Développement d'une instrumentation diphasique à ultrasons pulsés pour l'étude expérimentale des écoulements de transport sédimentaire – 2-phaseSEDEXP

Le taux de sédiments naturels transportés par un écoulement fluvial, estuarien ou côtier, appelé débit solide, représente la quantité physique à relier mathématiquement aux quantités hydrosédimentaires du cours d'eau pour en prédire son évolution morphoplogique à court, à moyen et à long termes. Il est avéré à ce jour que pour la majorité de ces hydrosystèmes environnementaux, les quantités de matière sédimentaire déplacées au cours de quelques évènements climatiques extrêmes par an, sont à l'origine de plus de 80% de la quantité transportée annuellement. L'érosion côtière, l'alluvionnement des réservoirs ainsi que la montée et l'intrusion des eaux salines dans de nombreux deltas, en sont des conséquences directes. Le rôle dominant de ces épisodes abrupts nécessite le développement de modèles de transport solide adaptés à ces régimes d'écoulement extrêmes. Ils impliquent des contributions dominantes liés aux processus turbulents de transport de sédiments affectant autant le transport de sédiments en suspension que le transport par charriage. Ces révélations récentes proviennent d'études numériques basées sur des simulations à turbulence résolue séparant la phase fluide de la phase sédimentaire pour en déduire tous les mécanismes d'interaction fluide-particules impliqués dans le transport de sédiments. Si cette approche diphasique est à l'origine des avancées récentes en simulation, l’absence de données expérimentales constituées de mesures diphasiques à turbulence résolue représente actuellement, le principal obstacle scientifique vers l'amélioration des prédictions quantitatives du transport sédimentaire en écoulements environnementaux intenses. Ce verrou technologique majeur ne pourra être levé sans l’émergence d’une instrumentation diphasique dotée de performances métrologiques comparables à celles obtenues par simulation diphasique. Ce projet a pour objectif d'y remédier par le développement d'une méthode innovante de mesure diphasique à ultrasons pulsés mise en oeuvre dans une nouvelle instrumentation prototype, la technologie ACVP diphasique, adaptée à l'étude du transport sédimentaire en régime d'écoulement intense.