Quentin ARAUD
Simulations des écoulements en milieu urbain lors d'un évènement pluvieux extrême
Résumé :
Cette thèse traite des inondations en milieu urbain qui occupent à l’heure actuelle une place croissante, aussi bien dans la gestion des risques que pour la protection de l’environnement. A l'heure actuelle, ces écoulements et leurs conséquences sont estimés à l'aide d'outils informatiques. Pourtant, le manque de données expérimentales sur des géométries urbaines rend la validation et l'encadrement de l'utilisation de ces derniers complexe.
Cette thèse présente les résultats obtenus sur un modèle physique d'un quartier urbain développé au sein de l'Institut de Mécanique des Fluides et des Solides de Strasbourg. La distribution des hauteurs d’eau ainsi que la répartition des débits en sortie du quartier expérimental sont mesurées et sont ensuite utilisées comme référence dans la comparaison avec des résultats numériques. De plus, leur étude a mis en évidence certains comportements caractéristiques des écoulements dans ce quartier expérimental.
Les résultats numériques sont générés avec le logiciel commercial Ansys-Fluent, qui résout les équations de Navier Stokes moyennées, ainsi qu’avec Neptune 2D. Ce dernier a été développé au laboratoire durant cette thèse. Il résout les équations de Barré de Saint Venant 2D à l'aide d'un schéma EVR-DG, associé à une modification des solveurs de Riemann qui rend le code de calcul well-balanced.
Les écarts observés entre Ansys-Fluent et l'expérimental sont majoritairement en-dessous de 10%. Le code Neptune 2D apparait quant à lui légèrement moins précis : les écarts peuvent atteindre dans certaines zones du quartier 20 à 30%. Diverses hypothèses sont avancées pour expliquer ces écarts.