Houle à la côte Propagation, impacts et ouvrages innovants

Wave to the coast : propagation, impact and innovative structures

• Auteur / Autrice : Gwendoline Arnaud
• Direction : Vincent Rey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie Physique
• Date : Soutenance le 03/11/2016
• Etablissement(s) : Toulon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences. ED 548 (Toulon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen d'océanologie (MIO) (Marseille ; Toulon)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Bonneton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Astruc, Philippe Sergent, Michel Benoit, Damien Sous, Julien Touboul, Christian Raffourt
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Astruc, Philippe Sergent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réfraction

Ondes -- Diffraction

Écoulement en milieux poreux

Ondes -- Propagation

Vagues

Mots clés libres

Houle

Surface spécifique

Interférences

Réflexion

Dissipation

Wave

Specific surface

Interferences

Reflection

Dissipation

Résumé

L’objectif de ces travaux de thèse visait une meilleure compréhension et représentation de lapropagation de la houle à travers les milieux poreux afin de proposer une nouvelle caractérisation desouvrages de défense du littoral. L’influence du paramètre de surface spécifique des milieux poreux (surfacede contact fluide-solide), à porosité constante, est mise en évidence sur des écoulements permanents etoscillants forcés par la houle à l’aide de séries d’expériences réalisées en canal et bassin d’essai. Les donnéesexpérimentales obtenues sont comparées à des modèles théoriques basés sur la théorie potentielle des ondeset résolus à travers des méthodes intégrales de raccordement des potentiels aux frontières entre domaines.Les processus de réflexion, transmission et dissipation sont étudiés dans le cas bidimensionnel, les processusde réflexion, réfraction-diffraction et dissipation de la houle sont étudiés dans le cas tridimensionnel. Desphénomènes d’interférence des ondes sont mis en évidence en observant le caractère oscillant du coefficient deréflexion en fonction de la fréquence de la houle dans le cas 2D. A ce processus d’interférences dans la directionde propagation de la houle dans le cas 2D s’ajoute, dans le cas 3D, un phénomène d’interférences dans ladirection transversale à la direction de propagation de la houle. Un comportement linéaire ou quadratique dutaux de dissipation de l’onde à l’intérieur du milieu poreux est observé. Le rôle de la surface spécifique dans ladissipation de l’énergie de l’onde à travers le milieu poreux est mis en évidence. Les régimes d’écoulement etles effets d’échelle sont également discutés.

The purpose of this Ph-D work aims to enhance knowledge and better describe wave propagationthrough porous media in order to propose a new characterization of coastal defense structures. The influenceof the specific surface parameter (fluid-solid contact surface) of porous media is then highlighted at givenporosity for steady and oscillatory wave induced flows with experiment series carried out in either wave tankor basin. Experimental data are compared with theoretical models based on wave potential theory numericalsolved by use of integral matching method at the domains’ boundaries.Wave scattering in the presence of porous structure is studied in both 2D and 3D cases. Interference processwithin the porous media are observed in the 2D case, leading to an oscillatory behavior of the reflection versusfrequency. Additional interference processes are observed in the transverse direction in the 3D case, leadingto a wave behavior strongly dependent on wave dynamics at both sides of the porous structure for resonantcases. Either linear or quadratic behavior of the dissipation is observed within the porous media. The role ofthe specific surface in the dissipation process is demonstrated. Both flow regimes and scale effects are alsodiscussed.