Session 1

publié le 31 janvier 2014

Quelle recherche en hydraulique pour l'environnement et le développement durable ?


Le besoin de renforcer et d’étendre les recherches sur l’hydraulique environnementale a été exprimé dans le cadre du Grenelle de l’environnement en support aux directions générales du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement sur la transposition des directives européennes eau et inondations, sur le plan de prévention des submersions marines et des crues rapides, sur la stratégie nationale du trait de côte, sur le plan d’adaptation au changement climatique. S’ajoute également le souhait de redonner une visibilité à la recherche hydraulique française au niveau international. Est enfin visée une recherche industrielle mieux organisée, comme dans d’autres domaines de l’ingénierie, qui soit réactive, de premier ordre, avec des retombées techniques et scientifiques, avec un fort rayonnement international, s’appuyant sur une formation de haut niveau et soutenant l’innovation. Cette recherche hydraulique porte sur l’hydraulique comportementale, sur le couplage avec d’autres processus et sur les enjeux.

Sous thèmes : Hydraulique et éco-systèmes - Flux sédimentaires - Structures maritimes et fluviales - Inondations urbaines - Inondations urbaines - Hydrodynamique et architecture navale pour la réduction des impacts et la consommation des bateaux - Modélisation hydraulique et cartographie des submersions marines

Programme de la journée du lundi 3 décembre
matin : 09h00 - 12h30 - après-midi : 14h00 - 17h20

Mise à jour du 26 novembre 2012 : Ce déroulé du programme des conférences est susceptible de subir des changements tant au niveau des horaires que du contenu

09h00 - 09h30
Ouverture des JST par Laurent Tapadinhas - Directeur de la recherche et de l'innovation - Commissariat général du développement durable (CGDD)

09h30 - 09h50
Dynamique des sédiments fins dans l'environnement de la rade de Brest affecté par le gastéropode invasif Crepidula fornicata

intervenants : Alexis Beudin, Georges Chapalain et Nicoals Guillou - Laboratoire de Génie Côtier et Environnement (LGCE) - CETMEF - Le résumé


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Apportés pour l'essentiel par les rivières Aulne et Elorn, les sédiments fins se distribuent de manière différentielle au sein de la rade de Brest sous l'action principale des courants de marée. Leur dynamique est étudiée sur la base d'une modélisation numérique hydrosédimentaire multiclasse incluant les effets de macro-rugosité et de filtration des crépidules (Crepidula fornicata) qui colonisent à des degrés divers près d'un tiers des fonds ...
09h50 - 10h10
Couches limites turbulentes sur fonds naturels vivants : exemples d'interaction pour des coquillages invasifs en zone littorale ou des biofilms épilithiques en rivière

intervenant : Frédéric Moulin - Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT)

10h10 - 10h30
Étude expérimentale et modélisation d'un ouvrage de franchissement piscicole

intervenant : Ludovic Cassan - Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT)

10h30 - 11h00
Pause

11h00 - 11h20
Étude expérimentale de l'érosion d'un massif de sable

intervenant : Dominique Astruc - Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT)

11h20 - 11h40
Flux sédimentaires en Manche. Modélisation et observation satellite.

intervenant : Nicolas Guillou, Georges Chapalain - Laboratoire de Génie Côtier et Environnement (LGCE) du CETMEF - Aurélie Rivier et Francis Gohin - Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER) - Le résumé

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La connaissance des flux sédimentaires du domaine côtier constitue un aspect fondamental des études d'impact maritimes amplifié dans le double contexte du développement de l'exploitation des énergies marines renouvelables et du changement climatique. Cette conférence présentera différents travaux de recherche récents dédiés à l'étude des transports sédimentaires sur la plate-forme continentale de la Manche sous les influences principales de la marée et de la houle ...
11h40 - 12h00
Comparaison flux sédimentaire mesuré in situ et simulé

intervenant : Philippe Larroudé - Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels (LEGI), Grenoble Université, France - LOG, Université du Littoral Côte d’Opale, France - Le résumé

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Abstract: This paper discusses the abilities of numerical models to predict the morphodynamics over sandy beds. In the first part the sediment transport model is presented which solves the bed evolution equation in conjunction with sediment transport formulas. The flow field and the water depth are calculated using the depth-averaged hydrodynamic model TELEMAC-2D. The work consisted in setting up the methodology of calculation ...

12h00 - 12h20
Travaux d’Ifremer sur les flux sédimentaires

intervenant : Florence Cayocca – Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER) - Le résumé

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Les besoins de connaissance des flux sédimentaires à échelle régionale ont été identifiés et discutés lors du séminaire « SHELFLUX » de 2008 rassemblant la communauté nationale en dynamique sédimentaire (laboratoires universitaires, organismes de recherche et représentants de bureaux d’études). Ces besoins concernent des considérations morphologiques (évolutions morphodynamiques des littoraux sableux ou des environnements sablo-vaseux, en particulier les estuaires, suite à des forçages naturels ou anthropiques), et environnementales (structuration des habitats benthiques, régimes de turbidité contraignant la production primaire ou les habitats pélagiques, flux de contaminants liés aux particules sédimentaires). L’intérêt de connaître la variabilité spatio-temporelle des flux sédimentaires régionaux et son évolution sous l’effet de pressions anthropiques est aujourd’hui révélé par la directive cadre Stratégie pour le Milieu Marin ...

12h30 - 14h00
Buffet déjeunatoire

14h00 - 14h20
Le "source to sink" appliqué à la zone littorale. Exemple du Gapeau (Hyères) et des fleuves algériens.

intervenants : François Sabatier - Michel Quinquis - Romain Capanni - Université d’Aix – Marseille – Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement (CEREGE)

14h20 - 14h40
Solides en réseau et rejet de polluants

intervenants : Nicolas Hemmerle, Claude Joannis, Frédérique Larrarte - Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR) - Le résumé

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Avec de concentrations moyennes dans une section ne dépassant pas quelques grammes par litre, les eaux résiduaires urbaines sont des suspensions très diluées si on les compare aux fluides de process industriels ou aux rivières en crue. Cependant, différentes études à travers le monde montrent que les effluents urbains contribuent fortement à la dégradation de la qualité des milieux aquatiques mais la dynamique des contaminants contenus dans les eaux résiduaires urbaines est encore mal connue. Les objectifs de la Directive Cadre sur l’Eau DCE 2000/60 du 23 octobre 2000 sur le bon état écologique des milieux récepteurs ne pourront donc être atteints sans la connaissance du fonctionnement des réseaux et la minimisation des rejets ...

14h40 - 15h00
Evolution sédimentaire en Gironde

intervenants : Catherine Villaret et Nicolas Huybrechts - Laboratoire Saint-Venant (LHN) - Le résumé

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L'objectif est de construire un modèle réaliste hydro-sédimentaire de l'estuaire de la Gironde afin de prédire les flux sédimentaires et les évolutions morphodynamiques (ordre temporel de la décade). Ce modèle opérationnel doit permettre de tester des solutions pour contrôler les évolutions du lit alluvial dans des zones stratégiques (préservation des habitats de la faune ou maintien des chenaux de navigations). Le modèle est construit sur le système hydro-informatique Telemac (www.opentelemac.org) qui est basé sur la technique des éléments finis. Une approche 2D est choisie car elle permet d'obtenir un bon compromis entre précision du modèle et coût en temps de calcul. L'emprise du modèle couvre l'ensemble de l'estuaire jusqu'à la limite de l'influence tidale dans les confluents majeurs (à environ 150 km en amont de l'embouchure) ...

15h00 - 15h20
Erosion des ouvrages en terre

intervenant : Christophe Chevalier – IFSTTAR

15h20 - 16h00
Pause

16h00 - 16h20
Hydroliennes et effets de sillages

intervenants : Gregory Germain IFREMER / Gregory Pinon – Université du Havre

16h20 - 16h40
Étude Numérique du sillage d’une hydrolienne à axe vertical

intervenant : Sylvain Guillou – LUSAC – Université de Caen - Le résumé

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Le développement des énergies marines renouvelable est aujourd’hui en pleine essor. Après la filière éolienne offshore, vient l’hydrolien. Un site d’essai dédié a été créé à Paimpol-Bréhat. La prochaine étape importante concerne un projet de ferme pilote dans le Raz Blanchard (gisement le plus important en France). L’efficacité d’un tel parc (performances et d’optimisation de l’espace) dépend des caractéristiques des hydroliennes et de leur agencement (effet de sillage). Les potentiels énergétiques les plus importants bénéficient de courants unidirectionnels, cependant d’autres zones à courants giratoires renferment un potentiel. Le déploiement de turbines à axes verticales prend tout son sens pour ces dernières ...
16h40 - 17h00
Les récifs artificiels filiformes : une alternative innovante pour la protection côtière

intervenants : Pierre Farnole, Julie Lebunetel ERAMM / Gaele Perret, Jérôme Brossard – Université du Havre / Dominique Bordes Süe – DBS Marine - Le résumé

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Dans le cadre du Grenelle de la Mer, des engagements ont été pris par les pouvoirs publics afin de développer la recherche et l’innovation par des « technologies d’activités respectueuses de l’environnement, pour répondre à la mise en place prochaine d’une gestion intégrée des usages en mer et sur le littoral visant la préservation des milieux ». Le phénomène de réchauffement climatique, qui est maintenant démontré, s’accompagne d’une élévation du niveau moyen des mers qui va avoir des conséquences à plus ou moins brèves échéances sur nos littoraux. L’aléa de submersion marine est actuellement au coeur des enjeux avec des conséquences économiques, sociales mais aussi environnementales considérables. Les littoraux les plus menacés sont les grandes étendues de plages de sable fin qui ne sont plus alimentées par les fleuves côtiers. Les conséquences sont désastreuses sur le littoral car l’érosion progressive favorise le recul du trait de côte et in fine le phénomène de submersion marine ...
17h00 - 17h20
Ecoulements oscillatoires partiellement saturés / non saturés dans une plage de sable soumise à un forçage oscillatoire : analyse mathématique, numérique et expérimentation sur colonnes de sables en laboratoire

intervenants : Rachid Abadou, Dominique Astruc – Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT) - Le résumé

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Les interactions entre les écoulements oscillatoires de surface, tels que marées et vagues dans la zone de swash (jet de rive), et les écoulements souterrains dans une plage de sable (partiellement saturée / non saturée), mettent en jeu des phénomènes complexes et produisent des effets parfois mal compris (e.g. sur- ou sous-élévation moyenne de la nappe). Ces interactions couvrent un large éventail d'applications, de la morpho-dynamique des plages, à l'ingénierie des ports (digues poreuses). Une étude précédente à l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (Wang 2009, Wang et al. 2010-2011) nous a conduits à développer une analyse temporelle et fréquentielle (spectrale) du couplage entre la « houle » et les oscillations de la nappe de plage, celles-ci étant mesurées par des piézomètres implantés à différentes distances de la zone de swash (expérience « en vraie grandeur » sur une plage inclinée dans le grand canal à houle du laboratoire HYDRALAB à Barcelone - projet européen SANDS) ...