qu’il existe une faible pourcentage de grosses particules en réalité, il s’agit souvent de particules organiques et ayant des formes très particulières (par exemple, les feuilles d’arbres, les papiers, etc). Celles-ci présentent toujours des très faibles décantabilités. Au 10ième jour et au 798ièm<: jour, les solides des tailles supérieures à ds auto représentent les centiles massiques de 50% et de 22.0%. Ceux-ci correspondent aux débits de 42.61 et de 18.75 litres/jour respectifs (ou bien 0.050g/litre et 0.022g/litre en concentration). Ces valeurs ne sont pas du tout négligeables par rapport au débit des solides déposés en temps sec (cf. S8.2 et $83). sont proches des dio du dépôt Ainsi, l’influence des solides minéraux en suspension dans ce tronçon sur la formation de dépôt est négligeable. Mais elle peut devenir importante entre les points 12 et 14 dans le tronçon amont lorsque les tailles maximales des solides en suspension sont proches de la taille médiane des particules (dso) constituant le dépôt Ainsi, en général, l’influence des solides en suspension (organiques et minéraux) sur la formation dans le tronçon aval de dépôt est négligeable lorsque leurs tailles maximales sont proches des dio des solides en dépôt Mais, elle peut être considérable en tronçon amont, car les tailles maximales des solides en suspension sont supérieures à la taille médiane des solides constituant le dépôt dans le tronçon entre les points 12 et 14. Cette influence diminue dans le temps, lors de l’augmentation de la pente longitudinale du profil de dépôt Celle-ci renforce le transport solide du tronçon.