Fluid Mechanics and Acoustics Laboratory - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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Transferts en présence de couches limites ou surfaces libres et géométries complexes

Cet axe est essentiellement lié aux thématiques de l’environnement et associé à l’étude des transferts/Mélange en domaines complexes (prises en compte de variations de parois en temps réel) avec la particularité de la présence de surface libre (eau) ou de Couche limite turbulente (air). Certains aspects se retrouvent aussi dans le thème procédé pour l’industrie ou la santé. Le travail sur la canopée végétale en écoulement à surface libre (thèse Barsud 2016) se poursuit via l’ANR ESCAFLEX. L’étude primaire s’est focalisée sur la trainée de tiges végétales en fonction de la vitesse du fluide porteur et de ses propriétés mécaniques, les études à venir se portent sur la mise en évidence de divers régimes pouvant exister en cas de forçage (forçage périodique d’allées de Bénard-von Karman) et de l’élasticité des plantes. Un des objectifs est de caractériser l’apparition des mouvements cohérents entre des ensembles de tiges (monami) ; Nous souhaitons comprendre le rôle de la hauteur d’eau, du nombre de Cauchy et des modes de vibrations des mouvements dits « monami » (thèse MESR Bachelier, collaboration LEHNA) par une étude plus morphologique liée à la forme collective (patch) au travers de leur influence sur les ensemble voisins. L’élément de variation sera la forme individuelle des éléments constituant un patch. La géométrie interne des patchs sera pris en compte au travers de leur interaction avec l’écoulement porteur (1 post-doc ANR Escaflex). Dans le même cadre (Collaboration UT Dresde) des études numériques seront menées à l’aide de DNS pour étudier les transferts d’énergie entre le fluide et la canopée végétale. Les expériences viendront dans un premier temps comme support de validation à ces DNS. Les recherches en hydrodynamique à surface libre ont affirmé leur visibilité internationale avec l’organisation, avec Irtsea et CNR, du congrès RiverFlow 2018 à Lyon (Editeurs des actes: A. Paquier, Irtsea et N. Riviere, LMFA). Les activités se sont poursuivies d’abord sur leurs points forts historiques : les écoulements à surface libre en géométries complexes (HdR E. Mignot, 2015) qui sont à l’origine de recirculations (thèse L. Han, 2015 ; Han1 et Han2 ; projet NSFC avec l’univ. de Harbin, Chine), de couches de mélange (Vink1, Vink2), de cavités (thèse W. Cai, 2015 et C. Perrot-Minot 2016-2019; Cai1, , PHC Tournesol avec l’Univ. Gand, Belgique), souvent en présence d’un confinement vertical (shallow water). L’application concerne souvent les inondations urbaines (Baz1, Baz2, Baz3, Li1, Li2 ; projet ANR DEUFI) ou les crues (Pr1, projet ANR FlowRes ; post-doc de S. Lludena), souvent en collaboration avec IRSTEA. Une autre application importante, en lien avec d’autres communautés (Observatoire de Terrain en Hydrologie urbaine ; ANR Mentor) est l’hydrologie urbaine et le réseau d’assainissement (thèse Mate-Marin, 2018 ; Thèse Baretto, prévue en 2019; Mon1, Mon2, Larr1, Mate1, Pol1). Les travaux, comme prévu portent sur le mélange de scalaires passifs dans ces géométries complexes (thèse S. Pouchoulin 2016-19 ; Cai2; San1; Pou1; Wil1;Ren1), visant la pollution et l’écologie des cours d’eau. Deux nouveaux axes se sont développés dans la période : les interactions entre obstacles émergés et écoulements à surface libre, avec le tourbillon en fer à cheval (thèse G. Launay, 2016; Lau1 ; Lau2), la présence d’un jet pariétal ou d’un ressaut détaché (Vou1; Gon1 ; projet du GIS HED2 avec le LOMC du Havre). Ces différentes structures ont une influence sur les contraintes de fond et d’affouillement (Moy1 ; projet REDES avec l’Univ Concepcion, Chili) ; les canopées aquatiques (Bar1) initiées avec la thèse de S. Barsu (2016) et l’implication de J. Soundar (MC UCBL2014) qui se poursuit avec la thèse de Y. Bachelier (2017-2020) et le projet ANR Franco Allemand EscaFlex.

Participants : ELHajem, Simoens, V. Botton, S. Mirales, J.Y. Champagne, P. Valiorgue, E. Mignot, N. Rivière, D. Lopes, Nguyen, Soulhac, Salizonni, Lamaison, charvolin,Correia
Collaborations : E. Levêque, Creyssels, Marro, Coldep, AxelOne, IFPEN, Solvay, Arkhema, H. Ben Hadid, Univ. Harbin (Chine), Univ Gand.
Financement : ANR, MESR.