Entraînement d'air et d'eau

Sédimentaire

Le modèle sédimentaire adjoint adjoint au modèle hydraulique de base est fondé sur l'équation d'Exner. A l'aide de ces deux modèles, deux approches distingues peuvent être envisagées :

• Une approche quasi-stationnaire qui calcule périodiquement le modèle sédimentaire à chaque fois que l'hdrodynamique s'est stabilisée. Cette méthode permet d'obtenir une résolution légère mais n'est applicable que pour des situations ou les remaniements topographiques influent peu sur l'hydrodynamique.

  Video du remplissage de la retenue d'un barrage

   

• Une seconde approche qui considère les 2 modèles totalement couplés. Cette méthode alourdi quelque peu la résolution mais permet de gérer des situations ou l'hydrodynamique influe fortement sur la sédimentation et vice-versa.

  Cette seconde approche,applicable tant dans le logiciel Wolf1D que dans Wolf2D peut être intéressante dans le cas d'une rupture instantanée de barrage tel que présenté dans les vidéos suivantes :

   

• Rupture instantanée d'un barrage avec érosion à l'aval et arrivée dans une large plaine
• Opération de chasse d'une retenue de barrage
• Erosion progressive d'une digue
  

  Ecoulements aérés

  La présence d'air dans des écoulements est une chose commune notamment dans les évacuateurs de crue en marches d'escaliers. La tentation est donc grande de pouvoir modéliser également de tels écoulements très complexes. Plusieurs types d'écoulements sont à considérer dans le cas de déversoirs en marches d'escaliers.

   

• L'écoulement en nappe qui est réalisé pour les débits faibles. L'eau dégringole de marche en marche en formant un resaaut selon le débit considéré.

  

   

• Un écoulement de transition
• Le second type d'écoulement est l'écoulement en mousse. A ce stade, un vortex s'installe au creux de chaque marche et l'écoulement principal est constitué d'un flux continu.

  

  L'adjonction d'une équation supplémentaire de transport d'air au sein des modèles de la suite Wolf et la validation des résultats sur base d'un modèle expérimental ont permis d'obtenir un outil supplémentaire dans le cadre de la modélisation des écoulements à surface libre.

  Outre l'adjonction de cette équation, l'utilisation d'un profil de vitesse spécifique est requis.

  

  

  Vue d'un modèle expérimental