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Laboratoire d’Hydraulique et d’Hydro-morphologie

Le Laboratoire d’Hydraulique et d’Hydro-morphologie (HHLab) est une plate-forme expérimentale de 350 m² comprenant trois modèles physiques (construits et équipés entre 2013 et 2017). Cette plate-forme est dédiée à l’étude des processus associés aux écoulements en rivière et en milieu fortement anthropisé.

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© Elisabeth Rull, Divergence Image

Il comprend :

 

dont les caractéristiques sont détaillées ci-après.

Caractéristiques techniques

 Longueur utileLargeurProfondeurEntréeDébit maximalSortie Pente maximale
Canal large18 m3 m80 cm3 réservoirs d’alimentation indépendants300 L.s-1 
(75 L.s-1+150 L.s-1+75 L.s-1) 		3 seuils minces réglables1/1000
Canal large18 m1 m80 cm1 réservoir d’alimentation150 L.s-11 seuil mince réglable5/100
MURI5.4 m3.8 m15 cmDe 1 à 9 cuves d’alimentation50 L.s-1 réparti sur 1 à 9 entréesDe 1 à 9 cuves de sortie avec seuils réglables5/100 en long et en travers

Alimentation en eau et en sédiments

Le canal large et le canal inclinable sont équipés d’un système d’alimentation avec trois différents modes d’utilisation :

  • Ils peuvent être alimentés en eau claire via une tour de régulation à charge constante. L’eau circule alors en circuit fermé via une cuve souterraine.
  • Ils peuvent être alimentés en eau chargée en sédiments en suspension (granulométrie < 1 mm) en circuit fermé également. La circulation s’effectuera dans ce cas via une cuve souterraine plus petite, équipée d’un agitateur pour homogénéiser la concentration en sédiments.
  • Enfin, il est possible, de travailler en circuit ouvert pour des sédiments plus grossiers. Les canaux sont alimentés en eau claire par la tour de régulation et en sédiments sec par une trémie. A la sortie, l’eau est dirigée vers une cuve souterraine où les sédiments se déposent, puis elle se déverse à nouveau vers la cuve d’eau claire.

Le schéma ci-dessous illustre ces trois modes d’utilisation.

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Instrumentation

Plusieurs capteurs sont utilisés :

  • Mesure de hauteur d’eau par capteurs ultrasons,
  • Mesure de débit par débitmètre électromagnétique en entrée du canal,
  • Mesure de vitesse par vélocimètre acoustique Doppler (3 Vectrino Nortek & 1 vectrino profiler) , par PIV laser (imagerie de particules, système LA VISION) ou LS-PIV (vitesses de surface),
  • Mesure de la topographie du fond par scanner 2D (résolution submillimétrique, Scan Control 2900-100),
  • Prise d’images.

Sur chacune des installations, ces capteurs sont fixés sur un rail motorisé permettant leur déplacement.

Sujets de recherche

Ces installations sont mises à profit afin d’explorer plusieurs sujets de recherche dont les suivants :

Publications

Thèses – HdR

Articles

  1. Berni, C., Proust, S., Camenen, B., & Boisson, L. Transfer and deposit of fine sediments over a floodplain for non-uniform overbank flows. J. Geophys. Res. Earth Surf. (under review). 
  2. Cerino, B., Proust, S., Berni, C., & Nikora, V. I. (2026). Shallow mixing layers in open-channel flows with a rough bed. J. Fluid Mech, Cambridge University Press. (accepté)
  3. Fagour, C., Proust, S., Mignot, E. (2026). Laboratory study of the dynamics of a pollutant within a city block during urban flooding. Water Resources Research, 62, e2025WR042960. https://doi.org/10.1029/2025WR042960 
  4. Proust, S., Cérino, B., Berni, C., & Nikora, V. I. (2025). Shallow turbulent mixing layers in open-channel flows. Environ. Fluid Mech., 25(1). Review article. https://doi.org/10.1007/s10652-025-10013-9
  5. Cerino, B., Zampiron, A., Proust, S., Berni, C., Nikora, V. (2024). Large and very large scale motions in open-channel flows over rough bed in the presence and absence of a mixing layer. Environ Fluid Mech, https://doi.org/10.1007/s10652-024-10008-y
  6. Fagour, C., Proust, S., Mignot, E. (2024). A laboratory experiment on the pollutant transport in a flooded street network. Journal of Hydrology, 640, pp.131603. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131603
  7. Kaddi, Y., Proust, S., Faure, J.B., Cierco, F.X. (2024). Experimental and numerical study of unsteady flows in a compound open channel. Environ Fluid Mech 24, 335–365. https://doi.org/10.1007/s10652-024-09988-8
  8. Sandilya, S.S., Das, B.S., Proust, S., Shekhar, D. (2024). Discharge estimation in compound channels with converging and diverging floodplains using an optimised Gradient Boosting Algorithm. Journal of Hydroinformatics, 26 (5), pp.1122-1149. https://doi.org/10.2166/hydro.2024.292
  9. Zampiron, A., Cerino, B., Berni, C., Proust, S., Nikora, V. (2024). Very-large-scale motions in open-channel flow: Insights from velocity spectra, correlations, and structure functions. Physics of Fluids, 36 (4), https://doi.org/10.1063/5.0205033
  10. MEJIA-MORALES, M. A., MIGNOT, E., PAQUIER, A., & PROUST, S. (2023). Laboratory investigation into the effect of the storage capacity of a city block on unsteady urban flood flows. Water Resources Research, 59, e2022WR032984. https://doi.org/10.1029/2022WR032984
  11. DEWALS, B.,  KITSIKOUDIS, V., MEJIA-MORALES, M.A., ARCHAMBEAU, P., MIGNOT, E., PROUST, S.,  ERPICUM, S., PIROTTON, M., and PAQUIER, A. (2023). Can the 2D shallow water equations model flow intrusion into buildings during urban floods? Journal of Hydrology: 129231. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129231
  12. PROUST, S., C. BERNI and V. NIKORA – 2022. « Shallow mixing layers over hydraulically smooth bottom in a tilted open channel. » Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/jfm.2022.818
  13.  KADDI, Y., CIERCO, FX., FAURE, JB., PROUST, S. – 2022. New Developments in a 1D+ ISM Model for Operational Purposes. In: Gourbesville, P., Caignaert, G. (eds) Advances in Hydroinformatics. Springer Water. Springer, Singapore.  https://doi.org/10.1007/978-981-19-1600-7_5
  14. VERGNE, A., BERNI, C., LE COZ, J., TENCE, F. – 2022. Acoustic backscatter and attenuation due to river fine sediments: experimental evaluation of models and inversion methods, Water Resources Research, 57, e2021WR029589. https://doi.org/10.1029/2021WR029589
  15. CHATELAIN, M., PROUST, S. – 2021 – Open-channel flows through emergent rigid vegetation: effects of bed roughness and shallowness on the flow structure and surface waves. » Physics of fluids 33(10). doi: 10.1063/5.0063288
  16. MEJIA-MORALES, M.A., MIGNOT, E., PAQUIER, A., SIGAUD, D., PROUST, S. – 2021. Impact of the porosity of an urban block on the flood risk assessment: a laboratory experiment. Journal of Hydrology. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126715
  17.  CHIBANE, T.,  PAQUIER, A., BENMAMAR, S.  – 2021. Experimental study of the flow patterns in a street during drainage or overflow to or from drains.  Urban Water Journal. DOI: 10.1080/1573062X.2021.1913612
  18.  OUKACINE, M.,  PROUST, S., LARRARTE, F., GOUTAL, N. – 2021. Experimental flows through an array of emerged or slightly submerged square cylinders over a rough bed. Scientific Data , Nature Publishing Group, 8 (1), 10.1038/s41597-020-00791-w.
  19.  CHATELAIN, M., PROUST, S. – 2020.  Non-uniform flows in a compound open-channel: assessment of a hybrid RANS-LES approach. Water Resources Research, vol. 56, e2020WR027054.  doi:10.1029/2020WR027054
  20. PROUST, S., NIKORA, V.I. – 2020.  Compound open-channel flows: Effects of transverse currents on the flow structure. Journal of Fluid Mechanics, 885, A24. doi:10.1017/jfm.2019.973
  21. CHETIBI, M., PROUST, S., BENMAMAR, S. – 2020. Transverse surface waves in steady uniform and non-uniform flows through emergent and weakly submerged square cylinders. Journal of Hydraulic Research, vol. 58, n°4. DOI: 10.1080/00221686.2019.1647885 
  22. PERRET, E., BERNI, C., CAMENEN, B. – 2020. How does the bed surface impact low-magnitude bedload transport over gravel-bed rivers? Earth Surface Processes & Landform. doi: 10.1002/esp.4792
  23. CHIBANE, T., PAQUIER, A., BENMAMAR, S. (2018)  – Coupled 1D/2D Hydraulic Simulation of the Model Muri. In: Gourbesville P., Cunge J., Caignaert G. (eds) Advances in Hydroinformatics. Springer Water. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7218-5_46
  24. PERRET, E., BERNI, C., CAMENEN, B., HERRERO, A., EL KADI ABDERREZZAK, K. – 2018. Transport of moderately sorted gravel at low bed shear stresses: The role of fine sediment infiltration. Earth Surface Processes and Landforms, vol. 43, n° 7, p. 1416-1430  
  25. BERNI, C., PERRET, E., CAMENEN, B. – 2018. Characteristic time of sediment transport decrease in static armour formation. Geomorphology, vol. 317, p. 1-9  
  26. PROUST, S., FERNANDES, J.N., LEAL, J.B., RIVIERE, N., PELTIER, Y. – 2017. Mixing layer and coherent structures in compound channel flows: effects of transverse flow, velocity ratio and vertical confinement . Water Resources Research, vol. 53, n° 4, p. 3387-3406.
  27. DUPUIS, V., PROUST, S., BERNI, C., PAQUIER, A. – 2017. Compound channel flow with a longitudinal transition in hydraulic roughness over the floodplains. Environmental Fluid Mechanics, vol. 17, n° 5, p. 903-928  
  28. DUPUIS, V., PROUST, S., BERNI, C., PAQUIER, A. – 2017. Mixing layer development in compound channel flows with submerged and emergent rigid vegetation over the floodplains. Experiments in Fluids, vol. 58, n° 30, 18 p.
  29. HERRERO, A., BERNI, C. – 2016. Sand infiltration into a gravel bed: a mathematical model. Water Resources Research, vol. 52, 14 p.  
  30. DUPUIS, V., PROUST, S., BERNI, C., PAQUIER, A. – 2016. Combined effects of bed friction and emergent cylinder drag in open channel flow. Environmental Fluid Mechanics, vol. 16, n° 6, p. 1173-1193

Données

  1. Mejía-Morales, Miguel Angel; Mignot, Emmanuel; Paquier, André; Proust, Sébastien, 2023, « Data set of a laboratory experiment on the impact of the conveyance porosity of an urban block on the flood risk assessment », https://doi.org/10.57745/UJOCJ8, Recherche Data Gouv, V1, UNF:6:Md2Yh9DNuCDyRl3U3kNGCw==
  2. Mejía-Morales, Miguel Angel; Mignot, Emmanuel; Paquier, André; Proust, Sébastien, 2022, « Dataset of a laboratory experiment on the effect of the storage capacity of a city block on unsteady urban floodwaters », https://doi.org/10.57745/BFHGO3, Recherche Data Gouv, V1, UNF:6:lih4BgXngcms3ZjPvaJy3A==
  3. PROUST, SEBASTIEN; BERNI, CELINE; NIKORA, VLADIMIR, 2022, « Dataset of a laboratory experiment on shallow mixing layers over smooth bed in a tilted open channel », https://doi.org/10.57745/EQURJN, Recherche Data Gouv, V1, UNF:6:fSznfN4puOs6wLlsjq5baA==

Date de modification : 02 octobre 2026 | Date de création : 06 juin 2023 | Rédaction : Lionel