Le projet BedloadWeb

BedloadWeb est le résultat d'une collaboration entre Irstea et l'agence France pour la Biodiversité

















Bienvenue sur BedloadWeb

Ce site permet de visualiser facilement les données de la littérature, et offre une assistance pour le calcul du transport solide associé à une section d'écoulement. Il vise à être une plateforme collaborative pour encourager les échanges entre chercheurs et praticiens, mais aussi, à être pédagogique pour les étudiants

La base de données

L'onglet 'Base de Données' permet de sélectionner une ou plusieurs rivières pour ses caractéristiques physiques (pente, distribution granulométrique, largeur). Les résultats sont affichés graphiquement et peuvent être téléchargés pour un usage externe (au format texte). La base de données contient plus de 11 000 valeurs de charriage collectées sur plus de 120 sites, pour un large éventail de pentes, de largeurs, de granulométries, en canal de laboratoire ou sur le terrain. Toutes les séries de données ont été vérifiées pour leur cohérence (en particulier, de l'hydraulique) et comprennent au moins les informations suivantes: pente, D50, largeur, débit ou profondeur, transport solide. L'onglet 'Sélectionner une rivière' permet de trouver toutes les informations concernant une rivière particulière (son fichier d'identité) et les données de charriage correspondantes. L'onglet 'Sélection multicritères' permet de sélectionner des données à partir de critères de sélection. Les données peuvent aussi être comparées avec quelques équations standards. L'objectif est pédagogique, car il est possible de tester la sensibilité des modèles aux différents paramètres

Boite à outils

Elle est composée d'une série d'outils destinés à accompagner l'utilisateur dans l'élaboration d'un projet d'étude de bilan sédimentaire. Elle comporte plusieurs onglets qui chacun représente une étape incontournable pour une étude sérieuse. Les onglets sont présentés dans une suite logique, chacun produisant des données utiles aux suivants: (1) l'onglet 'Granulométrie' vous permet de définir la granulométrie des sédiments (2) l'onglet 'Section' permet de définir (topographie) et d'habiller (rugosités..) la section d'écoulement (3) l'onglet 'hydraulique' permet de calculer les principales grandeurs en régime uniforme normal (4) l'onglet 'transport solide' calcul les flux pour la granulométrie, la section et l'hydraulique préalablement définis (5) l'onglet 'hydrologie' permet de définir une hydrologie et de calculer un bilan sédimentaire associé pour chaque section

Participatif

Toutes les informations susceptibles d'améliorer la plateforme sont les bienvenues (photos, nouvelles données, commentaire, questions...).). Ceci est particulièrement vrai pendant la phase de 'rodage' du site. Toutes les anomalies pourront être rapidement corrigées à condition qu'elles nous soient signalées


De nouvelles equations peuvent également être ajoutées aux outils déjà disponibles.

Condition d'utilisation

BedloadWeb est libre d'accès. Une référence (ou un lien Web) à la publication originale est toujours donnée et doit être rappelée chaque fois qu'un jeu de données est utilisé. Les auteurs apprécieraient également que la plate-forme BedloadWeb soit citée lorsqu'elle est utilisée.




Exporter les donnees

Exporter les calculs

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τ*c (default=τ*c(S))
Décile pour τ* (default=50)
Calcul avec :



Tester la sensibilite a:

Granulométrie de surface

Exporter
Le modèle reconstruit une granulo a partir du D50; il est utilise lorsque la granulométrie mesuree n'est pas disponible

Remarque: des legeres differences peuvent exister entre les D50 et D84 extraits des courbes granulometriques et ceux fournis dans la base de donnees



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Granuométrie transportée
La méthode GTM (Generalized Threshold Model ) consiste à étendre le concept de seuil de transport à toutes les fractions de la courbe granulométrique; elle est basée sur le calcul de la contrainte au fond et ne requiert pas un calcul préalable du débit solide de chaque fraction, comme c'est le cas pour WC et Parker. Le modèle est très souple car il peut simuler presque toutes les situations selon le paramétrage choisi; sa pertinence se heurte aux limitations ne nos connaissances actuelles sur la physique de la mobilité d'un mélange sédimentaire soumis à un écoulement (effets de l’armure, transport partiel ou non…). Pour plus d’informations consulter Recking, A. (2016), A Generalized Threshold Model for computing bedload grain size distribution, Water Resour. Res., doi:10.1002/2016WR018735.

β=0.5, γ2=1.5

β determine le percentile du plus gros element transporte (pour τ*/τ*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
β=2, γ2=20

β determine le percentile du plus gros element transporte (pour τ*/τ*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
β
γ2
β determine le percentile du plus gros element transporte (pour τ*/τ*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"

Granulometrie transportee

Exporter

Remarque: Parker90 utilisé ici avec fraction sableuse de la courbe granulometrique


                


Pente (m/m):
D50 (mm):
D84 (mm):
Largeur (m):
q (m3/s/m):
τ*/τ*c

Résultat de la sélection :

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Exporter les calculs
Afficher en X avec:
Afficher en Y avec:

Exporter les données enregistrées
Exporter

IMPORTANT: ASSUREZ VOUS QUE L OPTION ENCODAGE EST UFT8 LORS DE LA SAUVEGARDE DU FICHIER .TXT SUR VOTRE PC

Cette fonctionnalité permet de sauvegarder votre saisie en local, au format texte. Elle ne nécessite pas de créer un compte, par contre les photos et le texte description du projet ne sont pas sauvegardés. L'intégrité des données pourrait ne pas être assurée en cas de modification majeure du programme (nouvelles versions), contrairement à la sauvegarde sur serveur.


Créer un compte
L'Email est obligatoire pour des raisons de confidentialité: si vous perdez votre mot de passe il ne pourra vous être communiqué que si la demande provient de cette adresse mail.
Ce code vous sera demandé si vous souhaitez échanger des dossiers avec un autre utilisateur; il peut être définit ultérieurement depuis l'onglet 'Gérer le compte'

Projet selectionné:

Attention: ne sera sauvegardé dans le projet que ce qui aura déjà été sauvegardé par ailleurs dans les différents onglets
Gestion des projets:
En créant un compte vous pourrez sauvegarder vos projets sur le serveur, y compris les photos et la description du projet

Projets disponibles:



Vous devez resaisir votre mot de passe pour accéder aux modifications du compte
Changez le mot de passe:
Changez l'adresse Email:
Code de partage des dossiers


Vous disposez de deux options pour transférer un projet à un autre utilisateur: OPTION1 vous exportez le projet en local et vous lui transférez le fichier texte produit qu'il peut alors ouvrir de son côté (attention: cette option ne prend pas en compte les photos et le texte 'description du projet'). OPTION2, vous et votre interlocuteur disposez d'un compte utilisateur et vous pouvez utiliser la fonction ci-dessous: pour cela vous devez connaitre son identifiant (attention aux minuscules/majuscules), et son code de partage (différent de son mot de passe!



Cette série d'outils vous accompagne dans l'élaboration d'un projet d'étude de bilan sédimentaire. Il est constitué de plusieurs onglets qui chacun représente une étape incontournable pour une étude sérieuse. Les onglets sont présentés dans une suite logique, chacun produisant des données utiles aux suivants: - l'onglet 'Granulométrie' vous permet de définir la granulométrie des sédiments -l'onglet 'Section' permet de définir (topographie) et d'habiller (rugosités..) la section d'écoulement - l'onglet 'hydraulique' permet de calculer les principales grandeurs en régime uniforme normal - l'onglet 'transport solide' calcul les flux pour la granulométrie, la section et l'hydraulique préalablement définis - l'onglet 'hydrologie' permet de définir une hydrologie et de calculer un bilan sédimentaire associé pour chaque section

Vous pouvez sauvegarder votre saisie (sauf les photos) au format texte sur votre PC, ou créer un compte (la sauvegarde sur le serveur donne accès à un menu de gestion des projets, et permet de sauvegarder les photos).

Options de saisie :

Utilisez l'option 'Saisie' pour saisir les points de la courbe (wolman count par exemple), ou l'option 'modèle' pour reconstruire une courbe à partir de son D50. Le modèle reproduit une courbe réaliste déduite de l'analyse de plus d'une centaine de courbes mesurées sur le terrain. Pour plus de détail voir : Recking, A. (2013), An analysis of non-linearity effects on bedload prediction, Journal of Geophysical Research - Earth Surface, 118, 1-18, doi: 10.1002/jgrf.20090

Format de saisie








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Nommez la courbe granulométrique:
Methode de mesure:
Importer une image

Résultats:




Saisie par trapezes
Utilisez cet outil pour construire rapidement une section composée à partir de trapèzes

Importer un fichier
Importez vos données distance (X) / altitude (Z) à partir de fichiers textes. Les données doivent être disposées sur 2 colonnes séparées par des tabulations et comportant des titres (par exemple X, Z). Décrire la section par X croissants depuis la rive Gauche vers la rive Droite (par convention mais peu importe à partir du moment où les sections sont toutes décrites de la même façon). Vérifiez la qualité des données, en évitant par exemple les caractères non numériques ou les valeurs manquantes
Saisie manuelle:
Quel que soit le mode de saisie (trapèze, importation de fichier) les données sont copiées dans ce tableau d'où elles peuvent être modifiées manuellement










Exporter

Modélisation avec des trapèzes

Saisir les dimensions (m)
Cote du fond (m)

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Nommez la section:

"Ro: Lit rocheux, SP: Step-Pool, Pl: Lit plat, Tr: Tresse, Di: Lit divaguant,SM: Seuil-Mouille, BA: Bancs alternes,Sa: Lit sableux"

Rocheux:


Step-pool:


Lit plat:


Tresse:


Divaguant


Seuil-mouille:


Lit sableux:






Importer une image
Lit mineur

Le lit mineur est le lit qui transfert les crues courantes, il doit être differencié du lit majeur ou la lame d eau est étalée.
Lit actif

Le lit actif est la partie du lit ou se produisent le transport solide et les processus morphodynamiques lors des crues courantes. Lit mineur et lit actif sont en général confondus. On considère ici qu’il n’y a qu’un seul lit actif, y compris dans les lits complexes comme les tresses (c’est le lit actif qui se déplace dans le matelas alluvial).

Composantes du lit


Le lit majeur est la zone sollicitée en crue, lorsque le lit mineur est plein. D'un point de vue de la morphologie, c'est en général une zone assez plane, stable, dépourvue de graviers (sauf dans les tresses) et étendue. D'un point de vue de l'hydraulique, on observe une cassure dans la montée de crue, car à partir du moment où le lit majeur est atteint, chaque croissance du débit n'aura qu'un faible impact sur la hauteur d'eau en lit mineur


Le cas des morphologies en tresses est le plus délicat à traiter car le lit est complexe. Le parti pris ici consiste à considérer que le lit mineur est le chenal principal de la tresse; on limitera également le lit actif à ce chenal principal, même si la morphodynamique semble s'exprimer partout: cela repose sur le constat qu'en général même en crue importante, une tresse a une réponse sédimentaire limitée à un chenal principal mais que c'est ce dernier est mobile et balaye la zone de tresse en crue.


Le cas des morphologies en tresses est le plus délicat à traiter car le lit est complexe. Le parti pris ici consiste à considérer que le lit mineur est le chenal principal de la tresse; on limitera également le lit actif à ce chenal principal, même si la morphodynamique semble s'exprimer partout: cela repose sur le constat qu'en général même en crue importante, une tresse a une réponse sédimentaire limitée à un chenal principal mais que c'est ce dernier est mobile et balaye la zone de tresse en crue. Toutes les zones situées hors de ce chenal actif sont considérées comme des zones de dépôt.

Définir le lit fixe rive gauche si il est caractérisé par une rugosité particulière (végétation...). Il peut être confondu avec le lit majeur (plaine de débordement).
Définir le lit fixe rive droite si il est caractérisé par une rugosité particulière (végétation...). Il peut être confondu avec le lit majeur (plaine de débordement).
Un chenal secondaire est un chenal de transfert des débits, généralement actif en crue, et qui n’est pas considéré ici actif du point de vue du transport solide.
La zone de rugosité est une zone à laquelle on souhaite associer des propriétés d’écoulement particulières (végétation, embâcles...)
Hauteur d eau du chenal principal a partir de laquelle le chenal secondaire est connecte:

Modifier la section


H(m)



Q(m3/s)

Loi de frottement:
C'est la loi de frottement qui définit la vitesse et la hauteur d'eau pour un débit s'écoulant sur une pente et une rugosité données. Le mode de calcul doit être défini pour chaque unité du lit: privilégier un calcul avec la granulo (par exemple avec Ferguson) pour le lit mineur et les zones alluviales; utiliser Manning-Strickler pour les zones complexes comme la végétation, les embâcles...Les valeurs de K peuvent être calées ou trouvées dans des catalogues. Exemples de valeurs: lit majeur en forêt K<10, lit majeur en prairie K=20 à 30. Les granulométries doivent être préalablement renseignées et enregistrées dans l’onglet Granulométrie

La granulométrie du lit actif n’est pas utilisée dans le calcul hydraulique mais dans le calcul du transport solide (nombre de Shields, paramètre d’Eintein). A priori la Granulométrie du lit actif est la même que celle du lit mineur (sauf cas particuliers, tels que le ‘travelling bedload’; Piton, G., and A. Recking (2017), The concept of travelling bedload and its consequences for bedload computation of mountain streams, Earth Surface Processes and Landforms, DOI: 10.1002/esp.4105.)

Loi Q(H):

Exporter
Données de validation



Loi R(H) en lit mineur:

Exporter


Loi U(H) en lit mineur:

Exporter


Loi U(Q) en lit mineur:

Exporter


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Shields critique Tc*
Décile pour T*
Defaut: T*c=T*c(S) et decile= 50
Caler les équation
Bagnold: ωc=

Camenen & Larson: τc*=

Lefort: q0=

Meyer-Peter & Muller: τc*=

Parker: τc*=

Parker90: τr*=

Recking: τm*=

Rickenmann: qc=

Schocklitch: qc=

Smart & Jaeggi: τc*=

Van Rijn: uc*=

Wilcock & Crowe: τr*=

Wong & Parker: τc*=

Masse volumique de l' eau ρ(kg/m3)=

Masse volumique des sédiments ρs(kg/m3)=

Masse volumique apparente des sédiments ρs_app(kg/m3)=

Tester la sensibilite a:

Granulometrie transportee:
La méthode GTM (Generalized Threshold Model ) consiste à étendre le concept de seuil de transport à toutes les fractions de la courbe granulométrique; elle est basée sur le calcul de la contrainte au fond et ne requiert pas un calcul préalable du débit solide de chaque fraction, comme c'est le cas pour WC et Parker. Le modèle est très souple car il peut simuler presque toutes les situations selon le paramétrage choisi; sa pertinence se heurte aux limitations ne nos connaissances actuelles sur la physique de la mobilité d'un mélange sédimentaire soumis à un écoulement (effets de l’armure, transport partiel ou non…). Pour plus d’informations consulter Recking, A. (2016), A Generalized Threshold Model for computing bedload grain size distribution, Water Resour. Res., doi:10.1002/2016WR018735.

β=0.5, γ2=1.5

β determine le percentile du plus gros element transporte (pour T*/T*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
β=2, γ2=20

β determine le percentile du plus gros element transporte (pour T*/T*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
β
γ2
β determine le percentile du plus gros element transporte (pour T*/T*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
Donnees de validation


Validation de la granulometrie transportee

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Ajuster les parametres du modele GTM:
β
γ2
β determine le percentile du plus gros element transporte (pour T*/T*c<1)
γ2 determine le transport partiel pour chaque fraction transportee"
Saisie des données
Q(m3/s)










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Saisie de l'hydologie
Construire un hydrogramme
Cet outil permet de construire rapidement un hydrogramme triangulaire compatible avec la section d'écoulement. Des valeurs sont données par défaut, et peuvent être modifiées

Importer un fichier
Importez vos données temps (unité au choix) / débit (m3/S) à partir de fichiers textes. Les données doivent être disposées sur 2 colonnes séparées par des tabulations et comportant des titres (par exemple T, Q). Décrire les valeurs par T croissants. Vérifiez la qualité des données, en évitant par exemple les caractères non numériques ou les valeurs manquantes


Le fichier texte doit comporter deux colonnes separees par tabulation
Colonne1 'FND': les frequences de non depassement x 100
Colonne2 'Q': les debits associes en m3/s
Rappels
T=1/FD
FD=1-FND
FD(j/an)=(1-FND)*365
Unites










Exporter










Exporter
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Hydrologie local
Utilisez ce volet pour adapter l'hydrologie à la taille du bassin versant (ou des sous-bassins) grâce à la formule de Myer
BV de reference (km2)
BV section (km2)
Coefficient de Myer
Hauteur des murs
Paramètres à définir dans l'onglet 'Transport Solide'

Bilan sédimentaire

Exporter
Exporter la figure

Documents à télécharger


Manuel d'utilisation.pdf

Fichier exemple.txt
Téléchargez le fichier exemple, sauvegardez le sur votre PC, puis ouvrez le dans le menu: Boite a outils > Votre projet > Gestion en local > Browse

Notions generales.pdf

La granulometrie des cours d eau.pdf
La mesure du charriage.pdf

Notions d hydrologie et d hydraulique appliquees a la geomorphologies fluviales.pdf

La modelisation du transport solide.pdf

Version 1.2 - Juillet 2018

Gestion du code Alain Recking

Gestion du serveur Eric Maldonado

IRSTEA, UGA, UR ETNA, Domaine universitaire 2 rue de la Papeterie, BP 76, 38 402 Saint-Martin-d Heres cedex

Lexique

A: Section mouillée [m2]
D: Diamètre des sédiments [m]
D50: Diamètre médian [m]
Dx: Diamètre du grain (l'indice dénote %plus fin que x)
Fr: Nombre de Froude Fr=U/sqr(gH)
H: hauteur d'eau [m]
L: largeur du lit [m]
ω: puissance de l'écoulement,ω=τU
Φ: Transport solide adimensionnel, Φ=qsv/sqrt(g*(s-1)*D^3)
Ψ: Diamètre géométrique, Ψ=LogD/Log2, D=2^Ψ
Q: Débit [m3/s]
q: débit unitaire (q=Q/W) [m3/s/m]
Qs: Débit solide [kg/s]
Qsv: Débit solide volumique [m3/s]
Qsapp: Débit solide apparent, Qsapp=ρ/ρapp*Qs
qs: Transport solide unitaire (qs=Qs/W) [kg/s/m]
qsv: Transport solide volumique unitaire (qs=Qsv/W) [m3/s/m]
R: Rayon hydrauliqe [m]
Re: Nombre de Reynolds Re=UR/ν
ρ: masse volumique de l'eau (kg/m3)
ρs: masse volumique des sédiments (kg/m3)
s: Densité relative, s=ρs/ρ
S: Pente [m/m]
τ: Contrainte (N/m2)
τc: Contrainte critique (N/m2)
τ*: Nombre de Shields [ ]; τ*=τ/(g(ρs-ρ)D) <=> τ*=RS/((s-1)D)
τc*: Nombre de Shields critique [ ]; τc*=τc/(g(ρs-ρ)D)
Vitesse moyenne [m/s]
u*: vitesse de frottement, u*=sqrt(τ/ρ)
z: cote du lit [m]