Séminaire Matière Molle : Anaïs Abramian (IPGP)

Séminaire Matière Molle par Anaïs Abramian (IPGP, Paris) le 22 novembre 2019 à 11h (salle 120 du bât.11E de l'IPR)

Anaïs Abramian, le 22 novembre 2019 : Morphologie des rivières au laboratoire

Morphologie des rivières au laboratoire

Les rivières alluviales construisent leur propre lit avec les sédiments qu'elles transportent. En effet, l'écoulement entraîne, charrie et dépose des grains de sédiment, déformant ainsi le lit de la rivière. Ce couplage sélectionne la forme d'équilibre d'une rivière.

Durant ma thèse, j'ai étudié l'influence du transport sédimentaire sur cette forme d'équilibre et sur sa stabilité. Pour ce faire, j'ai reproduit des rivières au laboratoire en laissant s'écouler un liquide visqueux sur un lit granulaire. L'aspect du chenal ainsi formé dépend des débits de liquide et de sédiment injectés en entrée.

A l'aide de ces expériences, j'ai mis en évidence deux mécanismes qui contrôlent l'équilibre d'une rivière. D'abord, la gravité entraîne les grains vers le centre du chenal. Ce mécanisme érode continuellement les berges de la rivière, et tend donc à l'élargir. Cependant, les collisions d'un grain avec le lit dévient sa trajectoire dans la direction transverse à l'écoulement. Les grains se comportent ainsi comme des marcheurs aléatoires, qui, collectivement, diffusent vers les berges de la rivière. A l'équilibre, cette diffusion compense la gravité, et fixe ainsi la forme de la rivière.

Lorsque la diffusion prend le dessus sur la gravité, elle peut induire une instabilité. En effet, si on perturbe un lit sédimentaire avec des stries longitudinales, le cisaillement fluide est plus faible là où l'écoulement est moins profond. Par conséquent, les grains diffusent des creux vers les crêtes de la perturbation. Cette rétroaction déstabilisante pourrait générer de nouveaux chenaux et expliquer la formation des tresses.