Analysis, in a free surface steady flow, of the interstitial velocity field inside a sedimentary bed

The objective of our study is to exploit ultrasonic Doppler velocimetry (UDV) to analyze the velocity field within a steady flow on a porous sedimentary bottom. Velocities are measured for several sedimentary beds, as well within the fluid vein as within the sediment. Our results highlight an exponential distribution of the velocities inside the sediment and a discontinuity of the velocity at the interface water–sediment, between the velocity in the free flow and the velocity within the sediment. These results highlight the need to base the analysis of sedimentary transport on the reality of the physical processes at the interface water–sediment.

RésuméLe but de notre étude est d’exploiter la technique de vélocimétrie Doppler ultrasonique (VDU) pour analyser le champ des vitesses au sein d’un écoulement permanent sur un fond sédimentaire poreux. Les vitesses sont mesurées pour plusieurs lits sédimentaires, aussi bien au sein de la veine fluide qu’au sein du sédiment. Nos résultats mettent en évidence une répartition exponentielle des vitesses à l’intérieur du sédiment et une discontinuité de vitesse à l’interface eau–sédiment, entre la vitesse dans l’écoulement libre et la vitesse au sein du sédiment. Ces résultats mettent en évidence la nécessité de baser l’analyse du transport sédimentaire sur la réalité des processus physiques à l’interface eau–sédiment.