Influence d'une barrière de protection sur la force induite par un écoulement permanent contre un bâtiment : étude expérimentale et numérique

Details

Supervisors

Soares Frazao, Sandra

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil des constructions, à finalité spécialisée

Abstract

Les inondations sont devenues les catastrophes naturelles les plus fréquentes au niveau mondial, avec une intensité croissante et une tendance marquée à la hausse. Afin de s'en prémunir, des barrières de protection aux caractéristiques variées peuvent être utilisées. Dans la présente étude, l'influence d'une barrière de protection sur la force exercée par un écoulement permanent sur la face avant d'un bâtiment est analysée. Tout d'abord, des expériences en laboratoire ont permis de réaliser des prises de mesures de hauteurs d'eau et de pressions à différents endroits de l'écoulement. A partir de ces mesures, une analyse statistique a été exécutée permettant d'aboutir à une formule de prédiction empirique de la force s'exerçant sur la face avant d'un bâtiment. Bien que la validité de cette formule soit limitée aux gammes de valeurs des paramètres de barrière et d'écoulement testés, elle a permis de mettre en évidence que des facteurs tels que le débit, la porosité de la barrière et sa position par rapport au bâtiment pouvaient potentiellement influencer la force s'exerçant sur le bâtiment qu'elle est censée protéger. De plus, il a été observé que plus l'écoulement est lent, plus la porosité de la barrière doit être élevée pour assurer une meilleure protection du bâtiment; à l'inverse, plus le débit est important, plus la barrière doit être étanche et positionnée près du bâtiment qu'elle protège. Ensuite, des simulations numériques ont été réalisées à l'aide du logiciel Watlab pour une configuration de barrière et d'écoulement, remettant en cause la capacité du modèle numérique à reproduire fidèlement l'effet de la barrière sur l'écoulement. En effet, bien que le modèle estime une réduction de force induite par la barrière, celle-ci reste du même ordre de grandeur que la variabilité des valeurs de forces obtenues expérimentalement. Ces simulations ont, toutefois, révélé que les remous générés devant le bâtiment agissent comme un mécanisme de protection en réduisant progressivement la vitesse de l’écoulement à mesure qu'il se rapproche du bâtiment. Au vu des possibles limitations du logiciel identifiées, de futures investigations numériques avec d'autres configurations de barrière et d'écoulement sont requises.