Thèse soutenue

Modelisation numerique du transport de sediments non-cohesifs sous l'action de la houle et du courant au dessus d'un fond ride

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Auteur / Autrice : GILLES PERRIER
Direction : L.-R. LAFOND
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre, océan, espace
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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L'objet de ce travail est la modelisation numerique des processus hydro-sedimentaires en presence de houle et de courant au dessus de fond rides. Les caracteristiques hydrodynamiques de la couche limite turbulente oscillatoire generee par la houle sont tout d'abord analysees a l'aide de trois modeles bidimensionnels et les resultats des simulations sont compares avec des donnees experimentales. Le premier modele repose sur une formulation lagrangienne de type vortex discrets, tandis que les deux autres utilisent une fermeture turbulente et une discretisation en elements finis. Le modele lagrangien et le modele de turbulence au second ordre de type tensions de reynolds permettent de bien reproduire les structures coherentes qui se developpent a l'aval des cretes et sont ejectees periodiquement au dessus des rides. Au contraire, la fermeture turbulente au premier ordre de type k-epsilon apparait nettement inferieure pour predire l'ecoulement. La modelisation hydro-sedimentaire est ensuite entreprise dans un cadre lagrangien: le modele de vortex discrets est utilise pour calculer le transport par charriage le long de la ride et les trajectoires des particules en suspension. Ces particules sont generees a la surface de la ride pour traduire l'action locale de la turbulence et l'entrainement du sediment charrie au niveau du point de separation. Trois cas illustrant des configurations de base sont etudies: houle symetrique, houle asymetrique, interaction d'une houle symetrique et d'un courant permanent. Le modele donne une description realiste des processus fortement instationnaires et convectifs regissant la distribution spatio-temporelle du sediment et peut ainsi predire le transport resultant. Les simulations ont mis en evidence l'influence de certains facteurs comme le rapport de l'amplitude du mouvement orbital a la longueur de ride ou la derive eulerienne sous une houle progressive