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courscircul13amé août. ' 04
B. Boudol
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6 Quelques aménagements fluviaux .....
61 Méthode des aménagements à courant libre
61. 1 Observations
Elles fournissent les évolutions des formes des cours d'eau ce qui implique la possession de cartes.
Il faut effectuer des sondages du fond, l'on obtient des profils en travers espacés de 10 mètres environ.
61. 2 Modèles réduits
Bien souvent les observations ne suffisent pas ; on construit des modèles réduits fondés sur la similitude
dynamique de Froude.
612. 1 Définition de la similitude dynamique
Deux mouvements M 1 et M 2 sont semblables s'ils ont lieu sur des trajectoires géométriquement
semblables et si pour deux points homologues il existe des rapports déterminés entre les caractéristiques.
612. 2 Théorie de la similitude
Soit un mouvement réel M 1 ( rivière)
Imaginons un mouvement M 2 (modèle réduit) en multipliant :
les longueurs L par  L. 
les masses spécifiques par m  m
le temps t par  t.
la pression p par  p.
Le mouvement est-il possible ?
OUI , à condition de satisfaire les équations de continuité qui se traduisent par :
= m.  et  =  
Donc si on se donne  coefficient des longueurs et m coefficient des masses spécifiques, l'on a déterminé le
modèle réduit d'un barrage
et m connus 
entre ces deux inconnues une seule relation, citée supra, permet de déterminer les quantités,
voir croquis infra
Il faut que le pourcentage des forces appliquées reste le même dans la similitude.
En pratique on réalise la similitude pour un facteur considéré ; exemple : pesanteur, et pour le reste on
reste dans l'à peu près.

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 Rappel sur le nombre de Froude
Il s'agit d'un nombre sans dimension [ F ] = 0, comme le nombre de Reynolds, la vitesse u figure au
numérateur, il indique l’influence de la pesanteur sur l’écoulement
F 2 = u 2 R : rayon hydraulique de la rivière
g R
Ce nombre indique aussi l'érosion par la force tractrice des berges (frottement) On sait que τ = ρgRi
avec u ² = C² Ri il vient i = g F² /C² voir graphique infra
Si F  0, 6 la perte de charge augmente très vite entraînant l’érosion des berges pour que F baisse
Il faut F  0, 6 pour éviter l'érosion des berges et du fond.
Application à la similitude
1
Soit H la charge motrice en M 1
H = f ( Q, a, g ) a : largeur
Soit H  la charge motrice réduite en M 2
H  = f ( F , H )
Les constructions de modèles réduits est
fondée sur la similitude dynamique de
Froude
Cf. photographie ci-contre
Barrage du Raviège sur l’Agout
établi au Banlève par l’Ensseiht
échelle 1 / 40 ème
1
Si viscosité, la similitude ne peut s’appliquer

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612. 3 Application des modèles réduits en rivière
 Turbulence
Pour disposer d'une turbulence suffisante donc d'un nombre de Reynolds de 12 000, on introduit une
différence d'échelle entre les dimensions verticales et horizontales de l'ordre de 1 à 10.
voir croquis infra
Il existe des courants transversaux dans les méandres dus à une pente latérale et très difficiles à
représenter en modèle.
 Rugosité
Le modèle doit être plus rugueux que la nature
( 1 ) u = c  R i Chézy
(2 ) u 2 = similitude longueur/temps
u 1
car posons1 / 1 00
( 3 ) c = u    D : distorsion 1 / 20
 Ri D R  H
c : coefficient de rugosité du modèle =  1/ 100 /  1/ 20 = 0 , 45
 Débit solide
On effectue une crue dans le modèle. Si le dépôt s'avère supérieur à la réalité en respectant l'échelle de
temps  u , c'est que la crue modèle doit durer moins longtemps que la crue naturelle. Donc le modèle doit
rester proportionnel à  u
62 Aménagements
62.1 Choix d'un bras
cf. croquis ci-contre
62. 2 Seuil
Si on drague le seuil, il se reformera ; il vaut mieux augmenter la vitesse en diminuant la largeur.
Cf. croquis infra

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situation avant
Si un ruisseau amène un cône de déjection dans la rivière, il suffit de draguer.
62. 3 Forme d'un méandre d'équilibre
Le courant divague amenant des méandres. Quand le méandre a atteint l'équilibre, il existe un rapport
entre sa longueur et la largeur du fleuve
Longueur = 8 fois la largeur
voir croquis ci-contre
Selon que l'on se trouve avec des
matériaux grossiers ou argileux la
profondeur varie, les rivières argileuses sont
les plus profondes
62. 4 Normalisation des profils en travers
Q = u . 
u = c  R i
Si on veut réaliser un mouillage H de 2 mètres de fond pour un débit donné Q, l'on définit un rayon
hydraulique R
ω l . H
On en déduit une largeur l  largeur naturelle et on construit des digues pour resserrer le lit
cf. croquis ci-contre
MAIS

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d'une part la force tractrice (contrainte de frottement)  gRi va entrer en action et créer un dépôt
d'alluvions an aval des digues
cf. croquis ci-contre
d'autre part le courant va tracer des sinuosités en travers d'une digue à l'autre
cf. figure ci-contre
62.5 Régularisation des pentes
Dans le dessein de fixer les mouilles et les seuils et pour obtenir une mouille M l'on crée une digue
dont la courbure c est liée à la profondeur h par la loi de Fargue dc = a dh
ds ds
On peut mettre des jetées pour déporter le flot
cf. figure
ci-contre
Pour approfondir l'on emploie des épis noyés ( non permanents )
En régime de
charriage l’érosion se place à
l’aval de l’épi. et
l’engraissement à l’amont
En régime de
suspension c’est le contraire.
cf. croquis ci-contre