Abstract FR:

La dynamique des rivières dépend d'un rétro-contrôle complexe entre morphologie, écoulement et transport. L'objectif général de ce travail de thèse est de comprendre le fonctionnement de ce rétro-contrôle dans le cas des rivières graveleuses dont la morphologie est contrôlée, au premier ordre, par le transport par charriage. Nous avons dans un premier temps étudié l'influence de la nature de l'écoulement sur ce couplage, ce qui nous a permis de mettre en évidence le fait que la morphodynamique des rivières est déterminée avant tout par l'interaction morphologie-transport, la nature de l'écoulement ne jouant qu'un rôle secondaire. Ce constat se vérifie à différentes échelles d'observation, de l'échelle de l'évolution du profil longitudinal de la rivière à celle du grain. La seconde partie de ce travail, consacrée à l'étude de la formation des chevrons, a permis de préciser la dynamique du couplage entre morphologie du lit et transport de sédiment. Nos résultats soulignent en particulier l’importance de l’effet de relaxation lié au fait que le flux de sédiment ne s'adapte pas instantanément à un changement de topographie. Cet effet de relaxation est un ingrédient physique indispensable pour décrire l'interaction morphologie-transport en rivière puisqu’il contrôle la sélection de la longueur d'onde des morphologies qui se développent sur le lit d’une rivière. Malgré son importance, cet effet de relaxation est ignoré par la majorité des lois de transport par charriage proposées dans la littérature. L’essentiel des lois disponibles supposent en effet que le flux de sédiments est une fonction locale de la contrainte exercée par la rivière sur son lit. Ce constat nous a naturellement conduit à nous pencher, dans la troisième partie de ce manuscrit, sur l’origine physique de cet effet de relaxation et sur la façon de l’introduire dans les modèles de transport par charriage. Pour ce faire, nous avons étudié le transport par charriage à l'échelle du grain, dans le cadre d’une approche expérimentale et en nous appuyant sur un modèle d’érosion-déposition en écoulement laminaire proposé par Charru (2004). Les résultats expérimentaux nous ont permis d’étendre ce modèle au cas du transport par charriage en écoulement turbulent