Centre documentaire

Morphodynamique d’un lit fluviatile sablo-graveleux : méthodes acoustiques de quantification de la charge de fond et analyse des interactions des formes du lit dans les chenaux ligériens

Thèse présentée par Jules Le Guern pour obtenir le grade de Docteur de l’université de Tours (décembre 2021) – Discipline/ Spécialité : Sciences de l’Environnement / Sédimentologie fluviatile

Sommaire :
Préambule
Chapitre I. Introduction
I.1. Contexte scientifique général
I.1.1. Morphodynamique des cours d’eau
I.1.2. Fonctionnement hydrosédimentaire des cours d’eau sablo-graveleux
I.2. Contexte ligérien : problématiques environnementales, programmes de restauration et flux solides
I.2.1. Aménagement du fleuve et conséquences sur sa dynamique hydro-sédimentaire
I.2.2. Restauration du lit de la Loire
I.2.3. Tentatives de quantification des flux particulaires sur les sections moyennes et aval du corridor ligérien
I.3. Questions de recherche fondamentales et appliquées
Chapitre II. Approche expérimentale
II.1. Site d’étude
II.1.1. Le bassin versant ligérien
II.1.2. La Loire à Saint-Mathurin-sur-Loire
II.2. Matériels et méthodes
II.2.1. Bathymétrie
II.2.2. Courantométrie
II.2.3. Quantification de la charge de fond
II.2.4. Mesure des matières en suspension (MES)
II.2.5. Caractéristiques granulométriques des sédiments
Chapitre III. Quantification des flux solides en amont du bief estuarien : approches classiques
III.1. Caractéristiques hydrauliques et sédimentaires
III.1.1. Granularité des sédiments du chenal
III.1.2. Contrainte hydraulique
III.1.3. Seuil et fréquence de mise en mouvement
III.2. Détermination des flux unitaires de la charge de fond
III.2.1. Distribution spatiale et évolution diachronique des flux
III.3. Estimation de flux annuels en amont de l’estuaire
III.3.1. Courbes de tarage solide
III.3.2. Contribution de la Maine
III.3.3. Flux particulaires totaux à l’entrée du bief estuarien
Chapitre IV. Apports des méthodes acoustiques pour la quantification de la charge de fond dans un grand cours d’eau sablo-graveleux
IV.1. Relevance of acoustic methods to quantify bedload transport and bedform dynamics in a large sandy-gravel bed river
IV.1.1. Introduction
IV.1.2. Study site
IV.1.3. Materials and methods
IV.1.4. Results
IV.1.5. Discussion
IV.1.6. Conclusions
IV.1.7. Appendices
IV.1.8. Video supplement
IV.1.9. Acknowledgement
IV.2. Travaux prospectifs sur l’hydrophone
IV.2.1. Sensibilité du signal
IV.2.2. Cartographie des flux solides à l’échelle d’une barre sédimentaire
IV.2.3. Comparaison inter-sites sur le bassin de la Loire
Chapitre V. Formation et interactions des barres sédimentaires dans un chenal quasi rectiligne
V.1. Introduction
V.2. Study site
V.3. Materials and methods
V.3.1. Bathymetric measurements
V.3.2. Flow velocity measurements
V.3.3. Linear free migrating bar theory
V.4. Results
V.4.1. Flow deflection and erosion induced by bars
V.4.2. Contribution of sediment reworking to bar dynamics
V.4.3. Field observations and theoretical bar analysis
V.5. Discussion
V.6. Limitations and perspectives
V.7. Conclusions
Chapitre VI. Interactions entre formes du lit de différentes échelles : barres sédimentaires et dunes
VI.1. Contexte
VI.1.1. Terminologie
VI.1.2. Interactions des formes du lit à échelle identique
VI.1.3. Coexistence des formes du lit à différentes échelles
VI.1.4. Interactions à différentes échelles
VI.2. Matériels et méthodes
VI.3. Résultats et discussion
VI.3.1. Influence des barres sédimentaires sur les paramètres de formations des dunes
VI.3.2. Rétroaction des dunes sur les barres sédimentaires
VI.4. Conclusions
Chapitre VII. Synthèse et perspectives
VII.1. Synthèse et apports pour la communauté scientifique et les gestionnaires
VII.1.1. Quantification du transport solide
VII.1.2. Optimisation de la méthode de mesure du charriage
VII.1.3. Rôle morphogène des barres
VII.1.4. Interactions barres/dunes
VII.2. Perspectives
VII.2.1. Mesures in-situ
VII.2.2. Modèle hydrosédimentaire 2D : confrontation avec la cartographie acoustique et étude de l’interaction barres-dunes
Références bibliographiques
Liste des communications scientifiques