Influence de la cohésion sur le transport éolien de particules : application au sable humide et à la neige

Cette thèse porte sur la caractérisation du transport sur un lit granulaire cohésif en considérant le cas du sable et de la neige. Une approche numérique pour étudier le processus de l'érosion par impact sur un empilement cohésif a permis de quantifier l'effet de la cohésion sur le processus Splash. Pour quantifier l'effet de la cohésion le transport de particules par un écoulement d'air, nous avons choisi une approche expérimentale en soufflerie. L'étude du transport sur un lit de sable sec a permis de caractériser la transition du régime de saltation vers un régime collisionnel lorsque le nombre de Shields atteint S=0.3. Dans le cas du transport de sable humide, la vitesse seuil d'arrachement des grains du lit augmente avec la teneur en eau tandis que la vitesse seuil d'impact est du même ordre de grandeur que le seuil dynamique obtenu dans le cas sec. Ces résultats suggèrent qu'une fois que les grains sont arrachés au sol, ils ont un comportement similaire au transport sur sol sec. Sur un lit rigide de neige, la longueur caractéristique de décroissance augmente quadratiquement avec la vitesse de friction de l’air mais également avec le diamètre de la particule. Les caractéristiques de transport éolien de neige sur neige cohésive sont proches de celle sur neige rigide. On note une nette diminution, en soufflerie, de la quantité de neige transportée qui peut toutefois être significativement augmentée du fait de l’effet érosif d’un flux entrant. Sur un lit cohésif, dans le cas du sable humide et de la neige, le flux transporté tend vers la saturation mais la longueur de la soufflerie ne permet pas de l'atteindre.