De nombreux travaux visent à caractériser l'influence des hétérogénéités sur le transport de soluté dans les sous-sols. La dispersion anormale observée à l'échelle de l'aquifère est en partie attribuée aux effets du non-équilibre, comme l'échange de masse entre des régions présentant un contraste de perméabilité élevé. En présence de non-équilibre à grande échelle, le transport miscible ne peut plus être décrit par une équation classique de convection-dispersion. Une méthode de changement d'échelle doit permettre de prendre en compte les hétérogénéités, et donner une représentation macroscopique du transport. Différentes techniques peuvent être utilisées, la méthode de prise de moyenne volumique à grande échelle est employée ici. Cette méthode calcule les équations de transport et les propriétés effectives associées par un processus de moyenne spatiale sur les équations correspondant à l'échelle inférieure. Au travers de trois problèmes de fermeture, une expression explicite des propriétés à grande échelle est proposée. Le modèle obtenu peut être vu comme une extension des modèles à double-porosité, capable de représenter la plupart des comportements anormaux. Différents modèles à une équation sont ensuite dérivés et comparés entre eux (comportement asymptotique, hypothèse d'équilibre local, cas de non-équilibre). Une procédure numérique générale est mise en place afin de résoudre les problèmes de fermeture, et ainsi calculer les coefficients de transport macroscopiques. Afin de valider le modèle à deux équations, les prédictions théoriques sont comparées aux expériences numériques réalisées sur des milieux stratifiés et nodulaires. Nous explorons enfin la possibilité d'utiliser une approche à deux équations en relation avec une définition géo-statistique des hétérogénéités. Des systèmes stratifiés aléatoires et des milieux aléatoires bi-dimensionnels sont étudiés, un bon accord est obtenu entre l'approche théorique et les résultats expérimentaux.

De nombreux travaux visent à caractériser l'influence des hétérogénéités sur le transport de soluté<br />dans les sous-sols. La dispersion anormale observée à l'échelle de l'aquifère est en partie attribuée aux<br />effets du non-équilibre, comme l'échange de masse entre des régions présentant un contraste de<br />perméabilité élevé.<br />En présence de non-équilibre à grande échelle, le transport miscible ne peut plus être décrit par une<br />équation classique de convection-dispersion. Une méthode de changement d'échelle doit permettre de<br />prendre en compte les hétérogénéités, et donner une représentation macroscopique du transport.<br />Différentes techniques peuvent être utilisées, la méthode de prise de moyenne volumique à grande échelle<br />est employée ici. Cette méthode calcule les équations de transport et les propriétés effectives associées<br />par un processus de moyenne spatiale sur les équations correspondant à l'échelle inférieure. Au travers de<br />trois problèmes de fermeture, une expression explicite des propriétés à grande échelle est proposée. Le<br />modèle obtenu peut être vu comme une extension des modèles à double-porosité, capable de représenter<br />la plupart des comportements anormaux. Différents modèles à une équation sont ensuite dérivés et<br />comparés entre eux (comportement asymptotique, hypothèse d'équilibre local, cas de non-équilibre).<br />Une procédure numérique générale est mise en place afin de résoudre les problèmes de fermeture,<br />et ainsi calculer les coefficients de transport macroscopiques. Afin de valider le modèle à deux équations,<br />les prédictions théoriques sont comparées aux expériences numériques réalisées sur des milieux stratifiés<br />et nodulaires. Nous explorons enfin la possibilité d'utiliser une approche à deux équations en relation avec<br />une définition géo-statistique des hétérogénéités. Des systèmes stratifiés aléatoires et des milieux<br />aléatoires bi-dimensionnels sont étudiés, un bon accord est obtenu entre l'approche théorique et les<br />résultats expérimentaux.

Cette 'Habilitation à Diriger des Recherches' a pour objectif de retracer le parcours et les activités du candidat sur les dix dernières années. Elle donne un aperçu de l'expérience acquise dans les domaines de l'enseignement, de la recherche et de l'implication dans la vie de l'établissement. La première partie récapitule le parcours académique et les activités du candidat ainsi que sa production scientifique. La deuxième partie présente une description synthétique des activités de recherche portant sur le thème principal qui traite de la modélisation analytique des couches limites turbulentes et la dispersion de particules solides en suspension. L'idée principale de cette approche consiste à proposer à l'ingénieur des outils à la fois pratiques et précis. Afin d'améliorer la description des écoulements turbulents proche parois, nous avons commencé par travailler à la résolution analytique de l'équation de l'énergie cinétique turbulente k. Nous avons proposé une solution générale qui a permis d'obtenir une fonction au voisinage immédiat de la paroi. Cette fonction a été d'abord validée par des données de simulation numérique directe (DNS) puis évaluée au niveau du code Fluent. Ces résultats ont permis de développer des modèles analytiques de viscosité turbulente qui ont permis de reconstituer avec précision le champ des vitesses en canal turbulent. A partir d'une analyse des équations de Navier-Stokes moyennées au sens de Reynolds (RANS) appliquées aux écoulements à surface libre, nous avons obtenu une équation différentielle ordinaire (EDO) pour les vitesses ainsi que sa solution semi-analytique. L'application aux canaux étroits (rapport d'aspect < 5) montre des profils de vitesses avec un maximum au-dessous de la surface libre. Nous avons développé des formulations analytiques du nombre de Schmidt turbulent nécessaire à l'évaluation du transfert de masse et des concentrations au sein des milieux fluides en mouvement avec particules. Nous avons considéré le cas de particules de sable en suspension sous l'effet d'un écoulement oscillant sur un fond de rides. Le modèle analytique de viscosité turbulente a été généralisé à ce type d'écoulements et validé par le modèle à deux équations k-ω. Cet exemple a permis en particulier de distinguer l'effet de sédimentation du phénomène de détachement tourbillonnaire. En conclusion, cette présentation sera complétée par des perspectives à court et à moyen terme.