Numerical modelling of the processes which govern the formation and the degradation of muddy massifs - Application to the Rance estuary and to the Sèvre Niortaise river banks
Modélisation numérique des processus gouvernant la formation et la dégradation des massifs vaseux-Application à l'estuaire de la Rance et aux berges de la Sèvre Niortaise
Résumé
The silting up process and the stability of muddy massifs are strongly dependent on the behaviour of clay-rich and high watercontent soils. The characteristics of such soils are complex and they evolve much. Depending on the environmental conditions, the material can be either a liquid or a solid. The modelling of the formation and of the degradation of muddy massifs has been studied by focusing both on the deposition/consolidation process and on the appearance of slope failures. A model based on the Gibson's theory wich simulates the evolution of mud deposits caused by hindered settling and by consolidation processes has been designed. it has been inserted in a model which similates the sediment transport in the Rance estuary (France). The new management of the muddy deposits has improved the way exchanges between the dilute suspension and the bottom are simulated. The distribution of suspended sediment has been modified and the mud deposits have been distributed in a new manner. A model bades on a finite element method has been designed in order to study the influence of various loading on slides. An application has been carried out on the Sèvre Niortaise (Frence). Laboratory tests and in situ measurements have been performed. Those have shown that the wetting-drying cycles play an important role in the degradation of the banks.
Les mécanismes d'envasement et la stabilité des talus vaseux sont fortement conditionnés par le comportement de sols argileux à forte teneur en eau. Situés à la frontière entre l'état liquide et l'état solide, ces matériaux sont évolutifs et possèdent des caractéristiques complexes. La modélisation de la formation et de la dégradation des massifs vaseux a été étudiée en se focalisant sur les processus de dépôt et de consolidation sous poids propre et sur l'apparition de glissements. Nous avons développé un modèle basé sur la théorie de Gibson qui gère l'évolution des dépôts vaseux soumis à la chute entravée et à la consolidation. Il a été intégré dans un système de modélisation hydrosédimentaire. Une application a été réalisée sur l'estuaire de la Rance. Les échanges entre la suspension et le fond sont simulés plus fidèlement avec le nouveau modèle de gestion des dépôts vaseux. La carte des dépôts et la distribution de matières en suspension simulées ont été fortement modifiées. Un modèle numérique de talus basé sur un calcul par éléments finis a été conçu pour étudier l'influence de différents chargements mécaniques sur l'apparition de glissements. Une application a été réalisée sur les berges de la Sèvre Niortaise. Parallèlement à l'étude de modélisation, des essais de laboratoire et des mesures in situ ont mis en évidence le rôle des phénomènes de retrait/gonflement dans la dégradation des berges.
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