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INP Toulouse

1. Alastal, Khalil. Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics.

Degree: Docteur es, Hydraulique, hydrochimie, sols, environnement, 2012, INP Toulouse

Dans cette thèse, on étudie les écoulements oscillatoires en milieux poreux (non saturés ou partiellement saturés) dus à des oscillations tidales des niveaux d'eau dans des milieux ouverts adjacents aux milieux poreux. L'étude est centrée sur le cas des plages de sable en hydrodynamique côtière, mais les applications concernent, potentiellement et plus généralement, les problèmes d'oscillation et de variation temporelle des niveaux d'eau dans des systèmes couplés, lorsque ceux-ci mettent en jeu des interactions entre les écoulements de sub-surface (milieux poreux) et les eaux de surface (milieux ouverts) : plages naturelles et artificielles; digues portuaires; barrages en terre; berges de fleuves; estuaires. Le forçage tidal des écoulements souterrains est représenté et modélisé ici, tant expérimentalement que numériquement, par une oscillation quasi-statique du niveau d'eau dans un réservoir externe ouvert, connecté au domaine poreux. On s'intéresse plus particulièrement aux écoulements verticaux forcés par une pression oscillatoire imposée au bas d'une colonne de sol. Sur le plan expérimental, ce type de forçage est obtenu par une machine à marée équipée d'un arbre rotatif. Au total, on utilise dans ce travail trois types d'approches (expérimentale, numérique, analytique), l'objectif étant d'étudier le mouvement vertical de la surface "libre" et l'écoulement non saturé sus-jacent, de façon à prendre en compte aussi bien les pertes de charge dans la zone saturée que les gradients de pression capillaire dans la zone non saturée. […]

In this thesis, we study hydrodynamic oscillations in porous bodies (unsaturated or partially saturated), due to tidal oscillations of water levels in adjacent open water bodies. The focus is on beach hydrodynamics, but potential applications concern, more generally, time varying and oscillating water levels in coupled systems involving subsurface / open water interactions (natural and artificial beaches, harbor dykes, earth dams, river banks, estuaries). The tidal forcing of groundwater is represented and modeled (both experimentally and numerically) by quasi-static oscillations of water levels in an open water reservoir connected to the porous medium. Specifically, we focus on vertical water movements forced by an oscillating pressure imposed at the bottom of a soil column. Experimentally, a rotating tide machine is used to achieve this forcing. Overall, we use three types of methods (experimental, numerical, analytical) to study the vertical motion of the groundwater table and the unsaturated flow above it, taking into account the vertical head drop in the saturated zone as well as capillary pressure gradients in the unsaturated zone. Laboratory experiments are conducted on vertical sand columns, with a tide machine to force water table oscillations, and with porous cup tensiometers to measure both positive pressures and suctions along the column (among other measurement methods). Numerical simulations of oscillatory water flow are implemented with the BIGFLOW 3D code (implicit…

Advisors/Committee Members: Ababou, Rachid (thesis director), Astruc, Dominique (thesis director).

Subjects/Keywords: Milieux poreux; Non saturés; Partiellement saturés; Loi de Darcy; Equation de Richards; Effets capillaires; Oscillations tidales; Hydrodynamique côtière; Plages; Eaux souterraines; Surface libre; Machine à marée; Tensiomètre; Succion; Problème inverse; Algorithme génétique; Réponse fréquentielle; Porous media; Unsaturated; Partially saturated; Darcy's law; Richards equation; Capillary effects; Tidal oscillations; Beach hydrodynamics; Groundwater; Green-Ampt; Multi-front; Water table; Tide machine; Tensiometer; Suction; Inverse problem; Genetic Algorithm; Frequency response

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APA (6th Edition):

Alastal, K. (2012). Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2012INPT0039

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Alastal, Khalil. “Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics.” 2012. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed September 27, 2020. http://www.theses.fr/2012INPT0039.

MLA Handbook (7th Edition):

Alastal, Khalil. “Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics.” 2012. Web. 27 Sep 2020.

Vancouver:

Alastal K. Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2012. [cited 2020 Sep 27]. Available from: http://www.theses.fr/2012INPT0039.

Council of Science Editors:

Alastal K. Ecoulements oscillatoires et effets capillaires en milieux poreux partiellement saturés et non saturés : applications en hydrodynamique côtière : Oscillatory flows and capillary effects in partially saturated and unsaturated porous media : applications to beach hydrodynamics. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2012. Available from: http://www.theses.fr/2012INPT0039

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