Développement d'indicateurs de la dynamique spatio-temporelle sédimentaire d'un cours d'eau mesurés par acoustique passive

École doctorale : Terre, univers, environnement (TUE)

Spécialité : Sciences de la Terre, et de l'Univers et de l'Environnement

Structure de rattachement : UJF

Établissement d'origine : Université Polytechnique de Bucarest

Financement(s) : contrat à durée déterminée ; contrat à durée déterminée

Date d'entrée en thèse : 01/10/2014

Date de soutenance : 04/12/2017

Composition du jury :
M. RICKENMANN Dieter,Directeur de recherche, Institut FRF, la neige et le paysage Birmensdorf, Suisse, rapporteur
M. RIVIERE Nicolas,Professeur, Institut NSA à Lyon, rapporteur
M. LAROSE Éric,Directeur de recherche, IST Grenoble, examinateur
M. CRAVE Alain,Chargé de recherche, HDR, CNRS, Géosciences, Rennes, examinateur
M. BELLEUDY Philippe,Professeur émérite, IGE, Grenoble, co-directeur de thèse
M. GEAY Thomas,PhD, GIPSA-LAB, encadrant
M. GERVAISE Cédric,Directeur Institute de Recherche CHORUS Fondation Partenariale Grenoble INP, Grenoble,Directeur de thèse
M. GIMBERT Florent,Chargé de recherche, IGE Grenoble, invité

Résumé : La thèse fait des recherches sur des algorithmes d'inversion des signaux acoustiques acquis par des hydrophones dans la rivière. Le but principal est d'estimer la taille des sédiments transportés par l'écoulement. La méthodologie d'inversion part de la physique de la collision entre deux objets rigides, nommée aussi le contact de Hertz. La taille des particules en collision possède une signature spectrale sur les signaux mesurés par un hydrophone. Les spectres sont ainsi inversés en utilisant des méthodes algébriques au sens des moindres carrés pour estimer la courbe granulométrique des sédiments transportés. Cette méthode d'inversion originale est validée avec succès par des expériences acoustiques sur le terrain. On ouvre ainsi une porte vers le développement d'un outil opérationnel dans le contexte du monitorage du transport sédimentaire dans les rivières.
The thesis presents the research on processing acoustic signals recorded by hydrophone in rivers for estimating the bedload grain size distribution. The inversion methodology is based on the physics of the underwater hertzian impact between two solids also named the Hertzian impact. The size of impacting particles affects the shape of acoustic spectra which permits us to develop inversion methodology for estimating grain size distributions. The inversion of acoustic spectra on the field successfully validate the original inversion method. The method has a great potential and proves the feasibility of using hydrophones to perform bedload monitoring in rivers.