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Modélisation 1D avec évolution des fonds: RubarBE

Problématique scientifique

Élaboration d’un code de calcul de calcul  1D avec évolution des fonds résolvant les équations de Barré-de-Saint-Venant en uni-dimensionnelle et l’équation d’Exner pour l’évolution des fonds à partir de formules de capacité de transport. Une originalité de code est de simuler un mélange de sédiments par l’intermédiaire de deux paramètres, le diamètre médian d50 et l’étendue granulométrique σ.

Dans sa version Rubar 3, le code peut être utilisé pour la seule résolution des équations de Saint Venant  dans le cas de crues rapides, en particulier, pour les ondes de ruptures de barrage (module spécifique pour les ruptures progressives).

En outre, Rubar 3 comme RubarBE peuvent être couplés avec respectivement Rubar 20 ou Rubar 20 TS pour effectuer un calcul couplé 1D /2D.

Questions scientifiques

  • Développement d’un code de calcul hydro-dynamique et morphologique robuste permettant de simuler des rupture de barrage
  • Prise en compte d’une granulométrie étendue par l’intermédiaire de deux paramètres, le diamètre médian d50 et l’étendue granulométrique σ; comment gérer l’évolution de ces paramètres par l’intermédiaire de lois de mélange, partage et extraction
  • Répartition des contraintes et des volumes érodés/déposés au travers d’une section

Informations générales

Contact pour renseignements et mise à disposition du logiciel  : rubar3@inrae.fr

Méthodologie & résultats

  • Une importante part des développements récents a été sur la validation du code sur l’évolution des paramètres granulométriques (Camenen et al., 2018)
 
Evolution des fonds issus de l’application du modèle RubarBE sur l’espérience de laboratoire de Seal et al. (1997)
 Evolution de la granulométrie (d50 ,σ ) ssus de l’application du modèle RubarBE sur l’espérience de laboratoire de Seal et al. (1997)
  •  Dans le cadre de sa thèse, K. El kadi Abderrezzak a validé le code morphologique sur plusieurs cas de laboratoire et terrain incluant des ruptures de barrage et crues extrême (El kadi Abderrezzak et al., 2008, El kadi Abderrezzak & Paquier 2009)
  • De nombreux travaux ont aussi porté sur la répartition des contraintes aux travers de la section (Khodashenas & Paquier, A., 1999) et la répartition des volumes érodés / déposés (Latapie, 2011)

Projets

  • 2008-2012: Projet InterReg « Redynamisation du Vieux-Rhin »

Partenaires

  • Water Research Institute (WRI-VUVH), Bratislava, Slovakia: K. Holubova, M. Lukac; comparaison de modèles 1D morpho
  • UMR5600: H. Piégay et F. Arnaud, application de RubarBE en comparaison avec des données de terrain

Thèses et post-doctorats

  • 2009-2012 : Béraud C. Modélisation numérique des impacts de recharges sédimentaires en rivière aménagée : Cas du Vieux-Rhin entre Kembs et Breisach. Université C. Bernard, Lyon 1. 249p.
  • 2007-2011 : Latapie A. Modélisation de l’évolution morphologique d’un lit alluvial : Application à la Loire Moyenne. Université F. Rabelais, Tours. 277 p.
  • 2003-2006: El kadi Abderrezzak K. Évolution d’un lit de rivière en fonction des apports. Université C. Bernard, Lyon 1.
  • 1999-2001: Balayn P. Contribution à la modélisation numérique de l’évolution morphologique des cours d’eau aménagés lors de crues. Université C. Bernard, Lyon 1.

Publications

  • Camenen, B., Béraud, C., Le Coz, J. & Paquier, A. (2018) 1D numerical simulation of sediment downstream fining during bed aggradation using a simplified grain size description. J. Hydraulic Res. 56(2): 168-180.
  • Camenen B., Grabowski, R.C., Latapie, A., Paquier A., Solari, L. & Rodrigues, S. (2015). On the estimation of the bed-material transport and budget along a river segment: application to the Middle Loire River, France. Aquatic Sciences. 78:71-81.
  • El kadi Abderrezzak, K., & Paquier, A. (2011). Applicability of sediment transport capacity formulas to dam-break flows over movable beds. Journal of Hydraulic Engineering, 137(2),
    209–221.
  • El kadi Abderrezzak, K., & Paquier, A. (2009). One-dimensional numerical modeling of sediment transport and bed deformation in open channels. Water Resources Research, 45, W05404.
  • El kadi Abderrezzak, K., Paquier, A., & Gay, B. (2008). One-dimensional numerical modelling of dam-break waves over movable beds: Application to experimental and field cases. Environmental Fluid Mechanics, 8(2), 169–198.
  • El Kadi Abderrezzak K., Camenen B. & Paquier (2008). A. Discussion on “Estimation of the boundary shear stress distribution in open channel using flownet” by Yu G. & Tan S.K., J. of Hydraulic Res., 46(5): 716-720.
  • Khodashenas, S.R., El Kadi Abderrezzak, K., Paquier,A. (2008). Boundary shear stress in open channel flow: A comparison among six methods. J. Hydr. Res. 46(5):598-609.
  • Khodashenas, S.R., Paquier, A. (1999). A geometrical method for computing the distribution of boundary shear stress across irregular straight open channels. J. Hydr. Res. 37(3), 381–388.
  • Paquier, A., & El Kadi Abderrezzak, K. (2008). A model for bedload transport and morphological evolution in rivers: Description and pertinence. In S. Benzoni Gavage & D. Serre (Eds.), Hyperbolic problems: Theory, numerics, applications (pp. 285–296). Berlin: Springer.