Utilisateur:Jeanmi Tanguy/brouillon : Différence entre versions

Version du 26 février 2018 à 23:18

Éléments de contexte

Cette fiche s'inscrit dans le cadre de la démarche de sciences participatives ANSWER.

Elle fait l'HYDRAULIQUE MARITIME / PROPAGATION D'ONDE EN ESTUAIRE Elle est directement reliée aux fiches théoriques suivantes:

• Propagation d'une_onde dans un estuaire à pente du fond inclinée
• Propagation de la marée dans un estuaire à fond pentu et aux berges convergentes linéaires

Pour valider ces approches théoriques, des essais ont été réalisés au SIWRR à Saigon au Vietnam.

Consistance des essais

Nomenclature des essais

Les essais sur modèle physique ont été réalisés durant les mois d'avril à août 2016 au Southern Institute of Water Resources Research à Saigon au Vietnam. Ils ont été réalisés par Hazeme Mohamed dans le cadre de son stage de 2ème année de l'ENTPE.

Ce laboratoire héberge plusieurs installations expérimentales qui permettent d'étudier le comportement des houles à proximité du littoral.

Nous avons utilisé le canal de 40 m de long et de 1,2 m de large, de profondeur maximale de 1,5 m. Il comprend un batteur à houle qui permet de générer des vagues régulières et irrégulières, d'une amplitude maximale de 0,42 m, de période comprises entre 0,5 s et de 5s. A son autre extrémité, la plage peut être absorbante ou réfléchissante.

Afin de réaliser une base de données nécessaire à la validation des développements théoriques réalisés, 5 types d'essais ont été réalisés. Les essais définis par Jean Michel Tanguy prévoyaient de réaliser différentes configurations dans le canal afin d’étudier les différents paramètres cités précédemment.

• Houle régulière
• Pente constante sur 10 m à l'amont du canal : 1/25.
• Différents gabarits : canal rectangulaire et canal avec réduction des berges de manière linéaire.
• Variation de rugosité du fond du canal
• Différentes conditions aux limites : sortie libre ou réflexion.
• Changement des différents paramètres de la houle : hauteur d'eau, amplitude et période

Afin de faciliter le repérage des essais, nous avons établis la nomenclature suivante:

• Profondeur amont au niveau du batteur à houle : D65 ou D70 correspondant à des profondeurs de 65 cm et de 70 cm
• A4 : amplitude de l'onde : 4 cm (comptée de tête à creux)
• T4 : période de l'onde : 4 s
• Etat des fonds : Sm (Smooth) ou Ro (roches)
• Conditions limites amont : Re (réflexion) ou Ab (Absorption)
• Configuration de la section : Un (canal rectangulaire de section constante) ou Co (canal rectangulaire de section convergente linéaire)

Par exemple, le fichier D70A2T7_RoAbCo correspond à une houle régulière générée en amont avec une hauteur d'eau de 70 cm, une amplitude de 2 cm, une période de 7 s sur un fond constitué dans sa partie pentue de roches avec une plage absorbantes dans un canal convergent. Les suffixes _D et _E sont ajoutés aux noms de fichiers pour signifier qu'il s'agit de données et d'exploitation des données.

Les combinaisons de paramètres sont les suivantes (toutes les combinaisons n'ont pas été testées):

Les quelques photos suivantes illustrent la configuration des lieux:

Légende : A1.1 A1.2 et A1.3: Vues générales du canal; B1.1 condition limite d'absorption B1.2 mise en oeuvre des roches sur le fond (rugosité) ; C1.1 et C1.2 convergence des berges

Position des sections de mesure

Le canal comprend 2 parties : une première partie de 10 m de long caractérisée par une pente de 1/25 qui se poursuit par une partie à pente nulle jusqu'à la condition limite représentée soit par une plage absorbante (schéma ci-dessous) soit par un mur réfléchissant.

Les sections de mesures ont été positionnées tous ls 2,5 m en partant du début de la pente jusqu'à la section x=10m. Les sections 6 et 7 sont respectivement à X=12m et X=14 m

Exploitation des essais

Nous détaillons ici intégralement l'exploitation de l'essai D70A4T4_SmAbCo pour alléger la présentation qui correspond donc aux valeurs des paramètres suivants:

Profondeur : 70 cm, Amplitude 4 cm, Période 4 s, Fond lisse, Absorption amont, Berges convergentes

Les autres essais sont reportés en annexe.

Interprétation des enregistrements capteurs

Le graphique ci-dessus représente les enregistrements temporels des 7 capteurs placés le long du canal. Ils sont indiqués avec des couleurs différentes. Nous avons sélectionné une fenêtre temporelle qui correspond à une série de vagues bien formées comprises entre les limites suivantes : les premières vagues sont inexploitables à cause de le mise en mouvement du batteur et les suivantes sont perturbées correspondant à des phénomènes parasites : apparition d'ondes transversales et retour des ondes depuis la plage qui n'est pas totalement absorbante.

Ainsi, grâce à ce schéma, nous pouvons mettre en évidence plusieurs paramètres dont la variation longitudinale peut-être mise en évidence sur les graphiques suivants, mais également l'apparition des perturbations locales au droit des capteurs.

Interprétations des schémas

Amplitudes Conformément à la théorie, l'amplitude des l'onde augmente longitudinalement avec la pente du fond mais également avec la restriction latérale linéaire de gabarit du canal

Variation des pentes amont et aval des ondes de propagation Le graphique montre très bien le raidissement de la pente amont de l'onde (en rouge) et la diminution de la pente aval : ceci illustre l'important de processus non-linéaires qui ici sont importants. Nous verrons qu'ils diminuent avec l'amplitude et la période de l'onde.

Célérité et longueur d'onde Le graphique montre très bien la diminution de la vitesse de propagation de l'onde vers l'amont. Au droit de la section X=10 m, celle-ci est voisine de 1,5 m/s Ainsi pour un trajet aller-retour de 2x20m = 40 m pour revenir au profil X=14m, l'onde va mettre un temps