Recueil d'expériences techniques

Le transport solide correspond au charriage des sédiments grossiers par les cours d’eaux au gré des crues. Il a un rôle morphogène important.
 
Il existe de nombreuses formules pour calculer le débit solide théorique des cours d’eau. La formule de Smart et Jaeggi (1983), par exemple, est adaptée aux rivières de montagne :
 
 
Où :
qsb = le débit solide volumique de charriage par unité de largeur (m2.s–1) ;
D = le diamètre d’une particule (m) ;
q = le débit liquide par unité de largeur (m2.s–1) ;
i = la pente du fond du lit (%) ;
ρs = la masse volumique du solide (kg.m–3) ;
ρw = la masse volumique de l’eau (kg.m–3).
 
Le paramètre de Shields critique (θcr) et le paramètre de Shields (θ) sont définis ci-après.
 
Le débit solide calculé correspond à la capacité de transport solide du cours d’eau. Le débit solide mesuré peut être inférieur au débit calculé, notamment lorsque l’apport sédimentaire est insuffisant. La capacité de transport est atteinte lorsqu’il y a un équilibre entre érosion et dépôt. 
 
Le transport solide apparaît dès que la contrainte qui s’exerce sur le lit est capable de mettre en mouvement les sédiments. Il est possible de déterminer ce seuil avec le nombre de Shields. Il s’agit d’une contrainte adimensionnelle qui représente le rapport des forces stabilisantes (le poids des matériaux dans l’eau) sur les forces déstabilisantes (la contrainte de fond) pour la mise en mouvement d’un matériau de diamètre (D) au fond du lit :
 
 
Où :
θ = le nombre de Shields ;
τ = la contrainte tractrice (N.m–2) ;
ρs = la masse volumique du solide (kg.m–3) de  la particule de diamètre D (m) ;
ρw = la masse volumique de l’eau (kg.m–3). 
 
Le nombre de Shields critique (θcr), correspond à la valeur du paramètre de Shields de mise en mouvement des particules de diamètre D. Le paramètre de Shields critique de mise en mouvement du fond du lit peut être calculé en fonction de la pente, (formule de Recking et al. 2008) : 
 
 
Où :
θcr = le nombre de Shields critique ;
i = la pente du fond (%).
 
Si θ < θcr , les particules restent immobiles. Si θcr > θ, les particules sont mises en mouvement.