CHAPITRE II
?
= cw
dépot s ?
?
ô ?
o ?
(ô o ) o ?
?
1
( II .26 )
52
KRONE, PAE THENIDES et OWEN ont donné tous les trois une
valeur d'ordre de 8.10-2 N/m pour les vases marines, cette loi est
assez largement utilisée, elle a été largement
vérifié notamment au laboratoire d'hydraulique de force.
II.6.2. Vitesse de chute des particules en eau
calme
Elle est d'une grande importance dans la détermination de
dépôt solide dans les retenues, cependant sa détermination
est liée au nombre de Reynolds. Pour résoudre se problème,
il faut donner le diamètre de la particule en eau calme.
Soit une sphère, une particule solide tombant en chute
libre dans un liquide est soumise à l'action des forces suivantes (Fig.
II.11.)
G
Ft
F
Fig. II.11. Les forces.
Ft : la force de traînée est définie t= 1/2
Cx pw SW2 s
- - >
? F e x 0
|
À l'équilibre :
|
G - F- F = 0
t A
2
? w g - 1 / 2 C x S p w w = 0
s s
|
2 4 dg ? -
? ? ?
On obtient : s w
w = ? ? (II-27)
s 3Cx ? ? w ?
Cx : coefficient de traînée varie en fonction de
nombre de Reynolds (Tableau II.3).
53
CHAPITRE II
Tableau II.3. Lles variations de vitesse en
fonction du nombre de Reynolds.
( Remini B; Halouche W, 2005.)
|
ólRe
|
Cx
|
Régime
d'écoulement
|
diamètre
|
Ws
|
|
ólRe<1
|
24/Re
|
Laminaire
|
d<0.1 mm
|
2 -
gd s
( ? ? w )
formule de
stockes
|
|
18 ? í
w
|
|
1<lRe<1
03
|
18/iRe0.6
|
Semi- turbulent
|
0.1 mm<d<2
|
g d ? - ?
0. 1 5 3 0. 1 7 1 . 1 4 ( )
s w
w =
|
|
0.29 0.43
s ? u
w
|
|
lR>103
|
0.44
|
turbulent
|
1<d<20mm
|
|
|
gd ( ? - ? )
s w
1 74
w = .
|
|
s
?w
|
II.7. La floculation
Leur conséquence directe n'est qu'un agrégat
formé par plusieurs particules se retrouve avec des dimensions autrement
plus grandes et à une vitesse de chute plus importante, MIGNOTC a
défini un facteur de floculation comme étant le rapport entre la
vitesse de chute libre des flocons (wf50%) dans un milieu floculant
et la vitesse moyenne de chute libre des particules élémentaires
wd50%, à l'étage de floculer
F= wf50% / wd50% (II-28)
II.8. Tassement et consolidation des vases
Décantés par gravité sur le fonds, les
sédiments formeront des dépôts qui pourront subir des
tassements et des consolidations au cours du temps.
Le tassement des vases complètement saturés peut
être subdivisé en deux processus : (Fig.II. 11.)
- Sédimentation, lorsque les particules
élémentaires de la vase ne forment pas un réseau continue
tridimensionnelle qu'à l'échelle de la dimension des flocons,
donc la vase à l'état en suspension.
54
CHAPITRE II
- Consolidation, les particules élémentaire de
la vase forment des contraintes effectives, une partie des contraintes est
transmise grain à grain, donc la vase est en état de
dépôt, à partir des tassements réalisés en
laboratoire sur des boues d'origine très diverses. On peut
considérer que la limite entre les phénomènes de
sédimentations et de consolidation correspondent à une teneur en
eau égal à 7 fois la limite de liquidité du
matériau, soit une concentration Co donné par :
C o =
co (II-29)
o
co o + 7 Wl
co s 100
Co : concentration frontière entre les
états de dépôts et de suspension Kg/mII. coo
; cos : masses volumiques de phase liquide,
solide ( kg/ m3 ) .
WL : limite de liquidité (teneur en eau%)
L'évolution de la concentration dans une couche de
vase est réagie par l'équation de continuité de phase
solide.
(ä C/ät) + (ä [ Ws C] / ä Z=o
................................................... (II-30)
C : concentration de la suspension (kg/
m3 ). Ws : vitesse moyenne de la phase solide (m/s). T
: temps(s). Z : coordonnée verticale (m).
|
Vase en état de suspension
Sédimentation
|
Vase en état de dépôt
Consolidation
Fig.II.12. Diagramme illustrant les processus de
tassement avec
les états associes de la vase( Remini B ; Halouche W,
2005.)
La perméabilité a un effet sur le tassement,
pour des matériaux à des perméabilités moyennes ou
fortes (K = 10-5 m/s), il y aura une consolidation rapide voire
instantanée (sable, gravier), par contre les matériaux à
faible perméabilité (K < 10-5 m/s) tel que les
sables vars eaux, les vases, la consolidation des dépôts sera
très lente. Après la phase de décantation gravitaire
à vitesse entravée. Les Hochons de vase vont commencer sous la
surcharge de couche déposées au dessus d'eux, à se tasser
en évacuant progressivement leur eau interstitielle. MIGNIOTC et
PARTHENIDES décrivent différentes phases de tassement (Fig.
II.12).
| 
