Contribution à la modélisation d'une inondation en zone urbanisée PDF Download
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L'objectif principal de cette étude est d'appliquer un code de calcul résolvant les équations de Saint Venant bidimensionnelles à la simulation d'une crue en zone urbaine. Ces équations forment un ensemble de trois équations couplées, non-linéaires, hyperboliques qui sont résolues par un schéma explicite en volumes finis. L'écoulement dans le milieu urbain est très compliqué vu la présence du réseau d'assainissement et de nombreux obstacles. Dans un premier temps, nous avons utilisé des modèles physiques pour comparer les résultats numériques obtenus sur des écoulements incluant plusieurs obstacles avec des mesures. Deux cas très différents ont été considérés : le premier était celui d'un écoulement autour d'un obstacle ponctuel avec des mesures laser de vitesses et le deuxième un écoulement avec une géométrie en forme de vallée incluant plusieurs obstacles. Pour ce dernier cas, on disposait des mesures des hauteurs d'eau en plusieurs points. L'utilisation d'un code 2D dans un milieu urbain à plusieurs avantages par rapport à un code 1D car il permet de décrire les carrefours en topographie et de connaître l'étendue de la zone submergée. Pour la crue du 3 octobre 1988 à Nîmes, une zone comprenant une cinquantaine de rues a été modélisée et les résultats comparés aux laisses de crue. Plusieurs représentations topographques du réseau des rues et des carrefours ont été testées.
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L'objectif principal de cette étude est d'appliquer un code de calcul résolvant les équations de Saint Venant bidimensionnelles à la simulation d'une crue en zone urbaine. Ces équations forment un ensemble de trois équations couplées, non-linéaires, hyperboliques qui sont résolues par un schéma explicite en volumes finis. L'écoulement dans le milieu urbain est très compliqué vu la présence du réseau d'assainissement et de nombreux obstacles. Dans un premier temps, nous avons utilisé des modèles physiques pour comparer les résultats numériques obtenus sur des écoulements incluant plusieurs obstacles avec des mesures. Deux cas très différents ont été considérés : le premier était celui d'un écoulement autour d'un obstacle ponctuel avec des mesures laser de vitesses et le deuxième un écoulement avec une géométrie en forme de vallée incluant plusieurs obstacles. Pour ce dernier cas, on disposait des mesures des hauteurs d'eau en plusieurs points. L'utilisation d'un code 2D dans un milieu urbain à plusieurs avantages par rapport à un code 1D car il permet de décrire les carrefours en topographie et de connaître l'étendue de la zone submergée. Pour la crue du 3 octobre 1988 à Nîmes, une zone comprenant une cinquantaine de rues a été modélisée et les résultats comparés aux laisses de crue. Plusieurs représentations topographques du réseau des rues et des carrefours ont été testées.
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L'objet de cette thèse est de vérifier les capacités d'un code de calcul 2D à simuler les inondations en zones fortement urbanisées. Il apparaît que des erreurs de simulation ont lieu lors du calcul des écoulements rapides dans les carrefours. Une étude expérimentale et analytique a alors eu lieu afin de vérifier les formes d'écoulement qui apparaissent dans les carrefours en période d'inondation et afin de vérifier les capacités du code de calcul à simuler ces écoulements. Il est apparu qu'une typologie de ces écoulements pouvait se dégager en fonction de la nature des ressauts hydrauliques qui se développent et que le code de calcul est apte à représenter les champs de hauteur d'eau ainsi que les répartitions de débits dans les rues aval. Cependant, certaines incertitudes concernant le calcul des hauteurs d'eau localement subsistent.
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Les deux grandes familles d’approche utilisées à l’heure actuelle pour modéliser les inondations en milieu urbain sont l’approche unidimensionnelle (1D) et l’approche bidimensionnelle (2D). Bien que fournissant a priori une représentation plus réaliste des phénomènes, la modélisation 2D classique reste à l’heure actuelle difficilement utilisable en pratique lorsque les secteurs étudiés occupent une grande superficie. En effet, la variabilité de la géométrie urbaine implique un raffinement de maillage et des temps de calcul prohibitifs, ainsi que des besoins en données considérables. Cette thèse de doctorat a pour objet l’étude de formulations alternatives à la modélisation 2D. Dans une première partie, on examine une représentation conceptuelle/empirique des carrefours, destinée à être intégrée dans un modèle 1D. Une relation de répartition conceptuelle conçue pour des bifurcations de conduites (modèle de Chocat) a été adaptée à des carrefours à trois ou quatre branches. L'ensemble a été mis en œuvre, couplé avec le modèle 1D Mercedes, sur le quartier Richelieu de Nîmes. Dans un deuxième temps, une relation de répartition empirique pour un carrefour à quatre branches a été développée en utilisant les résultats d’un grand nombre de simulations bidimensionnelles d'un carrefour isolé. La deuxième partie de la thèse porte sur la modélisation 2Dmacroscopique. Cette approche consiste à décrire la zone urbaine par des propriétés statistiques telles que la porosité et les dimensions caractéristiques du réseau de voirie, sans rechercher une description détaillée de l’écoulement. Des zones urbaines de grande étendue peuvent ainsi être décrites par un maillage relativement grossier, sur lequel le calcul sera très rapide. La modélisation macroscopique comporte deux spécificités : 1) l'introduction d'une porosité, 2) un terme spécifique de perte de charge singulière. Une formulation polynomiale du tenseur de pertes de charge singulières a été développée afin de relier les composantes du tenseur de pertes de charge singulières aux caractéristiques géométriques d'un réseau de rues. La modélisation macroscopique a été validée sur des cas-tests expérimentaux faisant appel à des modèles réduits et donne des résultats satisfaisants. En parallèle, des techniques numériques ont été développées pour la résolution des équations de propagation avec termes source. En particulier, un solveur de Riemann d’état approché a été développé pour les équations bidimensionnelles classiques
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Résumé de Réduire la vulnérabilité de l’habitat individuel... : La fréquence des événements qualifiés de catastrophes naturelles, l’augmentation du coût de la sinistralité et les conséquences socio-économiques affectant les particuliers et leurs biens sont autant d’indicateurs qui amènent les pouvoirs publics et la profession de l’assurance à s’orienter vers une meilleure connaissance de la vulnérabilité de l’habitat individuel face au risque inondation et ceci dans un contexte où la politique publique de prévention est en évolution. Réduire la vulnérabilité de l’habitat individuel face à l’inondation présente la démarche de conception d’un outil d’autodiagnostic mettant le particulier en situation d’identifier et de réduire les vulnérabilités de son habitat aux inondations. L’objectif de cette démarche est de renforcer d’une part, le positionnement du particulier dans la gestion du risque inondation et, d’autre part, le positionnement des pouvoirs publics et de la profession de l’assurance dans leur intégration de nouvelles connaissances et leur participation à l’orientation des changements en cours. Cet ouvrage s’adresse aux gestionnaires du risque inondation aux niveaux national et local, aux professionnels de l’assurance, aux professionnels de la prévention des risques, mais aussi à toute personne concernée par le risque inondation.
Author: Fayssal Benkhaldoun Publisher: Wiley-ISTE ISBN: Category : Mathematics Languages : en Pages : 866
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This volume contains contributions from speakers at the 4th International Symposium on Finite Volumes for Complex Applications, held in Marrakech, Morocco, in July 2005. The subject of these papers ranges from theoretical and numerical results to physical applications. Topics covered include: Theoretical and numerical results • theoretical foundation • convergence • new finite volume schemes • adaptivity • higher order discretization and parallelization Physical applications • multiphase flow and flows through porous media • turbulent flows • shallow water problems • stiff source terms • cryogenic applications • medical and biological applications • image processing Papers on Industrial codes, as well as interdisciplinary approaches are also included in these proceedings.
Author: Charlotte Heinzlef Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Dans un contexte de dérèglement climatique, d'augmentation des inondations en milieu urbain,d'augmentation des incertitudes, les gestionnaires urbains sont obligés d'innover pour concevoir des stratégies de gestion des risques adéquates. Parmi ces stratégies, rendre les villes résilientes est devenu un impératif. Le concept de résilience est un concept pluridisciplinaire qui définit la capacité d'un système à absorber une perturbation et à récupérer ses fonctions par la suite. Cette notion renvoie à une innovation technique, urbaine, sociale, architecturale, économique et politique et enjoint à une remise en question des stratégies traditionnelles de gestion du risque. Cette injonction à l'innovation s'adapte parfaitement à la complexité urbaine, économique, politique, sociale, écologique du monde contemporain. De ce fait, le concept de résilience s'intègre aux enjeux d'étalement urbain et aux risques associés. Pourtant, malgré cette adéquation théorique et conceptuelle, la résilience demeure complexe à intégrer dans les pratiques des urbanistes et acteurs territoriaux. Sa multitude de définitions et d'approches a favorisé son abstraction et son manque d'opérationnalisation. Face à ce constat, cette recherche se propose de répondre à ces lacunes opérationnelles en construisant un système spatial d'aide à la décision afin de clarifier et favoriser l'intégration du concept dans les pratiques urbaines. L'idée défendue est que la résilience urbaine incarne les aptitudes et capacités d'une ville et de sa population à mettre en place avant, pendant et après un événement perturbateur de façon à en limiter les impacts négatifs. Ce positionnement scientifique permet donc d'analyser la résilience urbaine sur un long pas de temps, mettant en avant des capacités proactives que le système urbain doit développer de façon à (ré) agir face à l'inondation. Ce travail s'est appuyé sur un partenariat socio-économique avec la Ville d'Avignon et son Service SIG (Système d'Information Géographique). L'approche a permis de construire trois indicateurs de mesure afin d'aborder la résilience urbaine, technique et social. Ces indicateurs ont permis d'acquérir des informations sur les variables définissant des potentiels de résilience qui favoriseraient l'émergence d'une réponse adéquate face à une inondation urbaine. L'utilisation de techniques de géovisualisation a permis de favoriser la visualisation des traitements et des résultats afin d'expliciter la démarche auprès des gestionnaires urbains. Parallèlement, des ateliers de concertation ont été montés afin de présenter et discuter des résultats obtenus grâce aux indicateurs avec les responsables et gestionnaires des infrastructures critiques.La co-construction de ces indicateurs, afin de construire une analyse et une connaissance autour de la résilience urbaine, suivis de la mise en place d'ateliers avec les acteurs du territoire, afin de favoriser le processus décisionnel territorial, a permis de développer une culture de résilience. Ce système spatial d'aide à la décision a donc permis la mutualisation des connaissances théoriques et pratiques autour des questions de risques urbains et de résilience afin de parvenir à un consensus nécessaire pour la prise de décision et l'opérationnalisation de la résilience.
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LES ETUDES HYDROLOGIQUES EN MILIEU URBAIN ONT JUSQU'A PRESENT ETE CENTREES SUR LA PREVISION DU DEBIT LORS D'EVENEMENTS PLUVIEUX IMPORTANTS. ON NE DISPOSE AINSI QUE D'UNE VUE PARTIELLE DU COMPORTEMENT D'UN BASSIN VERSANT URBAIN. CE COMPORTEMENT APPARAIT COMME VARIABLE D'UN EVENEMENT PLUVIEUX A L'AUTRE, VARIABILITE QUI RESTE EN PARTIE MECONNUE ET QUE LES MODELES ACTUELS ONT DU MAL A REPRODUIRE. L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL EST DE REDUIRE CETTE MECONNAISSANCE EN MODELISANT DE FACON DETAILLEE LES DIFFERENTS FLUX D'EAU ECHANGES EN MILIEU URBAIN. DANS UNE PREMIERE PARTIE, L'ELABORATION DU MODELE EST DECRITE. IL EST BASE SUR UNE SCHEMATISATION BIDIMENSIONNELLE DU MILIEU URBAIN A L'ECHELLE D'UNE PARCELLE CADASTRALE. LES LOIS ET PROCESSUS PHYSIQUES GERANT LE COMPORTEMENT DU SYSTEME SONT RESOLUS A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, L'EVALUATION DU MODELE QUI CONCERNE DIFFERENTES GRANDEURS HYDROLOGIQUES EST EFFECTUEE SUR UN PETIT BASSIN VERSANT PERIURBAIN. LE TRAVAIL INTEGRE LE TRAITEMENT DES DONNEES DU SITE DE REZE SE CARACTERISANT PAR UNE ACQUISITION EN CONTINU, SUR LE LONG TERME, DE PLUSIEURS GRANDEURS HYDROLOGIQUES. LA BASE DE DONNEES AINSI CONSTITUEE PRESENTE UN INTERET CERTAIN POUR LA COMMUNAUTE SCIENTIFIQUE. LA MODELISATION A BASE PHYSIQUE ENTREPRISE A PERMIS DE PRENDRE EN COMPTE L'HETEROGENEITE DU MILIEU URBAIN ET DE GERER DES CONDITIONS AUX LIMITES FORTEMENT VARIABLES. UN CONTROLE CONTINU A MONTRE QUE LE MODELE NUMERIQUE INTEGRAIT CORRECTEMENT CES DIFFICULTES. DES INFORMATIONS ONT ETE OBTENUES SUR LE COMPORTEMENT HYDROLOGIQUE DU BASSIN VERSANT ETUDIE : I) L'EVAPOTRANSPIRATION JOUE UN ROLE IMPORTANT, II) LE COMPORTEMENT D'UNE VOIRIE EST SIGNIFICATIVEMENT DIFFERENT DE CELUI D'UN BATIMENT, III) LA CONTRIBUTION AU DEBIT DU RUISSELLEMENT DES SURFACES NATURELLES EST NEGLIGEABLE, IV) LES INFILTRATIONS D'EAU DU SOL DANS LE RESEAU CONTRIBUENT AU DEBIT EN PERIODE HIVERNALE ET MEME LORS D'EVENEMENTS PLUVIEUX EXCEPTIONNELS.
Author: Collectif Publisher: Presses Universitaires du Septentrion ISBN: 2757418327 Category : Nature Languages : fr Pages : 370
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Les publications se multiplient sur la question du risque d’inondation car aujourd’hui comme hier, la société contemporaine affronte la même contradiction : une demande sociale de sécurité de plus en plus forte dans une société dont le développement génère en permanence de nouveaux risques et qui s’expose de plus en plus. Dans ces conditions, comment inciter les communes concernées à se tourner vers des alternatives plus durables, comme la réduction de la vulnérabilité, à mettre en place des plans de gestion des risques ambitieux, à créer de nouveaux procédés, à développer de nouvelles techniques, à sensibiliser largement le public ? Aussi, s’il semble impossible d’agir de manière certaine sur les processus naturels, il est possible de réduire la vulnérabilité des personnes et des biens exposés aux risques d’inondation par la création progressive d’un cadre législatif et réglementaire adéquat mais aussi en intégrant le risque dans les politiques urbaines, par le recours à la planification et par une meilleure organisation de la sécurité des biens et des personnes et plus globalement des territoires. L’évolution des rapports entre l’urbanisation et les inondations a connu un retournement spectaculaire dans les deux dernières décennies : on est passé de l’illusion de la maîtrise totale des risques, au cours des Trente Glorieuses, à la prise en compte et même à la valorisation des zones inondables dans l’aménagement urbain. C’est justement ce que cet ouvrage souhaite illustrer.
Author: Sajjad Haider
Author: Sajjad Haider
Author: 
Author: Emmanuel Mignot
Author: Julien Lhomme
Author: AVIOTTI Audrey
Author: Fayssal Benkhaldoun
Author: Charlotte Heinzlef
Author: Emmanuel Berthier
Author: Pablo Gonzalez
Author: Collectif