Développement d'un modèle numérique de tsunamis : de la propagation au déferlement dans environnements côtiers réels

par Aurore Cauquis

Projet de thèse en Mathématiques appliquées et calcul scientifique

Sous la direction de Mario Ricchiuto et de Philippe Heinrich.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale de mathématiques et informatique , en partenariat avec IMB - Institut de Mathématiques de Bordeaux (laboratoire) et de Calcul Scientifique et Modélisation (equipe de recherche) depuis le 21-11-2019 .


  • Résumé

    Le code de propagation de tsunamis développé par le CEA est largement utilisé sur les côtes méditerranéennes dans le cadre opérationnel du CENALT (CENtre d'Alerte aux Tsunamis, http://www.info-tsunami.fr/), ainsi qu'en Polynésie française pour calculer la hauteur des vagues associées à des tsunamis d'origine tectonique ou gravitaire. Récemment, ce code a été confronté à d'autres logiciels sur une vingtaine de benchmarks à travers une inter-comparaison dans le cadre de l'ANR TANDEM (2014-2018, http://www-tandem.cea.fr/) coordonnée par le CEA. Les résultats du code CEA sont en général satisfaisants pour des tsunamis dont les amplitudes sont peu importantes. En revanche, pour des cas très non-linéaire et en presence de vagues déferlantes des amélioration sont nécessaires. Par ailleurs, pour la propagation la prise en compte des effets dispersifs se fait par des équations de type Boussinesq non linéaires, et le déferlement par les équations de Saint-Venant. Le choix des équations de type Boussinesq ainsi que le passage d'un système à l'autre sont délicats et font l'objet d'une recherche approfondie depuis environ 2010. L'objectif est de développer un modèle numérique haut ordre basé sur une méthode à capture de chocs. Le modèle sera capable de traiter avec robustesse et précision les non-linéarités à l'approche des côtes et le déferlement des vagues pour des topographies irrégulières.

  • Titre traduit

    Development of a numerical model for tsunamis: from propagation to breaking in realistic coastal environnements


  • Résumé

    The tsunami propagation code developed by the CEA is widely used on the Mediterranean coast in the operational framework of CENALT (Tsunami Warning Center, http://www.info-tsunami.fr/), as well as in Polynesia. to calculate the height of waves associated with tsunamis of tectonic or gravitational origin. Recently, this code has been confronted with other software on about twenty benchmarks through an inter-comparison within the framework of ANR TANDEM (2014-2018, http://www-tandem.cea.fr/) coordinated by the CEA. The results of the CEA code are generally satisfactory for tsunamis whose amplitudes are not very important. On the other hand, for very non-linear cases and in the presence of breaking waves, improvements are necessary. Moreover, for the propagation the consideration of the dispersive effects is by nonlinear Boussinesq type equations, and breaking through the equations of Saint-Venant. The choice of Boussinesq type equations and the transition from one system to another are delicate and have been the subject of extensive research since about 2010. The goal is to develop a high-order digital model based on a shock capture method. The model will be able to deal with robustness and precision nonlinearities approaching the coast and surf waves for irregular topographies.