Fluvial hydraulics

lgciv2053  2022-2023  Louvain-la-Neuve

Fluvial hydraulics
5.00 crédits
30.0 h + 15.0 h
Q2
Enseignants
Soares Frazao Sandra;
Préalables
Connaissance de l’hydraulique ou de la mécanique des fluides de base, et connaissance des écoulements à surface libre (écoulement uniforme, axes hydrauliques) comme enseigné dans le cours LGCIV205.
Thèmes abordés
  • Caractéristiques du milieu fluvial
  • Sédimentologie : critères d’érosion et transport solide
  • Morphologie fluviale
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1 Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l’acquisition et à l’évaluation des acquis d’apprentissage suivants : AA1.1, AA1.2, AA1.3, AA2.1 et AA2.2, AA6.2, AA6.3
Plus précisément, au terme du cours, l’étudiant sera capable de :
  • Calculer un écoulement fluvial en tenant compte de la rugosité sédimentaire et des formes de fond
  • Evaluer le transport solide d’une rivière
  • Utiliser un logiciel pour le calcul d’écoulements en rivières naturelles (HEC-Ras)
  • Dimensionner les ouvrages fluviaux en vue de la stabilité morphologique de la rivière
Acquis d’apprentissage transversaux :
La matière présente des connexions avec la géographie physique, avec la géopolitique et même avec l’histoire. En ce sens, l’étudiant est invité à s’ouvrir à ces horizons, surtout à travers les exemples
 
Contenu
1. Introduction : domaines d'intervention de l'hydraulique fluviale, types de rivières
2. Sédimentologie
  • Définitions, morphologie générale d'une rivière, formes de fond
  • Modes de transport des sédiments
  • Variables adimensionnelles de la sédimentologie
    • distribution de vitesse, vitesse moyenne et vitesse de frottement
    • analyse dimensionnelle et nombres caractéristiques
  • Seuil d'érosion des lits sédimentaires
    • critère de la vitesse limite : profil d'équilibre d'une rivière
    • critère de force tractrice limite : diagrammes de Shields et de van Rijn
  • Rugosité des rivières alluvionnaires et relation débit–profondeur : analyse d'Einstein
  • Transport solide par charriage
    • principes de du Boys
    • analyse de Meyer-Peter et Müller
    • autres approches courantes (Einstein, Bagnold, etc.)
  • Transport solide en suspension
    • équations de transport
    • distribution de la concentration (théorie de Vanoni–Rouse)
    • transport en suspension (intégration d'Einstein)
3. Evolution morphologique des rivières
  • Equilibre sédimentologique d'une rivière
    • formules pratiques : notion de régime sédimentologique
    • résistance à l'érosion des talus, profil d'égale résistance à l'érosion
  • Réponse morphologique aux travaux fluviaux
  • Courants secondaires hélicoïdaux
4. Travaux fluviaux
  • Principes : lois et règles de Fargue
  • Aménagements locaux : panneaux de surface, bandalling, panneaux de fond, améliorations des seuils et des coudes, protection des berges
  • Ouvrages fluviaux : berges, digues longitudinales, épis, seuils
  • Canalisation
5. Exemples de réalisations
Méthodes d'enseignement
Les activités sont organisées comme suit :
  • Cours pour les exposés théoriques
  • Travaux pratiques : exercices sur les différents chapitres
  • Projet de calcul d’écoulement en rivière au moyen de HEC-Ras
  • Nombreux exemples tirés de la littérature et de l’expérience de l’enseignant illustrés à l’aide d’images satellitaires
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Evaluation continue à travers des travaux et devoirs (60%).
Examen oral (40%), à livre fermé, au tableau avec un temps de préparation. L'examen est basé sur une liste de questions disponible sur Moodle.
Ressources
en ligne
Site Moodle contenant les présentations PowerPoint, certaines notes de cours et autres documents utiles (modalités pratiques et horaire détaillé des activités, consignes pour les TP)
Cours MOOC sur la plateforme edX « Hydraulique fluviale 2 : sédiments et morphologie fluviale ».
Bibliographie
Notes de cours
Jansen et al., "Principles of river engineering"
Chang, “Fluvial processes in river engineering”
Faculté ou entité
en charge
GC


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil des constructions