Streamwise non-uniform overbank flows in compound channels

Débordement de cours d'eau en régime non-uniforme

Proust, S.

Type de document
HDR
Langue
Anglais
Affiliation de l'auteur
IRSTEA LYON UR HHLY FRA
Année
2015
Résumé / Abstract
Mes travaux de recherche portent sur la modélisation physique et numérique du débordement des rivières en régime non-uniforme. Ce régime est caractérisé par des variations longitudinales de hauteur d’eau, et par un débit d’échange latéral entre le lit mineur de la rivière et les plaines d’inondations adjacentes. La non-uniformité de l’écoulement est principalement due aux variations de topographie et d’occupation du sol des plaines d’inondation, mais également à l’influence des conditions limites du bief de rivière considéré. Ces différentes sources de non-uniformité ont été explorées tout au long de ces travaux. Les processus physiques induits par la non-uniformité de l’écoulement ont été étudiés dans des canaux de laboratoire. L’analyse est faite à l’échelle du bief, mais également à une échelle plus fine (description tridimensionnelle du champ de vitesse moyenne et des quantités turbulentes, notamment dans la couche de mélange entre lit mineur et lit majeur). Le travail de modélisation numérique porte sur les approches numériques 1D, 2D et 1D+ (développement d’une nouvelle méthode). En particulier, on évalue leurs capacités à prendre en compte les phénomènes physiques spécifiques aux écoulements non-uniformes, et in fine, à simuler hauteur et vitesse de l’écoulement en plaine d’inondation, pour des faibles débordements, comme pour des crues extrêmes.
My research works focus on the physical and numerical modeling of river floods, in the case of streamwise non-uniform overbank flows in compound open channels. These flows are characterized by longitudinal changes in flow depth and by a lateral time-averaged discharge between the main channel of the river and the adjacent floodplains. The longitudinal non-uniformity of flow is mostly caused by the changes in topography and land occupation of floodplains. Non-uniformity can also be related to the influence of the boundary conditions associated with the reach under consideration. These various sources of non-uniformity have been investigated throughout this work. The physical processes induced by flow non-uniformity have been studied in laboratory flumes. The analysis is carried out at the reach scale, but also at a smaller scale, with a three dimensional description of the mean flow and turbulent quantities, especially in the mixing layer developing at the junction between the main channel and the floodplains. The numerical modeling work is focused on the approaches 1D, 2D and 1D+ (development of a new method). In particular, we assess their ability to take into account the physical processes that are specific to non-uniforms flows, and eventually, to predict the flow depth and velocity in the floodplains. This is done for small overbank flows, but also for very high flows associated with extreme flood events.
Diplôme
Habilitation à Diriger des Recherches, Université Lyon I

puce  Accés à la notice sur le site Irstea Publications / Display bibliographic record on Irstea Publications website

  Texte intégral / Full text

  Liste complète des notices de CemOA