Hydrodynamique des écoulements à surface libre

Les systèmes hydro-informatiques, tels que le système Telemac développé par la branche R&D d'électricité de France, sont devenus en mécanique des fluides à surface libre, et donc principalement pour des études liées à l'environnement, des outils privilégiés et indispensables de la recherche et de l'ingénierie, utilisés aussi bien pour les études d'impact et le dimensionnement des ouvrages que pour le calcul des marées et la simulation des crues. Les principes de la modélisation numérique qui sous-tendent ces nouveaux outils sont rassemblés dans cet ouvrage, depuis l'établissement des équations de base et de leurs formes simplifiées, jusqu'au détail de la révolution numérique, ici avec la méthode des élements finis, sons oublier l'optimisation tenant compte des architectures des ordinateurs et le problème de l'identification des données ou paramètres inconnus. Quelques exemples d'application, comme la rupture du barrage de Malpasset ou le calcul des marées dans la Manche, sont également présentées.

L'étudiant, l'ingénieur et le chercheur trouveront ici, avec une unité de lieu et de notation, l'exposé cohérent de tous les raisonnements et hypothèses qui permettent la construction de ces outils modernes d'analyse et de prévision que sont les logiciels de simulation numérique, et dont l'apport en mécanique des fluides dans le domaine de l'environnement devient chaque jour plus indispensable.

Au sommaire

• Introduction
• Equations de l'hydrodynamique à surface libre
• Principes de la méthode de Saint-Venant
• Résolution des équations de Navier-Stokes
• Résolution des équations de transport
• Techniques moderne en éléments finis
• Parallélisme
• Identification de paramètres
• Applications

• Annexe 1 : Termes générateurs de la marée
• Annexe 2 : Matrice en diffusion en tétraèdres
• Notations

est ingénieur senior au laboratoire national d'hydraulique et environnement, département de la branche Recherche et Développement d'Electricité de France ; il y est responsable depuis plus de quinze ans du système hydraulique Telemac.
Par ailleurs, il enseigne la mécanique des fluides à l'Ecole nationale des Ponts-et-chaussées, à l'Ecole nationale supérieur des techniques avancées, et à l'école des ingénieurs de la ville de Paris.