CE46 - Modèles numériques, simulation, applications

Homogénéisation numérique de la topographie de haute resolution pour les applications en hydraulique à surface libre – Top-up

Résumé de soumission

Les inondations en milieux urbains provoquées par des précipitations exceptionnelles sont particulièrement dévastatrices en termes de dégâts économiques et humains. La modélisation numérique peut être utilisée pour les prévoir, anticiper et contrôler en aidant à dimensionner et à positionner les systèmes de protection, tels que barrages, digues ou réseaux de collecte des eaux pluviales. L'un des principaux défis de la simulation des inondations urbaines tient au fait que les éléments structurels de petite taille (bâtiments, petites murailles imperméables, véhicules, etc.) peuvent avoir un effet significatif sur l'écoulement. Pour inclure ces petites structures dans les simulations hydrauliques deux ingrédients sont requis:
1) données topographiques de haute résolution;
2) algorithmes numériques efficaces.

Le premier ingrédient est fourni par les techniques modernes de télédétection comme la photogrammétrie et le LIDAR. En effet, la topographie de haute résolution est largement disponible de nos jours. Ainsi, les données mises à disposition par  la Métropole Nice Côte d'Azur et qui seront explorées dans notre projet, couvrent-elles environ 1450 km2 avec une résolution d'au moins 25
points par mètre carré.

La motivation du projet Top-up vient de notre conviction que le deuxième ingrédient manque toujours. La difficulté vient notamment d'un contraste extrême entre la taille caractéristique d'un domaine de simulation typique (10-100km) et la taille caractéristique des structures pertinentes qui doivent souvent être représentées à l'échelle métrique ou infra-métrique. Autrement dit, le processus physique qui doit être simulé implique plusieurs échelles, dont certaines ne vont probablement pas être résolues par le maillage de calcul. Top-up propose de s'attaquer à ce problème en se basant sur les méthodes de Décomposition de domaine et les méthodes numériques multi-échelles. Ces deux approches complémentaires, très bien fondées sur le plan théorique, ont déjà été appliquées avec succès à de nombreux problèmes multi-échelles prévenant du domaine l'écoulement en milieux poreux et du domaine d'élasticité. Ces deux méthodes forment également un bon cadre pour la modélisation des écoulements en milieux urbains.

L'objectif du projet est-il de concevoir des méthodes DD et Ms efficaces adaptées aux problèmes d'écoulements à surface libre multi-échelles, de les mettre en œuvre sous forme d’un code HPC, et enfin de les valider sur un ensemble de tests basés sur les données topographiaues de haute résolution réalistes. Le dernier objectif sera atteint grâce à une collaboration étroite avec la Métropole Nice Côte d'Azur
.

Coordination du projet

Konstantin Brenner (UNIVERSITE COTE D'AZUR - Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

UNIVERSITE COTE D'AZUR - LJAD UNIVERSITE COTE D'AZUR - Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné

Aide de l'ANR 248 335 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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