Dans le cas d’événements extrêmes comme les inondations ou le passage de bateau en eau peu profonde, les courants et ondes générés accélèrent fortement la dégradation des berges des rivières, des cours d’eau et des canaux de navigation. Outre les aspects protection des personnes et des biens, les apports sédimentaires générés peuvent également altérer réellement la rivière et accélérer son évolution hydromorphologique. Les solutions basées sur la nature présentent un intérêt grandissant pour répondre à ces impacts tout en permettant de conserver la biodiversité existante.

Dans le cadre de ces travaux de thèse menés au sein de l’équipe HydÉE* de l’Institut P’, nous proposons de travailler sur des configurations académiques d’écoulement de canaux ou de rivières et d’onde isolée représentant une onde de batillage pour comprendre et atténuer l’impact hydrodynamique sur les berges à partir de solutions telles des structures flexibles. Plusieurs études se sont consacrées à l’étude d’un seul cylindre flexible. Les aspects théoriques de telles configurations ont été traités par (Luhar et Nepf, 2011), (Leclercq et de Langre, 2016) et (Leclercq et de Langre, 2018). Des premières études d’interactions fluide-structure au laboratoire dans le cadre de la thèse de T. Larrieu (2022) ont permis de comprendre la dynamique des interactions entre divers écoulements et des faisceaux de cylindres flexibles. Nové-Josserand et al (2019) ont mené des études ondulatoires de réflexion et d’absorption sur des lames flexibles montées en réseau.

Ce travail de recherche consistera à étudier la propagation d’ondes incidentes (vagues, ondes de batillage…) à travers un réseau de structures cylindriques flexibles. Le candidat cherchera tout d’abord à quantifier la transmission, l’atténuation, la réflexion d’une onde solitaire ou d’un train d’ondes pour des rangées de cylindres rigides ou flexibles placées perpendiculairement à l’onde incidente. L’influence de paramètres tels que l’amplitude et la fréquence de l’onde, la répartition et la rigidité des structures cylindriques sera alors analysée. Les structures cylindriques seront ensuite disposées de façon oblique et les phémomènes physiques rencontrés seront analysés.
Pour mener à bien ces travaux de recherche, des études expérimentales seront réalisées sur le bassin de traction de la plateforme Hydrodynamique Environnementale (pHE) avec notamment des mesures de surface libre et de vitesses à travers les structures par la technique PIV. Ces données seront complétées par une modélisation numérique de l’écoulement sous le code de calcul StarCCM+.
Les solutions proposées à partir des structures flexibles pourront ensuite être transposées au réel par des structures végétales possédant le même comportement hydromécanique.

Les compétences spécifiques demandées au candidat sont :
• de bonnes connaissances en mécanique des fluides, hydrodynamique et ondes,
• des connaissances en simulation numérique et en mesures expérimentales,
• une bonne connaissance de l’anglais,
• un dynamisme et une motivation pour mener un projet innovant.