Observations

L'observation globale des vidéos permet de se rendre compte du comportement global de l'écoulement.

On constate tout d'abord que la simulation rencontre quelques problèmes pour la condition limite en entrée. En effet l'écoulement se stabilise un ou deux mètres après l'entrée. Avant cela, des divergences numériques sur certaines mailles provoquent des résultats incohérents.
Ces erreurs ne sont pas dérangeantes pour nos calculs puisque nous ne nous intéressons pas au comportement à l'entrée même et qu'elles ne perturbent pas l'écoulement en aval.

On remarque ensuite que l'écoulement change plusieurs fois de régime (fluvial/torrentiel) le long du parcours (le nombre de Froude est parfois supérieur à 1 et parfois inférieur).
On peut en déduire la présence de ressauts, qui correspondent bien à ce que l'on observe en réalité.

Enfin, on voit que la vitesse est très importante au centre du parcours et qu'il existe des zones de "recirculation" derrière chaque épis. Ces recirculations ont lieu dans des bassins séparés les uns des autres par l'écoulement principal.

Il est important de préciser que cet écoulement n'est pas stationnaire et que les hauteurs d'eau et les vitesses varient avec le temps. Toutefois, leur évolution reste modérée et les observations réalisées ci-dessus sont valables quelque soit le moment où l'on étudie cette modélisation.

Afin de mieux caractériser cet écoulement, il s'agit maintenant d'effectuer une étude plus poussée en regardant plus précisément les évolutions à différents points du parcours.

Nous séparons notre étude en quatre parties. Tout d'abord l'étude de l'écoulement principal, que nous séparons en trois zones d'étude, puis l'étude d'un bassin en particulier.

 

Première partie du parcours

Dans le but d'étudier les fréquences particulières de cette géométrie, on mesure l'évolution de la hauteur d'eau au cours du temps en différents points.

On place donc différents points de mesure de la façon présentée ci-dessus :

A chacune des zones, on place 3 points perpendiculairement à l'écoulement. A chacun des points sont calculés la hauteur d'eau en fonction du temps, sur un intervalle de 100s. Dans le but de clarifier la notation, on choisit de se place dans le sens du courant, en nommant "gauche" les points se situant à gauche dans le sens de l'écoulement et inversement
On peut visualiser cette évolution sur les graphique suivants où sont réunies sur le même graphe les mesures issues de la même section.

La première chose que l'on peut voir sur ces graphiques c'est que les oscillations sont faibles (elles ne dépassent jamais quelques centimètres). Ensuite, on voit que les oscillations ne semblent pas identiques sur une même section et que plus l'on s'éloigne de l'entrée, plus les différences s'amplifient. Enfin, il est difficile à partir de ces graphiques de déterminer des fréquences caractéristiques. Une analyse de Fourier est donc réalisée dans la page suivante : Analyse.

 

Milieu du parcours

Les résultats observés sur la première partie du parcours n'étant pas concluant, nous allons maintenant nous intéresser au milieu du parcours.
Comme précédemment, nous regardons l'évolution de la hauteur d'eau au cours du temps.

Nous nous plaçons aux points suivants :

Comme précédemment, nous nous plaçons dans le sens de l'écoulement et définissons la droite et la gauche dans le sens de l'écoulement.

Il est encore une fois difficile de tirer des conclusions juste en observant ces graphiques. Le comportement le long d'une section varie selon la position sur cette section. On observe toutefois que l'amplitude augmente entre chaque zone, partant d'une amplitude de l'ordre du millimètre jusqu'à une amplitude de l'ordre du centimètre. Nous réalisons une analyse de Fourier à partir de ces résultats.

 

Fin du parcours

On s'intéresse maintenant à la fin du parcours. On place comme précédemment 4 séries de points perpendiculairement à l'écoulement, de la manière suivante :

On observe ici une seule fréquence claire qui semble se propager le long du canal. Cette fréquence est à l'origine synchronisée perpendiculairement à l'écoulement mais elle se déphase petit à petit jusqu'à ce qu'elle soit en opposition de phase.

 

Étude d'un bassin particulier et des seiches

En considérant que l'écoulement global isole certaines parties du parcours (en particulier derrière des épis), on peut considérer qu'il existe des bassins au sein du parcours et qu'on peut donc observer l'apparition de seiches.

Nous allons donc nous intéresser à un bassin et essayer d'observer ce phénomène de seiche.

On choisit d'étudier le bassin présenté ci-dessous.

On regarde l'évolution de la hauteur d'eau au milieu du bassin.

Plusieurs fréquences se détachent. Une analyse de Fourier permettra de les déterminer.

 

 

Retour au plan (Parcours réel avec épis)

Vers Analyse

 

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