De manière à pouvoir détecter les seuils de mise en mouvement, une caméra haute résolution Basler Ace2040-180km équipée d'un objectif de 55mm est placée latéralement au canal avec un angle d'inclinaison d'environ 45 degrés en x = 6, 5m de manière à voir le centre du canal (Fig. 5.5). La surface vue par la caméra est de l'ordre de 15x15cm. La caméra ayant un nombre de pixels de 2048 par 2032, la résolution ainsi obtenue est d'environ 70µm/pix, soit inférieure au diamètre des sables utilisés.
Figure 5.5 Caméra haute résolution Basler Ace2040-180km et les spots d'éclairage positionnés latéralement par rapport à la veine d'essai pour la détection des seuils de mise en mouvement.
L'angle d'inclinaison de la caméra n'a pas été xé précisément et à parfois été modi é entre les tests. La mise au point doit être faite de manière à voir nettement au moins les 2/3 de l'image. En eet, lors du post-traitement seule la partie nette de l'image permettra de visualiser le mouvement des grains et donc plus cette zone sera grande et plus la mesure sera précise. Trois spots LED (un de chaque côté de la caméra et un de l'autre côté du canal) de 50W assurent un éclairage homogène de la zone d'acquisition. La fréquence d'acquisition des images est de 2 Hz.
L'acquisition des images est possible grâce à l'utilisation de trois logiciels dif-férents : Matrox Intellicam qui pilote la carte graphique, Pylon 5 permettant de
régler les paramètres d'acquisition et Streampix 5 MultiCam pour l'enregistrement des images.
5.2.4 Procédure des tests
Les tests réalisés lors de cette étude sur les seuils de mise en mouvement ont été acquis dans le même canal expérimental que celui pour les tests des chapitres 3 et 4 dont les détails sont donnés dans la partie 2.1 (Fig. 5.6). Le débitmètre à ultrasons (chap. 2.1) situé dans la boucle de recirculation est utilisé pour l'enregistrement du courant à une fréquence de 1Hz (Fig. 5.6). La hauteur d'eau au dessus du lit sédimentaire est xée à d = 25cm pour l'ensemble des tests.
Figure 5.6 Schéma du dispositif expérimental utilisé lors des expériences. Un double fond en PVC de 7cm de hauteur est placé dans le fond du canal (Chap 2.1.3). Au dessus de ce double fond, des verres rugueux sont xés sur une distance de 7m à partir du nid d'abeille (Fig. 5.6). Lors des tests, 3 types de verres rugueux ont été testés (Chap 5.2.2). La zone sableuse est placée entre x = 5m et
x = 7m à l'aval du nid d'abeille. La caméra permettant l'acquisition des données
(voir Chap. 5.2.3) est placée en x = 6, 5m.
Au début de chaque test, le sable est étalé sur la zone voulue sur une épaisseur notée δ. Pour chacun des sables utilisés et chacune des rugosités du fond, 8 épaisseurs sédimentaires sont testées. Les épaisseurs sont mesurées au-dessus des crêtes des rugosités (Fig. 5.7b) des verres et varient entre δ = 1mm et δ = 10mm (δ =1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 et 10 mm).
De plus, le cas de quelques grains dispersés sur le fond est aussi étudié. Il n'y a pas de continuité entre les grains. L'épaisseur moyenne de sable est donc proche de 0.
Pour la plus forte rugosité (voir 5.2.2), une épaisseur intermédiaire a aussi été testée (Fig. 5.7a). Pour ce cas, on a simplement rempli les rugosités sans dépasser les points hauts de celle-ci. Cette épaisseur est inférieure au millimètre en moyenne. Une fois le sable étalé avec une précision au millimètre près et la hauteur d'eau au dessus du lit sédimentaire véri ée, une phase d'accélération du courant est appliquée dans le canal.
Cette phase doit être su samment longue pour que les détections de mouvement des grains soient les plus précises possible et que cette phase n'in ue pas sur les
Figure 5.7 Schéma des épaisseurs sableuses et de leurs mesures utilisées lors des tests.
résultats en augmentant trop rapidement la turbulence de l'écoulement. Néanmoins, plus la phase d'accélération est lente et plus le temps d'acquisition d'un test est long. Deux phases d'accélérations sont utilisées au cours des tests : une plus rapide et une plus lente. La plus lente est choisie pour l'ensemble des tests, c'est la phase nommée a1 (Fig. 5.8) et la plus rapide, nommée a2, va nous permettre de valider que la rampe d'accélération plus lente n'a pas d'in uence sur les résultats de détection de seuil de mise en mouvement. Ces deux phases d'accélération sont linéaires et les droites de régression obtenues présentent des coe cients de régression supérieurs à 0,95.
Figure 5.8 Les deux phases d'accélération considérées lors des expériences. Simultanément à l'acquisition de cette rampe d'accélération le mouvement des grains est enregistré avec une caméra haute résolution (voir 5.2.3).
Cette phase lente permet d'avoir une augmentation faible du courant entre chaque mesure d'acquisition du courant et des images à la fréquence de 1Hz et 2Hz respectivement.
Une fois que l'on est sûr que le seuil de mise en mouvement est dépassé - visible à l'÷il par un mouvement très important de grain et d'un charriage non négligeable -le courant est stoppé. Avant -le test suivant, -le sab-le est mélangé puis ré-étalé. Cette action permet d'assurer une distribution granulométrique la plus constante possible
entre les tests.
De manière à obtenir les résultats les plus précis possibles et véri er la repro-ductibilité des essais, pour chaque condition expérimentale, 4 tests identiques sont réalisés. Ceci permet d'obtenir pour chaque condition expérimentale, une valeur moyenne pour chaque seuil ainsi que l'écart-type de cette valeur.