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INP Toulouse

1. Wang, Yunli. Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media.

Degree: Docteur es, Sciences de la terre et des planètes solides, 2010, INP Toulouse

Cette thèse vise à étudier expérimentalement, analytiquement et numériquement, les conséquences de variations et d'oscillations hydrodynamiques à forte variabilité temporelle en milieux poreux partiellement saturés. Les problèmes que nous étudions comportent des surfaces libres tant à l'extérieur qu'à l'intérieur des milieux poreux, celles-ci étant définies comme des isosurfaces de pression d'eau égale à la pression atmosphérique (Pwater = Patm). Les différentes études expérimentales réalisées en laboratoire sont, respectivement : une expérience d'imbibition dans une boite à sable avec effets capillaires importants; la transmission d'oscillations de la surface libre à travers un massif sableux intercalaire dans un petit canal à houle (IMFT, Toulouse); l'étude de la dynamique et de la propagation des oscillations des niveaux d'eau dans un grand canal à houle (HYDRALAB, Barcelone), partiellement recouvert d'un fond sableux incliné, avec mesures de niveaux d'eau en pleine eau et sous le sable, et mesures du fond sableux (érosion/dépôts). Pour les études théoriques, nous avons développés des solutions analytiques linéarisées. Un exemple de problème traité analytiquement est: l'équation linéarisée de Dupuit-Boussinesq (D-B) transitoire à surface libre, en hypothèse d'écoulements plans et vidange/remplissage instantané : oscillations forcées, transmission et dissipation d'ondes à travers une boite à sable rectangulaire. Nous avons aussi développé une solution de l'équation faiblement non linéaire de Dupuit- Boussinesq (D-B) pour étudier le problème d'imbibition avec variation abrupte du niveau d'eau amont (suivi temporel du front de saturation). Nous avons pu étudier les différents types de problèmes transitoires liés aux expériences citées plus haut par simulation numérique. En particulier, nous avons simulé des écoulements partiellement saturés et insaturés, en coupe verticale, à l'aide d'un code de calcul (BIGFLOW 3D) qui résoud l'équation de Richards généralisée en régime transitoire. Nous avons ainsi étudié numériquement en régime non saturé, l'expérience d'imbibition dans un sable initialement sec à frontières verticales (IMFT sandbox), puis l'expérience de propagation d'ondes dans le grand canal à houle de Barcelone (laboratoire HYDRALAB) comportant une plage de sable inclinée, avec un couplage complètement intégré entre les zones micro-poreuse (sable) et “macro-poreuse” (pleine eau). Pour analyser les résultats de cette dernière expérience et les comparer aux simulations, nous avons utilisé plusieurs méthodes de traitement et d'analyse des signaux : analyse de Fourier (spectres de fréquences) ; ondelettes discrètes multi-résolution (Daubechies) ; analyses corrélatoires simple et croisée. Ces méthodes sont combinées avec des méthodes de préfiltrage pour estimer dérives et résidus (moyennes mobiles ; ondelettes multi-résolution). Cette analyse des signaux a permis de comprendre et quantifier la propagation à travers une plage de sable. Au total, les différentes approches de modélisation mis en oeuvre, associé à des… Advisors/Committee Members: Ababou, Rachid (thesis director), Marcoux, Manuel (thesis director).

Subjects/Keywords: Eau souterraine; Imbibition; Propagation d’ondes; Oscillations et fluctuations; Milieux poreux; Macro-poreux; L'écoulement plan (Dupuit-Boussinesq); Equation de Richards; Ecoulement partiellement saturé; Plage de sable inclinée; Traitement des signaux; Ondelettes multirésolution; Fonction de corrélation croisée; Spectre de fréquences; Fonction de cohérence; Canal à houle; Groundwater; Sand box; Imbibition; Wave propagation and transmission; Water level oscillations and fluctuations; Porous media; Micro-porous; Macro-porous; Numerical simulation; Plane flow model (Dupuit-Boussinesq); Richards nonlinear 3D model; Partially saturated flow; Sand Box; Sloping sand beach; Signal processing; Multiresolution wavelets; Cross-correlation function; Period; Frequency spectrum; Coherency function; Wave canal; Wave generator

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APA (6th Edition):

Wang, Y. (2010). Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2010INPT0127

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Wang, Yunli. “Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media.” 2010. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed September 28, 2020. http://www.theses.fr/2010INPT0127.

MLA Handbook (7th Edition):

Wang, Yunli. “Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media.” 2010. Web. 28 Sep 2020.

Vancouver:

Wang Y. Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2010. [cited 2020 Sep 28]. Available from: http://www.theses.fr/2010INPT0127.

Council of Science Editors:

Wang Y. Etude expérimentale et numérique des oscillations hydrodynamiques en milieux poreux partiellement saturés : Experimental and numerical study of hydrodynamic oscillations in partially saturated porous media. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2010. Available from: http://www.theses.fr/2010INPT0127

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