Mélange des eaux à l’aval d’une confluence – Amélioration de la modélisation des flux de contaminant dans les cours d’eau et les réseaux d’assainissement
Résumé : La thèse porte sur le mélange de deux écoulements à surface libre à l’aval de leur confluence. La finalité opérationnelle est de mieux paramétrer le mélange dans les modélisations de flux polluants dissous et particulaires dans les cours d’eau et les réseaux d’assainissement. Les objectifs scientifiques sont d’expliquer les grandes disparités observées dans la littérature sur l’efficacité de ce mélange, notamment en proposant une loi incluant les paramètres géométriques et hydrauliques de la confluence. Le travail comporte trois volets. Le premier est basé sur des expérimentations de terrain à la confluence Rhône-Saône. Il met en évidence qu’une brusque stratification verticale peut survenir sous certaines conditions hydrauliques. En l’absence de celle-ci, en revanche, les formulations classiques moyennés sur la verticale et basés sur un coefficient de mélange transverse modélisent correctement le mélange. Le second volet met en œuvre des expériences de laboratoire, avec une technique de mesure de concentrations originale utilisable en circuit fermé, fournissant ainsi une base de données précise. Le troisième volet est une étude paramétrique basée sur des simulations numériques hydrodynamiques 3D. Il met en évidence le rôle des paramètres principaux que sont : le rapport des quantités de mouvement des affluents amont, l’angle de la jonction et le rapport largeur/profondeur. Les résultats permettent d’expliquer les grandes disparités rapportées sur la longueur nécessaire pour atteindre le mélange à l’aval d’une confluence. Une paramétrisation, basée sur un coefficient de mélange transverse, est à présent disponible.
Jury de thèse :
Kamal El Kadi Abderrazzak, Ingénieur-chercheur à EDF-LNHE, Rapporteur Mario Franca, Professeur à IHE Delft, Rapporteur Lylia Kateb, Ingénieur CEA, Examinatrice José Vazquez, Professeur des Universités à ENGEES, Examinateur Nicolas Rivière, Professeur des Universités à INSA Lyon, Directeur de thèse Jérôme Le Coz, Chercheur ICPEF à IRSTEA, Co-directeur de thèse Emmanuel Mignot, Maître de conférences à INSA Lyon, invité (encadrant)
