Mélange des eaux à l'aval d'une confluence -Amélioration de la modélisation des flux de contaminant dans les cours d'eau et les réseaux d'assainissement - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Mixing of waters downstream of a confluence -Improvement of the modeling of contaminant flows in watercourses and sanitation networks

Mélange des eaux à l'aval d'une confluence -Amélioration de la modélisation des flux de contaminant dans les cours d'eau et les réseaux d'assainissement

Résumé

The subject relates to mixing within free surface flow confluences, which concern several scales in the management of aquatic environments and environmental risks linked to water: rivers, urban floods, sanitation networks. The thesis aims to obtain a macroscopic formulation adapted to the confluences, making it possible to predict the intensity of the mixing and the associated homogenization length. The thesis presents three distinct approaches, thought of in a complementary way: a numerical approach, based on CFD (Computational Fluid Dynamics) calculations, an experimental approach with laboratory manipulations and a field approach with measurement campaigns on real confluences. The numerical aspect aims to simulate confluence flows with simplified geometry, whose geometric and hydrodynamic characteristics are study parameters. From this range of numerical calculations, we retain the data on the passive scalar mixing (pollutant), in particular the length necessary for it, noted Lm, to establish a law linking the efficiency of the mixture to the geometric parameters (ratio d 'aspect b / h, angle) and hydrological (momentum ratio M *) of the confluence.
Le sujet porte sur le mélange au sein des confluences d’écoulement à surface libre, qui concernent plusieurs échelles dans la gestion des milieux aquatiques et des risques environnementaux liés à l’eau : cours d’eau, inondations urbaines, réseaux d’assainissement. La thèse vise à obtenir une formulation macroscopique adaptée aux confluences, permettant de prévoir l’intensité du mélange et la longueur d’homogénéisation associée. La thèse présente trois approches distinctes, pensées de façon complémentaires : une approche numérique, basée sur des calculs CFD (Computational Fluid Dynamics), une approche expérimentale avec des manipulations en laboratoire et une approche terrain avec des campagnes de mesure sur des confluences réelles. L’aspect numérique vise à simuler des écoulements de confluence à géométrie simplifiée, dont les caractéristiques géométriques et hydrodynamiques sont des paramètres d’étude. A partir de cette gamme de calculs numériques, on retient les données sur le mélange de scalaire passif (polluant), notamment la longueur nécessaire à celui-ci notée Lm, pour établir une loi liant l’efficacité du mélange aux paramètres géométriques (rapport d’aspect b/h, angle) et hydrologiques (rapport de quantité de mouvement M*) de la confluence.

Domaines

Hydrologie
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Dates et versions

tel-02527574 , version 1 (01-04-2020)
tel-02527574 , version 2 (16-07-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02527574 , version 1

Citer

Sébastien Pouchoulin. Mélange des eaux à l'aval d'une confluence -Amélioration de la modélisation des flux de contaminant dans les cours d'eau et les réseaux d'assainissement. Hydrologie. INSA Lyon, 2019. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02527574v1⟩
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