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Cinquième école EGRIN

Institut d'Études Scientifiques de Cargèse, 29 mai - 2 juin 2017

• Philippe Bonneton (EPOC, Université de Bordeaux et CNRS), Dynamique des ondes longues et processus dispersifs (transparents),
• Francois Bouchut (LAMA, Université Paris-Est - Marne-la-Vallée et CNRS), Méthodes numériques pour les rhéologies granulaires (transparents),
• Anne Mangeney (IPGP, Universié Paris-Diderot), Rhéologie complexe dans les écoulements géophysiques - Comportement des milieux granulaires : application aux écoulements gravitaires géophysiques (transparents).

• E. Audusse : Modélisation des suspensions concentrées naturelles (transparents)
• C. Lucas : Transfert multi-particulaire par ruissellement (transparents)
• Y. Penel : Complex Rheology SURface Flows (transparents)
• P. Vigneaux : Simulations numériques 2D pour des écoulements de type Bingham (transparents)

• Philippe Bonneton (EPOC, Université de Bordeaux et CNRS), Dynamique des ondes longues et processus dispersifs,
  Ce cours porte sur la dynamique des ondes longues (marée, tsunami, onde infragravitaire, ...) se propageant en milieu côtier peu profond. On introduira tout d’abord la notion de dispersion pour les ondes de gravité de surface. On montrera ensuite, en s’appuyant sur des mesures in situ et sur la modélisation numérique, que la dynamique des ondes longues en milieu peu profond est contrôlée par des processus nonlinéaires et dispersifs. On s’intéressera en particulier au mécanisme de formation des ressauts ondulants associés aux tsunamis ou à la marée (mascaret).
• Francois Bouchut (LAMA, Université Paris-Est - Marne-la-Vallée et CNRS), Méthodes numériques pour les rhéologies granulaires,
  Les nombreuses études de la rhéologie des milieux granulaires ont montré le rôle important joué par le seuil de contraintes, la viscosité, la loi de friction et sa dépendence en pression et taux de cisaillement, la fraction volumique, etc. Bien que des lois constitutives incluant correctement ces effets ne soient pas encore formulées, je montrerai comment les méthodes numériques (régularisation ou Lagrangien augmenté) permettent de simuler des lois "simples" comme la rhéologie μ(I) dans des configurations réalistes d'étalement de colonne.
• Anne Mangeney (IPGP, Universié Paris-Diderot), Rhéologie complexe dans les écoulements géophysiques du terrain au laboratoire (voir l'article de review).
  La compréhension et la modélisation du comportement des écoulements gravitaires naturels (glissement de terrain, écoulement de débris, avalanche de neige, etc.) est un enjeu fort en termes de risques naturels. La grande variété de ces écoulements, leur complexité liée aux matériaux impliqués, au rôle des fluides, aux topographies complexes sur lesquelles ils s’écoulent rend extrêmement difficile la mesure de leur dynamique et des processus physiques impliqués lors de leur déstabilisation, leur propagation et leur dépôt sur les pentes. D’un autre côté, la rhéologie de matériaux granulaires simples sur un plan incliné à l’échelle du laboratoire reste une question encore ouverte. Ainsi, la stratégie de développement de modèles et de lois de comportement applicables aux écoulements naturels nécessite un grand écart entre la quantification des processus à l’échelle du laboratoire et la simplification des lois et des modèles à l’échelle du terrain.
  
  Dans un premier temps, je décrirai la complexité des écoulements naturels, les processus importants impliqués (érosion/déposition, présence de fluides, polydispersité, fragmentation, dilatance, etc.) et les hypothèses sur leur rhéologie émergeant de leur modélisation à grande échelle (grande mobilité des glissements de terrain, etc.). J’évoquerai également les données de terrain permettant de valider les modèles et lois de comportement développés. Dans un second temps, je parlerai des expériences de laboratoire élaborées pour ‘imiter’ les processus naturels (erosion, rôle des fluides) et de leur modélisation en utilisant les lois de comportement ‘simples’ proposées pour les milieux granulaires. Je décrirai les résultats de simulations issues d’une hiérarchie de modèles partant du modèle viscoplastique complet 2D, aux nouveaux modèles multicouches, jusqu’aux modèles de Saint-Venant, maintenant classiques. Je montrerai l’importance d’une comparaison quantitative détaillée des simulations avec les expériences de laboratoire pour quantifier l’effet des différents processus impliqués.