Ecoulements transitoires [ LAUCE2154 ]

Site iCampus contenant les présentations PowerPoint, certaines notes de cours et autres documents utiles (modalités pratiques et horaire détaillé des activités, consignes pour les TP).

Deux cours préalables sont requis :

• Hydraulique : LAUCE1152
• Hydraulique appliquée : LAUCE2151

Modèles mathématiques et résolution numérique des écoulements transitoires dans les conditions suivantes :

• Ecoulements transitoires en réseau de conduites
• Ecoulements transitoires en rivière
•  Evolution morphologique des cours d'eau

Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil des constructions », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

• Identifier et mettre en oeuvre les concepts, lois, raisonnements applicables à une problématique donnée (AA1.1), identifier et utiliser les outils de modélisation et de calcul adéquats pour résoudre cette problématique (AA1.2)
• Mettre en forme un rapport de synthèse rédigé de telle manière que les résultats et productions présentés soient exploitables ultérieurement et par d'autres personnes (AA3.3)
• communiquer les résultats de son travail sous forme de rapports, présentations ou autres documents adaptés à son interlocuteur (AA5.2, AA5.3, AA5.6)

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

• Calculer un coup de bélier dans un réseau de conduite
• Calculer un écoulement transitoire en canal ou en rivière
•  Modéliser l'évolution morphologique d'une rivière

Examen oral, à livre fermé, avec un temps de préparation

Les activités sont organisées comme suit :

• Cours magistraux pour les exposés théoriques
• Travaux pratiques : exercices ou mini-projets sur les différents chapitres

1. Transitoires en conduite en charge : coups de bélier en conduite simple et en réseaux

•  Coup de bélier de masse
•  Coup de bélier d'onde

2. Ecoulements transitoires à surface libre

• Ecoulements unidimensionnels

  - Equations de Saint-Venant, analyse et solution par les caractéristiques 

  -  Ondes positives, ondes négatives

  - Jacobiennedu système et analyse aux valeurs propres

•  Ecoulement bidimensionnel dans un plan horizontal (2D-H)
•  Méthodes numériques

 - Différences finies : Harten, Mac Cormack

 - Volumes finis et capture des discontinuités

 - Applications: crues subites et ruptures de barrage

•  Introduction aux modèles tridimensionnels
•  Introductionaux modèles numériques de turbulence

3. Modélisation de l'évolution morphologique des rivières

• Modèles numériques en morphologie fluviale
• Différences finies implicites (Preissmann)
• Notion de non-équilibre et modèles de chargement
• Volumes finis : modèles à deux couches
• Applications : profil en long d'équilibre, rupture de pente, rupture de barrage sur lit mobile

Diapositives Powerpoint du cours