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Formation > Offres stage, thèse et postdoc

Offre de thèse, géophysique. Tours

Titre du projet : Modélisation physique d’écoulements concentrés formés dans les rivières aménagées soumises à de fortes perturbations hydrodynamiques.

Disciplines : Géophysique – Physique – Mécanique des Fluides – Hydraulique.

Contexte et descriptif du projet : Le risque d’inondations et d’événements catastrophiques pouvant survenir dans les rivières aménagées (crues éclair, ruptures de digues ou de barrages) représente à l’heure actuelle l’une des catastrophes naturelles les plus préoccupantes de France métropolitaine. Au-delà des répercutions morphologiques majeures (formation de fosses d’érosion au fond du lit, débordement et érosion de berges : jusqu’à 700 % pour certains cas) observées dans les zones proximales du bassin (ou à proximité des ouvrages fragilisés), le passage de l’onde de crue peut provoquer une érosion intense de sédiments à l’origine d’écoulements concentrés, généralement dévastateurs (de type coulées de boue). En se basant sur un tel scénario, plusieurs exemples récents d’événements catastrophiques ont mis en lumière le manque de procédures de prévention adaptées à ce type de situations dans lesquelles l’écoulement ainsi généré ne peut plus être modélisé par un jeu d’équations adapté aux écoulements de fluides purs mais dont la description physique doit inclure le comportement de la phase solide qui joue désormais un rôle essentiel dans la dynamique globale du mélange.
Bien que l’évolution lente du lit d’une rivière (de la formation de motifs sédimentaires :
rides, dunes, barres, à l’incision des vallées) a été largement explorée depuis les dernières décennies, les problèmes liés aux changements morphologiques rapides associés à l’occurence d’événements extrêmes restent beaucoup moins avancés. L’une des principales explications réside dans la complexité des interactions entre la phase solide (sédiments formant le lit et les berges de la rivière) et la phase fluide (dynamique de l’onde de crue), sur des échelles de temps et d’espace très variables. Plusieurs études préalables, basées sur l’étude d’écoulements analogues
ont mis en lumière la pertinence d’une description physique traitée en deux parties : (1) l’étude de l’érosion intense de sédiments gouvernée par les processus de fluidisation induite qui affectent la dynamique de l’onde de crue dans les zones proximales ; (2) le couplage entre la dynamique de l’écoulement, gouvernée par la turbulence du fluide qui assure la mise en suspension des sédiments et les processus de défluidisation progressive qui préconisent leur sédimentation en champ lointain, et sa rhéologie. Pour appréhender ce problème, nous proposons d’élaborer des expériences de laboratoire capables de décrire correctement les processus observés. Ce point représente un enjeu majeur quant au développement de simulations numériques de grande échelle qui permettront d’élaborer des cartes de risques probabilistes fiables, nécessaires à la gestion des inondations et à l’aménagement du territoire.

Date limite de candidature : 01/05/2018

Offre de stage M2

publié le