Hétérogénéité des échelles spatio-temporelles d'écoulements hydrosédimentaires et modélisation numérique

Abstract

Les modèles numériques hydrosédimentaires doivent être aptes à prendre en compte la très grande hétérogénéité des échelles spatiales et surtout temporelles affectant les divers phénomènes à simuler. Pour ce faire, différents niveaux de couplage entre sous-modèles doivent être prévus (calcul hydrodynamique stationnaire, quasi stationnaire ou instationnaire complet). Outre une discussion du formalisme mathématique sous-jacent, la présente communication décrit le système de modélisation WOLF, développé à l'Université de Liège et permettant de couvrir la majorité des échelles de temps pertinentes au moyen d'approches numériques spécifiquement adaptées. L'applicabilité du système de modélisation est illustrée sur base de plusieurs exemples de simulations relatives à la conception et aux modes de gestion d'un grand ouvrage hydroélectrique en Inde.

The numerical models for flow and sediment transport must be able to handle properly the wide range of space- and time-scales relevant for the processes to be modelled. For this purpose different levels of numerical coupling between the flow solver and the sediment transport model must be considered. Besides a short review of the mathematical background, the present paper describes the modelling system WOLF, developed at the University of Liege and enabling to handle the vast majority of time scales characterizing practical applications of flows with sediment transport, by means of specific numerical techniques. The applicability of the modeling system is demonstrated based on several examples of simulations related to the design and the operation of a large hydroelectric project in India.