Experimental study of wave influence on turbulence scales : Application to swell
Etude de l'influence d'une onde sur les échelles de turbulence : Application à la houle
Résumé
In order to predict sediment movements in coastal environments, interaction between particles and turbulence must be better understood. Although previous studies have shown the importance of turbulence length scales on sediment transport for current flows, few measurements have been performed on wave/current interaction flows. So, the purpose of this thesis is to improve knowledge on wave action on these characteristic length scales which strongly affect particles path. Firstly, using LDV, we have studied turbulence length scales produced downstream of a grid in the context of a free surface current flow. Then, we have superimposed regular waves to this current. Using a new correlation technique, wave action on turbulence scales has been described. Our results particularly show a modulation of turbulence length scales by swell. We demonstrate that time dependance of turbulence properties must be taken into account to study sediment transport in coastal environments.
Dans le but de prédire les mouvements sédimentaires en environnements côtiers, l'interaction entre les particules et la turbulence doit être mieux comprise. Bien que des études précédentes aient démontré l'importance des échelles de turbulence sur le transport sédimentaire pour les écoulements de type "courant", il n'existe que très peu de travaux sur les écoulements de houle et courant superposés. Le but de cette thèse, menée d'un point de vue expérimental en canal à houle et/ou courant, est donc d'apporter de nouvelles informations permettant de mieux caractériser l'action de la houle sur les échelles de turbulence, lesquelles influencent les mouvements particulaires. Pour cela, nous avons, dans un premier temps, étudié par Vélocimétrie Laser les échelles de turbulence produites à l'aval d'une grille dans un écoulement à surface libre type "courant continu". Dans la seconde partie de nos expériences, nous avons superposé une houle monochromatique à ce courant. A l'aide d'une nouvelle technique de corrélation, l'action de la houle sur les échelles de turbulence a pu être étudiée. Nos résultats mettent principalement en valeur une modulation de la turbulence par la houle que nous avons pu caractériser pour différentes périodes et amplitudes de houle. La principale conclusion de ce travail est que, pour traiter des problèmes de transport sédimentaire en milieu côtier ou estuarien, une variation temporelle de la taille des échelles de turbulence doit être prise en compte.
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