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Rides de sable en canal continu Delphine Doppler 1, Thomas Loiseleux 2, Philippe Gondret 1 et Marc Rabaud 1 1 Laboratoire Fluides, Automatique et Systèmes.

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1 Rides de sable en canal continu Delphine Doppler 1, Thomas Loiseleux 2, Philippe Gondret 1 et Marc Rabaud 1 1 Laboratoire Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques (FAST) Bâtiment 502, Campus Universitaire, Orsay Cedex 2 Unité de Mécanique, Groupe Dynamique des Fluides et Acoustique École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA) 32 boulevard Victor, Paris, France

2

3 Dispositif Experimental 2 paramètres de Contrôle: Billes de verre sphériques, (d = 100 à 200 m ) dans leau débit Q angle dinclinaison Cellule de Hele Shaw: - écoulement laminaire - sans surface libre - visualisation facile - structures 2D

4 Nombre de Shields: Deux modes de transport granulaire: g d EROSION HYDRODYNAMIQUE AVALANCHE Angle dinclinaison de la surface libre: U g

5 Seuils de transport Le seuil dérosion c dépend de la pente du lit Langle maximal de stabilité (avalanche) c dépend de lintensité de lécoulement de fluide clair >0 U avalanche et écoulement contra-courant Convention Loiseleux et al. Subm. to POF A A E E+A Absence de transport

6 Canal faiblement incliné, régime dominé par lérosion hydrodynamique c c c

7 Rides triangulaires dérosion 1 cm Couplage entre la forme du fond et lécoulement de fluide clair à travers la loi de transport de matière … Bulle de recirculation

8 Canal fortement incliné, régime dominé par lavalanche c

9 Profil de vitesse des grains (d=130 m) qui coulent en avalanche obtenu par PIV avec ou sans contre-écoulement de fluide clair Le débit et le profil de vitesse de lavalanche sont contrôlés par lécart de la pente de la surface libre à langle maximal de stabilité c c

10 U t Près des seuils …

11 movie slowed 7 times U d =180 m Au-delà des seuils… rides à tourbillon Dépôt dans la bulle aval, image obtenue par PIV réalisée sur les grains c faible c élevé

12 x t h(x,t)

13 Diagramme spatio-temporel t x t= 13 s 1 min 1 cm 40 cm x,t) h (x,t)

14 Suivi Lagrangien des rides : Amplitude A(t) pour différentes rides dans une même manipulation A(t) pour une ride, en échelle semi-logarithmique Croissance exponentielle aux temps courts Saturation aux temps longs A (cm) t (s) A (cm)

15 Taux de croissance temporel: - faible dépendance en - dépend essentiellement de et d d = 130 m Caractéristiques aux temps courts : Longueur donde initiale: - varie peu avec, et d

16 Caractéristiques aux temps longs : d = 130 m Amplitude et longueur donde augmentent avec et, donc avec le cisaillement c faible c élevé

17 d=186 m d=132 m d=112 m Des structures propagatives: - Amplitude et longueur donde corrélees indépendamment de, et d - La vitesse de phase dépend essentiellement du diamètre d g

18 Croissance algébrique Croissance logarithmique Très lente Croissance exponentielle Saturation Très rapide 50 cm10 cm 0 s 60 s 2 h 120 cm0 cm 0 s Rides triangulairesvs. Rides à tourbillon Temps courts Temps longs dynamique

19 Bagnold, Lybie 193_


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