Sur quelques mécanismes de la morpho-dynamique fluviale

Some mechanisms of river morphodynamics

¹ Ingénieur expert Place du Laca, 38800 Champagnier
² Sogreah Consultants BP 172, 38042 Grenoble cedex 9

Auteur de correspondance : philippe.b.lefort@wanadoo.fr

Résumé

Les mécanismes qui déterminent l’équilibre et les transformations du lit des cours d’eau mettent en jeu un grand nombre de variables dont l’interaction constitue la réponse morphodynamique de la rivière à l’historique des débits, antérieurs. En limitant l’analyse à un tronçon homogène de rivière, l’auteur met en valeur l’importance des trois paramètres primaires que sont le débit liquide, la pente et les spécifications du matériau. En partant du cas le plus simple d’un tronçon en équilibre, à granulométrie étroite, en canal de laboratoire, la communication s’efforce de dégager une typologie des réponses morphologiques à la variation de divers paramètres. Tout d’abord, il apparaît que la réponse morpho-dynamique à la variation du débit n’est pas unique et que les mécanismes morpho-dynamiques sont par essence tridimensionnels. Puis l’analyse de l’équilibre d’un lit en granulométrie étendue permet d’expliciter les causes et les implications des phénomènes fondamentaux de tri granulométrique. Les déséquilibres du lit sont ensuite analysés : pavage dans le cas d’un déficit alluvial et surcharge du lit dans le cas inverse. Le mécanisme de la circulation transversale, aujourd’hui calculable avec les logiciels 3D, est analysé qualitativement, et relié aux principales évolutions des lits à méandre dont l’intérêt environnemental est souligné.

Abstract

The mechanisms that determine the equilibrium and transformations occurring in river beds involve a large number of variables whose interaction constitutes the river’s morphodynamic response to past flow patterns. By limiting analysis to a homogeneous reach of river, the author underlines the importance of the three primary parameters, flow rate, gradient and the characteristics of the materials carried. Beginning with the simplest case of a reach in equilibrium with a narrow particle size distribution represented in a laboratory flume, this paper attempts to identify the different types of morphological response to certain variables. First, it appears that there is no single morphodynamic response to variations in flow rate and that the morphodynamic mechanisms are intrinsically three-dimensional. Analysis of the equilibrium of a bed with a wide particle size distribution then reveals the causes and implications of the fundamental phenomena of sediment grading. Imbalances in the bed are then analysed : armouring in the case of insufficient sediment transport and overloading of the bed in the reverse case. The mechanism of transverse circulation, which can now be calculated with 3D software, is analysed qualitatively and connected with the main changes in meandering beds, the environmental interest of which is stressed.