Simulation des Grandes Echelles de l'hydrodynamique générée par le déferlement d'une houle régulière

L'objectif de ce travail est de présenter les résultats de simulations tridimensionnelles d'une houle régulière se propageant et déferlant sur une plage en pente. Un outil de Simulation des Grandes Echelles des équations de Navier-Stokes est utilisé pour traiter ce problème d'écoulement turbulent de deux fluides non-miscibles, l'air et l'eau. Le suivi d'interface est assuré par le schéma numérique Lax-Wendroff TVD [1], capable de gérer précisément des déconnections et reconnections d'interfaces. L'intérêt est d'accéder à une description complète et précise de l'écoulement, devant nous conduire à une meilleure compréhension des mécanismes complexes intervenant lors du déferlement des vagues. L'outil numérique a montré de sa capacité à traiter des problèmes d'écoulements fortement instationnaires, avec de très fortes déformations, ruptures et coalescences d'interfaces [2-3]. De plus, de nombreuses applications à des écoulements côtiers ont fait l'objet de validations très satisfaisantes [4-5-6-7]. Sur la base de ces travaux, une étude bi- et tridimensionnelle de l'écoulement généré par le déferlement d'une houle régulière sur une plage en pente a été effectuée. Des comparaisons sont faites avec des résultats issus d'expériences réalisées dans le canal à houle de l'Ecole d'Ingénieurs Généralistes de Marseille [8-9], long de 17 m et large de 65 cm. La plage de pente 1 / 15 est longue de 13 m. La hauteur de crête à creux de la houle étudiée est de 11,38 cm, dans une profondeur moyenne fixée à 70,5 cm. La période de la houle est de 1,275 s. Les différentes étapes du déferlement seront présentées et discutées. Des comparaisons très encourageantes ont déjà été réalisées. Notre principal objectif est d'améliorer et de valider l'outil numérique pour une meilleure description et compréhension des mécanismes du déferlement dans la zone de surf. Les capacités de l'outil numérique à décrire précisément l'écoulement seront illustrées. De plus, une attention toute particulière sera apportée à la description de la structuration de l'écoulement en terme de structures turbulentes et de courant de retour, ainsi qu'au rôle de l'entraînement de l'air dans l'eau sur la génération de la turbulence et de la dissipation de l'énergie de la houle