Contribution à la modélisation d'une inondation en zone urbanisée : approche bidimensionnelle par les équations de Saint Venant

Sajjad Haider

Thèses INSA imprimées 2001 Inondations Inondations : France : Nîmes (Gard)HYDROLOGIE URBAINE Écoulement urbain Simulation par ordinateur Thèses et écrits académiques

L'objectif principal de cette étude est d'appliquer un code de calcul résolvant les équations de Saint Venant bidimensionnelles à la simulation d'une crue en zone urbaine. Ces équations forment un ensemble de trois équations couplées, non-linéaires, hyperboliques qui sont résolues par un schéma explicite en volumes finis. L'écoulement dans le …

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Description

Contribution à la modélisation d'une inondation en zone urbanisée : approche bidimensionnelle par les équations de Saint Venant = A contribution to the flood modelling in an urban area : 2D approach by the equations of Saint Venant / par Sajjad Haider ; sous la direction de Robert Morel, eng

Auteur : Haider, Sajjad (1966-....)

Co-auteur : Morel, Robert J., professeur de mécanique (1959-2024)

Co-auteur collectivité : Institut national des sciences appliquées, Lyon ; LMF - Laboratoire de Mécanique des Fluides, Lyon, INSA ; Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA), Villeurbanne

Description : 1 vol. (180 p.) ; 30 cm

Lieu de publication : [S.l.]

Editeur : [s.n.]

Année de publication : 2001

Résumé : L'objectif principal de cette étude est d'appliquer un code de calcul résolvant les équations de Saint Venant bidimensionnelles à la simulation d'une crue en zone urbaine. Ces équations forment un ensemble de trois équations couplées, non-linéaires, hyperboliques qui sont résolues par un schéma explicite en volumes finis. L'écoulement dans le milieu urbain est très compliqué vu la présence du réseau d'assainissement et de nombreux obstacles. Dans un premier temps, nous avons utilisé des modèles physiques pour comparer les résultats numériques obtenus sur des écoulements incluant plusieurs obstacles avec des mesures. Deux cas très différents ont été considérés : le premier était celui d'un écoulement autour d'un obstacle ponctuel avec des mesures laser de vitesses et le deuxième un écoulement avec une géométrie en forme de vallée incluant plusieurs obstacles. Pour ce dernier cas, on disposait des mesures des hauteurs d'eau en plusieurs points. L'utilisation d'un code 2D dans un milieu urbain à plusieurs avantages par rapport à un code 1D car il permet de décrire les carrefours en topographie et de connaître l'étendue de la zone submergée. Pour la crue du 3 octobre 1988 à Nîmes, une zone comprenant une cinquantaine de rues a été modélisée et les résultats comparés aux laisses de crue. Plusieurs représentations topographques du réseau des rues et des carrefours ont été testées.;

Résumé : The principal objective of this dissertation is to study the phenomenon of floods in urban areas by using a Computational Fluid Dynamics software package which solves the 2D Saint-Venant equations. These equations form a set of three coupled, non-linear, hyperbolic partial differential equations which are solved by an explicit finite volume method. The analysis of the flow in an urban environment is quite difficult given the presence of number of obstacles and the interaction with the drainage network. In the first instance, we used physical models to compare the computational results with the measurements. Two very different cases are considered : the first one is the simulation of a flow around an obstacle in the laboratory flume with laser measurements of the velocity field in the region surrounding the obstacle and the second pertained to a physical model of a real valley including different obstacles for which water height measurement were available. The use of a 2D approach in an urban milieu has the advantage of allowing a more complete topographical description of the street intersections and helps better calculate the extent of the flooded zone. The flood of 3 October 1988 in the city of Nîmes is simulated for an area comprising around 50 streets and the calculated water heights are compared with the flood marks. Different street profiles were used to obtain the computational grids of varied precision.

Note de travail universitaire : Thèse de doctorat

Confidentialité : Publication autorisée par le jury

Sujet - Nom commun : Inondations | Inondations -- France -- Nîmes (Gard) | Hydrologie urbaine | Écoulement urbain | Simulation par ordinateur

Sujet - Forme, genre, caractéristique physique : Thèses et écrits académiques