Modélisation numérique de l'impact d'une inondation sur une structure flexible

Les inondations comptent parmi les catastrophes naturelles causant d’importants dommages aux infrastructures de génie civil, telles que les barrages et les ponts, essentielles au fonctionnement de notre société. L’urbanisation croissante, l’assèchement des sols agricoles et l’augmentation des surfaces imperméabilisées réduisent l’infiltration des eaux de pluie, entraînant des surplus d’eau, des débordements et des glissements de terrain pouvant provoquer des inondations. Ces phénomènes sont aujourd’hui amplifiés par le réchauffement climatique, qui accentue l’assèchement des sols et entraîne des épisodes de précipitations intenses plus fréquents. Les problèmes d’hydrodynamique considèrent généralement les structures comme infiniment rigides, ce qui ne permet pas d’obtenir certaines réponses structurelles essentielles pour l’ingénieur, telles que les contraintes internes et les déformations. Cette hypothèse, très conservatrice, ne reflète pas la réalité : lors de l’impact d’une vague, une structure se déforme, vibre et peut s’endommager. Des modèles intégrant la flexibilité structurelle ont récemment été développés, principalement à l’aide de la méthode des éléments finis. Toutefois, selon la précision recherchée, ces analyses peuvent engendrer des temps de calcul importants. Ce mémoire présente le développement de modèles numériques de scénarios d’inondation à l’aide des méthodes des éléments finis et des particules lissées, afin d’en démontrer la fiabilité et de mettre en évidence le potentiel de réduction du temps de calcul pour l’ingénieur en structure. Il propose également une nouvelle condition frontière de troncation visant à réduire la taille des modèles en éléments finis dans les analyses d’interaction fluide-structure. La première partie de cette maîtrise est consacrée à la validation des modèles à partir de cas de référence de la littérature, portant sur un mur en béton et une plaque flexible. La seconde partie traite de l’implémentation d’une condition frontière de continuité dans les modèles en éléments finis afin de diminuer le temps de calcul.