Description non stationnaire de la distribution verticale des sédiments transportés en suspension par les écoulements à surface libre, en présence de dépôt et d’érosion

Research areas:

• Surfaces planétaires (2011 - 2016)

Year:

2013

Authors:

• Martin Sanchez-Angulo

Journal:

Revue Paralia

Volume:

6

Pages:

9.61-9.90

ISSN:

1760-8716

BibTex:

@article{LPG:2, author = "Martin Sanchez-Angulo", abstract = "Cette {\'e}tude est bas{\'e}e sur des donn{\'e}es issues de la solution num{\'e}rique d’une {\'e}quation de transport 1DV qui ont servi {\`a} d{\'e}velopper un mod{\`e}le descriptif du profil vertical de la concentration en mati{\`e}res en suspension, en relation avec l’{\'e}tude du transport de s{\'e}diments par les {\'e}coulements {\`a} surface libre. Pour un r{\'e}gime s{\'e}dimentaire non stationnaire sans d{\'e}p{\^o}t et sans {\'e}rosion, une premi{\`e}re description de la r{\'e}partition verticale de la concentration est propos{\'e}e. Celle-ci, semblable {\`a} l’{\'e}quation g{\'e}n{\'e}rale du profil de la concentration de la solution stationnaire, inclut un param{\`e}tre nomm{\'e} alpha, dont la valeur tend toujours vers sa valeur th{\'e}orique terminale correspondant au r{\'e}gime stationnaire. En pr{\'e}sence de d{\'e}p{\^o}t ou d’{\'e}rosion, si les variables du probl{\`e}me restent constantes et si les {\'e}changes solides avec le fond sont proportionnels {\`a} la vitesse de chute des s{\'e}diments multipli{\'e}e par la concentration au fond, il est constat{\'e} dans cette {\'e}tude que le profil de la concentration tend vers une forme terminale. Suivant l’approche retenue, la modification de la forme du profil de la concentration due aux {\'e}changes avec le fond est d{\'e}crite par une fonction incluant un deuxi{\`e}me param{\`e}tre d{\'e}sign{\'e} b{\^e}ta. Le mod{\`e}le complet pour le profil vertical de la concentration en r{\'e}gime non stationnaire avec {\'e}rosion et d{\'e}p{\^o}t inclut ainsi, deux param{\`e}tres adimensionnels, alpha et b{\^e}ta, et un param{\`e}tre dimensionn{\'e} correspondant {\`a} la concentration de r{\'e}f{\'e}rence. Une stationnarit{\'e} des param{\`e}tres alpha et b{\^e}ta est possible avec {\'e}rosion ou d{\'e}p{\^o}t, impliquant n{\'e}cessairement la non stationnarit{\'e} de la concentration de r{\'e}f{\'e}rence. Les variations dans le temps des param{\`e}tres alpha et b{\^e}ta sont simul{\'e}es par deux {\'e}quations ph{\'e}nom{\'e}nologiques. Un bon ajustement de l’ensemble des formulations propos{\'e}es a permis d’aboutir {\`a} un mod{\`e}le stable tr{\`e}s fiable qui peut permettre d’am{\'e}liorer consid{\'e}rablement la pr{\'e}cision des mod{\'e}lisations de transport 2DH.", doi = "10.5150/revue-paralia.2013.009", extra = "PNCL", issn = "1760-8716", journal = "Revue Paralia", pages = "9.61-9.90", title = "{D}escription non stationnaire de la distribution verticale des s{\'e}diments transport{\'e}s en suspension par les {\'e}coulements {\`a} surface libre, en pr{\'e}sence de d{\'e}p{\^o}t et d’{\'e}rosi", volume = "6", year = "2013", }

Abstract:

Cette étude est basée sur des données issues de la solution numérique d’une équation de transport 1DV qui ont servi à développer un modèle descriptif du profil vertical de la concentration en matières en suspension, en relation avec l’étude du transport de sédiments par les écoulements à surface libre. Pour un régime sédimentaire non stationnaire sans dépôt et sans érosion, une première description de la répartition verticale de la concentration est proposée. Celle-ci, semblable à l’équation générale du profil de la concentration de la solution stationnaire, inclut un paramètre nommé alpha, dont la valeur tend toujours vers sa valeur théorique terminale correspondant au régime stationnaire. En présence de dépôt ou d’érosion, si les variables du problème restent constantes et si les échanges solides avec le fond sont proportionnels à la vitesse de chute des sédiments multipliée par la concentration au fond, il est constaté dans cette étude que le profil de la concentration tend vers une forme terminale. Suivant l’approche retenue, la modification de la forme du profil de la concentration due aux échanges avec le fond est décrite par une fonction incluant un deuxième paramètre désigné bêta. Le modèle complet pour le profil vertical de la concentration en régime non stationnaire avec érosion et dépôt inclut ainsi, deux paramètres adimensionnels, alpha et bêta, et un paramètre dimensionné correspondant à la concentration de référence. Une stationnarité des paramètres alpha et bêta est possible avec érosion ou dépôt, impliquant nécessairement la non stationnarité de la concentration de référence. Les variations dans le temps des paramètres alpha et bêta sont simulées par deux équations phénoménologiques. Un bon ajustement de l’ensemble des formulations proposées a permis d’aboutir à un modèle stable très fiable qui peut permettre d’améliorer considérablement la précision des modélisations de transport 2DH.