Écoulements torrentiels autour d’obstacles émergents
12 mai 2011 à 14h00
Amphithéâtre Nougaro
Séminaire Emmanuel Mignot, INSA Lyon
Résumé :
L’objectif de l’étude est de mesurer l’impact d’un obstacle émergeant positionné au sein d’un écoulement uniforme d’eau en régime torrentiel. A l’amont de l’obstacle, deux structures d’écoulement apparaissent : i) un ressaut hydraulique dans la zone proche de la surface libre, dû au ralentissement de l’écoulement et son passage en régime fluvial et ii) un tourbillon en fer à cheval à proximité du fond au pied de l’obstacle. Ces deux structures sont détachées à l’amont de l’obstacle et il apparaît qu’en fonction du régime d’écoulement (turbulent ou laminaire), deux formes d’écoulement sont observées. Nous nous attacherons à décrire la forme d’écoulement observé en régime turbulent, pour laquelle le détachement du ressaut a lieu à l’amont du détachement initiant le tourbillon en fer à cheval.
La technique expérimentale utilisée consiste à introduire de la peinture sur le fond du canal et photographier les trajectoires qui transportent cette peinture. Par analyse d’image il est alors possible de détecter la courbe du pied du ressaut et du pied du tourbillon en fer à cheval. Les formes prises par ces courbes correspondent alors à une hyperbole pour le ressaut et une ellipse pour le tourbillon en fer à cheval dont il est possible d’identifier les paramètres.
Un modèle analytique inspiré d’anciens travaux en aérodynamique (Moeckel, 1949) est finalement mis en place afin de prédire la distance de détachement du ressaut et montre les capacités et limites d’une telle approche
