La plateforme regroupe deux dispositifs expérimentaux originaux, correspondant à deux canaux annulaires à recirculation, dédiés à l’étude de l’abrasion des galets et à celle du substrat rocheux des rivières au cours du transport fluvial de la charge sédimentaire grossière.
Pour les deux canaux, sont directement mesurés, ou évalués par calibration, la vitesse moyenne de l’eau, celle des particules, le flux de sédiment ou la contrainte cisaillante basale.
équipements
Le canal "historique"
Le canal “historique” est un canal annulaire à recirculation de 1.5m de diamètre couplé à une pompe de 250 kWh [Attal et al., 2006], situé dans le bâtiment technique du Steval associé au laboratoire Géoressources.
Il permet d’étudier l’érosion des galets (de 1 à 10cm) [Attal & Lavé, 2009] et l’érosion du substrat ou d’objets protubérants [Wilson & Lavé, 2014] et pour des vitesses de l’eau dans le canal allant de 1 à 3.3 m/s.
Il peut également être utilisé pour étudier l’érodabilité des roches [Attal & Lavé, 2006], les produits de l’abrasion [Nibourel et al., 2015] ou la statistique de déplacement des particules lors du transport sédimentaire [Cassel et al., 2016].
Le dispositif bénéficie de surcroît de l’environnement du Steval pour peser, tamiser, ou sécher les sédiments étudiés.
Le canal "habituel"
Le canal “habituel” est une version réduite (échelle 1:4) de 37.5cm de diamètre avec comme différences majeures des parois transparentes permettant une meilleure visualisation des phénomènes et surtout une deuxième pompe couplée à des injections internes permettant de palier les gradients radiaux de vitesse et d’explorer les processus à faibles conditions de transport.
Le canal est équipé depuis peu d’un dispositif de compte tour pour suivre des galets instrumentés (RFID pit-tag), et d’un système de caméra haute vitesse pour le suivi des trajectoires de particules.
Il est situé dans le bâtiment externe du CRPG, et permet d’étudier l’érosion des galets (de 1 à 20mm) et l’érosion du substrat ou d’objets protubérants pour des vitesses de l’eau allant de 0.5 à 2.1 m/s.
Utilisations des équipements
S’adresser au responsable (jerome.lave@univ-lorraine.fr) pour une utilisation dans le cadre d’une collaboration de préférence au travers de la venue d’un étudiant ou d’un chercheur pour réaliser les expériences.
Publications
Cassel M., Lavé J., Recking A., Malavoi J.-R. and Piégay H., Bedload transport in rivers: size matters but so does shape!, Scientific Report, 11(1), 1-11, 2021.
Cassel, M., Piégay, H., and Lavé J., Vaudor L, Sri Hadmoko D, Budi Wibowo S, Lavigne F., Evaluating a 2D image-based computerized approach for measuring riverine pebble roundness, Geomorphology 311, 143-157.
Le Bouteiller, C., Naaim, F., Mathys, N., & Lavé, J. (2018). Degradation processes in marly sediment transport. River, Coastal and Estuarine Morphodynamics. RCEM 2009, Two Volume Set, 257.
Cassel, M., Piégay, H., and Lavé J. (2016), Effects of transport and insertion of radio frequency identification (RFID) transponders on resistance and shape of natural and synthetic pebbles: applications for riverine and coastal bedload tracking, Earth Surf. Process. Landforms , DOI: 10.1002/esp.3989.
Nibourel, L., Herman, F., Cox, S. C., Beyssac, O., & Lavé, J. (2015). Provenance analysis using Raman spectroscopy of carbonaceous material: A case study in the Southern Alps of New Zealand. Journal of Geophysical Research: Earth Surface., Oct 2015 | DOI: 10.1002/2015JF003541
Wilson, A., and J. Lavé, Convergent evolution of abrading flow obstacles: insights from analogue modeling of fluvial bedrock abrasion by coarse bedload, Geomorphology, 208, 207–224, 2014
Attal, M., and J. Lavé, Pebble abrasion during fluvial transport: Experimental results and implications for the evolution of the sediment load along rivers, J. Geophys. Res., 114, F04023, doi:10.1029/2009JF001328, 2009.
Attal, M., J. Lavé, and J.P. Masson, A new experimental device to study pebble abrasion and transpose to natural systems, J. of Hydraul. Engineering, 132, 624-628, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2006)132:6(624), 2006.