Solides en réseau et rejet de polluants

Nicolas Hemmerlé, Claude Joannis, Frédérique Larrarte

IFSTTARLUNAM Université

BouguenaisFrederique.larrarte@ifsttar.fr

Contexte :Directive Cadre sur l'Eau 2000/60 CE :bon état écologique des cours d’eau en 2015

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Rejet d’eau usée non traité dans la Bruche (source : www.bassinbruchemossig.org)

Chebbo et Gromaire (2004)

Enjeu environemental40 à 80% des charges déversées sans traitements viennent de dépôts remobilisés

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Contexte

Enjeu hydraulique : • réduction de la section utile • modification du champ de vitesses

Que sont ces dépôts?

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• non homogènes,• partiellement organiques,• partiellement cohésifs,• biologiquement actifs

Dépôt vu à travers la surface

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Classification de Crabtree (1989)

Type D: Biofilm

Oms (2003)

Type A : dépôt grossier

Type C : dépôt fin et mobile, au dessus du dépôt de type A

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Sites d’études

Allée de l’Erdre Duchesse Anne

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Appareils de mesure

• Mesure de vitesse– courantomètre– ADV Sontek– Profileur UB Flow

• Préleveur d’eau usée• Sédiment

– Endoscope (observations)– Carottier (prélèvement)– Sonar (morphologie)

xADV

yADV

zADV

ySONAR

xSONAR

zSONAR

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Où commence le sédiment?

z=hz

C, U

UC

gradient de concentrationradier

sedimentz=0

?

z=0?

z=0? ?

?

9

Profils de vitesses et de concentrations

Type 1 Type 2

Mesure à 0,4.hMesure à 0,4.h

Préleveur vertical

Type de courbe29 prélèvements (3 ou 4 bouteilles)

7 prélèvements (2 bouteilles)

Type 1 8 1Type 2 10 1

Indéterminé 11 5

10

Profils de concentration & de vitesseType I Type II

Gradient

Crabtree (1989), Ackers et al (1996), Ashley et al (2004), Ahyerre (1999)

Mehta (1989), Ross (1989), Verbank (1993, 1995, 2000), Ristenpart et al (1995), Kineke et al (1996), Gratiot (2000 et 2010)

HtotHeau

Hsed

HtotHeau

Hsed

??

Caractéristiques de l’écoulement

Type Hsed (m)Heau (m)

type I

moy. 0,34 0,34min. 0,26 0,24max. 0,39 0,60

médiane 0,34 0,281er quartile 0,33 0,25

3ème quartile

0,35 0,33

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Type Hsed (m)

Heau (m)

type II

moy. 0,24 0,46min. 0,02 0,27max. 0,42 0,70

médiane 0,25 0,401er quartile 0,17 0,38

3ème quartile

0,31 0,60

12

Caractéristiques de l’écoulement

Type Vitesse 0,4.h (mm/s)

type I

moy. 174min. 107max. 247

médiane 1581er quartile 141

3ème quartile 221

Type Vitesse 0,4.h (mm/s)

type II

moy. 105min. 80max. 150

médiane 971er quartile 88

3ème quartile 125

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Caractéristiques des sédiments

Peu de variation pour:• Teneur en eau• % matière organique• Masse volumique

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Granulométrie des sédiments

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

0 1000 2000 3000 4000

Pour

cent

age

du sé

dim

ent (

%)

Diamètre particule (µm)

Type de profil de concentration en fonction de la granulométrie laser

Type II

Type I

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Scour generated by the catchments discharge

catchments

Consistent soft deposits over the side bank

reduced soft deposits (effect of the operator

passage)

Soft sediment deposit modeled by the secondary flow

generated by upstream bend

x mm

z mm

-1000 -500 0 500 1000-1000

-500

0

500

1000

0

100

200

x mm

z mm

-1000 -500 0 500 1000-1000

-500

0

500

1000

0

100

200

Morphological survey, at 2:00, 7:00 and 10:00. Colour shading represents the z elevation in mm from the invert bottom

AE S9 sonar output at t=4:35 at x=-9900 mm,

AE S9 sonar output at t=10:00 at x=-9900 mm

2:00 7:00

10:00

Bathymétrie: évolution temporelle

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Conclusion : 2 types de profils

Type 1• Zone de faible concentration• Vitesse > 0,10 m/s• Concentration < 0,3g/l

Type 2 seuil d’érodabilité• Vitesse < 0,10 m/s• Concentration entre 0,5 et 10g/l

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Perspectives

• Mesure en continu de profils de vitesses et de concentration• Etude de l’influence de la turbulence sur l’établissement des profils

Merci de votre

attention