Modélisation numérique de l`érosion

Modélisation numérique de l’érosion
Régis Cottereau
Laboratoire MSSMat, École Centrale Paris, CNRS UMR 8579
Bureau : D128
Tél : +33 (0)1 41 13 13 56
Mèl : [email protected]
L’érosion est un phénomène caractérisé par le détachement et le transport de sédiments dans de l’eau ruisselante. Elle peut être éventuellement catastrophique lorsque des ouvrages reposent sur les sédiments érodés.
Sa modélisation est particulière car :
– elle met en jeu deux phases, dans lesquelles les comportements physiques sont différents (en général une
phase régie par les équations de Navier-Stokes, et une phase régie par l’équation de Darcy) ;
– la taille de la zone de transition entre les deux phases, dans laquelle on doit considérer un comportement
où fluide et solide sont mélangés, n’est pas simple à caractériser ;
– le phénomène physique de détachement des particules en fonction des contraintes dans le fluide et des
matériaux en jeu doit être précisément représenté.
On cherchera dans ce travail à identifier les principaux modèles numériques d’érosion [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
en cherchant à caractériser en particulier la taille de la zone de transition entre les deux modèles physiques.
On se concentrera principalement sur les modèles pouvant être utilisés conjointement avec une représentation
par des fonctions level-set de l’interface [10, 11, 12, 13].
Références
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free fluid. Ann. Scuola Norm. Sup. Pisa Cl. Sci., 12 :403–465, 1996.
[2] I. Vardoulakis, M. Stavropoulou, and P. Papanastasiou. Hydro-mechanical aspects of the sand production problem. Transport in Porous Media, 22(2) :225–244, 1996.
[3] I. Vardoulakis, P. Papanastasiou, and M. Stavropoulou. Sand erosion in axial flow conditions. Transport
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[4] R. Giménez and G. Govers. Flow detachment by concentrated flow on smooth and irregular beds. Soil
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[5] E. Papamichos and I. Vardoulakis. Sand erosion with a porosity diffusion law. Comp. Geotech.,
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[7] A. Knapen, J.Poesen, G. Govers, G. Gyssels, and J. Nachtergaele. Resistance of soils to concentrated
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[13] F. Golay, D. Lachouette, S. Bonelli, and P. Seppecher. Numerical modelling of interfacial soil erosion
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