LES CODES DE TRANSPORT SOLIDE EXISTANTS

Introduction

Les codes unidimensionnels sont nombreux. Pratiques à utiliser, ils sont très souvent employés par les hydrauliciens pour décrire le transport solide et l’évolution des rivières. Bien que chaque code soit différent et traite d’aspects spécifiques, l’objectif de base en est toujours le même, à savoir la reproduction des caractéristiques hydrodynamiques intervenant dans les problèmes de transport Nous présentons synthétiquement tout d’abord, dans ce chapitre, la théorie de base d’un code de transport solide, le système général des équations ainsi que les configurations pour lesquelles il est établi (pour les détails, on peut se référer aux ouvrages de Cunge, Holly and Verwey (1980) et de Le Guennec (1992)). Ensuite, nous étudions certains codes existants et leurs possibilités d’application en collecteurs de réseaux d’assainissement 9.2. Hypothèses utilisées pendant l’établissement d’un code Mises à part les hypothèses de Saint Venant (Carlier 1972, Pochât 1983), des hypothèses complémentaires sont nécessaires pendant l’établissement du système d’équations d’un code. Pour la phase solide: La phase solide est incompressible, la taille des particules solides n’est pas prise en compte dans l’établissement des équations. Pour le mélange: Le mélange solide-liquide est considéré comme un mélange parfait (Alquier 1973). C’est-à-dire que les répartitions des concentrations des solides dans la zone de charriage et la zone de suspension sont respectivement uniformes (figure 9.2-1). Concernant le transport solide (figure 9.2-2): Dans une période considérée, le transport solide est traité comme une fonction des paramètres hydrauliques.  Le charriage s’effectue à l’intérieur d’une couche (appelée couche de charriage) située à proximité du lit, et la suspension dans la zone située immédiatement au-dessus. Les échanges entre les particules en suspension, celles en charriage et celles du fond sont permis. Le canal est supposé avoir des parois latérales non sujette à érosion. Ceci évite le problème posé par leur instabilité (Fredsoe 1978, Budhu and Bekele 1987). Les échanges entre solides mobiles et immobiles s’effectuent sur le fond S’il y a érosion du lit d’une section, elle s’effectue uniformément au travers de la section, de même pour la sédimentation. Figure 9.2-1 : Schématisation d’un volume de contrôle d’un écoulement à surface libre Figure 9.2-2 : Schématisation des modes de transport solide et des échanges entre solides.

Système d’équations d’un code de transport solide

Considérant le volume de contrôle figuré par le schéma ci-dessus (figure 9.2-1) de l’intervalle (x;, X2) et pendant l’intervalle de temps (i;, t2), nous pouvons établir le système d’équations principales d’un modèle mathématique de transport solide tout en tenant compte des hypothèses faites dans le paragraphe précédent 108 Le Guennec (1992), dans son cours de transport solide, a donné respectivement un système d’équations générales pour chacun des trois cas: la suspension, le charriage et le total load sans séparation de la suspension du charriage.