Un modèle qui prédit l'érosion, l'entraînement, le transport (charriage et charge en suspension), la sédimentation et l'évolution morphologique du lit des sédiments dans les rivières, les côtes ou d'autres environnements de flux sous des conditions hydrauliques spécifiées.

Principe

Combiner la continuité sédimentaire (équation d'Exner), des relations d'entraînement et de transport dépendant de la contrainte de cisaillement, la décantation et les effets d'occultation/armure, et les rétroactions morphodynamiques entre l'écoulement et la géométrie du lit pour calculer les flux de sédiments et l'évolution du lit/du chenal.

Démonstration

Un modèle morphodynamique 1-D couplant les équations des eaux peu profondes avec une équation d'évolution du lit de type Exner et une formule de transport sédimentaire (par ex. Meyer-Peter–Müller) pour simuler l'aggradation et la dégradation du chenal après un épisode de débit.

Mauvaise application

Appliquer une formule de charriage calibrée pour un sable uniforme à une rivière à grains de taille mixte ou à lit cohésif sans tenir compte de l'armure et de la cohésion, entraînant d'importantes erreurs dans les débits transportés et les changements de lit prédits.

Conséquence

Lorsqu'il est correctement contraint, il éclaire l'ingénierie fluviale, les prévisions d'ensablement des réservoirs, les évaluations de l'érosion côtière et la restauration des habitats ; une mauvaise utilisation peut conduire à des interventions inefficaces ou dommageables et à de mauvaises estimations des bilans sédimentaires.

Inversion

Traiter les sédiments comme un traceur passif (sans évolution du lit) ou ignorer les morphodynamiques ; cette inversion néglige les rétroactions qui provoquent migration du chenal, formation de lits et changements à long terme du routage sédimentaire.

Limite

Valable lorsque les suppositions des relations de transport sont respectées : plages de tailles de grains, régimes d'écoulement (laminaire vs turbulent) et échelles temporelles capturées par le modèle ; exclut la physique d'entraînement à l'échelle particulaire, les effets de cohésion chimique pour les sédiments fins sauf représentation explicite, et les processus de lits sous-maille s'ils ne sont pas paramétrés.

Tension sémantique

Tension entre formules empiriques (relations simples calibrées liant cisaillement et flux) et modèles morphodynamiques fondés sur les processus (couplage écoulement, transport sédimentaire et évolution du lit) ; aussi tension entre prédiction des taux instantanés de transport et du changement morphologique à long terme.

Synthèse

Un modèle de transport sédimentaire couple la contrainte hydraulique et la mécanique des sédiments pour prédire flux et évolution du lit ; son application réussie exige d'aligner les relations de transport, la représentation granulométrique et les rétroactions morphologiques sur le contexte environnemental et la question de gestion.