Dissertations / Theses on the topic 'Simulation hydraulique'
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Touboul, Eric. "Simulation numérique tridimensionnelle d'un problème de fracturation hydraulique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1986. http://www.theses.fr/1986ECDL0004.
Abstract:
On présente ici un modèle numérique de fracturation hydraulique dans un milieu tridimensionnel, base sur un couplage entre : une suite d'états d'équilibre élastique, l'écoulement du fluide à l'intérieur de la fracture, et le phénomène de rupture. Pour l'élasticité, une formulation intégro-variationnelle permet de se ramener à un problème bidimensionnel tout en évitant les singularités classiques. La résolution numérique se fait par éléments finis sur un maillage mobile. On résout d'abord le problème d'équilibre. Les résultats numériques pour l'ouverture et les facteurs d'intensité de contrainte sont en très bon accord avec des solutions analytiques disponibles pour des géométries simples. Puis le couplage et la propagation sont réalisés. Les résultats sont compares a ceux obtenus par des modèles plus simples dans l'industrie pétrolière.
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Touboul, Eric. "Simulation numérique tridimensionnelle d'un problème de fracturation hydraulique." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376015887.
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Labrecque, Yves. "Simulation numérique des écoulements dans une turbine hydraulique complète." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0020/MQ49029.pdf.
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Gardin, Pascal. "Approche du problème de ventilation générale par simulation hydraulique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10165.
Abstract:
Le but de ce travail est double ; il s'agit d'abord de développer des techniques de mesure de concentration en milieux aqueux et ensuite de les appliquer, dans le cadre de la simulation hydraulique d'un problème de ventilation générale, pour quantifier la qualité de la dilution entre le fluide porteur et son polluant. Les concentrations sont obtenues, dans un premier temps, par une sonde conductimétrique. Nous établissons que cette technique est bien adaptée à notre problème. Nous montrons ensuite qu'il est possible d'appliquer la théorie des systèmes linéaires au transport d'un scalaire passif ; le concept d'âge interne est alors introduit pour caractériser la dilution d'un polluant. Certains critères d'efficacité de la ventilation sont donnés et discutés. Nous mettons en évidence que l'expression de la réponse locale à l'échelon, à partir d'un certain temps, est exponentielle, de puissance indépendante à la fois du lieu d'émission du traceur et du point de mesure. De nouveaux critères d'efficacité sont alors proposàs. L’influence du nombre de Reynolds en régimes stationnaire et instationnaire est étudiée et nous présentons l'allure typique de la réponse impulsionnelle en un point touché par la recirculation du fluide à l'intérieur du local. Dans un deuxième temps, les concentrations sont obtenues optiquement. Nous décrivons la procédure permettant de passer d'une image représentative de l'intensité lumineuse émise par des particules fluorescentes à l'image des concentrations. La principale originalité du système de mesure que nous avons développé réside dans son étalonnage qui nous permet de nous affranchir de l'hétérogénéité de l'éclairement de la scène. Nous justifions le choix des divers paramètres de fonctionnement et des hypothèses introduites. Les résultats obtenus avec la technique sont comparés avec succès à ceux mesures au moyen de la sonde conductimétrique et sont utilisés pour valider une simulation numérique de notre configuration
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Proton, Antoine. "Etude hydraulique des tranchées de rétention / infiltration." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0073/these.pdf.
Abstract:
Les tranchées de rétention / infiltration sont utilisées pour limiter les débits de ruissellement des eaux pluviales urbaines. Bien que techniquement et économiquement performants ces ouvrages sont sous-utilisés. Cette thèse vise à lever certains des obstacles à leur utilisation. L’étude du fonctionnement des tranchées expérimentales de rétention – allure des lignes d’eau et des hydrogrammes produits - a permis d’améliorer les connaissances sur le comportement hydraulique d’une tranchée munie de drains. Elle a en particulier montré que les tranchées remplies avec du matériau granulaire de forte porosité, galet 20-80, se comportaient sur le plan hydraulique plus comme des conduites de forte rugosité que comme des sols. Un autre résultat important est que les échanges d’eau entre les drains et le corps de la tranchée ne semblent pas limités par les fentes de diffusion. Ces connaissances nouvelles ont servi de base à la construction d’un modèle de simulation hydraulique des tranchées de rétention. Une procédure originale a ensuite été mise en place pour accélérer le vieillissement d’une tranchée d’infiltration. Cette procédure a permis d’observer la diminution des capacités d’infiltration de l’ouvrage pour une durée de fonctionnement équivalente à 6 ans. L’objectif de cette partie de la recherche était d’améliorer les connaissances sur le vieillissement et le colmatage des tranchées. Cette étude a permis de montrer que le modèle de Bouwer représente bien le fonctionnement de la tranchée à différents stades de colmatage. Ces résultats ont permis de coupler le modèle de Bouwer avec le modèle de stockThe detention/infiltration trenches are used to limit the flows of urban stormwater. Although they are technically and economically efficient these hydraulic works remain underused. This PhD thesis aims at overcoming some of the obstacles to their use. The study of the way experimental detention trenches work (based on the aspect of water profiles and outflow hydrographs) has allowed to improve knowledge on the hydraulic behaviour of a trench supplied by french drains. It specifically showed that the trenches filled with granular material of strong porosity (gravel 20-80) behave the hydraulic level rather as a pipe with strong roughness than as a soil. Another important result is that water exchanges between the drains and the trench body do not seem to be limited by the diffusion slits. This new knowledge has been used as a basis to build a hydraulic model to simulate the detention trenches behaviour. An original method was then defined to accelerate the ageing of an infiltration trench. This method has made it possible to observe the reduction of the structure’s infiltration capacities for an equivalent operating time of 6 years. The objective of this part of the research was to improve knowledge on trenches ageing and clogging. These results made it possible to couple Bouwer’s model with the storage model
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Honnorat, Marc. "Assimilation de données lagrangiennes pour la simulation numérique en hydraulique fluviale." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0121.
Abstract:
Ce travail porte sur l'assimilation variationnelle de données lagrangiennes en hydraulique fluviale, pour l'identification de paramètres dans un modèle numérique de rivière basé sur les équations de Saint-Venant, mise oeuvre dans le logiciel Dassflow. Nous proposons de prendre en compte des observations de nature Lagrangienne, comme des trajectoires de particules transportées à la surface de l'écoulement, en plus des observations classiquement disponibles, parfois insuffisantes. L'intérêt de cette approche pour améliorer l'identification de certains paramètres est mis en évidence à travers une série d'expériences numériques utilisant soit des données synthétiques, soit des données réelles issues d'un écoulement en canal, où des trajectoires sont extraites d'une séquence vidéoThis work concerns the variational assimilation of lagrangian data in river hydraulics, for the identification of parameters in a numerical model relying on the shallow water equations. We propose to take into account Lagrangian data such as trajectories of particles transported on the surface of the flow, in addition to classical eulerian observations which are sometimes not sufficient. The advantages of this approach to improve the identification of parameters are demonstrated through a series of numerical experiments using synthetic data as well as real data from an open channel flow where trajectories are extracted from a video. Lagrangian data assimilation for river hydraulics simulations
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Honnorat, Marc. "Assimilation de données lagrangiennes pour la simulation numérique en hydraulique fluviale." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00273318.
Abstract:
Ce travail porte sur l'assimilation variationnelle de données lagrangiennes en hydraulique fluviale, pour l'identification de paramètres dans un modèle numérique de rivière basé sur les équations de Saint-Venant, mise oeuvre dans le logiciel Dassflow. Nous proposons de prendre en compte des observations de nature Lagrangienne, comme des trajectoires de particules transportées à la surface de l'écoulement, en plus des observations classiquement disponibles, parfois insuffisantes. L'intérêt de cette approche pour améliorer l'identification de certains paramètres est mis en évidence à travers une série d'expériences numériques utilisant soit des données synthétiques, soit des données réelles issues d'un écoulement en canal, où des trajectoires sont extraites d'une séquence vidéo.
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Bary, Benoît. "Étude du couplage hydraulique-mécanique dans le béton endommagé." Cachan, Ecole normale supérieure, 1996. http://www.theses.fr/1996DENS0022.
Abstract:
Les travaux effectues dans le cadre de la thèse portent sur l'étude du couplage hydromécanique dans le béton, avec pour objectif une application au calcul prédictif du comportement des barrages. L'approche proposée est basée sur la mécanique des milieux poreux saturés couplée à la mécanique de l'endommagement anisotrope. Sont ainsi pris en compte les transferts de fluide sous pression, les phénomènes de dégradation orientée de la matrice, et les répercussions de cet endommagement sur les paramètres de couplage hydromécaniques. Une procédure expérimentale autorisant le pilotage simultané de la pression interstitielle et des contraintes va permettre l'identification des paramètres introduits dans le modèle. Les évolutions de ces paramètres sont alors simulées et comparées à d'autres approches proposées pour ce type de problème. L'implantation numérique du modèle ainsi identifié est réalisée dans le code de calcul par éléments finis Castem 2000. Une méthode de régularisation du problème de localisation des déformations est mise en œuvre avec succès pour le modèle d'endommagement. Une simulation d'un essai de fissuration hydraulique sur une structure pré-entaillée est alors effectuée, et prouve que le caractère dégradable des paramètres hydromécaniques influence fortement la réponse post-pic. On procède ensuite a la simulation du comportement d'un barrage poids soumis a une crue. Les résultats produits permettent de retrouver les principaux aspects mis en évidence sur ouvrages réels
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Muller, Florian. "Etude hydraulique et statistique d'écoulements métastables en faisceaux d'assemblage REP." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0588/document.
Abstract:
L'analyse des écoulements au sein des faisceaux d'assemblages constitue un volet important des études des réacteurs à eau pressurisée. Une mauvaise répartition thermique au sein de ces écoulements peut conduire à une crise d'ébullition nuisible à la sûreté du réacteur. De nombreuses études ont montré l'existence de phénomènes de réorganisation de structures aux grandes échelles dans ces écoulements. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension de ces phénomènes, l'objectif étant de développer des modélisations aux petits échelles adaptées. Un travail bibliographique a mis en évidence les difficultés rencontrées par les simulations pour reproduire ces phénomènes, ainsi que de nombreux questionnements concernant leur caractère physique. Des simulations 3D ont été réalisées et ont permis d'identifier deux mécanismes de réorganisation pour les structures aux grandes échelles : un changement de signe de la vitesse transverse entre les crayons ou du tourbillon dans un sous-canal. Il est apparu qu'il semblait pertinent d'adopter l'hypothèse de Taylor pour considérer que les grandes structures 3D évoluaient comme un écoulement 2D transporté. Un gros volet de la thèse a concerné la mise en œuvre d'un code basé sur une méthode statistique pour un champ 2D dans le but de déterminer les états thermodynamiquement stables dans des géométries avec obstacles. Des similarités ont été obtenues entre les structures en REP et les états stables en 2D. Des simulations 2D ont permis d'identifier deux bifurcations possibles pour l'écoulement, qui présentent un parallèle avec les mécanismes de réorganisations 3D, et permettent ainsi de poser les bases d'une explication physique du phénomèneThe analysis of fuel rod bundle flows constitute a key element of pressurized-water reactors safety studies. Indeed, an insufficient flow thermal mixing can lead to a boiling crisis, which is nefarious for the reactor safety. Numerous studies have shown the existence of reorganisation phenomena in the flow large-scale structures. This thesis work aims at improving our understanding of these phenomena, with the long-term goal of developing small-scales models suited for this type of flow. A bibliographic study has brought to light the challenges faced by simulations attempting to capture these phenomena, as well as various questions regarding their physical meaning. 3D simulations have been performed in order to study this flow ; they allowed to identify two reorganisation mechanisms for the large-scale structures consisting in a sign change for either a transverse velocity in rod-to-rod gaps or for a subchannel vortex. It appeared relevant to adopt a Taylor hypothesis in order to consider the evolution of large-scale 3D structures as transported-2D. A statistical method has then been applied to the 2D field in order to determine its thermodynamically-stable states in geometries with obstacles using the resolution of an optimization problem with a numerical calculation tool. Interesting similarities have been obtained between the PWR coherent structures and the stable states in a simplified 2D geometry. Further, 2D numerical simulations allowed to identify two different possible flow bifurcations. A parallel is drawn between these bifurcations and the two reorganizations observed in 3D simulations, laying the foundations for a physical explanation of this phenomenon
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Baalbaki, Daoud. "Simulation and modeling of turbulent non isothermal vapor-droplet dispersed flow." Perpignan, 2011. http://www.theses.fr/2011PERP1085.
Abstract:
Le sujet traite de l’étude et de la modélisation, à l’échelle locale, des écoulements turbulents et diphasiques vapeur-gouttes dans un cœur de réacteur nucléaire lors d’un accident de perte de réfrigérant. On considère une modélisation moyennée Euler/Euler de l’écoulement diphasique. Ce travail aborde plus précisément la modélisation des termes de transfert de quantité de mouvement entre les phases et les termes de turbulence. Ainsi, nos travaux ont d’abord permis d’évaluer les limites de certains modèles utilisés dans le code de calcul NEPTUNE-CFD pour mener des études de thermo-hydraulique accidentelle au niveau local. Des solutions ont ensuite été proposées et mises en œuvre pour améliorer plus particulièrement la modélisation de l’hydrodynamique des particules et celle de leur dispersion turbulente. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre l’IRSN et le laboratoire PROMES à PerpignanThis thesis deals with the simulation and the modeling of a turbulent vapor-droplets two-phase flow at the local scale in the core of a PWR (Pressured Water Reactor) nuclear reactor during LOCA (Loss Of Coolant Accident). We consider a Euler / Euler two-phase flow model. This work specifically treats the modeling of the terms of transfer of momentum between the phases and the terms of turbulence. Thus, first we studied the limitations of some models used in the computer code NEPTUNE-CFD for this type of flows. Solutions were then proposed and implemented to improve the modeling of the hydrodynamics of the droplets and especially that of their turbulent dispersion. This thesis is part of a collaboration between IRSN and the laboratory PROMES in Perpignan
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Mathieu, Jean. "Simulation des interactions fluide-structure en théorie des grands déplacements." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112362.
Abstract:
Une méthode de résolution des équations du mouvement d’un système couplé fluide-structure avec surface libre et en régime transitoire est présentée dans un formalisme mixte Euler-Lagrange. Une formation variationnelle traduisant faiblement la condition d’incompressibilité du fluide est adoptée, prenant en compte de façon naturelle les conditions de couplage. Elle conduit à une méthode de discrétisation spatiale par éléments finis cohérente pour l'ensemble du système. La discrétisation temporelle mène à un calcul explicite des vitesses tandis que la pression hydrostatique du fluide est obtenue par inversion du système linéaire. Un procédé de sous-cyclage permet une réduction du temps de calcul dans le cas de critères de stabilité côté structure trop limitatifs. Les résultats numériques sont ensuite discutésAn arbitrary Lagrange Euler (ALE) formulation is used to construct a method for solving the transient equations of motion of a coupled fluid structure system with free surface. A variational formulation including the incompressibility condition for fluid in a weak form is retained, so that the coupling conditions are naturally treated. This leads to a spatial discretization method using finite elements coherent in the whole system. The velocities are advanced in time by an explicit scheme while the hydrostatic pression is computed by inversion of a square matrix. A subcycling process permits a reduction of computing time when the structural stability criterion is too restrictive. Numerical results are then discussed
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Beaubien, Carl-Anthony. "Simulations numériques de l'écoulement turbulent dans un aspirateur de turbine hydraulique." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29942/29942.pdf.
Abstract:
Le présent mémoire a pour objectif d’améliorer la prédiction des phénomènes de perte dans les aspirateurs de turbines hydrauliques. Pour ce faire, l’écoulement dans un aspirateur caractérisé par une diminution abrupte du coefficient de récupération près du meilleur point de fonctionnement a été étudié. Une méthode avancée de modélisation de la turbulence, le DES, a été mise à l’essai, afin de déterminer les gains associés à une représentation plus fine des mouvements turbulents dans cette composante. Les requis méthodologiques liés à cette approche, notamment par rapport à la condition d’entrée, ont été explorés, dans le but de développer une meilleure expertise d’utilisation du DES. Il a été démontré que le profil de vitesse radiale imposé dans le plan d’entrée du domaine de calcul altère de façon significative l’écoulement en aval et les performances prédites. Avec le profil de vitesse radiale mesuré expérimentalement, l’allure de la courbe de performance de l’aspirateur a pu être assez bien reproduite avec l’approche de modélisation de la turbulence URANS. Toutefois, certains aspects des simulations ne concordent pas bien avec les mesures expérimentales, c’est notamment le cas de l’écart de débit entre les deux canaux de sortie. Il a été établi que les structures d’écoulement en rotation sous les aubes de la roue nécessitent une discrétisation spatiale et temporelle extrêmement fine pour éviter qu’elles se diffusent prématurément sous le plan d’entrée. Toutefois, au point d’opération considéré, leur influence sur les performances de l’aspirateur s’est avérée très faible. Les simulations DES et URANS de l’aspirateur où des conditions d’entrée axisymétriques ont été imposées ont prédit des performances similaires. Cependant, le DES permet de simuler une dynamique tourbillonnaire beaucoup plus riche, avec un maillage et un pas de temps similaire au URANS, tout en étant largement moins dépendant des quantités turbulentes modélisées imposées dans le plan d’entrée.The work carried throughout this thesis has for objective to enhance losses predictions in hydraulic turbines draft tube. In order to acheive this, the flow in a draft tube charaterized by a sharp drop in the pressure recovery coefficient near the best efficiency point was studied. Detached Eddy Simulation (DES), an advanced turbulence modeling approach, was put to the test, in order to asses the gain attributable to a finer and more precise description of turbulent motions in this component. The numerical methods required associated to this approach, especially regarding the inlet boundary condition, were investigated. It was shown that the radial velocity profile specified at the inlet of the computational domain alters significantly the flow downstream and the predicted performance. With the measured radial velocity profile specified at the inlet of the draft tube, reasonnable agreement was found between URANS numerical results and experimental measurements of pressure recovery. However, some aspects of the numerical simulations does not agree well with experimental data. It is the case for flow imbalance between the two outlet bays. It was established that rotating flow structures underneath the runner blades require extremely fine grid and time step resolution to avoid their premature diffusion underneath the inlet plane. Nevertheless, at the studied operating point, their influence on draft tube performance was found to be very limited. DES and URANS simulations of the draft tube where axisymmetric inlet boundary conditions were imposed predicted similar pressure recovery. However, DES enables to simulate much more complex and rich turbulent motions, at a computational cost similar to the one of a URANS simulatation and with much less influence from the modeled turbulent quantities specified at the inlet plane.
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Piperno, Serge. "Simulation numérique de phénomènes d'interaction fluide-structure." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005618.
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Lerat, Julien. "Quels apports hydrologiques pour les modèles hydrauliques ? : vers un modèle intégré de simulation des crues." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00392240.
Abstract:
Les modèles hydrauliques sont couramment utilisés pour l'aménagement des rivières et la prévention des dommages liés aux inondations. Ces modèles calculent les hauteurs d'eau et débits sur un tronçon de rivière à partir de sa géométrie et des conditions aux limites du système: débit à l'amont du tronçon, débits d'apports latéraux provenant du bassin intermédiaire et hauteurs d'eau à l'aval. Lorsque le tronçon est long, les apports latéraux deviennent conséquents tout en demeurant rarement mesurés car provenant d'affluents secondaires. L'évaluation de ces apports constitue alors une étape essentielle dans la simulation des crues sous peine de fortes sous ou surestimations des variables hydrauliques. Cette thèse a pour objectif principal d'identifier une méthode de complexité minimale permettant de reconstituer ces apports. Nos travaux s'appuient sur un échantillon de 50 tronçons de rivière situés en France et aux Etats-Unis sur lesquels les apports latéraux ont été estimés à l'aide d'un modèle hydrologique semi-distribué connecté avec un modèle hydraulique simplifié. Une méthode automatisée de découpage du bassin intermédiaire en sous-bassins a d'abord été élaborée afin de faciliter la construction du modèle hydrologique sur les 50 tronçons de rivière. Des tests de sensibilité ont été menés sur le nombre de sous-bassins, la nature uniforme ou distribuée des entrées de pluie et des paramètres du modèle hydrologique. Une configuration à 4 sous-bassins présentant des pluies et des paramètres uniformes s'est avérée la plus performante sur l'ensemble de l'échantillon.
Enfin, une méthode alternative de calcul des apports latéraux a été proposée utilisant une transposition du débit mesuré à l'amont et une combinaison avec le modèle hydrologique.
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Tonot, Yohan. "Amélioration de l'écoulement dans un banc d'essai de turbine hydraulique à l'aide de la CFD." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66693.
Abstract:
Ce projet de maîtrise a pour but d'améliorer l'uniformité de l'écoulement en entrée de turbine dans le banc d'essai du Laboratoire de Machines Hydrauliques (LAMH) de l'Université Laval. Pour cela, une approche numérique a été utilisée. Diverses simulations numériques de ce banc d'essai ont été réalisées sur le logiciel de simulation numérique ANSYS CFX, afin de permettre la comparaison de différentes solutions techniques. Une simulation utilisant l'approche URANS (Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes) avec un modèle de turbulence k-e a d'abord été réalisée pour analyser le comportement de l'écoulement dans le banc d'essai initial du laboratoire. La validation de ce modèle est basée sur un travail antérieur donnant le comportement expérimental de l'écoulement en certains endroits dans le banc d'essai, en amont d'une turbine bulbe. Cette simulation a montré qu'une modification majeure de l'amenée aurait un effet bénéfique sur l'écoulement. Les autres simulations, utilisant une approche RANS (Reynolds Average Navier-Stokes), ont servi à comparer différentes solutions technologiques envisageables selon la littérature pour une application dans le banc d'essai, et qui seraient, à priori, bénéfiques pour la stabilité de l'écoulement. L'analyse de diverses caractéristiques de cet écoulement a permis de mettre en avant deux solutions aux résultats prometteurs dans ces conditions d'expérimentation, à savoir l'installation d'un coude avec deux aubes directrices avant la section d'essai, et l'installation d'une plaque stabilisatrice d'écoulement dans un tuyau droit en amont de la turbine. Cette dernière solution est celle qui aura été retenue par le LAMH pour son nouveau projet de recherche : Tr-Francis.The objetive of this project is to improve the uniformity of the inlet flow of a turbine within the test bench of the Laboratory of Hydraulic Machines, LAMH, of Université Laval. For this purpose, a numerical approach has been employed. Several numerical simulations have been carried out on the software "ANSYS CFX" and compared with one another, after validation of the simulation conditions and assumptions. A simulation using the URANS (Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes) approach with a turbulence model k-e was first used to analyze the flow behavior in the original test bench installed in the laboratory. The validation of the model is based on a previous project giving the experimental flow behavior at certain locations in the test bench upstream a bulb turbine. The simulation showed that a major change in the configuration upstream of the turbine in the test bench would be beneficial on the effect it has on the flow. Other simulations using the RANS (Reynolds Average Navier-Stokes) approach compared several technological solutions for application in the modified test bench, which, according to the literature, would be beneficial for flow stability. The analysis of various flow characteristics higlighted two potential solutions in this situation : the installation of a curved pipe with two guided vanes upstream of the test section, or the installation of a flow stabilizer plate in a straight pipe to replace the upstream tank, upstream the turbine. This second solution is the one the LAMH put to use for its next project : Tr-Francis.
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Li, Lin. "Identification des sources acoustiques induites par les singularites d'un circuit hydraulique." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066366.
Abstract:
A partir de la theorie de la generation des ondes acoustiques par les ecoulements turbulents, on demontre (par simulation numerique) qu'il est possible d'identifier la source acoustique associee a une singularite de circuit en presence des sources perturbatrices appartenant au meme circuit
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FONTAINE, EMMANUEL. "Simulation de l'écoulement potentiel engendré par un corps élancé perçant la surface libre à forts nombres de Froude." Marne-la-vallée, ENPC, 1996. http://www.theses.fr/1996ENPC9608.
Abstract:
La méthode des développements asymptotiques raccordés est utilisée pour étudier l'écoulement potentiel engendré par un corps élancé perçant la surface libre à forts nombres de Froude. Cette méthode permet d'obtenir une solution composite au premier ordre, tenant compte de certaines non-linéarités du problème initial. Le problème simplifié est résolu numériquement en utilisant une méthode mixte Euler-Lagrange. Le domaine et le degré de validité de l'approche sont testés en comparant les résultats obtenus à des solutions analytiques puis à ceux d'expériences réalisées à cet effet.
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Franchesquin, Nathalie. "Modélisation et simulation multi-agents d'écosystèmes anthropisés : une application à la gestion hydraulique en Grande Camargue." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30086.
Abstract:
Cette étude porte sur la modélisation et la simulation d' écosystèmes fortement anthropisés selon une approche multi-agents et traite plus particulièrement de la gestion hydraulique de la Camargue. Cette région, connue pour la qualité et la diversité de ses écosystèmes humides est soumise à des pressions anthropiques conséquence de la valorisation, initialement agricole, du territoire. Pour appréhender la dynamique de cet écosystème et apporter une aide à sa gestion nous proposons d'en construire un modèle et de le simuler. Notre modélisation repose sur deux modèles en interaction le modèle de l'écosystème et le modèle de la gestion hydraulique. La phase d'analyse du modèle de l'écosystème décrit la discrétisation de l'espace retenue et les différentes entités nécessaires à la modélisation de l'eau sur cet espace. La gestion hydraulique de cet écosystème est formalisée comme l'élaboration et la réalisation d'un contrat entre agents. Lors de l'élaboration du contrat les agents négocient des objectifs communs pour l'écosystème, et, lors de sa réalisation, ils définissent les actions à mener pour respecter ce contrat. Pour chacune de ces deux phases du contrat nous avons défini les modèles de négociation associés. La modélisation multi-agents s'appuie sur une méthodologie spécifique structurée en deux étapes. A partir de la description des rôles nécessaires à la gestion de l'écosystème,.The purpose of this study is to modelise and to simulate human influenced ecosystems with a multi-agents approach. More specially it focuses on the hydraulic management of the Camargue, located at the mouth of the Rhone river on the coastline on the Mediterranean sea. This wetland is well known for the variety of its ecosystems. Furthermore, it is subject to disturbances induced by human activities, such as farming and hunting. In order to provide an overall view of this ecosystem's dynamic and guidelines to its management, we suggest to build a software model of this system and to simulate it. Our approach is based on two sub-models, interacting with each other the hydrologic model and the hydraulic management model. The analysis of the hydrologic model describes the discretisation of the selected area and the required entities to modelise water fluxes
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Descantes, Yannick. "Etude expérimentale et théorique des mécanismes gouvernant l'initiation et la propagation contrôlées de fractures dans le granite de Vire par injection quasi-statique d'eau." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0047.
Abstract:
La maîtrise de la fracturation artificielle des roches est un enjeu économique essentiel pour le secteur des roches ornementales, les travaux publics et l'industrie pétrolière. Pour améliorer cette maîtrise, une étude des mécanismes de fracturation des roches par les techniques courantes de minage et de fracturation hydraulique est nécessaire. Ces techniques consistant à mettre en pression un fluide dans un forage éventuellement préfissuré, une analyse expérimentale ct théorique des mécanismes gouvernant l'initiation ct la propagation de fractures radiales autour d'un forage par injection contrôlée d'un fluide sous pression a donc été réalisée. Cette analyse procède par une revue bibliographique, par la mise au point et la réalisation d'essais de fracturation hydraulique contrôlée en laboratoire et par une étude théorique de l'influence d'un défaut de symétrie puis de l'anisotropie sur l'orientation des fractures. Malgré les symétries géométriques et de chargement des blocs, seul un faible débit d'injection a permis d'initier ct de propager une fracturation symétrique par rapport au forage. Un débit plus élevé a favorisé le développement uniforme d'une fracture selon l'axe du forage. Les fractures sont droites sur les faces des blocs, mais dévient légèrement du plan de symétrie censé les contenir. A débit fixé, les fractures se propagent à pression constante ou croissante. Le contrôle du débit d'injection a permis de maîtriser leur vitesse de propagation. La pression critique a été mesurée, ainsi que l'ouverture maximale de fracture à l'intérieur et en surface des blocs. L'étude théorique montre que ni un défaut de symétrie, ni la faible anisotropie mesurée n'expliquent, seuls, les légères déviations de fractures observées. Cependant, les résultats des calculs orthotropes ont une sensibilité aux variations des paramètres mécaniques de l'ordre des déviations observées. L'écart entre ces résultats et les déviations observées ne serait donc pas significatifRock fracture controlled growth is fundamental for several industries, among which dimension stone, civil engineering and oil industries. Unfortunately, controlled fracture growth is not fully achieved yet and still requires some investigation. Controlled fracture growth is related to fracturing techniques; mainly mining and hydraulic fracturing that can be considered as techniques of crack initiation and propagation from a borehole using fluid pressure loading. Consequently, a theoretical and experimental analysis of the mechanisms of crack initiation and propagation from a fluid pressurized borehole has been achieved. The analysis involved a review of previous work, conception and completion of a laboratory hydraulic fracturing testing program on granite blocks with specific instrumentation and a theoretical study of crack curvature involving anisotropy. The main experimental results are that cracks initiation and propagation around a borehole tend to be more symmetric with low injection rate, but also less simultaneous along the borehole's length. Cracks orientation seems to slightly deviate from expected plane of symmetry. With constant injection rate, cracks propagation occurs at constant or slightly increasing pressure. Crack speed control can be achieved using fine injection rate control. For a 12 mm borehole diameter with 4 mm grooves, the critical pressure lies between 7, 3 and 9,9 MPa. Maximum crack opening displacement measured during each test in several points, including points located inside the block, is in the order of a few tens of micrometers. From a theoretical standpoint, fracture curvature calculus doesn't exactly lead to the observed deviations, which are indeed very small. Nevertheless, anisotropic calculi show some sensibility to the variations of orthotropic model parameters, in the order of the observed deviations. Therefore the difference between anisotropic calculi results and observed deviations may not be significant
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Machado, Luiz. "Modèle de simulation et étude expérimentale d'un évaporateur de machine frigorifique en régime transitoire." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0063.
Abstract:
Le présent travail concerne l'étude du comportement en régimes permanent et transitoire d'un évaporateur eau glycolée/R22 d'une machine frigorifique à vitesse variable. Une étude expérimentale a permis, pour une large gamme de points de fonctionnement, de caractériser l'évaporateur. L'étude en régime transitoire a été réalisée à partir d'échelons du débit du fluide frigorigène à l'entrée et à la sortie de l'évaporateur. Les lois de variations des grandeurs caractéristiques de l'évaporateur (gains et constantes de temps) en ont été déduites. Un modèle mathématique de l'évaporateur a été établis à partir des lois de conservation la masse, de l'énergie et de la quantité de mouvement appliquées au fluide frigorigène, à la paroi et au fluide secondaire. Le modèle utilise des corrélations de la littérature pour calculer les coefficients d'échange thermique et le taux de vide. Le choix des corrélations a été effectué par comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux calculés par le modèle. Pour le choix de la corrélation nécessaire au calcul du taux de vide, l'installation a été instrumentée afin de déterminer la masse du fluide frigorigène présente dans l'évaporateur en régime permanent et en régime transitoire. Les écarts maximaux entre les températures expérimentales et théoriques sont de 2K en régime permanent. Les caractéristiques dynamiques de l'évaporateur, déterminées à l'aide du modèle, concordent avec les valeurs expérimentales avec un écart de 10 à 15 % qui est de l'ordre de grandeurs des erreurs de mesures. Le modèle est utilisé pour simuler la réponse harmonique de l'évaporateur et pour déterminer les performances en régimes transitoire et permanent de l'évaporateur fonctionnant avec du R134aThe purpose of this work is the study of steady-state and transient behaviour of an ethylene glycol/R22 evaporator of a refrigerating machine operating with variable speed. The evaporator characteristics have been obtained from an experimental study over a wide range of operating conditions. The study in transient conditions was achieved by exciting steps of inlet and outlet refrigerant flow rates. The characteristics variations of the evaporator (gains and time constants) were deduced. A mathematical model of the evaporator was developed by using the physical laws of mass, energy and momentum conservation applied to the refrigerant, the evaporator wall and the secondary fluid. Correlations of the literature are used to calculate the heat transfer coefficients and the void fraction. The choice of the correlations is made by comparison between experimental results and the values calculated by the model. For the choice of the void fraction correlation, the refrigerating machine has been instrumented in order to determine the refrigerant mass in the evaporator in steady-state and unsteady-state. The maximal errors between experimental and theoretical temperatures are of 2 K in steady-state. The dynamic characteristics of the evaporator, determined by the model, are in good agreement with the experimental values with an error less than 10 to 15%. This error has the same magnitude order of the measures uncertainties. The model is used to stimulate the evaporator response and to determine in steady-state and unsteady-state the performances of the evaporator with R134a as refrigerant
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Semsar, Yazdi Ali Asghar. "Mise au point d'une méthodologie d’évaluation et de comparaison des modèles de simulation hydraulique des réseaux d'assainissement." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0025.
Abstract:
Les logiciels d'assainissement existants utilisent des modèles différents pour représenter le fonctionnement hydraulique des réseaux. Ces modèles sont basés soit sur des concepts simples de transfert d'onde, soit sur des principes issus de la mécanique des fluides reposant généralement sur l'intégration des équations de Barré de Saint Venant. Vu les avantages et les inconvénients de chaque modèle, il semble utile de construire des concepts méthodologiques permettant aux modélisateurs ainsi qu'aux utilisateurs d'évaluer un modèle quelconque de simulation hydraulique. L'objectif de cette étude est d'apporter des éléments généraux de comparaison en construisant un cadre méthodologique global permettant de valider et d'évaluer le niveau de performance d'un modèle de simulation du fonctionnement hydraulique des réseaux et de définir son domaine d'application privilégié. Cette étude est orientée d'une part vers la comparaison des réponses des modèles entre eux et d'autre part sur leurs aptitudes dans la représentation du fonctionnement global des réseaux (et non pas des tronçons). Les principaux résultats de cette recherche sont : - la mise au point d'une méthodologie d'évaluation et de comparaison des modèles ; - la meilleure connaissance du comportement des modèles Barré de Saint Venant et Muskingum utilisés dans le logiciel Cedre ainsi que la proposition d'une plage de choix correct des paramètres de calcul pour le premier modèle et la définition du domaine privilégié d'utilisation pour le second ; - l'apport d'éléments à la réalisation d'un outil automatique d'aide au choix des modèles et des paramètres au sein d'un logiciel d'assainissement ; - l'apport d'une démarche visant à mettre au point des résultats de référence numériques qui pourront être considérés, sans ambiguïté comme "justes", pour l'ensemble des modélisateurThe software packages of the urban storm water drainage system use different models for representation of the network hydraulic operation. These models are based on either the simple concepts of the flood wave transferring or the relations of the fluid mechanics which solve the Saint Venant equations. Considering advantages and disadvantages of every model, it seems helpful to develop the methodological concepts which permit the model designer as well as the software user to assess every model of the network simulation. The aim of this study is to introduce the general elements of comparison which allow the assessment of the performance level of a model and to define its application field. This research has directed on one band to model results comparison and on the ether band to study of the model capacity in global representation of the networks hydraulically behaviour. The main results of this research are : - Development of one model evaluation and comparison method, and putting it into practice ; - Examination of the behaviours of Saint Venant an Muskingum models of CEDRE software package; - Introduction of necessary elements which will be used in the realisation of an automatic model choosing tool. This tool will be installed in future urban drainage packages. - Supplying of necessary steps for development of the numerical results which, without any difficulty, could be considered as "correct" for set of model designers. ]
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Makhsud, Abdul. "Etude expérimentale de l'instabilité et de l'émission acoustique de jets supersoniques sous-détendus : simulation en analogie hydraulique." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22042.
Abstract:
L'analogie existant entre la propagation des vaguelettes a la surface libre d'un liquide pesant avec la propagation des ondes acoustiques dans un gaz compressible est utilisee pour etudier les phenomenes aeroacoustiques de jets supersoniques sous-detendus. En particulier, on mesure les fluctuations de niveau d'eau correspondant a un facteur pres aux fluctuations de pression du gaz. Cette mesure se fait avec une methode optique non-intrusive, ce qui permet de determiner le champ de pression acoustique sans perturber l'ecoulement. On s'interesse au bruit de hurlement, lie a l'existence de cellules de choc des jets fonctionnant en regime non-adapte. Si l'existence de ces cellules est une condition necessaire a l'apparition de ce bruit, elle n'est pas suffisante. L'etude a montre que l'intensite de hurlement est etroitement liee a un gradient de pression local situe a l'amont de la fin de la deuxieme cellule. On montre que la frequence de hurlement est liee a des ondes acoustiques se propageant vers l'aval a l'interieur de la couche de cisaillement et vers l'amont dans le milieu ambiant. Cela apparait contraire aux theories existantes qui considerent qu'une partie du cycle est constituee par des ondes d'instabilite et non par une onde acoustique
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Bouteca, Maurice. "Fracturation hydraulique calcul de propagation d'une fracture induite dans un massif rocheux /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37603363t.
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Gaston, Laurence. "Simulation numérique par éléments finis bidimensionnels du remplissage de moules de fonderie et étude experimentale sur maquette hydraulique." ENSMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMP0741.
Abstract:
Ce travail porte sur la simulation numérique par éléments finis, d'écoulements bidimensionnels incompressibles à surface libre instationnaire. L'application industrielle visée est la phase de remplissage des procédés de mise en forme des métaux par fonderie. Afin de contourner les inconvénients respectifs des approches purement eulériennes et purement lagrangiennes, nous proposons une approche intermédiaire de type ALE (arbitrairement lagrangienne eulérienne) : à chaque incrément de temps, les équations d'équilibre mécanique (Navier-Stokes incompressibles) sont résolues sur le domaine fluide, après discrétisation en temps et en espace. Dans le même temps, une vitesse de maillage indépendante de la vitesse matérielle est calculée de manière à optimiser la forme des éléments (régularisation) tout en respectant le flux de matière en frontière. Les échanges thermiques sont traités par une résolution découplée de l'équation de la chaleur restreinte au fluide, et les effets turbulents, s'ils existent, sont pris en compte par le modèle K- standard. Le logiciel de simulation du remplissage ainsi construit a été validé dans diverses configurations académiques de la littérature, et confronté avec succès à des résultats de coulée de métaux en moule instrumenté. Une campagne expérimentale sur maquette hydraulique transparente a permis de montrer l'aptitude du modèle mécanique à représenter les évolutions de front de matière dans des géométries complexes caractéristiques de la fonderieThis work deals with the numerical simulation of unsteady free surface flows of incompressible viscous fluids with the finite element method. In order to overcome the limitations due to both purely Eulerian and purely Lagrangian approaches, an intermediate ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) formulation is proposed : at each time increment, the mechanical equilibrium (incompressible Navier-Stokes equations) is solved on the fluid domain, after time and space discretization. At the same time, a mesh velocity is computed using a regularization technique that enables to keep the mesh as near as possible to the optimum and respects the material flux. The thermal equilibrium is solved in an uncoupled way, and turbulent effects, if present, are taken into account via a standard k-Є model. The resulting filling software has been validated on various classical test cases, and succesfully compared to results of metal flows on an instrumented mould. In addition, hydraulic experiments on a transparent model have shown the ability of the present approach to describe free surface evolutions in complex geometries, such as those encoutered in casting
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Borges, de Castilhos Armando Junior. "Simulation au laboratoire du comportement hydraulique et de l’évolution bio-physico-chimique d'un déchet type composite mis en décharge." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0066.
Abstract:
Etant donnés les volumes croissants d'ordures ménagères, qui de par le monde sont mis en décharge dans les pays industrialisés ou en développement et qui ne sont pas sans poser de problèmes d'environnement il paraît bien clair à présent qu'il faille dans un proche avenir être en mesure d'en prévoir rapidement et précisément l'évolution sur le terrain, à partir d'études fondamentales faites au laboratoire. Afin de s'affranchir des problèmes inhérents à tout échantillonnage, un modèle de déchet type a été proposé pour servir de support aux expériences de laboratoire. On a procédé à la détermination des paramètres hydrauliques du déchet et identifié en particulier une rétention pseudo-statique caractéristique, semble-t-il, de ces milieux poreux. Un logiciel de simulation AQUADECH a été réalisé dans le but d'établir de manière prévisionnelle le bilan. Hydrique d'une décharge. On a en même temps explicité une échelle de référence pour caractériser avec précision l'humidité des ordures ménagères. Du point de vue bio-physico-chimique, on a suivi pendant 500 jours les émissions de biogaz et la génération des lixiviats par le déchet soumis à un régime périodique d'arrosage dans un réacteur cylindrique isotherme à 35°C. On a ensuite conduit l'interprétation des résultats expérimentaux au moyen d'un modèle à deux étages fondé sur l'existence d'une zone saturée conséquente en bas de colonne. Finalement, tant du point vue hydraulique que bio-physico-chimique, le déchet type s'est révélé être bien représentatif d'ordures ménagères mises en décharge.
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Borges, de Castilhos Armando. "Simulation au laboratoire du comportement hydraulique et de l'évolution bio-physico-chimique d'un déchet type composite mis en décharge." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612065n.
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El, Boujaddaini Mohamed Najib. "Modélisation et étude expérimentale du comportement thermo hydraulique des fluides frigoporteurs diphasiques." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0019.
Abstract:
L’objectif de ce travail consiste en l'étude expérimentale et la modélisation du comportement thermo-hydraulique d'un fluide frigoporteur diphasique (FFD) particulier : le coulis de paraffine, en écoulement dans un canal rectangulaire simulant un échangeur à plaques. Les coulis de paraffine sont constitués de particules millimétriques de paraffine, stabilisées dans une matrice poreuse el mises en suspension dans de l'eau. Les particules de paraffines sont composées de 75% en masse de Norpar®15 et de 25% de polymère tri-block qui sert à gélifier la paraffine. Les résultats expérimentaux issus de bilans sur les veines d'essai de l'installation développée el mise en place au Centre de Thermique de Lyon (CETHIL), mettent en évidence une intensification importante du coefficient d'échange thermique, due a la présence des particules dans le fluide porteur. Pour un écoulement laminaire du coulis de paraffine dans le canal de refroidissement, une multiplication moyenne par 1 ,25 à 1 ,5 du coefficient d'échange global par rapport au fluide monophasique a été enregistrée pour des fractions massiques en particules de 6 à 12 %. Par régression linéaire des résultats expérimentaux, des corrélations pour le calcul des nombres de Nusselt local et moyen sont proposées. Une approche théorique basée sur le modèle de mélanges (Mixture Mode!) a été élaborée pour étudier le comportement hydraulique et thermique du fluide frigoporteur diphasique FFD pendant son refroidissement en écoulement laminaire dans un canal rectangulaire. L'évolution des valeurs expérimentales et théoriques pour la température moyenne du fluide et le coemcien1 d'échange thermique paroi - fluide montrent qu'ils sont en bon accord. Le modèle peut être considéré comme satisfaisant car les écarts entre résultats théoriques et expérimentaux n'excèdent jamais 14 %This work concerns the experimental investigation and modelling of the thermo hydraulic behaviour of a new Iwo-phase secondary refrigerant, the paraffin slurry, flowing through a rectangular channel of a heat plate exchanger type. The paraffin slurries are made of millimetric bullets of paraffin, stabilized in an organic porous polymeric matrix, in suspension in water serving as a carrying fluid. The paraffin particles used contain 75% of paraffin called NORPAR®15 and 25% of a tri-block polymer of styrene with High Molecular Weight (HMW). The experimental results generated by the heat balances on the test sections of the experimental setup built in the Thermal Center of Lyon (CETHIL), highlight an important increase of the heat transfer coefficient, due to the particles presence in the carrying fluid. For a laminar flow of the paraffin slurry in the cold channel, an average multiplication by 1 .25 to 1.5 of the global heat transfer coefficient compared to the single-phase fluid was recorded for particles mass fractions of 6 to 12%. By regression of the experimental results, correlations for the local and average Nusselt number calculation for the laminar flows are proposed. The particularity of the presented correlations is their validity in the case of a pure fluid as we\l as for a two-phase fluid containing so\id particles. A model for the hydraulic and thermal behaviours studies of a Iwo-phase secondary refrigerant fluid during its cooling in laminar flow through a rectangular channel was developed it is based on the mixture model and to king the slip velocity into account. The evolution of the experimental and theoretical values for the fluid average temperature, the heat flow which crosses the walls and the heat transfer coefficient between the wall and fluid shows good agreement and the model is satisfactory since the variations never exceed 14%
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Saleh, Firas. "Apport de la modélisation hydraulique pour une meilleure simulation des tirants d'eau et des échanges nappe - rivière à l'échelle régionale." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00582551.
Abstract:
Cette thèse s'inscrit dans le développement de la plateforme EauDyssée de modélisation intégrée des hydrosystèmes régionaux, au sein du bassin pilote de la Seine. L'objectif principal est de contribuer à une meilleure simulation des tirants d'eau à l'échelle régionale afin d'améliorer la simulation des interactions nappe-rivière et de mieux quantifier les niveaux piézométriques dans les aquifères. La première partie de la thèse vise à évaluer la sensibilité d'un modèle hydraulique à la précision de la description géomorphologique des lits pour identifier le meilleur compromis entre parcimonie et réalisme et identifier les facteurs morphologiques les plus importants pour obtenir une simulation satisfaisante des tirants d'eau à l'échelle régionale. Cette étude est menée sur le Serein (affluent de l'Yonne), entre les stations limnimétriques de Dissangis et Beaumont, dans un bief bien renseigné (20 sections transversales sur 89 kms). Débits et tirants d'eau sont simulés par le modèle hydraulique HEC-RAS (équations de Saint-Venant 1D), en fonction des apports latéraux simulés par le modèle régional EauDyssée. Les résultats de cette étude montrent qu'un modèle 1D type Saint-Venant n'est pas adapté à la simulation des écoulements à l'échelle régionale. Nous avons donc développé une méthode de changement d'échelle originale, dans laquelle la modélisation fine des processus hydrauliques à haute résolution permet d'améliorer la représentation des profils d'eau en rivière et les interactions nappe-rivière simulées à l'échelle régionale par le modèle intégré EauDyssée. Cette méthodologie de changement d'échelle a été validée dans un sous bassin versant de l'Oise d'une superficie de 4500 km2, pour la période 1990-1995. Nous avons utilisé HEC-RAS pour la modélisation hydraulique d'un tronçon de l'Oise de 188 km, où 420 sections transversales sont disponibles. Le modèle permet d'interpoler des courbes de tarage simulées tous les 200m en moyenne. Ces courbes de tarage sont ensuite projetées sur les mailles rivière du modèle régional EauDyssée (résolution de 1 km), où elles permettent de simuler la fluctuation du niveau d'eau en fonction du débit à l'échelle régionale par EauDyssée. La cote de la surface libre de la rivière définissant sa charge hydraulique, ces fluctuations influencent alors les échanges entre les mailles rivière et les nappes, qui dépendent des gradients de charge verticaux entre rivière et nappe (loi de Darcy). Ce travail montre l'intérêt de l'approche pour mieux évaluer les interactions nappes-rivières à l'échelle régionale avec un faible coût de calcul. Il offre des perspectives intéressantes pour simuler des processus jusque là négligés par le modèle EauDyssée : élimination de nitrate dans les zones humides qui sont souvent situées à la zone de contact entre les nappes souterraines et la rivière, ou l'impact du changement climatique sur le fonctionnement des hydrosystèmes et plus particulièrement sur l'élimination ou le relarguage de polluants par des processus biogéochimiques, ainsi que de mieux estimer les risques d'inondation à l'échelle régionale.
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Nguyen, Thi-Le-Quyen. "Couplage VOF-LPT pour l'étude de l'érosion : application à l'affouillement autour des piles d'ouvrages maritimes." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2021. http://www.theses.fr/2021AMIE0062.
Abstract:
Les ouvrages situés dans un milieu fluvial et maritime subissent, durant leur vie, des sollicitations variables hydromécaniques, physicochimiques et climatiques qui contribuent à leur éventuelle détérioration. C'est le cas par exemple des piles de ponts, des fondations d'éoliennes en mer (offshore, par exemple les mono-pieux) et d'autres ouvrages portuaires. Parmi les phénomènes qui en résultent, l'affouillement local a été identifié comme l'un des principaux facteurs. Aux Etats-Unis, au cours des 30 dernières années, un millier de ponts se sont effondrés à cause de défaillances liées à l'érosion. Cependant, les facteurs engendrant ce phénomène restent un problème à régler de façon radicale. Afin de mettre en lumière numériquement les processus d'érosion précédemment cités, un couplage LPT-VOF (Lagrangian Particle Tracking-Volume Of Fluid) a été étudié et intégré dans le code de calculs OpenFOAM@. Le mouvement des particules dans le LPT est gouverné par les trois lois de Newton alors que le mouvement du fluide est localement basé sur l'équation de Navier-Stokes. La possibilité de réalisation d'une collision entre deux particules est alors estimée directement en fonction de leurs positions et de leur vitesse relative pendant un pas de calcul. L'interaction solide-fluide est prise en compte par la force de trainée et les forces de pression s'exerçant sur les particules. Pour valider le couplage entre deux phases fluide-air, les résultats numériques de la rupture de barrage dans un canal hydraulique ont été comparés aux mesures expérimentales de profils de surfaces libres et de vitesses d’écoulement. Ensuite, l'hydrodynamique de l'écoulement autour d'un cylindre vertical à l'échelle semi-industrielle a été étudiée. En présence de phase solide, la variation de la vitesse de sédimentation et de la hauteur d'une particule en fonction du temps est comparée aux résultats expérimentaux issus de la littérature pour différentes viscosités de fluide. Durant la campagne expérimentale, plusieurs essais ont été faits concernant l'érosion d'un lit granulaire placé en aval d'une rupture de barrage. Grâce aux trois diamètres des particules, l'accent est mis sur l'influence de la porosité du lit granulaire sur la profondeur d'érosion. Les comparaisons expérimentales-numériques se montrent très concluantes. Enfin, dans le but d'aboutir à une simulation à taille réelle, une modélisation multi-échelles de l'affouillement autour d'un cylindre vertical a été menée. Les confrontations entre les résultats numériques avec les données expérimentales issues de la littérature nous ont permis d'identifier des zones à risque, d'interpréter le rôle de la porosité, de la cohésion, et des régimes d'écoulementStructures located in a fluvial and maritime environment undergo variable hydromechanical, physicochemical, and climatic stresses that possibly contribute to their possible deterioration. Bridge piers and offshore wind turbine foundations (monopile and suction monopod foundations) are examples of such structures. Among the resulting phenomena, local scour has been identified as one of the main phenomena resulting from the aforementioned conditions. In the United States, over the past 30 years, a thousand bridges have collapsed due to erosion-related failures. However, the factors causing this phenomenon remain a problem to be radically addressed. To numerically highlight the erosion processes mentioned above, a VOF-LTP (Volume Of Fluid - Lagrangian Particle Tracking) coupling was studied and integrated into the OpenFOAM code. The movement of particles in the LPT is governed by Newton's three laws while the movement of the fluid is locally based on the Navier-Stokes equation. The possibility of a collision between two particles is then estimated directly as a function of their positions and their relative velocity during a computational time step. The solid-fluid interaction is taken into account by the drag force and the pressure forces acting on the particles. The numerical results of dam break flows in a hydraulic channel were compared with experimental measurements of free surface profiles and flow velocities to validate the coupling between two fluid-air phases. Then, the hydrodynamics of the flow around a vertical cylinder on a semi-industrial scale was studied. In the presence of a solid phase, the trajectory and sedimentation velocity of a sphere as a function of time is compared with the experimental results obtained from the literature for different fluid viscosities. During the experimental campaign, several tests were carried out concerning the erosion of a granular bed downstream of a dam break. Three particle sizes were used to focus on the influence of the porosity of the granular bed on the depth of erosion. The numerical results have shown a good adequation with experimental results. Finally, to achieve a full-size simulation, multi-scale modelling of the scour around a vertical cylinder was carried out. The comparisons between the numerical results with the experimental data from the literature have enabled us to identify risk areas, to interpret the role of porosity, cohesion, and flow regimes
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Favennec, Gwennaël. "Contribution à l'amélioration du cycle de conception du circuit hydraulique de commande d'une boîte de vitesse automatique par simulation et modélisation." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10043.
Abstract:
Les dernières tendances du monde industriel automobile sont à l'origine du remplacement progressif des systèmes mécaniques traditionnels par des systèmes mécatroniques. La forte compétition économique ainsi que les contraintes du marché nécessitent une réduction des temps de développement. Cette réduction est aujourd'hui possible grâce à l'utilisation de l'outil informatique et de la simulation dans le processus de conception. Cependant, l'intégration de cet outil ne peut être réussie sans le développement de méthodologies de modélisation et de simulation visant à améliorer la compréhension du comportement des systèmes pour les auteurs des modèles et les différents acteurs du processus de conception. Une stratégie de modélisation, basée sur une librairie d'éléments de base dont les combinaisons permettent de reconstruire la plupart des situations à affronter dans le domaine hydraulique des boîtes de vitesses automatiques est utilisée. Une attention particulière est apportée aux organes prenant part au fonctionnement du distributeur hydraulique de commande. Des modèles de complexité croissante permettant de répondre à différents types de questions sont proposés. Ils permettent de choisir les niveaux d'hypothèses juste suffisants pour comprendre et reproduire le comportement dynamique du système de régulation du distributeur hydrauliqueThe latest trends in the automobile world have led to the gradual replacement of traditional mechanical systems by mechatronic ones. Strong economic competition as well as market trends demands a reduction in development time. This reduction is possible today thanks to the role of computer technology and simulation in the design process. However, the integration of this particular tool cannot succeed without modelling and simulation methodology development aimed at improving the understanding of system behaviour for model authors and the different actors in the design process. A modelling strategy based on a basic elements library whose combinations allow to reconstruct most situations met in the hydraulic domain of automatic gear boxes is used. Particular attention is paid to organs taking part in the functioning of the hydraulic control distributor. Models of increasing complexity allowing to reply to different types of questions are proposed. They allow the choice of hypotheses levels sufficient for understanding and reproducing the dynamic behaviour of the regulation system of the hydraulic system
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Maurice, Franck. "Intégration et mise en oeuvre de plans d’expériences numériques en modélisation et simulation système : étude de cas en ingénierie et dimensionnement des composants hydrauliques de puissance." Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2538.
Abstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une Convention Industrielle de Formation par la Recherche (CIFRE) issue du partenariat entre le laboratoire Roberval de l'Université de Technologie de Compiègne et l'entreprise HYDRO LEDUC. Cette dernière fabrique et conçoit des composants hydrauliques tels que des pompes et moteurs à pistons, des accumulateurs, des vérins, mais aussi des outils spécifiques destinés à des applications diverses et variées. La discipline de l'hydraulique de puissance est omniprésente dans de nombreuses applications industrielle. Elle constitue une solution incontournable pour toutes les utilisations qui nécessitent des puissances élevées. Elle touche ainsi de nombreux domaines d'activité tels que les transports, l'aéronautique, les machines-outils, le BTP et bien d'autres. Les circuits hydrauliques, que ce soit en termes d'entrainement ou de contrôle, présentent de nombreux avantages. IIS permettent entre autre de transmettre des efforts considérables, garantissent un contrôle précis des récepteurs qu'ils soient linéaires ou rotatifs, et ont une durée de vie élevée. Les pompes hydrauliques sont le véritable cœur de tous les circuits hydrauliques. Dotées d'une puissance massique inégalable, elles sont capables de travailler à des hautes pressions tout en conservant un haut rendement global. Les contraintes environnementales ainsi que l'augmentation du prix de l'énergie font croître la demande en composants toujours plus performants. Afin de rester compétitif, les fabricants sont contraints de répondre à ces exigences tout en contrôlant leurs coûts de développement et production. La méthode conventionnelle d'amélioration des produits basée sur des cycles essais/erreurs est une démarche financièrement coûteuse et chronophage. Les vingt dernières années ont vu la puissance de calcul des ordinateurs croître de manière exponentielle, faisant de la simulation numérique un véritable outil de compréhension des phénomènes physiques et d'amélioration des produits. L'enjeu de notre travail consiste à s'approprier et à analyser les multiples données et savoirs théoriques issues de nombreuses années de travaux de recherche. A partir de ce socle de connaissances, l'objectif est de mettre au point une méthode de conception mettant en oeuvre la démarche des plans d'expériences et reposant sur la modélisation ainsi que sur la simulation dans la conception intégrée de composants hydrauliques. Cette dernière a été appliquée à une pompe à pistons axiaux à cylindrée variable. En effet, associée à des stratégies de conception dûment établies, la simulation numérique permet de réduire considérablement les temps de développement et d'amélioration des produits tout en diminuant de manière drastique le nombre d'essais expérimentauxThis thesis has been achieved as part of the partnership between HYDRO LEDUC company and Roberval laboratory located at the "Université de Technologie de Compiègne". HYDRO LEDUC designs and makes hydraulic components such as piston pumps and motors, accumulators, cylinders and specific tools reserved for varied applications. A large amount of applications uses fluid power transmission. Indeed, because of its high power density, hydraulic solutions are unavoidable. Thus, this latter is present in various fields such as transport, aeronautical, machine tool, building industry and many others. Hydraulic circuits allow delivering considerable efforts. They enable a very accurate control of receptors and ensure a high life time to systems and components. Hydraulic pumps can be considered as the heart of every hydraulic systems. Their matchless high power density makes them to perform at high pressure while keeping a high efficiency level. Environment constraints, energy cost rise and global market have led manufacturers to make products more efficient while decreasing their manufacturing and development costs. Conventional design methodology relies on test/error cycles, which is a development strategy that can be expensive and time consuming. Computing power of computers have been increasing sharply over the last 20 years. In that sense, numerical simulation has become the mainstream in terms of design, research and development and physical analysis. The objective of our work is to gather, and analyse data and theoretical knowledge stem from many years of research investigations. From this point, the second goal of our work is to choose and develop a design strategy, which employs Design of Experiments method, and relying on numerical modelling and simulation applied to hydraulic components. This latter has been applied to a variable displacement axial piston pump. Hence, performing a design strategy that integrates Design of Experiments, numerical simulation and modelling for hydraulic components leads to reduce considerably the time and the cost of the design process
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Charrier, Gregory. "Etude expérimentale des ruptures de digues fluviales par surverse." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4714/document.
Abstract:
Le réseau de digues français s'étend sur 9000 km et protège moult enjeux humains et socio-économiques. Les surverses se produisent lorsque le niveau d'eau dépasse la crête de la digue et sont responsables de nombreuses ruptures d'ouvrages. La prévision des caractéristiques des brèches (vitesse de développement, taille finale et hydrogramme) reste délicate, d'autant que les effets de la dynamique de la rivière n'ont jamais été étudiés.Cette étude expérimentale est basée sur cinq essais réalisés en canal sur des modèles physiques de digue cohésifs. Les phases classiques du développement de brèches ainsi que le mécanisme de headcutting ont été observés. L'érosion s'est manifestée à trois échelles spatiales (grain, mm et cm) et la durée des essais a varié entre 1h30 et 10 jours selon les sols. Nous avons constaté que le développement d'une brèche et de la fosse d'érosion devient asymétrique en présence d'une vitesse longitudinale amont. Des essais géotechniques originaux menés à l'IRPHE ont permis de relever des différences importantes sur le mode et la cinétique d'érosion entre les sols testés, toujours en bon accord avec les observations menées sur les modèles de digues.Des essais en brèche de largeur fixe nous ont mis à jour l'émergence d'une hydraulique particulière dans la brèche lorsque le vitesse longitudinale incidente augmente (ressauts, recirculations) qui a un impact sur l'hydrogramme de brèche.Enfin, des simulations menées sous RUBAR20 ont permis de retrouver de nombreuses observations expérimentales tant sur le fonctionnement hydraulique des brèches que sur la sensibilité de la cinétique d'érosion à la contrainte critique d'érosion et à l'érodibilitéFrance's embankment network stretches over 9000~km, protecting people and infrastructures. Overtopping occurs when water level rises above the embankment's crest, often leading to breach development. Reliable forecasting of breaches' characteristics (widening rate, final geometry and breach hydrograph) remains a challenging task. Furthermore, the effects of river dynamics have never been studied.This work is based on a campain of five overtopping tests performed on scaled homogeneous cohesive model embankments, carried out in an eight meters recirculated flume. The classical steps of dike breaching were observed, as wall as headcutting. Depending on soil type and water content, erosion occured at three distinct scales (sand grain, mm, cm) while the experiments' durations ranged from 1h30 to 250~h. Evidence was brought that river dynamics can result in a completely asymmetric development of both the breach and scour pit. Simple geotechnical tests showed notable differences on erosion modes and rates among tested soils, consistently with the flume experiments.The study of fixed-width breaches showed that distinguish hydraulic phenomena such as hydraulic jumps and recirculations arise when lateral flow speed increases on the river side, which comes with an important drop in breach flow.In addition, bidimensional numerical simulations offered a practical and satisfying way of modelling breach hydraulics. In particular, the strong surface deformation and important velocity gradients in the vicinity of the breach were well-rendered. Elements relative to breach formation sensitivity to erosion parameters (threshold stress and erodibility coefficient) are also provided
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Hostache, Renaud. "Analyse d'images satellitaires d'inondations pour la caractérisation tridimensionnelle de l'aléa et l'aide à la modélisation hydraulique." Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002016.
Abstract:
Ce travail vise à étendre les méthodes d'analyse d'images satellitaires de crues au-delà de la détection des limites d'inondation afin d'estimer des niveaux d'eau distribués dans l'espace et d'aider la modélisation hydraulique.Inspirée des travaux de Raclot (2003) sur photographies aériennes qui fournissent des incertitudes moyennes de ±20cm, la méthode d'estimation des niveaux d'eau utilise des images satellitaires RADAR de crue et un MNT fin. Elle repose sur 1) une phase de télédétection pour cartographier l'inondation et analyser la pertinence de ses limites pour l'estimation des niveaux d'eau, 2) une phase d'analyse spatiale dans laquelle les niveaux d'eau sont estimés par croisement entre les limites pertinentes et un MNT fin, puis contraints par le schéma de circulation des eaux. Les estimations de niveaux d'eau obtenues ont une incertitude moyenne de ±38cm pour une image RADARSAT-1 d'une crue de la Moselle (France, 1997). Des travaux de validation ont permis de calculer une RMSE de l'ordre de 13cm pour une image ENVISAT de l'Alzette (Luxembourg, 2003).Pour aider la modélisation hydraulique, la démarche proposée vise à réduire le phénomène d'équifinalité grâce aux images satellitaires. Pour cela, un calage "traditionnel" à partir d'hydrogrammes observés est complété par la comparaison entre résultats du modèle et surfaces inondées ou niveaux d'eau extraits des images. Pour cerner les incertitudes du calage, des simulations Monte-Carlo ont été mises en place. En perspective, la prévision de l'évolution d'une crue après acquisition d'une image devrait bénéficier de modèles mieux contraints grâce à l'utilisation des images comme condition initiale ou donnée de calage.
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Neuhauser, Magdalena. "Development of a coupled SPH-ALE/Finite Volume method for the simulation of transient flows in hydraulic machines." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDL0045/document.
Abstract:
L'utilisation croissante des sources d'énergie renouvelable avec une grande volatilité de production, comme l'énergie éolienne et solaire, conduit à des fluctuations dans le réseau électrique qui doivent être compensées. Pour cette raison les machines hydrauliques, turbines et pompes, sont plus souvent opérées dans les régimes de fonctionnement hors fonctionnement nominal et la fréquence des phases de démarrage et arrêt augmente. Ce type de fonctionnement peut avoir des conséquences importantes sur le cycle de vie des machines. Il est donc essentiel de prendre en compte l'écoulement dans les phases transitoires lors de la conception de la machine et la simulation numérique des écoulements est un outil adapté pour cela. La présente étude a pour objectif de développer une méthode de couplage flexible qui combine la méthode à maillage volumes finis (VF) et la méthode sans maillage Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrange Euler (SPH-ALE). Cette méthode couplée peut être utilisée comme outil pour l'investigation des phénomènes transitoires dans les machines hydrauliques. SPH-ALE est particulièrement bien adapté aux simulations des écoulements fortement dynamiques avec des géométries mobiles mais elle a des difficultés pour calculer des forts gradients de pression et vitesse. Un raffinement de particules est difficile à implémenter, surtout si les particules doivent être raffinées de manière anisotrope. Les méthodes volumes finis (VF) sont établies pour les simulations numériques d'écoulements grâce à leur stabilité et précision. Par contre, elles peuvent être lourdes pour les simulations avec des géométries mobiles et demandent souvent une interface entre des parties mobiles et statiques du maillage ce qui génère des erreurs supplémentaires. Pour combiner les deux approches complémentaires, une méthode de couplage a été développée qui décompose le domaine de calcul en zones où la vitesse et la pression sont calculées par la méthode VF, en zones où elles sont obtenues par SPH-ALE et en zones de recouvrement où les informations sont transférées de la zone VF à la zone SPH et inversement. Dans les zones de recouvrement les points de calcul VF sont utilisés comme voisins pour l'intégration en espace des particules SPH. Aux limites du maillage VF la vitesse et la pression sont interpolées des particules SPH, similairement aux méthodes Chimére des maillages recouvrants. Un logiciel SPH-ALE existant du groupe ANDRITZ est utilisé pour cette étude. Un solveur VF faiblement compressible est implémenté dans ce logiciel. Le solveur discrétise la même forme des équations de Navier-Stokes que le solveur SPH-ALE. Des solveurs de Riemann avec des états reconstruits par la méthode MUSCL sont employés. En outre, le solveur SPH-ALE est amélioré et adapté aux écoulements internes. Pour cette raison des conditions à l'entrée et à la sortie du type subsonique sont implémentées. Du plus, une méthode de correction du gradient de la fonction kernel est présentée qui améliore la précision du champ de pression, notamment si les particules ne sont pas distribuées régulièrement. La méthode couplée est validée à l'aide des cas test académiques en unidimensionnel et en bidimensionnel, comme le cas de tube à choc, les tourbillons de Taylor-Green et l'écoulement autour d'une aube symétrique du type NACA avec des particules en description eulérienne. En outre, le couplage offre la possibilité d'imposer des conditions à la sortie aux particules lagrangiennes. La méthode est appliquée aux simulations d'écoulement transitoire en 2D avec des particules qui se déplacent en suivant les géométries mobilesThe increased use of intermittent forms of renewable energy like wind and solar energy produces fluctuations in the electric grid that have to be compensated. For this reason, hydraulic machines like turbines and pumps are more often operated under non-conventional operating conditions and are submitted to frequent starts and stops. This type of operating conditions has important consequences on the life cycle of the machines. It is thus of paramount importance that transient flows at off-design conditions are properly taken into account in the design phase and numerical simulation is an appropriate way to do so. The present study aims at developing a flexible coupling method of the meshbased Finite Volume Method (FVM) and the meshless Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrange Euler (SPH-ALE) method, which can be used as a tool for the investigation of transient phenomena in hydraulic machines. SPH-ALE is very well adapted for the simulation of highly dynamic flows with moving geometries but has difficulties to correctly represent rapidly changing gradients of the field variables. Particle refinement is difficult to implement, especially if particles are refined in an anisotropic way. FV methods are well established in CFD because of their accuracy and stability. However, they can be tedious for simulations with moving geometries and often necessitate an interface between moving and static parts of the mesh which introduces additional errors. To overcome the shortcomings of both methods, a coupling method is developed that uses a decomposition of the computational domain into regions where the physical field variables are computed by the FV method, regions where they are computed by SPH-ALE and overlapping regions where the information is transferred from the FV domain to the SPH domain and vice versa. In the overlapping regions FV calculation points are used as neighbors for the SPH integration in space. At the boundaries of the FV mesh, velocity and pressure are interpolated from the SPH particles by means of scattered data interpolation techniques, similarly to Chimera methods for overlapping grids. For this study, an existing SPH-ALE software of the ANDRITZ Group is used. A weakly compressible FV solver is implemented into this software that discretizes the same form of the Navier-Stokes equations than the SPH-ALE solver. Similar to the present SPH-ALE method, Riemann solvers with reconstructed states, obtained by a MUSCL scheme, are employed. Moreover, adaptations and improvements of the SPH-ALE solver itself are made, which are important for the coupling and for the simulation of internal flows in general. Thus, subsonic inlet and outlet conditions are implemented. Furthermore, a correction method of the kernel gradient is presented that ensures zeroth order consistency of the SPH-ALE approximation of the divergence of the convective fluxes. The correction improves greatly the SPH pressure field on non-uniform particle distributions. The implemented coupled method is successfully validated by means of inviscid academic one-dimensional and two-dimensional testcases like a shock tube case, Taylor-Green vortices and the flow around a symmetric NACA airfoil with particles in Eulerian description. Furthermore, the coupling provides a possibility to implement outlet boundary conditions to Lagrangian moving SPH particles. It is then applied to the simulation of transient flows in rotor stator systems in 2D with moving particles
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Al, Mikdad Ouacim. "Modélisation des écoulements à surface libre en réseaux maillés et ramifiés." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1322.
Abstract:
Depuis une vingtaine d'années se succèdent des inondations dans nos pays industrialisés causant de graves pertes humaines et des dégâts matériels consi¬dérables. Cependant le recours à des outils de simulation des écoulements à l'intérieur des rues, apporterait une meilleure connaissance des processus de submersion et de propagation des ondes de crues. C'est ainsi que des solutions d'aménagement pourront être et faire l'objet de comparaison. Ces variantes permettront de mettre en évidence les contraintes et de proposer des solutions visant à diminuer les risques. Pour cela nous avons conçu un modèle numérique 1D/2D pour les écoulements de crues dans les tissus urbains qui prend en considération les éléments suivants : le choix du schéma d'intégration numérique afin d'assurer la stabilité et la précision du modèle, la capacité de capturer les chocs notamment lors du passage d'un régime torrentiel à un régime fluvial avec apparition de ressauts hydrauliques, la capture du front raide des écoulements sur fond sec en présence ou non des précipitations avec conservation de débit et enfin la capacité de traiter les écoulements dans les réseaux à jonctions tout en assurant une distribution correcte du débit dans les branches associées.
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Xia, Zhenyu. "Étude phénoménologique pour des méthodes de dimensionnement d'ouvrages d'assainissement en fonction du risque de dysfonctionnement hydraulique." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2006/50376_2006_15.pdf.
Abstract:
En 1996, une nouvelle norme (NF EN 752-2) concernant la conception des réseaux d'assainissement est parue. Elle abandonne la notion de période de retour d'évènements pluvieux pour s'appuyer sur celle de période de retour de dysfonctionnement (mise en charge ou débordement). Si ce choix est fondamentalement judicieux, il n'en reste pas moins qu'il n'existe pas actuellement de méthode permettant de dimensionner directement canalisations et bassins de rétention selon cette notion. La question se pose donc de savoir comment les "anciennes" méthodes basées sur le concept de pluie de projet répondent à cette nouvelle exigence réglementaire. L'étude décrite ci-après a pour objectif d'apporter des éléments de réponse. Basée sur une analyse statistique des pluies, d'une part, et des débits et volumes qu'elles génèrent sur un réseau test synthétique, d'autre part, elle montre que, pour les canalisations, l'utilisation de pluies de projet répond à la norme NF EN 752-2 mais qu'elles n'optimisent pas le dimensionnement et que, pour les bassins de rétention, cette même méthode n'apporte pas de certitude quant au respect de la norme NF EN 752-2.
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Dakhlaoui, Mohamed. "Fonctionnement hydraulique des structures réservoirs pour l'assainissement pluvial : étude des dispositifs de diffusion d'eau et modélisation du couple drain-milieu poreux." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523271.
Abstract:
Les structures réservoirs se développent de plus en plus pour réduire les débits de ruissellement urbain et par voie de conséquence les risques d'inondations. Elles améliorent aussi la qualité des eaux rejetées dans les milieux naturels par temps de pluie. L'analyse fine du fonctionnement hydraulique de ces structures met en évidence de nombreux mécanismes faisant l'objet d'une étude bibliographique. Des systèmes diffusants sont souvent utilisés pour injecter les eaux de surfaces imperméabilisées voisines sans débordement et assurer leur bonne répartition spatiale, or leur fonctionnement est mal connu. Une approche de ce problème est d'abord réalisée en régime permanent, expérimentalement et numériquement en ne prenant en compte que le dispositif de diffusion sans le matériau poreux environnant. Puis une simulation des écoulements dans ce matériau est présentée, en particulier lorsque plusieurs réservoirs en cascade sont construits. Enfin un modèle simplifié des dispositifs de diffusion est proposé et permet leur couplage avec le milieu environnant à l'aide d'un code de calcul par éléments finis d'hydrodynamique souterraine.
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Peretti-Pezzi, Guilherme. "Simulations hydrauliques d'haute performance dans la Grille avec Java et ProActive." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00977574.
Abstract:
L'optimisation de la distribution de l'eau est un enjeu crucial qui a déjà été ciblé par de nombreux outils de modélisation. Des modèles utiles, implémentés il y a des décennies, ont besoin d'évoluer vers des formalismes et des environnements informatiques plus récents. Cette thèse présente la refonte d'un ancien logiciel de simulation hydraulique (IRMA) écrit en FORTRAN, qui a été utilisé depuis plus de 30 ans par la Société du Canal de Provence, afin de concevoir et maintenir les réseaux de distribution d'eau. IRMA a été développé visant principalement pour le traitement des réseaux d'irrigation - en utilisant le modèle probabiliste d'estimation de la demande de Clément - et il permet aujourd'hui de gérer plus de 6.000 km de réseaux d'eau sous pression. L'augmentation de la complexité et de la taille des réseaux met en évidence le besoin de moderniser IRMA et de le réécrire dans un langage plus actuel (Java). Cette thèse présente le modèle de simulation implémenté dans IRMA, y compris les équations de perte de charge, les méthodes de linéarisation, les algorithmes d'analyse de la topologie, la modélisation des équipements et la construction du système linéaire. Quelques nouveaux types de simulation sont présentés: la demande en pointe avec une estimation probabiliste de la consommation (débit de Clément), le dimensionnement de pompe (caractéristiques indicées), l'optimisation des diamètres des tuyaux, et la variation de consommation en fonction de la pression. La nouvelle solution adoptée pour résoudre le système linéaire est décrite et une comparaison avec les solveurs existants en Java est présentée. La validation des résultats est réalisée d'abord avec une comparaison entre les résultats obtenus avec l'ancienne version FORTRAN et la nouvelle solution, pour tous les réseaux maintenus par la Société du Canal de Provence. Une deuxième validation est effectuée en comparant des résultats obtenus à partir d'un outil de simulation standard et bien connu (EPANET). Concernant les performances de la nouvelle solution, des mesures séquentielles de temps sont présentées afin de les comparer avec l'ancienne version FORTRAN. Enfin, deux cas d'utilisation sont présentés afin de démontrer la capacité d'exécuter des simulations distribuées dans une infrastructure de grille, utilisant la solution ProActive. La nouvelle solution a déjà été déployée dans un environnement de production et démontre clairement son efficacité avec une réduction significative du temps de calcul, une amélioration de la qualité des résultats et une intégration facilitée dans le système d'information de la Société du Canal de Provence, notamment la base de données spatiales.
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Dellinger, Guilhem. "Etude expérimentale et optimisation des performances hydrauliques des vis d'Archimède utilisées dans les micro centrales hydroélectriques." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAD046/document.
Abstract:
Le potentiel de production d'hydroélectricité à l'aide de micro centrales hydroélectriques est sous-exploité en Europe. L'exploitation de petites chutes d'eau, à l'aide des vis d'Archimède, est un moyen de production d'énergie renouvelable récent et en voie de développement. Cette thèse étudie les performances hydrauliques de ce type de turbine. Une première partie du travail a porté sur la mise en place d'un dispositif expérimental, à échelle réduite, permettant de tester pour des conditions hydrauliques et des paramètres géométriques variés les performances hydrauliques d'une vis d'Archimède. Un modèle théorique semi-analytique permettant de déterminer les performances de la vis a été développé puis validé à l'aide des résultats expérimentaux. Les écoulements complexes au sein de cette turbine sont étudiés par le biais d'une modélisation numérique 3D instationnaire, validée expérimentalement. La compréhension de la structure de l'écoulement a alors permis de développer un nouveau modèle théorique permettant de déterminer avec plus de précision le débit de fuite qui est à l'origine d'une perte significative de rendement. Ces résultats permettent d'envisager l'implémentation d'un modèle de dimensionnement industrielThe potential for hydropower generation using micro-hydro plants is still under exploited in Europe. The Archimede Screw Generators are a growing technology convenient for low-head hydraulic sites. This thesis studies the hydraulic performance of this turbine. The first part of thiswork presents an experimental device using a laboratory screw scale. This device allows to test screw performance for various hydraulic conditions and geometrical parameters. A theoretical model predicting the screw performance has then been developed and validated with experimental results.The complex flows occurring within the screw are studied thanks to 3D and unsteady numerical simulations. The numerical results are validated experimentally. The insights provided on the flow structure permit to develop a new leakage model. These leakages are a major source of efficiency loss. Eventually, all these results will allow the implementation of an industrial dimensioning model
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Ghostine, Rabih. "Contribution à la résolution numérique des équations de Barré de Saint Venant bidimensionnelles par une méthode de type éléments finis discontinus : application à la simulation des écoulements au sein des carrefours de la ville." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/GHOSTINE_Rabih_2009.pdf.
Abstract:
L’objectif scientifique de ce travail de thèse est la gestion hydraulique de l’inondation dans la ville. La maîtrise des volumes et hauteurs générés par les événements pluvieux passe par une connaissance fine des carrefours. En effet, les débits vont se distribuer au sein de la ville à travers ces noeuds. Le travail concerne tout particulièrement l’étude de la résolution numérique des équations bidimensionnelles de l’hydraulique à surface libre (équations de Barré de Saint Venant). L’outil privilégié pour répondre aux demandes des services techniques des agglomérations est la simulation numérique, seul outil permettant de faire des prévisions pour des événements exceptionnels. L’objectif est ainsi de mettre au point un outil de simulation robuste permettant de faire des choix en fonction d’objectifs. Le schéma numérique considéré est de type éléments finis discontinus de Galerkin associés à une limitation de pente. Le travail vise tout particulièrement à mette en oeuvre ce type de schéma et à étudier la robustesse et la stabilité de ce nouveau schéma de discrétisation notamment lors de l’utilisation de maillage non-structuré des carrefours de la ville à partir d’éléments triangulaires. Dans un premier temps, le schéma numérique est comparé favorablement par rapport à un schéma volume fini mis en oeuvre avec les mêmes propriétés sur différents problèmes hydrauliques transitoire et stationnaire. Un banc d’essai numérique est effectué montrant l’intérêt du schéma développé. Dans un deuxième temps, le schéma numérique est comparé par rapport à l’approche unidimensionnelle pour la prédiction des écoulements fluviaux, torrentiels et transcritiques à travers les jonctions. Nous terminons ce mémoire en vérifiant les capacités du schéma numérique à simuler les écoulements qui se développent au sein des carrefours de la ville, dans les conditions expérimentales étudiées par Mignot et al. (2008b). Ainsi, les résultats prédits par le schéma numérique sont comparés avec les caractéristiques correspondantes des écoulements mesurés expérimentalement ainsi qu’avec les résultats prédits par la méthode des volumes finis 2D et un logiciel basé sur la méthode des volumes finis pour la résolution des équations tridimensionnelles de Navier Stokes (FLUENT 3D)The scientific objective of this work of thesis is the hydraulic management of the flood in the city. The control of volumes and water depths generated by the rainy events passes by a fine knowledge of the crossroads. In fact, the flows will be distributed within the city through these nodes. The work concerns particularly the study of the numerical resolution of the two-dimensional equations of hydraulics at open channel (Saint Venant equations). The tool privileged to answer to the requests of the engineering departments of the agglomerations is the numerical simulation, only tool making it possible to make forecasts for exceptional events. The objective is thus to develop a tool for simulation robust making it possible to make choices according to objectives. The considered numerical scheme is based on the discontinuous Galerkin finite elements method associated with a slope limitation. The work will aim particularly to implements this type of scheme and to study the robustness and the stability of this new scheme of discretization in particular during the use of unstructured mesh of the crossroads of the city starting from triangular element. In the first time, the numerical scheme is favourably compared to a finite volume scheme implemented with the same properties on various hydraulic problems transient and steady. Numerical results of several flow problems show the interest of the developed method. In the second time, the numerical scheme is compared to the one-dimensional approach for the prediction of the subcritical, supercritical and transcritical flows through the junctions. We finish this memory by checking the capacities of the numerical scheme to simulate the flows which develop within the crossroads of the city, under the experimental conditions studied by Mignot et al. (2008b). Thus, the results predicted by the numerical scheme are then compared with the corresponding characteristics of the flows measured in experiments as well as with the results predicted by a 2D finite volume method and a software based
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Daou, Mehdi Pierre. "Développement d’une méthodologie de couplage multimodèle avec changements de dimension : validation sur un cas-test réaliste." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM061/document.
Abstract:
Les progrès réalisés depuis plusieurs décennies, à la fois en termes de connaissances physiques, numériques et de puissance informatique disponible, permettent de traiter des simulations de plus en plus complexes. Les modélisations d'écoulements fluviaux et maritimes n'échappent pas à cette tendance. Ainsi, pour de très nombreuses applications de ce type, les modélisateurs doivent mettre en œuvre de véritables "systèmes de modélisation", couplant entre eux plusieurs modèles et logiciels, représentant différentes parties du système physique. La mise en place de tels systèmes permet de traiter de nombreuses études, comme par exemple les impacts de construction d'ouvrages d'art ou industriels, ou encore l'évaluation des aléas suite à un événement exceptionnel, etc.Dans le cadre de cette thèse, nous abordons cette problématique en utilisant une méthodologie de type Schwarz, empruntée à la théorie de décomposition de domaine, dont le principe est de ramener la résolution d'un problème complexe à celle de plusieurs sous-problèmes plus simples, grâce à un algorithme itératif. Ces méthodologies sont particulièrement bien adaptées au couplage de codes industriels puisqu'elles sont très peu intrusives.Cette thèse, réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE et grâce au financement du projet européen CRISMA, a été fortement ancrée dans un contexte industriel. Elle a été réalisée au sein d'Artelia en collaboration avec l'équipe AIRSEA du Laboratoire Jean Kuntzmann, avec pour objectif principal de transférer vers Artelia des connaissances et du savoir-faire concernant les méthodologies de couplage de modèles.Nous développons, dans le cadre de cette thèse, une méthodologie de couplage multi-modèles et de dimensions hétérogènes basée sur les méthodes de Schwarz, afin de permettre la modélisation de problématiques complexes dans des cas opérationnels (en complexifiant les problématiques étudiées au fur et à mesure de la thèse). Du point de vue industriel, les couplages mis en place sont fortement contraints par les logiciels utilisés répondant aux besoins d'Artelia (Telemac-3D, Mascaret, InterFOAM, Open-PALM).Nous étudions tout d'abord un couplage 1-D/3-D résolvant des écoulements à surface libre sous un même système de logiciel Telemac-Mascaret. L'avantage d'un tel couplage est une réduction de coût grâce à l'utilisation du modèle 1-D. Toutefois l’une des difficultés liées au changement de dimension réside dans la définition même de la notion de couplage entre des modèles de dimensions différentes. Ceci conduit à une solution couplée qui n’est pas définie d’une façon unique et qui dépend du choix des opérateurs d’interfaces.Puis nous nous intéressons au couplage monophasique/diphasique (1-D/3-D et 3-D/3-D) entre le système de logiciel Telemac-Mascaret et InterFOAM (modèle diphasique VOF), où la difficulté du choix des opérateurs d'interface lors du changement de physique (monophasique/diphasique) est aussi présente. Ce couplage a pour avantage de rendre possible la résolution d’écoulements complexes, que le système Telemac-Mascaret ne peut pas simuler (déferlement, lame d'eau, écoulement en charge, etc.) en utilisant localement InterFOAM avec son coût de calcul très important. Enfin, nous étudions l’application du couplage monophasique/diphasique sur un cas opérationnel d’étude d’ingénierie.Par ailleurs, les travaux effectués lors du projet CRISMA, pour le développement d'une application permettant de simuler les différents aspects d'une crise liée aux risques de submersions marines en Charente Maritime, coordonnés par Artelia, sont également présentés. Le projet CRISMA a pour objectif d'améliorer l'aide à la décision en se basant sur la simulation pour la gestion opérationnelle des situations de crise dans différents domaines du risque naturel et industriel (inondations, feux de forêt, pollutions accidentelles, etc.)Progress has been performed for decades, in terms of physical knowledge, numerical techniques and computer power, that allows to address more and more complex simulations. Modelling of river and marine flows is no exception to this rule. For many applications, engineers have now to implement complex "modelling systems", coupling several models and software, representing various parts of the physical system. Such modelling systems allow addressing numerous studies, like quantifying the impacts of industrial constructions or highway structures, or evaluating the consequences of an extreme event.In the framwork of the present thesis, we address model coupling techniques using Schwarz's methodology, which is based on domain decomposition methods. The basic principle is to reduce the resolution of a complex problem into several simpler sub-problems, thanks to an iterative algorithm. These methods are particularly well suited for industrial codes, since they are very few intrusive.This thesis was realized within the framework of a CIFRE contract and thanks to the funding of the European CRISMA project and was thus greatly influenced by this industrial context. It was performed within the Artelia company, in collaboration with the AIRSEA team of the Jean Kuntzmann Laboratory, with the main objective of transferring to Artelia some knowledge and expertise regarding coupling methodologies.In this thesis, we develop a methodology for multi-model coupling with heterogeneous dimensions, based on Schwarz's methods, in order to allow modelling of complex problems in operational cases. From the industrial viewpoint, the developed coupled models must use software meeting Artelia's needs (Telemac-3D, Mascaret, InterFOAM, Open-PALM).We firstly study a testcase coupling 1-D and 3-D free surface flows, using the same software system Telemac-Mascaret. The advantage of such coupling is a reduction of the computation cost, thanks to the use of a 1-D model. However the change in the model dimension makes it difficult to define properly the notion of coupling, leading to a coupled solution which is not defined in a unique way but depends on the choice of the interface operators.Then we study a coupling case between a monophasic model and a diphasic model (1-D/3-D and 3-D/3-D), using Telemac-Mascaret and InterFOAM software systems. Once again, the main difficulty lies in the definition of interfaces operators, due to the change in the physics (monophasic / diphasic). Such a coupling makes it possible to solve complex flows that the Telemac-Mascaret system alone cannot address (breaking waves, water blade, closed-conduit flow, etc.), by locally using InterFOAM where necessary (InterFOAM is very expensive in terms of computations). Finally, we implement such a monophasic/diphasic coupling on an operational engineering study.In addition, we also present the work done during the CRISMA project. The overall objective of the CRISMA project was to develop a simulation-based decision support system for the operational crisis management in different domains of natural or industrial risks (floods, forest fires, accidental pollution, etc.). In this context, Artelia coordinated the development of an application allowing to simulate various aspects of crisis linked to flood risks in Charente-Maritime
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Beauquis, Yann. "Modélisation et simulation d'un processus métallurgique de mise en forme en vue de sa commande." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0188.
Abstract:
Cette these propose une modelisation et une simulation d'un processus metallurgique de mise en forme dans un but de commande. Une description du procede en question est d'abord exposee. Puis nous analysons la commande et nous mettons en evidence l'interet de modeliser le procede. Notre volonte a ete d'etablir un modele physique simplifie : d'une part le modele doit contenir assez de physique pour faire de la prediction, d'autre part le modele doit etre exploitable et sa parametrisation compatible avec les donnees disponibles. Nous avons decompose le processus metallurgique de mise en forme en trois modeles. La conception de ces trois modeles est alors presentee, chaque modele faisant l'objet d'une etude particuliere. Les deux premiers modeles s'appuient essentiellement sur la theorie hydraulique, donc sur la theorie physique du processus, alors que le troisieme est davantage une representation simplifiee. Enfin cette modelisation est veritablement validee a partir de donnees de fabrication, dans un but d'utilisation en temps reel. Un logiciel de simulation a ete cree a partir de ce modele. La modelisation et la simulation ont permis d'obtenir une representation conceptuelle, ainsi qu'une meilleure connaissance du processus metallurgique de mise en forme.
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Hsu, Hao-Ming. "Gestion du risque d'inondation dans les zones urbaines : valeur ajoutée des automates cellulaires et de la modélisation à base d'agents." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5012.
Abstract:
Les inondations sont les catastrophes naturelles les plus courantes dans le monde, pouvant causer de graves dégâts humains et matériels, en particulier dans les zones urbaines. Par conséquent, la gestion du risque d'inondation est essentielle pour prévenir et réduire leur impact et gérer le risque d'inondation résiduel.Cette étude a d'abord examiné plusieurs événements d'inondation historiques dans le monde, et en particulier dans les zones d'étude en France et à Taïwan. L'efficacité et les problèmes sur les cas d'applications ont également été analysés et résumés.Ensuite, puisque les modèles à base d'agents (ABMs) sont des outils idéaux pour simuler les actions, les réactions et les interactions d'individus autonomes et de l'environnement dans un système complexe, afin d'évaluer l'efficacité et les résultats des stratégies de réduction des risques d'inondation, cette étude a utilisé un ABM, Netlogo, pour analyser les interactions possibles du comportement humain et de l'environnement avec différentes stratégies. Un ABM couplé a été développé, combinant (i) un modèle d'évacuation, pour les simulations d'agents afin d'étudier un éventuel processus d'évacuation pendant une inondation, et (ii) un modèle d'écoulement de surface 2D d'automates cellulaires (CA), pour les simulations d'inondation. Plusieurs études de cas et tests de référence ont été sélectionnés pour vérifier les modèles et évaluer leurs performances. Le modèle d'évacuation pourrait générer des résultats plausibles du processus d'évacuation, et les résultats ont montré l'importance des cartes de risque/inondation et du timing des alarmes d'avertissement. Le modèle d'écoulement de surface CA 2D pourrait produire des résultats de modèle prometteurs, et les résultats ont montré un grand accord entre les prédictions du modèle et les observations en termes d'étendue de l'inondation, de niveaux d'eau et de vitesses d'écoulement calculées.Ensuite, l'ABM couplé a été appliqué pour analyser la gestion communautaire des risques d'inondation dans la zone d'étude. Les résultats de l'ABM couplé ont révélé sa capacité à réaliser des simulations d'inondations et le potentiel de générer des résultats plausibles de l'interaction entre les crues, les stratégies d'intervention et le comportement humain pendant une inondation.Enfin, l'étude a proposé des applications possibles de l'ABM couplé et la faisabilité de l'intégration de l'ABM couplés et un Système d'Aide à la Décision (DSS). Malgré les avantages possibles dans divers domaines, il y a encore de nombreuses lacunes à combler à l'intérieur d'un point de vue structurel sur ce type d'approche et de modèles. Les questions les plus importantes concernant le fonctionnement du DSS étaient la manière de normaliser le format, la communication et l'interopérabilité entre les différents composants existants.Les perspectives de cette étude visent à étudier et à améliorer la gestion existante des risques d'inondation, à sensibiliser le public aux crises et à améliorer la gestion communautaire des risques d'inondationFloods are the most common natural disasters worldwide, which can cause serious damage to property and fatality, especially in urban areas. Hence, flood risk management is essential to avoid new flood risk, to prevent and to reduce existing impact of floods and to manage residual flood risk.This study first brief reviewed several historical flood events worldwide, and especially the applications of flood risk treatment of the study areas in France and in Taiwan. The effectiveness and problems of the applications were also analysed and summarised.Then, since Agent-Based Models (ABMs) are ideal tools for simulating the actions, reactions and interactions of autonomous individuals and the environment in a complex system, in order to evaluate the effectiveness and outcomes of flood risk reduction strategies, this study employed an ABM, Netlogo, to analyse the possible interactions of human behaviour and the environment with different strategies. A coupled ABM was developed, combining (i) an evacuation model, for the agent simulations to investigate possible evacuation process during flood, and (ii) a cellular automata (CA) 2D overland flow model, for inundation simulations. Several case studies and benchmark tests were selected for verifying the models and evaluating the model performances. The evacuation model could generate plausible outcomes of the evacuation process, and the results showed the importance of the risk/flood maps and the warning alarm timing. The CA 2D overland flow model could produce promising model outputs, and the results showed great agreement between model predictions and observations in terms of inundation extent, water levels, and flow velocities.Next, the coupled ABM was applied to analyse the community-based flood risk management of the study area. The results of the coupled ABM revealed its capability of conducting inundation simulation and the potential for generating plausible outcomes of the interaction between flood water, response strategies and human behaviour during a flood event.Finally, the study proposed possible applications of the coupled ABM and feasibility of integration of the coupled ABM and a Decision Support System (DSS). Despite the possible advantages in various fields, there were still many gaps inside the structure to be filled. The most important issue about the operation of the DSS was the way of format standardisation, communication and interoperability between the various existing components.The study aims to investigate and to improve existing flood risk management, to raise public crisis awareness and to enhance community-based flood risk management
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Pieritz, Romeu André. "Modélisation et simulation de milieux poreux par réseaux topologiques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10271.
Abstract:
Les proprietes de transfert de fluides dans le milieu poreux sont liees a la complexite geometrique de la structure du reseau. Cette structure complexe est caracterisee par des proprietes geometriques liees a la forme (morphologiques) et a la connexion (topologiques) entre les pores. Un des premiers objectifs de ce travail est de caracteriser la microstructure par le developpement des methodologies de description topologique de la geometrie en 3d. Ces operateurs geometriques sont bases sur la mathematique algorithmique (geometrie discrete) permettant de reduire l'information a des squelettes discrets. L'application des squelettes permet la determination d'une fonction de distribution topologique basee sur une description du type de reseaux (sites et liens). Les descripteurs de forme sont ensuite appliques sur des echantillons generes numeriquement (geometries simples, complexes et fissurees). Ainsi, diverses analyses morphologiques et topologiques sont realisees pour etudier le rapport geometrique entre les sections et leurs volumes respectifs. Le deuxieme objectif de ce travail est la modelisation des processus de transferts de fluides a travers des squelettes. Deux methodes sont presentees : une methode geometrique et une basee sur l'analogie electrique. La methode de simulation geometrique est appliquee sur les sections et les volumes pour l'observation de l'influence de la topologie dans l'intrusion et l'extrusion d'un fluide non-mouillant. Un modele de pores cylindriques elementaires connectes est propose pour estimer une conductivite hydraulique a saturation a partir du graphe associe au squelette. La methode de simulation utilise une analogie electrique a travers d'une solution numerique optimisee pour resoudre le systeme. La comparaison des resultats entre les structures permet d'observer l'influence de la complexite geometrique du reseau sur les proprietes de transfert.
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Kovacs, Yves. "Modèles de simulation d'écoulement transitoire en réseau d'assainissement." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00520785.
Abstract:
La première partie de ce mémoire de thèse montre l'intérêt de l'utilisation de nouveaux outils en hydrologie urbaine, à partir d'un historique de l'évolution des liens entre la ville et l'eau. Elle est suivie par une présentation synthétique des modèles hydrauliques simplifiés de simulation de crues. Les équations, leur contenu physique, les conditions limites, les méthodes de résolution et les méthodes de calage des paramètres sont analysées de manière détaillée. Le mémoire présente ensuite une série de résultats de simulations sur des cas hypothétiques choisis pour couvrir la plupart des conditions de l'assainissement. Les différentes méthodes de calage des paramètres sont testées ainsi que le fonctionnement numérique des modèles. Le mémoire met en évidence des domaines de validité (numériques et hydrauliques) en fonction de nombres adimensionnels et en référence aux résultats d'un modèle intégrant les équations complètes de Saint-Venant. La possibilité de modéliser les influences aval est testée avec un modèle de crue diffusante auquel est intégré un calcul de ligne d'eau. Une étude des conditions d'utilisation des modèles sur le terrain termine le mémoire qui peut être destiné à tous les services techniques des collectivités locales.
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Graff, Kevin. "Contribution à la cartographie multirisques de territoires côtiers : approche quantitative des conséquences potentielles et des concomitances hydrologiques (Normandie, France) Analysis and quantification of potential consequences in multirisk coastal context at different spatial scales (Normandy, France) Characterization of elements at risk in the multirisk coastal context and at different spatial scales: Multi-database integration (normandy, France)." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMC001.
Abstract:
Les environnements côtiers en Normandie sont propices à de multiples aléas (érosion, submersion marine, inondation par débordement de cours d’eau ou remontée de nappe, crue turbide par ruissellement, mouvement de versant côtier ou continental). Des interactions entre aléas vont se produire au sein des versants et des vallées où les populations côtières et leurs activités tendent à se densifier depuis le XIXe siècle. Dans ce contexte, il s’avère nécessaire, d’adopter une démarche multi-aléas et multirisques tenant compte de la concomitance spatiale ou temporelle de plusieurs aléas et de leurs possibles effets en cascades et d’évaluer les impacts multisectoriels engendrés par ces aléas.Dans le cadre de cette thèse, ainsi que dans le programme ANR RICOCHET, trois sites d’étude ont été sélectionnés à l’embouchure des rivières littorales : de Auberville à Pennedepie, de Quiberville à Dieppe et de Criel-sur-Mer à Ault en raison d’importants enjeux socio-économiques et de fortes interactions entre les phénomènes hydrologiques et gravitaires. Deux principaux objectifs ont été menés à bien : (1) un développement méthodologique sur les analyses des conséquences potentielles en considérant les éléments exposés au sein d’un territoire d’étude à travers une approche multiscalaire ; (2) la mise en évidence et la quantification des effets des concomitances hydrologiques (lame d’eau et extension spatiale) liés aux blocages des écoulements fluviaux par la mer dans les embouchures à partir d’une analyse spatiale et d’une modélisation hydraulique sous HEC RASThe coastal environment in Normandy is conducive to a convergence of multiple hazards (erosion, marine submersion, flooding by overflowing streams or upwelling of a water table, turbid flooding by runoff, coastal or continental slope movement). Because of their interface positions, important regressive dynamics go between the marine and continental processes. This interaction will occur within the slopes and valleys where coastal populations and their activities have tended to become more densified since the 19th century. In this context, it is necessary to adopt a multi-hazard and multi-risk approach considering the spatial or temporal confluence of several hazards and their possible cascading effects and to assess the multi-sector impacts generated. by these vagaries.As part of this thesis, as well as in the ANR RICOCHET program, three study sites were selected at the outlet of the coastal rivers: from Auberville to Pennedepie, from Quiberville to Dieppe and from Criel-sur-Mer to Ault due to significant issues and strong interactions between hydrological and gravitational phenomena. Two main objectives have been carried out: (1) an methodological development on analyses of potential consequences by considering all the elements at risk within a study territory through a multiscaling approach; (2) an analysis of hydrological concomitances through a both statistical and spatial approach
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Larocque, Marie. "Intégration d'approches quantitatives de caractérisation et de simulation des aquifères calcaires fissurés - application à l'aquifère karstique de la Rochefoucauld (Charentes, France)." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2349.
Abstract:
Dans ce travail, une demarche rationnelle de simulation des aquiferes calcaires fissures est proposee, integrant differentes approches quantitatives pour caracteriser et simuler le milieu. Elle est appliquee au karst de la rochefoucauld (charente, france). Les donnees disponibles sont interpretees pour estimer les proprietes du milieu (surfaces elementaires representatives, krigeage de la piezometrie, interpretation d'essais de pompage, analyse des courbes de recession). Le milieu continu equivalent a ete retenu pour representer l'aquifere a l'echelle regionale. Les analyses correlatoire et spectrale ont ete utilisees avec des series temporelles de differentes natures reparties sur le bassin. Les resultats concernent l'importance des reserves, la variabilite spatiale et temporelle des ecoulements, les limites de l'aquifere, les delais entrees-sorties, la porosite et l'emmagasinement. La modelisation inverse a conduit a identifier les conductivites hydrauliques et les conditions limites. Differents scenarii ont ete testes pour identifier la taille des mailles requise et l'influence des charges utilisees (mesurees ou krigees). Les variogrammes et l'entropie sur les charges et les conductivites hydrauliques ont permis de differencier les scenarii testes. La simulation de l'ecoulement en regime transitoire (1989-1995) a confirme la pertinence du milieu poreux equivalent (recharge variable) et des parametres cales. Les analyses correlatoire et spectrale ont valide la structure temporelle des resultats. Finalement, des essais de tracage ont ete simules a l'aide de fonctions de transfert. Les resultats obtenus montrent que l'aquifere etudie a subi assez peu de dissolution. Il peut donc etre correctement repreente a l'echelle regionale par un milieu poreux equivalent, a condition de tenir compte de sa variabilite spatiale. Les caracteristiques karstiques neanmoins presentes, sont responsables de la vulnerabilite de l'aquifere.
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Mahdade, Mounir. "Vers une représentation parcimonieuse de la variabilité morphologique des rivières non-jaugées adaptée au problème inverse hauteur-débit." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS168.
Abstract:
L’absence de mesures in situ dans les rivières non-jaugées empêche la construction de courbes de tarage, utiles à plusieurs applications hydrologiques et hydrauliques. Ces dernières décennies, l'idée d'estimer les débits par des méthodes de télédétection a émergé, toujours sur le principe de construire un lien entre hauteur d'eau et débit. Cependant, ce changement s'accompagne d'un changement d'échelle de la mesure de hauteur, qui n'est plus rattachée à une section mais au tronçon, conduisant à la notion de courbe de tarage au tronçon sous les mêmes hypothèses qu'une courbe de tarage à la section. Cette thèse aborde la construction d'une telle courbe. Étant donné que les paramètres de friction, de la bathymétrie et du débit sont inconnus. Pour réduire la dimensionnalité du problème, une étude hydromorphologique montre que la variabilité géométrique des rivières peut être représentée sous forme d’un modèle périodique 2D dont la forme en plan est basée sur une courbe de Kinoshita. Afin de tester et de valider ce modèle, une simulation de référence 2D est faite sur un tronçon de la Garonne avec une topographie continue de haute résolution. La surface libre simulée peut être considérée comme un jeu de "pseudo-observations" similaires à celles qui seront produites par la mission SWOT. Le modèle hydraulique direct se base sur une simplification géométrique non-uniforme (modèle périodique) et un solveur des équations de Saint-Venant (Basilisk). Une inversion stochastique par algorithme génétique permet d’estimer la courbe de tarage au tronçon dans un régime stationnaire en testant les paramètres géométriques et de frottements qui reconstituent au mieux les signatures observéesThe lack of in situ measurements in ungauged rivers prevents the construction of rating curves, useful for several hydrological and hydraulic applications. In recent decades, the idea of estimating discharges by remote sensing methods has emerged, based on the principle of constructing a link between water elevation and discharge. However, this change is accompanied by a change in the scale of the elevation measurement, which is no longer attached to a cross-section but to the reach, leading to the notion of a reach-average rating curve under the same assumptions as a cross-section rating curve. This thesis treats the construction of such a curve. Since the parameters of friction, bathymetry and discharge are unknown, and to reduce the dimensionality of the problem, a hydromorphological study shows that the geometrical variability of rivers can be represented in 2D periodic model whose planform is based on a Kinoshita curve. In order to test and validate this model, a 2D reference simulation is produced on a 40km reach of the Garonne River with a continuous high-resolution topography. The simulated free surface can be considered as a set of "pseudo-observations" like those that will be produced by the SWOT mission. The 2D direct hydraulic model is based on a non-uniform geometric simplification (periodic model) and a solver of the Saint-Venant equations (Basilisk). A stochastic inversion by genetic algorithm allows to estimate the reach-averaged rating curve in a stationary regime by testing the geometrical and friction parameters that best reconstitute the observed signatures
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Paquier, André. "Modélisation et simulation de la propagation de l'onde de rupture de barrage." Saint-Etienne, 1995. http://www.theses.fr/1995STET4010.
Abstract:
Les équations les plus souvent utilisées pour la modélisation de la propagation d'une onde créée par la rupture d'un barrage sont les équations de Saint-Venant monodimensionnelles. Ces équations écrites sous forme conservative sont résolues au moyen d'un schéma numérique explicite de type Godunov. Le second ordre en temps et en espace provient d'une estimation à un temps intermédiaire des valeurs à gauche et à droite de chaque interface (où les flux sont calculés par une linéarisation de Roe des problèmes de Riemann) à partir d'une évaluation d'une pente constante par maille pour les variables hauteur et débit. Les termes de pente du fond et de variation de largeur présents au second membre sont traites comme une différence de pression tandis que le terme de frottements au fond est calculé de manière implicite en temps. De nombreux tests y compris avec des conditions fortement variables en temps et en espace montrent la robustesse du schéma, sa précision et sa fiabilité même avec des pas d'espace importants. La prise en compte de conditions aux limites variées complète le schéma et permet un large emploi de cette méthode pour la simulation de la propagation des ondes de rupture de barrage mais aussi pour tout problème modélisable par les équations de Saint-Venant monodimensionnelles. Les équations de Saint-Venant bidimensionnelles sont résolues par un schéma numérique en volumes finis très proche du précédent qui calcule les flux à travers les arêtes par une résolution approchée de problèmes de Riemann monodimensionnels. Des tests démontrent l'efficacité de la méthode, en particulier, pour les problèmes de mise en eau et de découvrement. L'intégration d'ouvrages hydrauliques définis par une loi donnant le débit en fonction des cotes amont et aval vient compléter les possibilités de modélisation des écoulements. L'addition d'une équation de transport de sédiments permet de simuler un fond mobile
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Hernette, Vincent. "Apport de la modélisation bond graph à la conception d'une suspension active." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0009.
Abstract:
Ce memoire de these propose une demarche de conception en vue de realiser une suspension automobile active. La methode est basee sur la modelisation bond graph exploitee en simulation dans les domaines frequentiel et temporel. Cette demarche presente deux aspects: d'une part elle repose sur un decoupage du vehicule (organe de suspension, suspension monoroue, suspension bicycle). Les chapitres s'articulent en suivant cette decomposition. D'autre part, elle developpe une analyse systematique des modeles a travers une premiere etude lineaire exploratoire ; affinee par la suite lors de l'etude non lineaire. Le premier chapitre presente les particularites de la suspension oleopneumatique de base. Le compromis confort-tenue de route est mis en evidence a travers des tests simples. Le second chapitre aborde l'etude d'une suspension monoroue. Les lois de commande sont testees dans le cadre d'une strategie d'activation precise. Ces tests s'appliquent a des modeles de plus en plus fideles a la realisation automobile. Le chapitre trois est dedie a la modelisation des organes hydrauliques de commande. Dans un premier temps on aborde l'ensemble correcteur-initiateur, qui distribue le fluide vers les verins de suspension. Dans un deuxieme temps on envisage la conception d'un accelerometre hydraulique base sur le principe d'un regulateur de pression. Le quatrieme chapitre se consacre a la modelisation d'une suspension bicycle transversal pour mieux repondre a la sollicitation de roulis. Il propose une architecture hydraulique interessante qui apporte de l'amortissement en roulis. La derniere partie, resultats et conclusion, montre le bien fonde de cette demarche de conception qui a conduit a la realisation de plusieurs prototypes. Les performances en tangage et roulis sont deduites de releves experimentauxThis work deals with a design procedure allowing the development of active automobile suspensions. Bond graph modeling technics are used to carry out simulations in both the frequency and time domains. The approach presents two different aspect : on the one hand the suspension in broken down into its hierarchical components (quater car diagram, bicycle suspension. . . ) and the chapters are arranged according to this breakdown. On the other hand systematic study of the models is carried outgoing through, first of all, exploratory linear studies followed by more in-depth non-linear studies. The first chapter deals with the specificities of the basic hydraulic suspension. The second chapter is dedicated to the quater car model. Within the framework of a precise activation strategy, control laws are tested through application to increasingly realistic automobile models. The third chapter treats modeling of hydraulic control devices. The flow spool, the valve which supplies liquid to the suspension jack, is first covered. Secondly design of an accelerometer sensor according to the principals of a pressure spool is investigated. The fourth chapter deals with a transversal bicycle suspension model aimed at allowing better control of roll motion (roll-damping). The final section, concerning the results and conclusions, highlights the validity of the design procedure which resulted in the development of several prototypes