Cette thèse traite de la modélisation des tsunamis, des grandes échelles de propagation aux impacts sur desstructures côtières. Un inventaire des phénomènes physiques associés est établi et des modèles adéquats sontprésentés. Une étude numérique avec le modèle de Saint-Venant est effectuée avec le développement d’uneméthode de raffinement de maillage à seuil automatique. La simplicité et les performances de l’approche sontdémontrées. Pour améliorer la précision des prévisions, un système original approchant le modèle Serre-Green-Nahgdi est investigué. Une méthode pour prendre en compte la dissipation d’énergie au déferlement estproposée. Ce modèle permet d’envisager la modélisation fine de la propagation et de l’arrivée à la côte destsunamis dispersifs et non linéaires en des temps de calcul acceptables. Les différents types d’impact sur desstructures sont modélisés grâce à un modèle diphasique compressible permettant de considérer les écoulementsà phases séparées et les milieux aérés. Pour envisager une résolution à tous les régimes, des schémas TousMach sont investigués. Un schéma Tous Mach à variation totale limitée est proposé. Grâce à cette approche,des impacts incompressibles et compressibles sont investigués avec le même modèle. Les impactsd’écoulements aérés induisent des pressions moins élevées mais sur des temps plus longs que leurshomologues en phases pures. Bien que le schéma Tous Mach proposé soit moins sujet aux oscillationsnumériques que les préconditionnements classiques de la littérature, des oscillations non physiques à basnombre de Mach sont mises en évidence sur certains cas tests. Pour finir, une méthode de couplage entremodèles de propagation et d’impact est proposée, afin de pouvoir simuler un tsunami finement avec desmodèles appropriés à chacune de ces phases. / This thesis deals with tsunami modeling, from the large propagation scales to impacts on coastal structures. Aninventory of the associated physical phenomena is given and some adequat models are presented. A numericalstudy is carried out with the Saint-Venant model with the devellopment of an automatic refinment adaptivemesh method. The resolution efficiency and simplicity is justified. To increase the accuracy forecasts, anoriginal system which approximates the Serre-Green-Naghdi model is investigated. A breaking wave methodassociated with this model is proposed. This dissipative model allows thinking about accurate dispersive nonlinear tsunamis simulations up to the coast. Several wave impacts on stuctures are investigated with a generaltwo-phase model allowing separate phases as well as aerated impact studies. The all Mach regime numericaldifficulties are investigated. A new all Mach scheme with limited total variation bound is proposed. Thanks tothis approach, incompressible and compressible impacts are investigated with the same model. Aerated impactsare shown to give smaller impact pressure but on longer time than pure fluid impacts. In spite that the all Machscheme proposed reduces the numerical oscillations of classical literature preconditionning, some unphysicaloscillations are highlighted on some test cases. At the end, a coupling method is proposed in order to accuratlymodel the propagation and the impact of a tsunami with appropriated models for each phases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018TOUL0014 |
| Date | 14 December 2018 |
| Creators | Pons, Kévin |
| Contributors | Toulon, Golay, Frédéric |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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