PHENOMENES DE LA DYNAMIQUE DES DEPOTS

L’étude de la dynamique des dépôts effectuée par Laplace (1991) sur le collecteur 13 de Marseille nous a permis de suivre pendant plus de deux ans les évolutions du profil du dépôt, de son volume ainsi que celles des caractéristiques des solides le composant Ce chapitre rappelle synthétiquement les phénomènes observés. Pour plus de détails, on se reportera aux références [Laplace (1991), Chebbo (1992), Bachoc (1992), et Bachoc et al. (1992)].

Evolution du Profil de Dépôt

L’évolution du profil de dépôt se traduit par une augmentation de sa pente ainsi que de son volume. La figure 2.2-1 donne des quelques profils mesurés en fonction du temps. Bien qu’apparemment complexe, cette évolution suit en général 5 grandes règles, son observation pendant plus de deux ans permettant les constatations suivantes. – Le dépôt s’est formé par propagation de l’amont vers l’aval à partir des points d’apports; – L’épaisseur du dépôt est décroissante de l’amont vers l’aval, et le phénomène s’accentue dans le temps. La pente moyenne du fond augmente donc mais son taux d’augmentation diminue avec le temps; – Avant que la pente du fond n’atteigne une certaine valeur seuil, l’évolution du profil de dépôt, notamment celle dans le tronçon à l’amont du point 14, peut devenir très rapide en cas de forts apports solides entrants. Le reste du temps, elle est plutôt lente; – Les configurations géométriques du canal influencent la formation du dépôt. Le phénomène de déposition est beaucoup plus faible dans les virages et aux jonctions du collecteur 13 avec les apports latéraux. L’érosion se produit souvent à ces endroits pendant les temps de pluie; – Ailleurs, les influences des pluies sur la formation de dépôts sont moins nettes.

Evolution des Volumes de Dépôt

A partir de chaque profil de dépôt mesuré, nous pouvons calculer le volume total de dépôt dans le collecteur 13 et obtenir ainsi l’évolution de ce volume. Les résultats de calcul sont présentés dans les figures 2.3-1 et 2.3-2 qui expriment respectivement les évolutions dans le tronçon 1, dans le tronçon 2 et dans l’ensemble de collecteur 13. Ces figures permettent de faire les constatations suivantes: – L’augmentation des volumes déposés est régulière par temps sec, plus importante pendant la première période de temps sec. De plus, elle est plus importante pour le tronçon amont que pour le tronçon aval. Les taux de volumes déposés sont donnés dans le tableau 2.3-1. \débit brut des solides déposés premier période de temps sec (du jour 1 au jour 70) autres périodes ( au delà du jour 104) Tronçon 1 (m3 /sec) 0.107 0.065 Tronçon 2 (m3 /sec) 0.096 0.041 Collecteur 13 (m3 /sec) 0.203 0.106 Tableau 2.3-1 débits des solides déposés dans le collecteur 13 par temps sec 14 Mais la régularité de l’augmentation des volumes par temps sec est perturbée par les pluies. Si chaque augmentation brusque des volumes déposés est consécutive à une pluie succédant à une longue période de temps sec, chaque pluie ne provoque pas d’augmentation de volume. Après chaque brusque augmentation de volume, une diminution systématique est observée pendant les 3 à 6 jours suivants. Puis le volume reste stable pendant quelques jours avant de retrouver son augmentation régulière de temps sec. En général, les variations de volume de dépôt sont très peu dépendantes des pluies.  Figure 2.3-2 : Volumes déposés dans le tronçon .

Evolution de la Composition du dépôt

Au-fur-et-à-mesure de l’évolution de dépôt, des échantillons ont été prélevés en surface le long du collecteur. Leur analyse permet de connaître la distribution spatiale et l’évolution temporaire des caractéristiques des solides déposés. La figure 2.4- 1.a montre une série des résultats de mesure des courbes granulométriques, tandis que, la figure 2.4-l.b, est représentée la distribution spatiale des diamètres médian dso, et leur évolution au cours du temps. A partir de ces résultats des mesures et utilisant la méthodologie d’analyse décrite dans le paragraphe 82, nous pouvons obtenir les granulométries moyennes des solides déposées dans le collecteur pendant une période considérée. Celles pour le tronçon amont sont présentées dans la figure 2.4-2.  (um > Figure 2.4-2 : Evolution de la granulométrie moyenne des solides déposés dans le tronçon amont du collecteur 13 Trois autres exemples des résultats des mesures sont respectivement données dans les figures 2.4-3, 2.4-4, et 2.4-5. Il s’agit de: masses volumiques des solides déposés (la figure 2.4-3), teneur en eau (autrement dit porosité) (la figure 2.4-4) et pourcentage des matières organiques dans le dépôt (la figure 2.4-5). Figure 2.4-4 : Relation entre la teneur en eau de dépôt et le diamètre médian dso des solides déposés 2 3 Diamètr e media n (mm ) Figure 2.4-5 : Relation entre la teneur en matières volatiles du dépôt et le diamètre médian dso des solides déposés 18 Ces figures permettent de faire les remarques suivantes: 1/ Il existe un phénomène de fort tri granulométrique avec une dégradation de tailles de l’amont vers l’aval à partir des points d’apports solides. Ce phénomène s’accentue dans le temps au-fur-et-à mesure de l’évolution du profil de dépôt II est beaucoup plus important dans le tronçon amont que dans le tronçon aval. On peut ainsi en déduire que les solides entrants et transportés dans le collecteur 13 sont de tailles très étendues. Cette constatation a été également obtenue par Sanchez (1987) à partir d’une analyse des granulométries des solides déposés en collecteurs dans plusieurs métropoles de France; 2/ Une dégradation des densités des solides déposés et une aggravation de teneur en eau de dépôt sont également présentes de l’amont vers l’aval dans chaque tronçon. Ces phénomènes apparaissent particulièrement dans le tronçon amont du collecteur  Les singularités géométriques influencent également les caractéristiques des solides déposés. Aux emplacements des jonctions et des virages, les densités et les tailles des solides déposés sont plus fortes qu’ailleurs, au contraire des teneurs en eau et teneurs en matières volatiles. 

Caractéristiques des Solides en Suspension

Des prélèvements des échantillons des solides transportés en suspension ont été également réalisés à la sortie du collecteur 13 de Marseille, au sein de l’écoulement par temps sec ainsi que par temps de pluie [Chebbo (1992), Laplace (1991), Bachoc et al. (1992)]. Les résultats des mesures montrent que par temps sec, les caractéristiques des solides en suspension sont quasiment constantes d’un jour à l’autre. Par temps de pluie, elles dépendent de nombreux paramètres (durée du temps sec précédant les pluies, leurs intensités, activités humaines, etc) mais présentent de toute manière une homogénéité assez importante. Toutes ces caractéristiques sont résumées dans le tableau 2.5-1 : concentrations, tailles, masses volumiques ainsi que vitesses de chute. Deux exemples des granulométries des solides en suspension sont présentées dans la figure 2.5-1.