Afin de finaliser les tests sur l’alimentation solide, on a réalisé un lit de sédiment avec celui-ci.
L’objectif est de pouvoir refaire une des manipulations qui a été faite pour la thèse d’Emeline PERRET et de comparer les résultats. On regarde aussi la topographie du lit pour valider
granulométrie sur la largeur du tapis (tri)
droite (1) milieu (2) gauche (3)
Figure 22 : échantillons pour la granulométrie du tri du tapi s
25 Avant cela des calculs préliminaires ont été réalisés pour prévoir les quantités de sédiment nécessaire, le temps pour créer le lit, les débits liquide et solide. Il nous faut donc environ 3 tonnes de sédiment déposés en 9h avec un débit solide de 70 g/s et un débit liquide de 45 L/s.
La pente du canal est réglée à 1,8%. On a réalisé le lit sur deux jours avec un suivi en continue : ligne d’eau, photos du lit depuis 5 points d’observation fixes, GoPro installée en aval du canal qui prend des photos toutes les 5min.
Au milieu de la manipulation une première pause a été effectuée et un premier scan de la topographie :
Figure 24 : premier scan topographie du lit WW2
Il y a eu un bon dépôt sur la partie aval du canal aussi que partiellement sur la partie centrale.
Sur la droite et au milieu du canal, des zones ne se sont pas remplies du tout entre 7 et 12 m.
De plus il manque une petite bande de gravier sur la gauche du canal entre 12 et 16 m. il y a plusieurs interprétations possibles. Le lit se comportant comme une rivière naturelle, il a tendance à serpenter et donc des zones se chargent plus en sédiment. (Annexe G : photo du canal à pause intermédiaire)
Quelques jours plus tard, on a relancé la manipulation pour continuer le dépôt. Un fois un dépôt homogène de l’ordre de 10 cm obtenu sur l’ensemble du canal, nous avons arrêté l’alimentation solide puis liquide et un second scan de la topographie du lit a été effectué :
Figure 25 : second scan topographie du lit WW²
Le lit de sédiment s’est bien formé même s’il y a des zones moins remplies que d’autres. On remarque que sur la gauche du canal en amont, on a un dépôt plus important. Il est possible que ce soit dû à granulométrie plus importante des graviers sur la partie gauche du canal. Nous avons pu utiliser ce lit de gravier pour faire une expérience de transport sédimentaire. Ce lit a pu être déposé en un temps raisonnable, comme souhaité. Par contre celui-ci s’est développé de manière non-homogène en hauteur ; ce qui est logique car, comme les cours d’eau naturel, il est normal de voir de zones où les sédiments s’accumulent. Du point de vue de l’alimentation solide, la trémie secondaire était emplie toutes les 14 min par le convoyeur à vis. Il y a eu un blocage de la vis le deuxième jour de la manipulation au bout de 2h 15min qui a pu être relancé deux minutes après.
WW² : Water-Worked
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Conclusion
En conclusion, la caractérisation du système de distribution de sédiments avec les graviers a permis la création d’un lit Water Worked. Chaque part de l’étude, a apporté sont lots de données qui a fait avancer le projet. Toutes les données peuvent être réutilisées dans de futures expériences.
Les tests préliminaires m’ont permis de me familiariser avec le système et de pouvoir étudier par la suite son impact sur les graviers. Le matériel utilisé n’est pas particulier sauf pour la colonne de granulométrie.
Les premiers tests de débit solide, avec le sable, ont permis de bien m’initier avec l’alimentation solide, ainsi que pour l’acquisition des données via la balance et le logiciel. Ils ont permis d’anticiper un certain nombre de procédures pour les manipulations avec le gravier et de définir des protocoles d’expérimentation. Les tests suivants, avec le gravier, ont mis en évidence un élément très important au sujet de l’alimentation solide : la non-linéarité de la vitesse du tapis.
Il a aussi fait émerger un certain nombre de petits défauts qui ont permis de mieux comprendre les différences entre les calculs théoriques et les résultats physiques.
Le changement de débit de 10 à 70 g/s a aussi apporté de nombreuses informations, sur le système d’acquisition notamment. Les capacités de la balance, en particulier pour la stabilité pour faire une acquisition, ont ralenti la vitesse d’avancement du stage même s’ils sont corrigés depuis.
La programmation LabVIEW est suffisante et exploitable par la suite, selon les expériences qui utilisent l’alimentation solide. Le suivi continu apporte de précieuses données pour les recherches. Si un capteur de vitesse pour le tapis est ajouté, ce qui est fortement suggéré, les données seront facilement intégrables au fichier d’acquisition.
Il serait intéressant d’étudier comment réduire l’impact de la vis sur les graviers en réduisant la vitesse tout en gardant un débit de sortie suffisant. Par ailleurs, on aurait pu étudier la fluidité du débit solide selon les paramètres de réglage. Pour cela il faudrait une autre balance.
Ce stage m’a beaucoup apporté, que ce soit au niveau professionnel que relationnel. Le stage que j’ai fait m’a donné la chance de découvrir beaucoup de domaines scientifiques très intéressants, j’ai eu la chance de pouvoir échanger avec des personnes qui travaillent dans ses domaines. Comme tout travail scientifique, il y a eu des résultats tout à fait étonnants qui ont apporté des réflexions intéressantes et constructives. Malgré des aléas, le projet a toujours avancé dans la bonne direction.
Il m’a apporté de meilleure méthode de travail quant à la réalisation de ce type de projet. J’ai eu une chance unique de travailler avec et pour un objectif final. Ce stage est pour moi une excellente conclusion pour la fin du DUT Mesure Physique.
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Annexes
Annexe A : plan du hall hydraulique d’Irstea
Annexe B : photo et schéma 3D du canal inclinable
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Annexe C : tableau de résultats des tests sur les sédiments de base
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Annexe D : exemple de programmes LabVIEW
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Annexe E : exemple d’enregistrement de données de via les programmes LabVIEW
% vis H trem H max H mini V j m h min s
H trem : hauteur dans la trémie secondaire H max : hauteur maximum de remplissage
H mini : hauteur minimum pour déclencher le remplissage V : vitesse du tapis en mm/min
J : jours // m : mois // h : heure // min : minute // s : seconde
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Annexe F : tableau complet de calcule pour le débit solide
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