Des modèles de dynamique des fluides pour les structures à faible crête
Au cours des siècles derniers, divers Européens, de l'Angleterre (William Froude) à la France (Augustin Cauchy), en passant par l'Allemagne (William Weber), ont contribué de manière significative à la théorie de la dynamique des fluides. Le groupe SDRG de Southampton a tenté de déterminer la théorie de la dynamique des fluides la plus appropriée pour la modélisation des structures à faible crête (SFC). Les SFC sont des brise-lames artificiels mis en place pour préserver le littoral des menaces représentées par l'érosion et les inondations. Les SFC représentent un défi particulier pour les scientifiques qui étudient la dynamique des fluides. Tout d'abord, les trois phases du matériau doivent être prises en compte simultanément: le gaz (l'air), le liquide (l'eau de mer) et le solide (la SFC). De ce fait, dans certains cas, la contrainte de compressibilité se vérifie, et dans d'autres, non. De même, toute une série de forces dont l'importance dépend en grande partie de l'échelle dimensionnelle entrent en jeu. Un autre élément à prendre en considération est la différence en termes de propriétés physiques de l'eau de mer et de l'eau douce. Enfin, la vie marine qui occupe les SFC complique encore la dynamique des flux. Dès lors, le modèle, et la théorie sur laquelle il repose, se doivent d’être flexibles en vue de s'adapter à ces différentes conditions. Le groupe SDRG de Southampton s'est en fait aperçu qu'il n'existait pas de théorie universelle applicable à toutes les conditions. Diverses approches de modèle à l'échelle de Froude, Cauchy, Weber et Reynolds ont été testées. De manière générale, c'est la théorie de Froude qui a donné les meilleurs résultats d'ensemble. Un autre résultat important de la recherche a été l'identification d'un paramètre favorisant l'analyse des événements impulsifs. Dans le cas des SFC, les vagues qui s'écrasent sur la structure sont les événements impulsifs les plus courants. Le paramètre en question est généré en intégrant le changement de pression divisé par la densité au niveau d'un point donné. Des expériences menées en laboratoire ont mis en évidence des divergences entre les modèles et les données recueillies au niveau des SFC sur le terrain, montrant une fois de plus que les modèles ne sont en aucun cas une analogie parfaite du monde réel. Ainsi, certains régimes d'écoulement qui étaient laminaires en laboratoire se sont avérés turbulents sur le terrain. Malgré ces limites, les recherches ont permis d'acquérir de nouvelles connaissances essentielles par rapport à cette discipline particulière. La diffusion du rapport reprenant ces résultats est en cours et est destinée aux utilisateurs potentiels de l'information, tels que les autorités locales, les firmes d'ingénierie et les consultants en environnement.
