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Charriage (HU)

De Wikhydro

Traduction anglaise : Bed load transport

Dernière mise à jour : 04/12/2023

En hydrologie, ce terme désigne un mode de transport des particules les plus grossières dans les écoulements.

Sommaire

Différents modes de transport de fond

Le charriage concerne les matériaux les plus grossiers et les plus denses qui sont transportés sur le fond des cours d’eau, ou, en assainissement, près du radier des collecteurs et conduites. Le charriage est le plus souvent défini en opposition au transport en suspension. Il correspond en fait à différents types de transport de fond (voir figure 1) ; en effet selon leur taille, leur forme et leur densité, les particules solides peuvent :

  • rouler sur le fond (roulement ou roulage) ;
  • glisser sur le fond (glissement) ;
  • se déplacer par petits bonds successifs (saltation, qui est parfois considéré comme un mode différent du charriage).

De façon pratique, la plupart des particules grossières utilisent alternativement les trois modes en fonction de leur position et des conditions hydrodynamiques.


Figure 1 : Différents modes de transport de fond par charriage : (1) glissement ; (2) roulement (ou roulage) ; (3) saltation.

Importance du charriage en morphodynamique fluviale

Le charriage joue un rôle très important dans l'évolution géomorphologique des cours d'eau naturels (voir Morphodynamique (HU)). Les lits fluviaux sont en effet des enveloppes mobiles régulées par des processus de dépôt et d’érosion qui résultent eux-mêmes de la recherche d’un équilibre dynamique entre les flux sédimentaires et les flux hydriques. Un tronçon de cours d’eau sera stable si sa capacité de transport solide, contrôlée par le débit liquide de crue et la pente, est exactement compensée par la dissipation d’énergie occasionnée par le transport de la charge solide et la taille des sédiments. Ce sont généralement les matériaux les plus grossiers, transportés par charriage, qui assurent cette stabilité (voir Profil d’équilibre (HU)).

Cas des réseaux d'assainissement

La situation est différente dans les réseaux d'assainissement dont le lit est fixe. Les matériaux transportés par charriage sont principalement des sables et des graviers mais on rencontre aussi des cailloux et des pavés ou divers objets lourds et volumineux introduits dans le réseau. Leur mise en mouvement exige que les forces de pression exercées par le fluide excèdent les forces dues aux frottements entre ces objets et le fond. Dans le cas contraire ces matériaux divers vont se déposer, réduisant ainsi la section d'écoulement et donc le débit capable de la conduite. De plus, ces dépôts, par les perturbations de l'écoulement qu'ils provoquent, vont souvent être à l'origine d'un envasement de la conduite.

Modélisation du transport par charriage

Il existe un grand nombre de modèles mathématiques pour décrire le transport des sédiments par charriage ou par saltation (voir par exemple Rubio, 1991). Leur principe de base est cependant toujours le même et repose sur l'hypothèse que la mise en mouvement des particules commence lorsque la contrainte de cisaillement sur le fond devient supérieure à la contrainte critique d'entraînement (Degoutte). Voir Critère de Shields (HU).

Interception du charriage

La lutte contre l'envasement des réseaux d'assainissement commence donc souvent par l'interception des matériaux transportés par charriage. Du fait de leurs caractéristiques (densité et masse importantes), ceux-ci peuvent être arrêtés assez facilement. La difficulté consiste à piéger uniquement les matériaux grossiers et inorganiques, tout en laissant passer les particules organiques plus fines et moins denses. Pour ceci il est préférable d'utiliser des pièges à charriage implantés dans le radier des conduites plutôt que des dessableurs traditionnels.

Voir aussi : Transport solide de fond (HU)

Bibliographie :

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