Titre :	Développement d’un schéma adaptif raffiné appliqué à la méthode des volumes finis pour la simulation numérique des inondations et la propagation des ondes de crues
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	KORICHI Khaled, Auteur ; HAZZAB Abdelkrim, Directeur de thèse
Année de publication :	2013
Importance :	155 p.
Langues :	Français (fre)
Catégories :	Hydraulique
Mots-clés :	Equations de Saint Venant  Méthode des volumes finis  Maillage adaptif raffiné  Crues  Oued Mekerra  Risques Saint-Venant equations  Finite Volume Method  Floods  Semi-arid  Wadi Mekerra  Risks معادلات سان فونان ، طريقة الحجوم المنتهية ، شبكة متكيفة و دقيقة ، فيضـان ، واد مكرة ، مخـاطر.
Résumé :	L’ojectif scientifique de ce travail de thèse est la gestion hydraulique de l’inondation dans le bassin versant de Mekerra. Une des régions semi-arides caractérisées par des averses peu fréquentes mais parfois très importantes. Le problème des inondations générées par ces crues, au niveau de l’Oued Mekerra, a constitué depuis toujours la principale préoccupation des chercheurs et responsables des pouvoirs publics. Dans ce travail, l’ampleur des crues déchaînées dans le bassin d’étude et les causes sont discutées. La maîtrise des volumes et hauteurs générés par les événements pluvieux passe par une connaissance fine de plusieurs paramètres. En effet, ce travail vise à la résolution numérique des équations de Saint-Venant bidimensionnelles. L’outil privilégié pour répondre aux demandes des services techniques des agglomérations est la simulation numérique qui est un des outils permettant la prévention et la prédiction des événements exceptionnels. L’objectif est ainsi de mettre au point un outil de simulation robuste. Les deux schémas numériques considérés sont de type volumes finis à capture de choc de Godunov et à une limitation de pente de Van Leer. Le travail vise tout particulièrement à mette en øeuvre ces schémas et à étudier la robustesse et la stabilité notamment au niveau des interfaces mouillées-sèches en appliquant un maillage adaptif et raffiné. Un banc d’essai numérique des différents problèmes hydrauliques stationnaires, transitoires, uni et bidimensionnels, est effectué. La comparaison des deux schémas numériques avec les mesures expérimentales ou les solutions analytiques montre une très bonne corrélation. La prédiction des écoulements torrentiels est réalisée par l’application du schéma numérique de Van Leer pour la simulation d’une onde de crue. On indique ainsi l’influence de la rugosité dans la détermination de l’ampleur de l’onde. Les résultats obtenus confirment la capacité du schéma numérique à simuler les événements réels. Ils permettent non seulement de fournir des informations sur la prévision de la crue et le suivi de l’évolution de l’ampleur de l’écoulement dans l’Oued mais aussi la délimitations des zones à risques et la quantifications des pertes. The scientific objective of this thesis is the hydraulic management of the flooding in the Mekerra basin. It is a semi-arid region characterized by important and infrequent rain. The flooding problem generated by such floods, in Wadi Mekerra, has been always the main concern of researchers and government officials. In this work, the extent of flood raging in the basin and the causes are discussed. Control volumes and heights generated by rainfall events require detailed knowledge of several parameters. In fact, this work aims to the numerical solution of two-dimensional shallow water equations. The privileged tool for responding to requests of technical services agglomerations is the numerical simulation which is one of tools for prevention and prediction the extreme events. Thus, the aim is to develop a robust simulation tool. Both numerical finite volume shock capturing schemes are considered ; Godunov scheme and Van Leer slope limiter scheme. This work is specifically designed to implement these schemes and to study their robustness and stability, especially at the interfaces wet-dry by applying an adaptive mesh refinement. A numerical test of stationary and transitional, one and two-dimensional hydraulic problems is performed. Comparison of two numerical schemes with experimental or analytical solutions shows a very good correlation. The prediction of torrential flows is achieved by applying Van Leer scheme for a flood wave simulation. One indicates the influence of the roughness in the determination of the wave magnitude. The results confirm the ability of the numerical scheme to simulate real events. It provide, not only information on flood forecasting and tracking the evolution of flow magnitude in the Wadi, but also the delimitations of areas at risk and the quantification of losses. الهدف العلمي لهذه الأطروحة هو الادارة الهيدروليكية للفيضانات في حوض مكرة الذي يعد واحد من بين المنا طق الجافةالتي تتميز بالتساقطات الفجائية و المعتبرة. يعتبر مشكل الفيضانات الناجمة على مستوى واد مكرة الشغل الشاغل للباحثين والمسؤولين. في هذا العمل، نناقش مدى الفيضانات التي تتغلغل في الحوض و الاسباب المؤدية لذلك. إن مراقبة الحجم و المنسوب الناتجان عن الأمطار يتطلب معرفة مفصلة للعديد من المسببات. هذا العمل يهدف إلى الحل العددي لجملة المعادلات ثنائية الأبعاد الخاصة بالمياه الضحلة لـ "سان فونان" . الأداة المفضلة لتلبية مطالب الخدمات الفنية للسكان هو التمثيل العددي الذي يعتبر أداة للوقاية والتنبؤ للظواهر الطبيعية الاستثنائية. وبالتالي فإن هدفنا هو تطوير أداة قوية للتمثيل العددي. الطريقتان العدديتان المستعملتان هما من فصيلة الحجوم المنتهية التي تأسرالصدمة لـ"غودونوف" و لـ"فان لير" ذوالمنحدر المحدود. هذا العمل يهدف خصيصا إلى تنفيذ هذه الأنماط ودراسة متانتها واستقرارها خصوصا في واجهات رطب/جاف من خلال تطبيق شبكة متكيفة ودقيقة. تم تنفيذ الكثير من الاختبارات العددية و التي تمثل مختلف المشاكل الهيدروليكية ذات طابع ساكن، انتقالي، وثنائي الأبعاد. المقارنة بين المخططين العدديين مع نتائج تجريبية و تحليلية يفصح عن علاقة و تماثل جيدان للغاية. توقع التدفقات الغزيرة تحقق عن طريق تطبيق المخطط العددي لـ "فان لير" لغرض تمثيل موجة الفيضان. نشيرهنا إلى تأثير الخشونة في تحديد حجم هذه الموجة. وتؤكد النتائج قدرة المخطط العددي على تمثيل الظواهر الحقيقية. هذه النتائج بامكانها ليس فقط تقديم معلومات عن التنبؤ بالفيضانات ورصد تطور حجم التدفق في الوادي ولكن أيضا تحديد المناطق المعرضة للخطر، وتقويم مقدار الخسائر

Développement d’un schéma adaptif raffiné appliqué à la méthode des volumes finis pour la simulation numérique des inondations et la propagation des ondes de crues [texte imprimé] / KORICHI Khaled, Auteur ; HAZZAB Abdelkrim, Directeur de thèse . - 2013 . - 155 p.
Langues : Français (fre)

Catégories :	Hydraulique
Mots-clés :	Equations de Saint Venant  Méthode des volumes finis  Maillage adaptif raffiné  Crues  Oued Mekerra  Risques Saint-Venant equations  Finite Volume Method  Floods  Semi-arid  Wadi Mekerra  Risks معادلات سان فونان ، طريقة الحجوم المنتهية ، شبكة متكيفة و دقيقة ، فيضـان ، واد مكرة ، مخـاطر.
Résumé :	L’ojectif scientifique de ce travail de thèse est la gestion hydraulique de l’inondation dans le bassin versant de Mekerra. Une des régions semi-arides caractérisées par des averses peu fréquentes mais parfois très importantes. Le problème des inondations générées par ces crues, au niveau de l’Oued Mekerra, a constitué depuis toujours la principale préoccupation des chercheurs et responsables des pouvoirs publics. Dans ce travail, l’ampleur des crues déchaînées dans le bassin d’étude et les causes sont discutées. La maîtrise des volumes et hauteurs générés par les événements pluvieux passe par une connaissance fine de plusieurs paramètres. En effet, ce travail vise à la résolution numérique des équations de Saint-Venant bidimensionnelles. L’outil privilégié pour répondre aux demandes des services techniques des agglomérations est la simulation numérique qui est un des outils permettant la prévention et la prédiction des événements exceptionnels. L’objectif est ainsi de mettre au point un outil de simulation robuste. Les deux schémas numériques considérés sont de type volumes finis à capture de choc de Godunov et à une limitation de pente de Van Leer. Le travail vise tout particulièrement à mette en øeuvre ces schémas et à étudier la robustesse et la stabilité notamment au niveau des interfaces mouillées-sèches en appliquant un maillage adaptif et raffiné. Un banc d’essai numérique des différents problèmes hydrauliques stationnaires, transitoires, uni et bidimensionnels, est effectué. La comparaison des deux schémas numériques avec les mesures expérimentales ou les solutions analytiques montre une très bonne corrélation. La prédiction des écoulements torrentiels est réalisée par l’application du schéma numérique de Van Leer pour la simulation d’une onde de crue. On indique ainsi l’influence de la rugosité dans la détermination de l’ampleur de l’onde. Les résultats obtenus confirment la capacité du schéma numérique à simuler les événements réels. Ils permettent non seulement de fournir des informations sur la prévision de la crue et le suivi de l’évolution de l’ampleur de l’écoulement dans l’Oued mais aussi la délimitations des zones à risques et la quantifications des pertes. The scientific objective of this thesis is the hydraulic management of the flooding in the Mekerra basin. It is a semi-arid region characterized by important and infrequent rain. The flooding problem generated by such floods, in Wadi Mekerra, has been always the main concern of researchers and government officials. In this work, the extent of flood raging in the basin and the causes are discussed. Control volumes and heights generated by rainfall events require detailed knowledge of several parameters. In fact, this work aims to the numerical solution of two-dimensional shallow water equations. The privileged tool for responding to requests of technical services agglomerations is the numerical simulation which is one of tools for prevention and prediction the extreme events. Thus, the aim is to develop a robust simulation tool. Both numerical finite volume shock capturing schemes are considered ; Godunov scheme and Van Leer slope limiter scheme. This work is specifically designed to implement these schemes and to study their robustness and stability, especially at the interfaces wet-dry by applying an adaptive mesh refinement. A numerical test of stationary and transitional, one and two-dimensional hydraulic problems is performed. Comparison of two numerical schemes with experimental or analytical solutions shows a very good correlation. The prediction of torrential flows is achieved by applying Van Leer scheme for a flood wave simulation. One indicates the influence of the roughness in the determination of the wave magnitude. The results confirm the ability of the numerical scheme to simulate real events. It provide, not only information on flood forecasting and tracking the evolution of flow magnitude in the Wadi, but also the delimitations of areas at risk and the quantification of losses. الهدف العلمي لهذه الأطروحة هو الادارة الهيدروليكية للفيضانات في حوض مكرة الذي يعد واحد من بين المنا طق الجافةالتي تتميز بالتساقطات الفجائية و المعتبرة. يعتبر مشكل الفيضانات الناجمة على مستوى واد مكرة الشغل الشاغل للباحثين والمسؤولين. في هذا العمل، نناقش مدى الفيضانات التي تتغلغل في الحوض و الاسباب المؤدية لذلك. إن مراقبة الحجم و المنسوب الناتجان عن الأمطار يتطلب معرفة مفصلة للعديد من المسببات. هذا العمل يهدف إلى الحل العددي لجملة المعادلات ثنائية الأبعاد الخاصة بالمياه الضحلة لـ "سان فونان" . الأداة المفضلة لتلبية مطالب الخدمات الفنية للسكان هو التمثيل العددي الذي يعتبر أداة للوقاية والتنبؤ للظواهر الطبيعية الاستثنائية. وبالتالي فإن هدفنا هو تطوير أداة قوية للتمثيل العددي. الطريقتان العدديتان المستعملتان هما من فصيلة الحجوم المنتهية التي تأسرالصدمة لـ"غودونوف" و لـ"فان لير" ذوالمنحدر المحدود. هذا العمل يهدف خصيصا إلى تنفيذ هذه الأنماط ودراسة متانتها واستقرارها خصوصا في واجهات رطب/جاف من خلال تطبيق شبكة متكيفة ودقيقة. تم تنفيذ الكثير من الاختبارات العددية و التي تمثل مختلف المشاكل الهيدروليكية ذات طابع ساكن، انتقالي، وثنائي الأبعاد. المقارنة بين المخططين العدديين مع نتائج تجريبية و تحليلية يفصح عن علاقة و تماثل جيدان للغاية. توقع التدفقات الغزيرة تحقق عن طريق تطبيق المخطط العددي لـ "فان لير" لغرض تمثيل موجة الفيضان. نشيرهنا إلى تأثير الخشونة في تحديد حجم هذه الموجة. وتؤكد النتائج قدرة المخطط العددي على تمثيل الظواهر الحقيقية. هذه النتائج بامكانها ليس فقط تقديم معلومات عن التنبؤ بالفيضانات ورصد تطور حجم التدفق في الوادي ولكن أيضا تحديد المناطق المعرضة للخطر، وتقويم مقدار الخسائر