Postdoc : Validation des modèles physiques locaux de transport sédimentaire par comparaison simulation numérique expérience de laboratoire

L’étude proposée ici repose sur la comparaison de modèles numériques dédiées
au transport sédimentaire pour identifier des modèles physiques locaux de
transport sédimentaire. L’objectif est de comparer les résultats issus de simulations
numériques sous OpenFoam à des mesures obtenues en laboratoire de transport
sédimentaire à des échelles locales en temps et en espace. Ces mesures
expérimentales ont été réalisées en configurations stationnaire et instationnaire
pour différentes caractéristiques de sédiments. Des mesures de la réponse du lit
sédimentaire, du taux d’érosion et des conditions hydrodynamiques (vitesses et
hauteurs) ont été acquises et sont disponibles à partir des travaux de thèse
financés par l’OFB et démarrés en Octobre 2022.

Cette base de données expérimentales servira à la comparaison des résultats
issus de modèles numériques développés sous OpenFoam : SediFoam et SedFoam.
Le premier code testé, SediFoam, couple une modélisation eulérienne pour le
fluide, gérée avec le logiciel OpenFOAM, à une représentation Lagrangienne
discrète pour les particules de sédiments, via le code LAMMPS (Devaux, 2018 ; Shi
et Sakai, 2022 ; Lu et al., 2023). L’outil permet d’appréhender différemment la
quantification du transport, en fournissant un suivi individuel des grains de matière.
Le second code, SedFoam, repose sur un solveur d'écoulement biphasique
tridimensionnel. Dans cette approche, la phase sédimentaire est modélisée
comme un continuum et des lois constitutives doivent être prescrites pour les
contraintes sédimentaires (Chassagne et al., 2023 ; Ghzayel, 2023).

L’originalité de ce travail consiste à passer de l’échelle laboratoire où différents
essais ont été menés pour caractériser l’érosion à une grande échelle sur laquelle
différentes études de terrain sont menées dans le cas de la thèse en cours sur
l’étude du transport sédimentaire en milieu instationnaire. L’objectif du post
doctorant sera de paramétrer les lois d’érosion et de transport en reproduisant les
expériences laboratoire par des simulations numériques pour pouvoir ensuite
alimenter des simulations numériques à plus grande échelle, réalisées avec
Télémac.