ECOS-Sud

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Comité : Evaluation - Orientation de la Coopération Scientifique
(Argentine - Chili - Uruguay)
Programme de coopération ECOS-Chili : Rapport Intermédiaire
(doit être adressé à ECOS-Sud exclusivement sous forme électronique à la fin du mois de juillet)
A. DESCRIPTIF DE L’ACTION :
1. Identification :
Code de l'action : C07U01
Titre :
Morphodynamique numérique des plages sableuses et rip currents
2. Établissement principal1 :
en France :
Grenoble INP
Laboratoire2 (ou équipe) :Lab.
Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) ; équipe HOULE
Nom du Directeur :Christophe BAUDET
au Chili : Pontificia Universidad Catolica de Chile
Laboratoire (ou équipe) : Escuela de Ingeniería ; Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Nom du Directeur :BONIFACIO
HERNANDEZ
3. Responsables du projet :
en France
Nom et prénom : BARTHELEMY Eric
Grade :professeur
Adresse administrative : LEGI ; BP53 ; 38041 Grenoble cedex9
Téléphone : 04 76 82 51 17 ... Télécopie : 04 76 50 01 Courrier électronique : [email protected]
au Chili
Nom et prénom : Rodrigo CIENFUEGOS CARRASCO .....
Grade : Profesor Asistente
Adresse administrative : Depto. Ingeniería Hidráulica y Ambiental – P. Universidad Católica de
Chile – Vicuña Mackenna 4860 – Casilla 306 – Correo 221 – Santiago de Chile
Téléphone : (56 2) 354 42 27 Télécopie : (56 2) 354 58 76 ... Courrier électronique : [email protected]
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Auquel appartient le responsable scientifique du projet.
Indiquer le statut de l’Unité : URA, UPR, U. INSERM, U. INRA, Equipe d’Accueil MESR, etc.
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ECOS-Sud, Université Paris 13, 99 avenue Jean-Baptiste Clément 93430 Villetaneuse
Tél : (33) 01 49 40 28 80 ; Fax : (33) 01 49 40 20 27 ; Courriel : [email protected]
Adresse Internet : http://www.univ-paris13.fr/cofecub-ecos/
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2. Exposé scientifique (ajouter autant de pages que nécessaire) :
Le projet ECOS-Sud intitulé « Morphodynamique numérique des plages sableuses et rip currents »
(C07U01) a débuté en janvier 2008. Il implique des partenaires Chiliens du département DIHA de la PUC
(Pontificia Universidad Católica de Chili) et 3 partenaires français (le laboratoire LEGI de l’Université de
Grenoble, le laboratoire EPOC de Bordeaux I et de l’Institut de Mathématiques et de Modélisation de
l’Université de Montpellier).
Les axes scientifiques le long desquels se développe le projet sont :
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La morphodynamique 1D de plages sableuses. L’objectif est le couplage de modèles intravagues avec des modèles de couche limite. C’est actuellement le travail de master de Léandro
Suarez (PUC). D’autre par les modèles intra-vagues seront aussi couplés à des formules
paramétrées de transport. Cette activité se fait en lien avec le projet MODLIT du programme
INSU-RELIEF. Les données des expériences de morphologie dans le canal à houle du LEGI de
Florent Grasso (article n°3) servent d’éléments de comparaison.
Les mouvements infragravitaires en zone littorale. Ces mouvements jouent un rôle important
sur la morphodynamique du haut de plage. Dans ce contexte l’amélioration de la condition limite
au trait de côte et de la paramétrisation du déferlement (article n°1, 2 & 4) dans des modèles de
houle sont déterminantes. De ce point de vue, des améliorations ont étés apportées au code
Boussinesq SERR1D, et une validation détaillée sur l’application de celui-ci à la génération et
dynamique des ondes infragravitaires est en phase avancée de rédaction. Par ailleurs des stratégies
de couplage de modèle shallow-water avec des modèles non-linéaires dispersif sont explorées afin
d’éviter la paramétrisation du déferlement dans la zone de surf. Autour de ce thème, le couplage
de SURF-WB et de SERR1D par « domain decomposition » a été entrepris par Benjamín Carrión
(congrés n°7). Dans la même ligne, Maricarmen Guerra développe dans son travail de master à la
PUC une adaptation des approches « well-balance/shock-capturing » à une discrétisation des
équations shallow-water en coordonnées curvilignes généralisées.
Modélisation physique. Un volet expérimental de la morphodynamique 3D associée à des
courants sagittaux forcés par le déferlement de la houle a été mené à bien. Des expériences, dans
le cadre du projet MODLIT du programme INSU-RELIEF, ont eu lieu de septembre 2008 à
décembre 2008 dans le bassin 3D à vagues multidirectionnelles GINP-SOGREAH. On est en
phase d’exploitation des résultats. Parallèlement, des expériences 2D ont été menées dans le canal
à houle de l’Instituto Nacional de Hidráulica (INH) au Chili dans le cadre du projet Fondecyt
N°11060312. Ces expériences ont été conçues afin d’étudier la propagation de la houle aléatoire
sur une plage de très faible pente, la génération et dynamique des ondes infragravitaires, ainsi que
les profils de vitesse dans les zones de levée et déferlement. Leonardo Duarte et Florent Grasso
ont participé à l’analyse des données de cette expérience (congrés n°6 & 8).
Courants sagittaux ou rips. Extension du domaine d’application de SURF-WB à la zone de
levée et application à l’hydrodynamique 2DH et aux courants sagittaux fera l’objet du travail de
thèse de Léandro Suarez (PUC). Ce modèle sera utilisé pour des simulations de la circulation
moyenne horizontale en zone littorale. Plus particulièrement il sera simulé l’hydrodynamique de
l’expérience MODLIT mentionnée juste au dessus. Son séjour d’un mois au LEGI sera mis à
profit pour préparer ce travail.
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Les travaux sur autour de ces axes scientifiques ont donné lieu aux échanges suivants de chercheurs entre
janvier 2008 et juillet 2009:
1. Rodrigo Cienfuegos (Prof. Asistente) : séjour du 7 au 25 Juillet 2008 à Grenoble au LEGI et au
laboratoire EPOC de Bordeaux. Au cours de ce séjour la paramétrisation du déferlement
bathymétrique des vagues dans SERR1D a été affinée. Cela a donné lieu à la publication n°.
2. Florent Grasso (Doctorant) : séjour du 24 novembre au 24 décembre 2008 à la PUC, Santiago
du Chili. Il a travaillé sur l’analyse de données de vitesse du fluide obtenues par mesure ADV au
cours d’expériences de propagation sur une plage de pente faible (1/80) de houles irrégulières
menées à l’INH. Ces données ont servies à valider les résultats du code SERR-1D appliqué à cette
même configuration. Une publication est en phase finale de rédaction.
3. Eric Barthélemy (Prof.) : séjour du 12 janvier au 4 février 2009. Le travail sur et préparation
d’un article sur les ondes infra-gravitaires : comparaison numérique-expériences de Florent
Grassonqui faisait suite au papier n°1 de congrés. De notre point de vue ce dernier papier fait
vraiment partie du projet. Il a été l’objet d’un travail commun dans la période qui a suivi la
première soumission (non retenu) de notre projet ECOS et l’acceptation à la seconde soumission.
4. Fabien Marche (Mcf) : séjour du 4 au 19 mars 2009 (contingent moyens 2008). Le travail a
porté sur le transfert de compétence dans l’utilisation du code SURF-WB et sur les stratégies de
couplage de SERR1D et de SURF-WB.
Le contingent de moyens 2009 n’est pas encore été totalement utilisé, aussi les échanges prévus sur ce
contingent 2009 sont :
1. Philippe Bonneton (DR CNRS, EPOC) se rendra au DIHA en octobre 2009
2. Cristian Escuariaza (Prof. Asistente, DIHA)se rendra au LEGI dans les 10 derniers jours de
janvier 2010 sur le contingent de moyens 2009.
3. Léandro Suarez (Master, DIHA) se rendra au LEGI durant 1 mois en janvier 2010 sur le
contingent de moyens 2009. Ce séjour se fait dans le cadre du co-encadrement de Leandro Suarez
étudiant en master à la PUC et qui postule à une bourse de thèse de la CONYCIT en novembre
2009. Il a déjà reçu le soutien du fond doctoral de la PUC.
Les demandes de moyens pour l’année 2010, établies en concertation avec nos collègues chiliens, sont :
• 1 séjour en France de 1 mois pour un doctorant chilien
• 1 mission de 21 jours et une de 10 jours pour des chercheurs chiliens
• 2 missions de 15 jours pour des chercheurs français
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3. Liste des productions de l’action (les productions co-signées et remerciements ECOS en gras)
Articles de journaux en anglais à comité de lecture :
1.
Mignot, E., Cienfuegos R., 2009. “On the application of a Boussinesq model to river flows including shocks”.
Coastal Engineering, 56, 1, 23-31.
2.
Cienfuegos R., Barthélemy, E. & Bonneton Ph., 2009. A wave-breaking model for Boussinesq type equations
including roller effects in the mass conservation equation. J. Waterways, Port, Coastal & Ocean Engineering,
in press.
3.
Grasso, F., Michallet, H., Barthelemy, E. & Certain, R., 2009. Physical modelling of intermediate cross-shore
beach morphology : transients and equilibrium states, J. Geophysical Res. Ocean, accepté.
4.
Mignot, E., Cienfuegos R., 2009. “Energy Dissipation and Turbulent Processes in Weak Hydraulic Jumps”. Journal
of Hydraulic Engineering, in press.
5.
Lannes D., Bonneton P. 2009 Derivation of asymptotic two-dimensional time-dependent equations for surface water
wave propagation, Physics of Fluids, 21 (1), 016601 (9 pages), DOI: 10.1063/1.3053183.
6.
Bonneton, P., Bruneau, N., Marche, F. and Castelle, B. 2009 Large-scale vorticity generation due to dissipating
waves in the surf zone. accepted to DCDS-S.
Congrés avec proceedings:
1.
Barthélemy, E., Cienfuegos, R., Grasso, F., 2007. Non-linear wave properties and infragravity wave motions
simulated by a Boussinesq model, 18éme Congrés Français de Mécanique (CFM07), Grenoble, France.
2.
Castelle, B., Michallet, H., Marieu, V., Leckler, F., Dubardier, B., Lambert, A., Berni, C., Bouchette, F., Bonneton,
P., Kimmoun, O., Sous, D. and Almar, R. 2009 A large-scale laboratory experiment of rip current circulations over a
moveable bed : drifter measurements. Proc. Coastal Dynamics 2009, 14p., in press.
3.
Bonneton, P., Cienfuegos, R., Ouillon, S., Bretel, P., Lefevre, J-P. and Bonneton, N., 2008. Wave
transformation and wave-induced currents on a submerged barrier reef: Field observations and Boussinesqtype modelling. 11th International Coral Reef Symposium.
4.
Castelle, B., Grasso, F., Marieu, V., Bonneton, P., Bruneau, N., 2008. Développement d’un nouveau modèle
d’évolution de profil de plage. Xèmes Journées Nationales Génie Côtie Génie Civil, 14-16 octobre, Sophia Antipolis,
France.
5.
Mignot, E. and Cienfuegos R., 2007. Estudio experimental del Mecanismo de disipación de energía en resaltos
hidráulicos débiles. XVIII Congreso Chileno de Ingeniería Hidráulica, Santiago, Chile.
6.
Duarte, L., Cienfuegos R., and Hernández, E., 2008. Estudio experimental del Mecanismo de Generación de
Ondas Largas sobre una Playa de Pendiente Suave. XXIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica,
Cartagena de Indias, Colombia.
7.
Carrión, B., Duarte, L. and Cienfuegos R., 2008. Aplicación de un Modelo de Saint-Venant Balanceado a la
Propagación del Oleaje en la Zona de Rompientes. XXIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica,
Cartagena de Indias, Colombia.
8.
Cienfuegos, R., Duarte, L. and Hernandez, E., 2008. Infragravity wave generation and dynamics over a mild
slope beach : Experiments and numerical computations. American Geophysical Union Fall Meeting, San
Francisco, USA.
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