Modélisation numérique des ondes de crues et de leurs impacts sur les structures en amont incluant les effets d'un couvert de glace

Les crues extrêmes sont parmi les causes les plus importantes de dégâts aux structures, voire leur défaillance. Les changements climatiques renforcent l'ampleur de ces crues extrêmes et les rendent aussi plus fréquentes. Elles deviennent ainsi plus complexes à prédire et plus dévastatrices. Dans les régions où les températures demeurent négatives pendant plusieurs mois de l'année, la formation de couverts de glace sur les rivières entraînent de nouvelles variables dans l'analyse de ces phénomènes extrêmes ajoutant ainsi à la complexité de la prédiction de leurs effets. La compréhension et la maîtrise des outils numériques utilisés dans de tels problèmes d'écoulement turbulents sont donc primordiales. À cet effet, des études comparatives sont généralement requises pour vérifier les effets de certaines hypothèses et des approches numériques utilisées. Ce mémoire présente le développement de modèles numériques simulant la propagation d'une onde de crue dans un canal couvert. Deux approches numériques couramment utilisés en dynamique des fluides sont étudiées et comparées à la lumière de résultats expérimentaux. D'une part, la méthode des éléments finis programmée dans le logiciel ADINA, et d'autre part la méthode des volumes finis programmée dans le logiciel OpenFOAM. La modélisation et l'analyse d'un cas simple d'écoulement avec un obstacle en aval a d'abord permis de comparer les performances des approches numériques et d'identifier les paramètres le plus importants des modèles. Le modèle de turbulence k −!SST a été sélectionné pour la suite des analyses grâce à sa capacité à prendre en compte efficacement les effets proches des parois mais aussi en surface libre.