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International audience; Dans le cadre du projet EMACOP (Énergie MArine CÔtière et Portuaire, http://www.emacop.fr/), une étude numérique est réalisée afin de tester la validité d'un modèle Navier-Stokes/VOF pour la simulation du processus de franchissement intervenant sur des systèmes de récupération d'énergie marine. Dans l'article, nous présentons la méthode numérique utilisée pour générer une houle irrégulière, puis nous étudions différents cas de franchissement d'un obstacle incliné par une houle irrégulière. Les volumes de franchissement simulés sont comparés aux mesures expérimentales disponibles dans la littérature

International audience; Dans ce travail, nous proposons une étude statistique des vagues de tempête sur la côte basque française et espagnole à partir d'un jeu de données issu de simulations numériques. Ce jeu de données, hébergé sur le site des ports espagnols (Puertos del Estado), couvre la période 1958 à nos jours. Après avoir validé ces données en comparaison de nos propres mesures, nous avons fait appara\ⁱtre les événements de tempêtes, définis comme les événements extrêmes en termes d'énergie totale (i.e. l'intégrale du flux entre le début et la fin de la tempête). Puis nous avons analysé statistiquement les données obtenues et déterminé une classification permettant de dégager des groupements représentatifs de ces événements de tempête.

Une modelisation numerique du deferlement par les equations de Navier-Stokes et un suivi d'interface volumique VOF-CIAM sont proposes. La methode est validee dans le cas de la propagation d'ondes non lineaires permanentes. Le deferlement plongeant sur fond plat d'une onde sinusoidale de forte cambrure est ensuite etudie. Les caracteristiques du deferlement sont bien traduites par la methode au moins avant l'impact ou la comparaison avec des resultats anterieurs est possible. L'interet des premiers resultats obtenus apres l'impact justifie la demarche et encourage un travail plus systematique a partir de cet outil.

Des impacts de vagues deferlantes sur un obstacle vertical ont ete simules a l'aide d'un modele Navier-Stokes avec suivi d'interface VOF. Les resultats montrent que les pics de pression obtenus son...

High frequency bed level measurements have been realized during several tide cycles, on the beach face of a meso-macro tidal sand beach on the Aquitanian coast (France). A network of seven instruments, using a resistive method to monitor bed level changes, recorded up to 57 tidal cycles. Data are analysed and interpreted with respect to wave and tide conditions recorded with pressure sensors deployed in the same area. Bed level evolution is analysed and compared with disturbance depth. The comparison demonstrates the ability of the system to characterize real-time response of bed level to wave forcing in the surf and swash zones under energetic waves and shows different patterns of bed level response depending on tide phase and location on the beach face.

Three-dimensional (3D) waves generated by landslides are simulated using a three-fluid Navier-Stokes VOF model. With this approach, the interaction between slide and water is implicitly solved. The model capabilities are first tested for benchmark cases featuring rigid body motion. Results are good in two dimensions (2D) and encouraging in 3D. Wave generation by a potential collapse of the Cumbre Vieja Volcano, on La Palma island, is then studied. Stability analyses show that the Cumbre Vieja flank is currently highly stable and that potential slide volumes are likely to be closer to 100 km, rather than the 500 km predicted in earlier studies. Results of the Navier-Stokes model show that waves generated are highly dependent upon the details of slide mechanism and kinematics. In our worst 3D scenario (assuming an inviscid fluid), the initial wavelength is 20 km and the wave height decrease due to lateral spreading is high.

This paper focuses on the flow generated after the impact of a plunging breaker. A numerical method based on the incompressible Navier-Stokes equations for the two-phase flow (water and air) has been developped. A projection algorithm is used in order to solve the flow and interface tracking is performed by the VOF-PLIC method. The results obtained in the case of non linear wave propagation and wave breaking before the impact are in good agreement with previous potential simulations. The flow generated after the impact is next investigated. Splash-up and vorticity production appear to be due to jet penetration.

Mass failures occurring on water reservoirs margins and on coastal slopes may generate large water waves. This study investigates the influence of landslide shape and deformability on the subsequent generated waves and run-up. The approach is based on a 2D Navier-Stokes VOF numerical flume. The paper is focused on impulse waves generated by landslides with critical impact Froude number. The slide is modeled by a Newtonian fluid. Results indicate that initial slide shape, for a given viscosity value, has little influence on final wave characteristics, in the propagation zone, but can significantly modify run-up extent. Slide deformability seems to be a critical parameter. Waves and run-up are highly dependent on viscosity.

Resume : Les leves bathymetriques a haute frequence en zone de surf sont delicats et dangereux a cause du deferlement des vagues. C'est pourtant dans ces zones energetiques intenses que les evolutions morphologiques sont particulierement utiles a connaitre. Une technique de mesure locale de l’evolution du niveau du fond utilisable dans la zone de deferlement a ete developpee. Il s’agit d’une methode basee sur des mesures de resistivite et nous presentons ici les resultats preliminaires d’une campagne de mesure in situ de 30 jours. Les champs d’application auxiliaires de cette methode sont multiples. Nous presentons comment ils peuvent etre etendu au suivi du niveau de la surface libre dans la zone de deferlement et dans certaines conditions, donner des informations sur les variations de resistivite dans le sol sous l’action des vagues.

The aim of this paper is to present a large international field experiment that took place in March-April 2008 on the French Aquitanian coast. During this field experiment, both very small and large spatial and temporal scales have been explored concerning hydrodynamic, sedimentary and morphodynamic processes in the surf and swash zones using innovative methods. This field experiment, one of the largest to take place in Europe (with the COAST 3D project), will provide a unique data set to explore surf zone and swash processes and improve numerical models in presence of very energetic events (5 storms with Hs > 5m) on macrotidal multi-barred sandy beaches. Mots-cles : Experimental – plage sableuse – meso, macrotidal -processus hydrodynamiques – processus sedimentaires – morphodynamique – zones de surf et jet de rive 636 Instrumentation, mesures, imagerie et teledetection

In this paper, the run-up of a dam break wave over a sloping beach is studied through numerical simulation of RANS equations. The turbulence model is V2-F (DURBIN, 1991). The numerical model is first validated with the experimental data by YEH et al. (1989). The agreement obtained seems to indicate that the shear stress calculated by the model is correct. This conclusion is also supported by qualitative comparison with shear stress direct measurement. The friction coefficient is then assessed based on the numerical results. This coefficient is variable with time and shows different values during run-up and run down. Last, we shows that the initial swash velocity is proportional to the bore height only for the case of undular bore.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Nous présentons les résultats de simulations Navier-Stokes/VOF (code AQUILON – TREFLE) de l'écoulement air/eau d'un jet de rive, qui est l'écoulement final généré par une vague déferlante lorsqu'elle arrive sur le haut d'une plage. La partie amont du jet de rive est d'abord validée par la simulation de la propagation d'un ressaut hydraulique sur fond plat. Nous étudions ensuite la transformation d'un ressaut en jet de rive sur une plage inclinée. Les résultats en termes de profils de surface libre et de vitesse de propagation du mascaret et de la nappe de swash, comparés aux mesures par Yeh et al. (1989), montrent une bonne correspondance.

This paper presents a new numerical model simulating tsunamis generation by landslides. Water, air, and the slide (considered either as a viscous fluid or as a rigid bloc using the penalization method) are described by Navier-Stokes equations, expressed in a unified single fluid approach. The PLIC-VOF method is used to describe the motion of fluid interfaces. We present results for two test cases featuring solid blocks. The first one is that of a semi-elliptical body sliding over a plane slope, without surrounding water. We find, the slide motion is accurately reproduced by the model when the slide viscosity is around 10 Pa.s. For larger viscosity values, the conditioning of the matrix associated with the Navier-Stokes solver is degraded. In the second case, a falling rectangular block generates waves in a flume. We find, wave height and box velocity are in agreement with experiments by Monaghan and Kos (2000). The simulated flow close to the falling box is similar to that observed in experiment, except that the observed main plunging wave and associated air entrainment.do not occur. In future work, the model thus validated will be applied to simulate more realistic cases of tsunamis generated by subaerial landslides.

International audience; This paper presents the results of field experiments carried out around a bunker from the Second World War situated on the beach. The structure was surrounded by water at high tide and subject to intense wave forcing. By positioning pressure sensors at different levels inside the soil, simultaneous time series of pore pressure measurements were acquired. They demonstrated that the sediment layer on top of the bed does not remain continuously in static equilibrium. Momentary liquefaction was observed as the occurrence of an upward pressure gradient, which could overcome the effective weight of the sediment layer. Using a Fourier analysis, a comparison was made with the theory put forward by Sakai et al. in 1992 whereby the damping of pore pressure variations inside the soil can be quantified. This indicated the existence of a significant amount of gas inside the soil, which was confirmed in the field by geoendoscopic videos.

The scope of this paper is to show the results obtained for simulated 3D plunging breaking waves by solving the Navier-Stokes equations in air and water, coupled with a subgrid scale turbulence model (Large Eddy Simulation – LES). The breaking processes including overturning and splash-up occurrence, breaking induced vortex-like motion beneath the surface and air entrainment are presented and discussed. We will focus on showing the improvements brought by Large Eddy Simulation.

International audience; This paper aims at demonstrating the occurrence of momentary liquefaction in a sandy soil around a coastal structure subject to wave forcing. This was made in the field, using as coastal structure a bunker from the Second World War that is currently situated on the beach at Capbreton on the Atlantic coast of south-west France. By positioning pressure sensors at different levels inside the soil, time series of simultaneous pore pressure measurements were acquired while the position of the soil level was monitored. Analysis of the pressure measurements demonstrated that the sediment layer on top of the bed does not remain continuously in static equilibrium. An upward pressure gradient was sometimes observed, which could overcome the effective weight of the sediment. Pore pressure variations inside the soil were compared, using a Fourier analysis of the time series, with the theory put forward by Sakai et al. (1992) whereby the damping of pore pressure variations inside the soil can be quantified. A surprisingly good agreement is found when the gas content is adjusted in the model to 1%. This indicates the existence of a significant amount of gas inside the soil. This property is confirmed in the field by geo-endoscopic videos.

The sediment volume time evolution of the Anglet's underwater beaches has been analysed using a bathymetric data set covering the last 25 years. The sand volume appears to be more or less stable from 1979 to 1990 but decreases strongly after that period. It is shown that this behaviour is related to the artificial nourishment performed each year with dredging materials. We show that the underwater beaches have been continuously eroded over the last 25 years. During the first half period, the effects of this erosion are balanced by the large amount of dredging materials brought to the system. However, in the second half period the sudden diminishing of the quantity involved in this renourishment explains the strong sediment stock decrease. In a last part, numerical simulations show the frequent occurrence of a wave induced current which could explain the system erosion as well as the rivermouth recurrent sedimentation problems. Mots-cles:Volumes sedimentaires, erosion, dragages et rejets de sediment, houle, courants induits, embouchure de l'Adour.

Experiments simulating shoaling and breaking solitary waves on slopes, performed at the ESIM’s laboratory, are presented. The results obtained from these experiments will be used for validating and comparing fluid dynamic models, based on the Navier-Stokes equations adapted to two-phase flows. The laboratories which participate and the numerical methods are detailed. The aim of this work is to be able to give an accurate description of the breaking phenomenon and to reach a better understanding of the processes acting in the impact area. This work is financially supported by the CNRS – PATOM program. Mots-cles: deferlement, simulations experimentales, simulations numeriques, methodes VOF, methodes BEM, Navier – Stokes.

The scope of this paper is to show the results obtained for simulating three-dimensional breaking waves by solving the Navier–Stokes equations in air and water. The interface tracking is achieved by a Lax–Wendroff TVD scheme (Total Variation Diminishing), which is able to handle interface reconnections. We first present the equations and the numerical methods used in this work. We then proceed to the study of a three-dimensional plunging breaking wave, using initial conditions corresponding to unstable periodic sinusoidal waves of large amplitudes. We compare the results obtained for two simulations, a longshore depth perturbation has been introduced in the solution of the flow equations in order to see the transition from a two-dimensional velocity field to a fully three-dimensional one after plunging. Breaking processes including overturning, splash-up and breaking induced vortex-like motion beneath the surface are presented and discussed. To cite this article: P. Lubin et al., C. R. Mecanique 331 (2003).

Présentation des activités liés au contrat passé avec le PATOM

This paper shows the results obtained for simulating breaking of 2D, and then 3D, waves. The Navier-Stokes equations are solved in air and water, the interface tracking being achieved by the VOF-PLIC method (Volume Of Fluid - Piecewise Linear Interface Calculation), which is able to handle with interface reconnections. A 2D, then 3D, study ofbreaking waves is presented, using initial conditions corresponding to unstable sinusoidal waves of large amplitudes.

The aim of this paper is a field experiment that has been undertaken on the aquitain Truc Yert beach from the 14th to the 19th October 2001. Different experimental techniques and methodologies were implemented for the characterization of hydrodynamics, sediment transport and morphological evolution ofthis sandy beach.

Wave breaking is simulated using the Navier-Stokes equations and the volume tracking algorithm PLIC- VOF. The method is first validated on the case of non linear wave propagation on fiat bottom. The plunging motion of a sinusoidal wave of large initial steepness is next studied. The characteristics of the wave up to the impact are found to be weIl described by the method compared to already publied results. First results obtained after the impact encourage us to go on in tms direction.

Impulsive loads are difficult to predict due to the extremely non linear response to incident wave conditions. This behavior is related to air dynamics and local wave shape. The present study focuses on the latter.We propose a new method to predict pressure peaks generated during breaking wave impacts. In this method, the plunging jet is assimilated to two equivalent triangular jets (wedge impact) with variable inclination in time. The basic case of wedge impact is first studied in the paper. Semi empirical laws relating pressure peak and incident angle are derived based on numerical results obtained with a Navier-Stokes model . The more general case of a breaking wave is then investigated. By making an analogy with the wedge impact case and inverting the relation obtained before, we computed the location where the equivalent angles have to be taken on the free surface. We show that these points correspond to the minimum curvature section on the free surface. In another simulation of a breaking wave, we finally show how the relation can be applied to give a first approximation of the pressure peak only based on the free surface local shape.

In this paper, we study the wave impact process with a multi-fluid Navier-Stokes model (THETIS). Preliminary simulations have been conducted, first on a plunging wave generated by unstable Stokes initial condition, and second, involving a dam breaking bore impact. In both cases, a convergence study shows pressure peak results instability when using different meshes. This is due to the incapacity of the model to ensure, after a certain time of computation, the exact same surface profile at impact when simulating a specific case with different meshes. This instable numerical behavior is somehow similar to peak pressure instabilities observed in experiments. This similarity shows the critical role played by local free surface shape at impact on impulsive loads. When initializing the model with a specific interface right at impact, convergence is observed and the pressure peaks are correctly assessed by the code for moderate intensity impact. However, further improvements are still needed especially regarding the interface tracking technique to simulate the most violent impacts involving the weaker dead rise angles. The paper also encourages us to use numerical simulations preferably to study impact flow at local scale.

International audience; A large multi-institutional nearshore field experiment was conducted at Truc Vert, on the Atlantic coast of France in early 2008. Truc Vert'08 was designed to measure beach change on a long, sandy stretch of coast without engineering works with emphasis on large winter waves (offshore significant wave height up to 8 m), a threedimensional morphology, and macro-tidal conditions. Nearshore wave transformation, circulation and bathymetric changes involve coupled processes at many spatial and temporal scales thus implying the need to improve our knowledge for the full spectrum of scales to achieve a comprehensive view of the natural system. This experiment is unique when compared with existing experiments because of the simultaneous investigation of processes at different scales, both spatially (from ripples to sand banks) and temporally (from single swash events to several spring-neap tidal cycles, including a major storm event). The purpose of this paper is to provide background information on the experiment by providing detailed presentation of the instrument layout and snapshots of preliminary results.

International audience; This work has been performed by a French national consortium within the framework of the nationalproject Tandem, with aim to improve knowledge about tsunami risk on the French coasts. Workpackage#1 of this project was the opportunity to build a database of benchmark cases to assess the capabilitiesof 18 codes, solving various set of equations with different numerical methods. 14 test cases were definedfrom the existing literature with validation data from reference simulations, theoretical solutions or lab experiments.They cover the main stages of tsunami life: 1) generation, 2) propagation, 3) run-up and submersion,and 4) impact. For each case several of the numerical codes were compared in order to identify the forces andweaknesses of the models, to quantify the errors that these models may induce, to compare the various modellingmethods, and to provide users with recommendations for practical studies. In this paper, 3 representativecases are selected and presented with an analysis of the results.

COM; International audience

After earthquakes, landslides are the second cause for tsunami generation. A proper understanding is required to prevent future disaster or to develop early warnings.This can be achieved through physical models in laboratory or numerical models. In the last category, several models exist and can provide very similar results for a case study. Among them, depth-averaged models using for example shallow water or Boussinesq equations, can be opposed to Navier-Stokes models. The main objective of this PhD thesis is to compare these two modeling strategies with two specific models, a depth-averaged model, AVALANCHE, and a Navier-Stokes model, OpenFOAM. First, two benchmarks (a subaerial and submerged one) are used to calibrate the models. This highlighted that both models could reproduce the experimental data and that several combinations of parameters led to similar results. Second, sensitivity studies are carried out to evaluate the influence of the initial landslide position and the slope angle and to observe the behavior of the different equations (shallow water, Boussinesq or Navier-Stokes) during the wave generation and propagation phases. Finally, both models are applied to two real cases, the June 17, 2017, Karrat Fjord, Greenland, landslide and tsunami, and the December 22, 2018, Anak Krakatau, Indonesia, collapse and tsunami, and are intercompared.; Les effondrements gravitaires sont la deuxième cause de génération de tsunamis après les séismes. Il est important de bien les comprendre afin de prévenir de futures catastrophes ou de développer les systèmes d’alerte. Pour cela, des modèles analogiques, en laboratoire, ou numériques sont utilisés. Dans la deuxième catégorie, de nombreux modèles existent et peuvent produire des résultats similaires pour un cas donné. Parmi eux, les modèles intégrés sur la profondeur qui utilisent par exemple les équations de type shallow water ou de Boussinesq, peuvent être opposés aux modèles Navier-Stokes. L’objectif de cette thèse est de comparer ces deux stratégies à l’aide de deux modèles spécifiques un modèle intégré sur la hauteur, AVALANCHE, et un modèle Navier-Stokes, OpenFOAM. Tout d’abord, les deux modèles sont calibrés grâce à deux benchmarks, un glissement subaérien et un submergé. Cette étude a montré que les deux modèles pouvaient reproduire les données expérimentales et que plusieurs combinaisons de paramètres permettaient d’obtenir les mêmes résultats. Ensuite, des études de sensibilité sont réalisées afin d’évaluer l’influence de la position initiale du glissement et de la pente, et d’observer le comportement des différentes équations (shallow water, Boussinesq ou Navier-Stokes) pendant les phases de génération et de propagation de la vague. Enfin, l’application des deux modèles à deux cas réels, le glissement et le tsunami du 17 juin 2017 dans le Karrat Fjord au Groenland et le tsunami généré par l’effondrement du volcan Anak Krakatau le 22 décembre 2018, en Indonésie, permet de les comparer entre eux.

This thesis aims at better understanding the solicitations generated by waves on coastal structures, focusing on breaking and broken waves. The Artha breakwater, protecting the bay of St-Jean de Luz, in the southwest of France, has been equipped with high frequency pressure sensors since 2015 allowing the collection of an extensive dataset. The chosen site, is indeed characterized by very energetic wave conditions, making it a very interesting site for such measurements. Using the collected database, the thesis try to bring new knowledges on the local hydrodynamics and loading acting in-situ, from the global influence of environmental conditions to the mechanics of wave impacts. The work is divided in the three following independent parts which, each, deals with a different aspect of the problem. The first part proposes and an analysis of the data collected at the Artha breakwater. The details of the high frequency pressure measurements on the wall of the Artha western roundhead are presented as well as the simultaneous recording of offshore wave parameters, water level and local wind. Based on this database, statistical models are implemented and analyzed. These models provide predictions of the maximal pressure acting on the instrumented wall in function of the external conditions. An analysis of the pressure signal is also conducted and shows the existence of highly impulsive impacts, which nevertheless, appear as outliers. The stability of the breakwater is finally assessed. Numerous hypothesis have to be done for the estimation, leaving many unresolved questions. In particular, it appears that computing the load requires to know the maximal wave height in front of the breakwater. The study of the hydrodynamic in the vicinity of the breakwater is therefore required and is the object of the second chapter of the thesis. This chapter uses the results of measurements carried out with immersed, independent sensors in the block armour. Modulations of the significant wave height and reflection coefficient by the block armour in function of water level are detailed based on the measurements. 2DV numerical simulations with the SWASH model are also carried out to reproduce these results after calibration. Based on this model, the maximal wave height and surf zone extent are determined for ten different scenarios, allowing to estimate the maximal pressure on the wall according to the Goda formula. The predictions of Goda's theory are next compared with the predictions of the statistical model of the first chapter. The latter provides as expected weaker values compared to Goda's formula. Other parameters can nevertheless explain this difference, and in particular the circular shape of the western roundhead. In the third and last chapter, wave impact on cylinders with various radius are investigated with a Navier-Stokes VOF numerical model (i.e., the OpenFoam interFoam solver). The influence of the radius on the maximal force applied on the initially impacted line of the cylinder is shown to be non-linear. Those results are compared with the prediction of classical engineering formula which predicts a linear behavior. The severeness of the impact and the location of maximal pressure on the cylinder is also studied by sligthly shifting the initial free surface. One interesting results is that the maximal pressure is not located on the initially impacted line for the violent sloshing impacts studied.; Cette thèse vise à mieux comprendre les sollicitations générées par les vagues sur les structures côtières, en se focalisant sur les vagues déferlantes et déferlées. Dans ce but, la digue de l’Artha, protégeant la baie de St-Jean de Luz, a été équipée de capteurs de pression haute fréquence depuis 2015 permettant la collecte d'un large jeu de données. Le site choisi, est caractérisé par des conditions de houle très énergiques, ce qui en fait un site très intéressant pour de telles mesures. En utilisant la base de données collectée, la thèse tente d'apporter de nouvelles connaissances sur l'hydrodynamique locale et les forces qui agissent en nature, en s’intéressant à l'influence globale des conditions environnementales ainsi qu’à la mécanique de l'impact des vagues. Le manuscrit est divisé en trois parties indépendantes qui, chacune, traite d'un aspect différent du problème. La première partie propose une analyse des données collectées sur la digue de l’Artha. Les mesures de pression réalisées à haute fréquence sur le musoir ouest de l’ouvrage sont présentées ainsi que les données simultanées des paramètres de vagues en mer, du niveau d'eau et du vent local. A partir de cette base de données, des modèles statistiques sont mis en œuvre et analysés. Ces modèles fournissent des prédictions de la pression maximale agissant sur la paroi instrumentée en fonction des conditions externes. Une analyse du signal de pression est également menée et montre l'existence d'impacts impulsifs, qui apparaissent néanmoins en tant qu’outliers dans le jeu de données. La stabilité de la digue est enfin évaluée. De nombreuses hypothèses doivent être faites pour cette estimation, laissant de nombreuses questions non résolues. En particulier, il apparaît que le calcul de la charge nécessite de connaître la hauteur maximale des vagues devant l’ouvrage. L'étude de l'hydrodynamique au voisinage du brise-lames est donc nécessaire et fait l'objet du deuxième chapitre de la thèse. Ce chapitre utilise les résultats de mesures effectuées avec des capteurs indépendants immergés dans la carapace. Les modulations de la hauteur significative de la vague et du coefficient de réflexion en fonction du niveau d'eau sont détaillées à partir des mesures. Des simulations numériques 2DV avec le modèle SWASH sont également réalisées pour reproduire ces résultats après calibration. Sur la base de ce modèle, la hauteur maximale des vagues et l'étendue de la zone de déferlement sont déterminées pour dix scénarios différents, permettant d'estimer la pression maximale sur le mur selon la formule de Goda. Les prédictions de la théorie de Goda sont ensuite comparées aux prédictions du modèle statistique du premier chapitre. Ce dernier fournit comme prévu des valeurs plus faibles par rapport à la formule de Goda. D'autres paramètres peuvent néanmoins expliquer cette différence, et notamment la forme circulaire du musoir. L’effet du rayon de courbure sur l’intensité de l’impact est ainsi étudié dans le dernier chapitre. Dans ce chapitre, l'impact des vagues sur des cylindres de différents rayons est étudié avec un modèle numérique VOF de Navier-Stokes (c'est-à-dire le solveur OpenFoam interFoam). L'influence du rayon sur la force maximale appliquée sur la ligne initialement impactée du cylindre s'avère être non-linéaire, contrairement à ce que prévoient les formules d'ingénieries classiques. La sévérité de l'impact et l'emplacement de la pression maximale sur le cylindre sont également étudiés en déplaçant légèrement la surface libre initiale. Un résultat intéressant est que la pression maximale n'est pas située sur la ligne initialement impactée pour les impacts violents de type sloshing étudiés ici.

Because of global warming and demographic growth, storms and flooding events affecting coastlines tend to have more severe consequences than before. The aim of this work was to investigate whether oceanic conditions during storms could be used to predict the occurrence of damages on the coasts. The study was restricted to the French Basque country during 1949-2015 time period.The first contribution of thiswork was to identify the most relevant oceanic variables to characterize the intensity of a storm event. An inventory of the available data sources and a reanalysis work allowed us to build complete and reliable wave and water level time series for the 1949-2015 period. In a second phase, an historical research was carried out in order to identify all storm and flooding events which caused damages to the French Basque coast during the 1949-2015 period. The research focused on two locations : the "Grande Plage" of Biarritz and the Saint-Jean-de-Luz Artha dike. This led to a list of 30 events additionally described by a damage index and a flooding index.The final objective was to link wave and water level time series with historical damage data and resulted in the creation of a damage function predicting if a flooding event will cause damages or not. This damage function allowed us to emphasize the exceptional character of the 2013-2014 winter, among other things, by computing return periods.; Dans un contexte de changement climatique et de forte croissance démographique sur les littoraux, les tempêtes et événements de submersion ont un potentiel destructeur de plus en plus important. Ce travail de thèse a cherché à explorer les liens entre les conditions océaniques lors de tempêtes et la présence ou absence de dégâts littoraux. Le Pays Basque français a été choisi comme site d'étude et l'analyse a concerné la période 1949-2015. Une première contribution de ce travail a été d'identifier les variables d'aléa les plus susceptibles de caractériser l'intensité d'un événement de submersion. Un recensement complet des sources de données existantes ainsi qu'un travail de réanalyse nous ont permis d'obtenir des séries temporelles de variables d'aléa fiables, complètes et couvrant la période 1949-2015.Dans un deuxième temps, une recherche historique documentaire a été effectuée pour répertorier les événements de submersion ayant occasionné des dégâts sur la côte Basque. Ce travail d'investigation s'est principalement focalisé sur deux lieux~: la Grande Plage de Biarritz et la digue de l'Artha à Saint-Jean-de-Luz. Il a donné lieu à l'établissement d'un catalogue de 30 tempêtes qui sont décrites par des indices de dégâts et de submersion.Le dernier axe de travail a été de lier les séries temporelles de variables d'aléa avec les données historiques concernant les dégâts. Cela a permis de créer une fonction de dommages utilisant les valeurs des variables d'aléa pour prédire la présence ou l'absence de dégâts liés à la submersion. Cette fonction de dommages a ensuite, entre autres, permis de montrer le caractère exceptionnel des événements de l'hiver 2013-2014 sur la période 1949-2015 en calculant notamment des périodes de retour.

Because of global warming and demographic growth, storms and flooding events affecting coastlines tend to have more severe consequences than before. The aim of this work was to investigate whether oceanic conditions during storms could be used to predict the occurrence of damages on the coasts. The study was restricted to the French Basque country during 1949-2015 time period.The first contribution of thiswork was to identify the most relevant oceanic variables to characterize the intensity of a storm event. An inventory of the available data sources and a reanalysis work allowed us to build complete and reliable wave and water level time series for the 1949-2015 period. In a second phase, an historical research was carried out in order to identify all storm and flooding events which caused damages to the French Basque coast during the 1949-2015 period. The research focused on two locations : the "Grande Plage" of Biarritz and the Saint-Jean-de-Luz Artha dike. This led to a list of 30 events additionally described by a damage index and a flooding index.The final objective was to link wave and water level time series with historical damage data and resulted in the creation of a damage function predicting if a flooding event will cause damages or not. This damage function allowed us to emphasize the exceptional character of the 2013-2014 winter, among other things, by computing return periods.; Dans un contexte de changement climatique et de forte croissance démographique sur les littoraux, les tempêtes et événements de submersion ont un potentiel destructeur de plus en plus important. Ce travail de thèse a cherché à explorer les liens entre les conditions océaniques lors de tempêtes et la présence ou absence de dégâts littoraux. Le Pays Basque français a été choisi comme site d'étude et l'analyse a concerné la période 1949-2015. Une première contribution de ce travail a été d'identifier les variables d'aléa les plus susceptibles de caractériser l'intensité d'un événement de submersion. Un recensement complet des sources de données existantes ainsi qu'un travail de réanalyse nous ont permis d'obtenir des séries temporelles de variables d'aléa fiables, complètes et couvrant la période 1949-2015.Dans un deuxième temps, une recherche historique documentaire a été effectuée pour répertorier les événements de submersion ayant occasionné des dégâts sur la côte Basque. Ce travail d'investigation s'est principalement focalisé sur deux lieux~: la Grande Plage de Biarritz et la digue de l'Artha à Saint-Jean-de-Luz. Il a donné lieu à l'établissement d'un catalogue de 30 tempêtes qui sont décrites par des indices de dégâts et de submersion.Le dernier axe de travail a été de lier les séries temporelles de variables d'aléa avec les données historiques concernant les dégâts. Cela a permis de créer une fonction de dommages utilisant les valeurs des variables d'aléa pour prédire la présence ou l'absence de dégâts liés à la submersion. Cette fonction de dommages a ensuite, entre autres, permis de montrer le caractère exceptionnel des événements de l'hiver 2013-2014 sur la période 1949-2015 en calculant notamment des périodes de retour.

Tsunamis generated by landslides can be sub-aerial or underwater. Few real case data are available on the size, composition and speed of the slide at the time of wave generation. To study wave generation processes, it may be interesting to use laboratory experiments or numerical simulations. Many numerical landslide and flow models are used in the literature. In this thesis, two approaches to landslide modelling are considered. The flows are solved by the THETIS model developed at the University of Bordeaux. This model solves the multi-fluid Navier-Stokes equations for incompressible and immiscible fluids. The thesis is divided into three parts.A discontinuous approach is presented in the first part of the thesis. This method consists in modelling a landslide by a set of solid discs in the THETIS computational fluid mechanics code. Solid discs are modelled by a fluid with a very high viscosity. This fluid deforms very little but the collision of two discs is plastic, i.e. if two discs collide, they merge. To avoid this phenomenon, a method based on volume forces managing solid/solid collisions is developed. Simulations to validate this method are carried out from experiments on stacking cylinders dropped on a slope.The second part deals with the modelling of the landslide by a Newtonian fluid or µ(I) rheology for two log release experiments on the slope of a channel. A study of energy transfers from slide to wave is presented. It highlights the speed of transfers and the importance of slide modelling at the beginning of its movement for wave generation. This study made it possible to make more realistic simulations of waves generated by the fall of a slope part of the Cumbre Vieja volcano in the Canary Islands by Abadie et al (article in revision) by modelling the slide with a high viscosity Newtonian fluid.In the framework of the RAVEX project (Risks Associated with Explosive Volcanism), the last part of the thesis presents simulations of waves generated by the release of a very low viscosity fluid on a slope. The objective is to validate the modeling of wave generation by pyroclastic flow with a low viscosity Newtonian fluid. Indeed, pyroclastic flows are granular flows that have high mobility due to pore gas pressure and are therefore close to Newtonian fluid flows. The influence of the physical parameters of the fluid (density and viscosity) and the opening height of the door on the wave height generated is finally studied.; Les tsunamis générés par des glissements de terrain peuvent être subaériens ou sous-marins. Peu de données de cas réels sont disponibles sur la taille, composition et vitesse du glissement au moment de la génération des vagues. Pour étudier les processus de génération des vagues, il peut être intéressant de passer par des expériences en laboratoire ou des simulations numériques. De nombreux modèles numériques de glissements de terrain et d'écoulement sont utilisés dans la littérature. Dans cette thèse, deux approches de modélisation du glissement de terrain sont considérées. Les écoulements sont résolus par le modèle THETIS développé à l'université de Bordeaux. Ce modèle résout les équations de Navier-Stokes multifluide pour des fluides incompressibles et immiscibles. La thèse est divisée en trois parties.Une approche discontinue est présentée dans la première partie de la thèse. Cette méthode consiste à modéliser un glissement de terrain par un ensemble de disques solides dans le code de mécanique des fluides numérique THETIS. Les disques solides sont modélisés par un fluide dont la viscosité est très élevée. Ce fluide se déforme très peu mais la collision de deux disques est plastique, c'est à dire que si deux disques entrent en collision, ils fusionnent. Pour éviter ce phénomène, une méthode basée sur des forces volumiques gérant les collisions solides/solides est développée. Des simulations visant à valider cette méthode sont réalisées à partir d'expériences d’empilement de cylindres lâché sur une pente.La deuxième partie traite de la modélisation du glissement de terrain par un fluide newtonien ou de rhéologie µ(I) pour deux expériences de lâcher de billes sur la pente d'un canal. Une étude des transferts d'énergie du glissement aux vagues est présentée. Elle permet de mettre en avant la rapidité des transferts et l'importance de la modélisation du glissement au début de sa mise en mouvement pour la génération des vagues. Cette étude a permis de faire des simulations plus réalistes de vagues générées par la chute d'un flanc du volcan Cumbre Vieja aux Canaries réalisées par Abadie et al. (article en révision) en modélisant le glissement par un fluide newtonien à forte viscosité.Dans le cadre du projet RAVEX (Risques Associés au Volcanisme EXplosif), la dernière partie de la thèse présente des simulations de vagues générées par le lâcher d’un fluide très peu visqueux sur une pente. L’objectif est de valider la modélisation de la génération de vagues par un écoulement pyroclastique par un fluide newtonien à faible viscosité . En effet, les écoulements pyroclastiques sont des écoulements granulaires qui ont une grande mobilité dû à la pression du gaz interstitiel et se rapprochent donc d'écoulements de fluide newtonien. L'influence des paramètres physiques du fluide (densité et viscosité) et la hauteur d'ouverture de la porte sur la hauteur de vague générée est enfin étudiée.

During the Tohoku tsunami in 2011, field surveys of the east coast of Japan showed the weakness of coastal defences, as even the world largest tsunami breakwater (Kamaishi) almost completely collapsed due to this event. In this PhD, the aim is to investigate the interaction between breakwaters, the most common offshore coastal structures protecting urban areas and harbour entries, and waves and especially tsunami waves.In the first part of the work, the generation of undular bores in near-shore area of Sendai during the Tohoku event is numerically investigated with the numerical model BOSZ (Boussinesq-type model). It is shown that the second wave which stroke the coast during this event transformed into an undular bore, whereas the first wave did not due to steepness differences. Tsunami loads, moments and bearing stress applied on the offshore breakwater of the Soma Port are calculated using two models: BOSZ and THETIS (Navier-Stokes VOF model). BOSZ results are compared to THETIS for the tsunami wave-breakwater interaction. The impact study is carried out at a relatively large scale aiming to have a first estimation of tsunami efforts. Then, a numerical experiment using THETIS is carried out to investigate flip-through impacts on vertical breakwaters. This non-aerated wave impact is considered as the most severe type of impact in the literature (e.g. Cooker & Peregrine (1992), Hofland et al. (2011)) in terms of maximum pressure generated. The influence of the front interface on the impact dynamics and the pressure induced is analysed in a realistic breakwater configuration. Solitary waves are used to obtain three characteristic flip-through impacts involving least steep, medium steep and steepest wave front. The flow field and pressure inside the porous rubble mound are then investigated as well as horizontal and uplift forces applied on the breakwater caisson. The last part of this study is devoted to the stability of breakwater caissons submitted to flip-through impacts. The latter are here assimilated to water wedges (e.g. Cumberbatch (1960), Kihara et al. (2015)). This simple approach allows to formulate a semi-analytical model to predict caisson motion due to this type of impacts. After validation with numerical results, the water wedge method gives rich informations about forces, motion duration and sliding distance depending on the wave impact characteristics and breakwater caisson dimensions.; Lors du tsunami de Tohoku en 2011, des relevés de terrain sur les côtes japonaises ont montré la fragilité des structures côtières, où le plus grand brise-lames du monde (brise-lames de Kamaishi) a été fortement endommagé dû à cet événement. Dans ce doctorat, l'objectif est d'étudier l'interaction entre les brise-lames , les structures côtières les plus communes protégeant les zones urbaines et les entrées des ports, et les vagues, en particulier les tsunamis.Dans la première partie de ce travail, la transformation du tsunami en bore ondulaire dans les zones côtières est étudiée numériquement avec le code de calcul BOSZ (modèle Boussinesq). Les résultats montrent que la deuxième vague générée par le tsunami du Tohoku s'est transformée en un bore ondulaire. En revanche, la première vague n'était pas assez cambrée pour permettre une telle transformation. Les forces et les moments dus aux vagues ainsi que la contrainte normale appliquée par le talon du caisson sur le sol de fondation sont calculés à l'aide de deux modèles numériques différents: BOSZ et THETIS (modèle Navier-Stokes). Les résultats de BOSZ sont comparés avec THETIS pour l'interaction tsunami-structure. L'étude d'impact est réalisée à relativement grande échelle dans le but d'obtenir une première estimation des efforts d'un tsunami.Par la suite, une expérience numérique utilisant le modèle THETIS a été réalisée pour étudier les impacts du type flip-through sur des brise-lames. Ces impacts de vagues sans air emprisonné sont considérés comme le type d'impact le plus extrême dans la littérature (e.g. Cooker & Peregrine (1992), Hofland et al. (2011)). L'influence de l'inclinaison de l'interface sur la dynamique d'impact et les pressions générées est analysée dans une configuration de brise-lames réelle. Le modèle d'onde solitaire est utilisé pour générer trois impacts du type flip-through caractéristiques: peu cambré, moyen et très cambré. Le champ de vitesses et la pression à l'intérieur de la fondation sont également étudiés dans cette partie. Les forces horizontales et verticales appliquées sur le caisson sont estimées en intégrant les distributions de pression données par THETIS.La dernière partie de ces travaux montre la stabilité des caissons de brise-lames soumis à des impacts du type flip-through, qui sont ici assimilés à un jet triangulaire (e.g. Cumberbatch (1960), Kihara et al. (2015)). Cette approche simple permet de formuler un modèle semi-analytique pour prédire le mouvement des caissons dû à ce type d'impacts. Après validation avec des simulations numériques, la méthode du jet triangulaire permet d'obtenir des informations sur les forces, la durée du mouvement et le déplacement total en fonction des caractéristiques de la vague impactée et des dimensions du caisson du brise-lames.

During the Tohoku tsunami in 2011, field surveys of the east coast of Japan showed the weakness of coastal defences, as even the world largest tsunami breakwater (Kamaishi) almost completely collapsed due to this event. In this PhD, the aim is to investigate the interaction between breakwaters, the most common offshore coastal structures protecting urban areas and harbour entries, and waves and especially tsunami waves.In the first part of the work, the generation of undular bores in near-shore area of Sendai during the Tohoku event is numerically investigated with the numerical model BOSZ (Boussinesq-type model). It is shown that the second wave which stroke the coast during this event transformed into an undular bore, whereas the first wave did not due to steepness differences. Tsunami loads, moments and bearing stress applied on the offshore breakwater of the Soma Port are calculated using two models: BOSZ and THETIS (Navier-Stokes VOF model). BOSZ results are compared to THETIS for the tsunami wave-breakwater interaction. The impact study is carried out at a relatively large scale aiming to have a first estimation of tsunami efforts. Then, a numerical experiment using THETIS is carried out to investigate flip-through impacts on vertical breakwaters. This non-aerated wave impact is considered as the most severe type of impact in the literature (e.g. Cooker & Peregrine (1992), Hofland et al. (2011)) in terms of maximum pressure generated. The influence of the front interface on the impact dynamics and the pressure induced is analysed in a realistic breakwater configuration. Solitary waves are used to obtain three characteristic flip-through impacts involving least steep, medium steep and steepest wave front. The flow field and pressure inside the porous rubble mound are then investigated as well as horizontal and uplift forces applied on the breakwater caisson. The last part of this study is devoted to the stability of breakwater caissons submitted to flip-through impacts. The latter are here assimilated to water wedges (e.g. Cumberbatch (1960), Kihara et al. (2015)). This simple approach allows to formulate a semi-analytical model to predict caisson motion due to this type of impacts. After validation with numerical results, the water wedge method gives rich informations about forces, motion duration and sliding distance depending on the wave impact characteristics and breakwater caisson dimensions.; Lors du tsunami de Tohoku en 2011, des relevés de terrain sur les côtes japonaises ont montré la fragilité des structures côtières, où le plus grand brise-lames du monde (brise-lames de Kamaishi) a été fortement endommagé dû à cet événement. Dans ce doctorat, l'objectif est d'étudier l'interaction entre les brise-lames , les structures côtières les plus communes protégeant les zones urbaines et les entrées des ports, et les vagues, en particulier les tsunamis.Dans la première partie de ce travail, la transformation du tsunami en bore ondulaire dans les zones côtières est étudiée numériquement avec le code de calcul BOSZ (modèle Boussinesq). Les résultats montrent que la deuxième vague générée par le tsunami du Tohoku s'est transformée en un bore ondulaire. En revanche, la première vague n'était pas assez cambrée pour permettre une telle transformation. Les forces et les moments dus aux vagues ainsi que la contrainte normale appliquée par le talon du caisson sur le sol de fondation sont calculés à l'aide de deux modèles numériques différents: BOSZ et THETIS (modèle Navier-Stokes). Les résultats de BOSZ sont comparés avec THETIS pour l'interaction tsunami-structure. L'étude d'impact est réalisée à relativement grande échelle dans le but d'obtenir une première estimation des efforts d'un tsunami.Par la suite, une expérience numérique utilisant le modèle THETIS a été réalisée pour étudier les impacts du type flip-through sur des brise-lames. Ces impacts de vagues sans air emprisonné sont considérés comme le type d'impact le plus extrême dans la littérature (e.g. Cooker & Peregrine (1992), Hofland et al. (2011)). L'influence de l'inclinaison de l'interface sur la dynamique d'impact et les pressions générées est analysée dans une configuration de brise-lames réelle. Le modèle d'onde solitaire est utilisé pour générer trois impacts du type flip-through caractéristiques: peu cambré, moyen et très cambré. Le champ de vitesses et la pression à l'intérieur de la fondation sont également étudiés dans cette partie. Les forces horizontales et verticales appliquées sur le caisson sont estimées en intégrant les distributions de pression données par THETIS.La dernière partie de ces travaux montre la stabilité des caissons de brise-lames soumis à des impacts du type flip-through, qui sont ici assimilés à un jet triangulaire (e.g. Cumberbatch (1960), Kihara et al. (2015)). Cette approche simple permet de formuler un modèle semi-analytique pour prédire le mouvement des caissons dû à ce type d'impacts. Après validation avec des simulations numériques, la méthode du jet triangulaire permet d'obtenir des informations sur les forces, la durée du mouvement et le déplacement total en fonction des caractéristiques de la vague impactée et des dimensions du caisson du brise-lames.

This works presents the interaction between a free surface fluid and a rigid solid subjected to externalstiffness and damping forces. The central point of this study is to solve simultaneously the equilibriumbetween the fluid flow and the movement of the solid. The choice was made to work with a VOFNavier-Stokes code and to use a penalty method by dynamic viscosity to simulate the presence of arigid solid in the calculation domain. We have worked on the control of the non-deformation of thepenalized fluid zone, on the stress of the movement of the fluid zone penalized with kinematicalconditions, and also on the imposition of external damping and stiffness efforts via the accelerationterm.After validating all the evolutions brought to the method, we realized the numerical study of twotechnological applications. The first one is the study of the active damping of a fluid inside a tank. Inthe second case we studied the performance of wave-energy based energy production system. Thesetwo cases showed the viability of the method to solve real practical cases.; Le travail qui a été effectué lors de cette thèse porte sur l’interaction entre un fluide à surface libre estun solide rigide soumis à des efforts extérieurs de raideur et d’amortissement. Lorsque l’on étudiecette interaction, l’enjeu est de résoudre simultanément et au mieux l’équilibre entre l’écoulement dufluide et le mouvement du solide. Le choix a été fait de travailler avec un code VOF Navier-Stokes, etde mettre en place une méthode de pénalisation par la viscosité dynamique afin de simuler la présenced’un solide rigide dans le domaine de calcul. Nous avons travaillé sur le contrôle de la non déformationde la zone fluide pénalisée, sur la contrainte du mouvement de la zone fluide pénalisée à l’aide deconditions cinématiques ainsi que sur l'imposition d’efforts extérieurs de type raideur etamortissement via le terme d'accélération.Après avoir validé l’ensemble des évolutions apportées à la méthode nous avons réalisé l’étudenumérique de deux applications technologiques. La première est l’étude d’un systèmed’amortissement actif du ballottement d’un fluide contenu dans une cuve. Dans la seconde nous noussommes intéressés au rendement d’un système houlomoteur de type volet oscillant en tangage autourd’un axe fixe. Ces deux applications ont montré la viabilité de la méthode pour traiter des cas pratiquesréels.

This works presents the interaction between a free surface fluid and a rigid solid subjected to externalstiffness and damping forces. The central point of this study is to solve simultaneously the equilibriumbetween the fluid flow and the movement of the solid. The choice was made to work with a VOFNavier-Stokes code and to use a penalty method by dynamic viscosity to simulate the presence of arigid solid in the calculation domain. We have worked on the control of the non-deformation of thepenalized fluid zone, on the stress of the movement of the fluid zone penalized with kinematicalconditions, and also on the imposition of external damping and stiffness efforts via the accelerationterm.After validating all the evolutions brought to the method, we realized the numerical study of twotechnological applications. The first one is the study of the active damping of a fluid inside a tank. Inthe second case we studied the performance of wave-energy based energy production system. Thesetwo cases showed the viability of the method to solve real practical cases.; Le travail qui a été effectué lors de cette thèse porte sur l’interaction entre un fluide à surface libre estun solide rigide soumis à des efforts extérieurs de raideur et d’amortissement. Lorsque l’on étudiecette interaction, l’enjeu est de résoudre simultanément et au mieux l’équilibre entre l’écoulement dufluide et le mouvement du solide. Le choix a été fait de travailler avec un code VOF Navier-Stokes, etde mettre en place une méthode de pénalisation par la viscosité dynamique afin de simuler la présenced’un solide rigide dans le domaine de calcul. Nous avons travaillé sur le contrôle de la non déformationde la zone fluide pénalisée, sur la contrainte du mouvement de la zone fluide pénalisée à l’aide deconditions cinématiques ainsi que sur l'imposition d’efforts extérieurs de type raideur etamortissement via le terme d'accélération.Après avoir validé l’ensemble des évolutions apportées à la méthode nous avons réalisé l’étudenumérique de deux applications technologiques. La première est l’étude d’un systèmed’amortissement actif du ballottement d’un fluide contenu dans une cuve. Dans la seconde nous noussommes intéressés au rendement d’un système houlomoteur de type volet oscillant en tangage autourd’un axe fixe. Ces deux applications ont montré la viabilité de la méthode pour traiter des cas pratiquesréels.

Dynamic processes occurring in the swash zone have a significant impact on the shore area evolution. Because of wave breaking, a significant part of the cross-shore sediment transport occurs in this zone, especially in the area where wave run-up and run-down take place. Up to the shore line, a comprehensive understanding is given by existing numerical models based on the non linear shallow water equations or the Boussinesq equations. The wave decay is well reproduced, but the subsequent modelling of the sediment transport requires a parameterisation of the friction coefficient on the sea bed. The results of RANS numerical simulations of a bore propagating on a sloping beach and resulting in a run-up/run-down phenomenon are presented. Numerical results are compared to the results of a laboratory experiment by Yeh et al. (1989). Numerical simulations were carried out using the AQUILON model. Two different methods of interface tracking are implemented in the model to compute the interface between fluids (VOF PLIC and VOF TVD). The eddy viscosity is computed using the V2F model (Durbin, 1991). We study the bore generated from a dam-break condition. Shortly after its generation the bore propagates over a sloping beach. The geometry considered for numerical simulations is the same as for the experiments by Yeh et al. (1989). The theory of Whitham (1958), predicts the collapse of the bore at the shoreline. The theory of Shen and Meyer (1963) is up to date the reference model of the run-up flow. The experimental results of Yeh et al. (1989) clearly show a different phenomenon. It is discussed in the present paper. We examined in more detail the properties which may distinguish the bore collapse phenomenon from the subsequent run-up down. The results of our simulation show that the theory of Whitham does describe with sufficient detail the mechanism of bore collapse, due to the inherent shortcomings of shallow water equations. The results of our simulation are used to describe the transition between bore collapse and run-up flow. We analyse the evolution in time of the shear stress applied on the bottom along the swash water layer. We observe that the bottom shear stress is much lower during run-down as compared to run-up. The flow is highly asymmetrical between run-up and run-down.; Les processus dynamiques présents en zone de swash ont un impact significatif sur l'évolution des zones côtières. Une part importante du transport sédimentaire cross-shore se produit dans cette zone, plus particulièrement dans cette zone où se produisent le run-up et le run-down. La zone située au-delà de la ligne de rivage au repos est le plus souvent décrite par des modèles intégrés sur la verticale. La décroissance des vagues est bien reproduite, cependant l'étude du transport sédimentaire impose une paramétrisation du frottement sur le fond. Nous présentons les résultats de simulations RANS de la propagation d'un mascaret (obtenu par un "lâcher de barrage") sur une plage en pente et le run-up et le run-down ainsi générés. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux de Yeh et al. (1989). Les simulations ont été réalisées avec le code Navier-Stokes diphasique AQUILON. Deux méthodes de suivi d'interface VOF (VOF TVD ET VOF PLIC) sont implémentées. La viscosité turbulente est calculée par un modèle V2-F (Durbin, 1991). Une estimation des grandeurs turbulentes k et epsilon basée sur la théorie des ondes longues pour la propagation d'un ressaut hydraulique est présentée. Une modélisation VOF-PLIC & V2-F est appliquée pour reproduire les caractéristiques macroscopiques du lâcher de barrage, qui comme on pouvait s'y attendre dépendent peu de la turbulence. Nous étudions aussi l'impact des conditions initiales sur k et epsilon sur l'établissement de l'écoulement turbulent. Après ces validations vis-à-vis de la turbulence, des simulations du cas décrit par Yeh et al. (1989) sont menées pour optimiser le choix des paramètres de calcul. La théorie de Whitham (1958), prédit un effondrement du mascaret au niveau de la ligne de rivage au repos. La théorie de Shen and Meyer (1963) est toujours à l'heure actuelle le modèle de référence. Les résultats expérimentaux de Yeh et al. (1989) montrent clairement un phénomène différent. L'utilisation conjointe de la technique VOF-TVD et du modèle de turbulence V2-F semble apporter les meilleurs résultats par rapport aux expériences de Yeh et al. (1989). Une étude de la transition mascaret/lame de swash est proposée. Nos résultats montrent que la théorie de Whitham décrit de façon assez précise le mécanisme de d'effondrement du mascaret. Les résultats de nos simulations sont utilisés pour décrire la transition entre l'effondrement du mascaret et l'écoulement du run-up. L'analyse des processus de frottement dans le jet de rive met en évidence une forte dissymétrie entre le run-up et le run-down avec cisaillement plus faible lors du run-down

Dynamic processes occurring in the swash zone have a significant impact on the shore area evolution. Because of wave breaking, a significant part of the cross-shore sediment transport occurs in this zone, especially in the area where wave run-up and run-down take place. Up to the shore line, a comprehensive understanding is given by existing numerical models based on the non linear shallow water equations or the Boussinesq equations. The wave decay is well reproduced, but the subsequent modelling of the sediment transport requires a parameterisation of the friction coefficient on the sea bed. The results of RANS numerical simulations of a bore propagating on a sloping beach and resulting in a run-up/run-down phenomenon are presented. Numerical results are compared to the results of a laboratory experiment by Yeh et al. (1989). Numerical simulations were carried out using the AQUILON model. Two different methods of interface tracking are implemented in the model to compute the interface between fluids (VOF PLIC and VOF TVD). The eddy viscosity is computed using the V2F model (Durbin, 1991). We study the bore generated from a dam-break condition. Shortly after its generation the bore propagates over a sloping beach. The geometry considered for numerical simulations is the same as for the experiments by Yeh et al. (1989). The theory of Whitham (1958), predicts the collapse of the bore at the shoreline. The theory of Shen and Meyer (1963) is up to date the reference model of the run-up flow. The experimental results of Yeh et al. (1989) clearly show a different phenomenon. It is discussed in the present paper. We examined in more detail the properties which may distinguish the bore collapse phenomenon from the subsequent run-up down. The results of our simulation show that the theory of Whitham does describe with sufficient detail the mechanism of bore collapse, due to the inherent shortcomings of shallow water equations. The results of our simulation are used to describe the transition between bore collapse and run-up flow. We analyse the evolution in time of the shear stress applied on the bottom along the swash water layer. We observe that the bottom shear stress is much lower during run-down as compared to run-up. The flow is highly asymmetrical between run-up and run-down.; Les processus dynamiques présents en zone de swash ont un impact significatif sur l'évolution des zones côtières. Une part importante du transport sédimentaire cross-shore se produit dans cette zone, plus particulièrement dans cette zone où se produisent le run-up et le run-down. La zone située au-delà de la ligne de rivage au repos est le plus souvent décrite par des modèles intégrés sur la verticale. La décroissance des vagues est bien reproduite, cependant l'étude du transport sédimentaire impose une paramétrisation du frottement sur le fond. Nous présentons les résultats de simulations RANS de la propagation d'un mascaret (obtenu par un "lâcher de barrage") sur une plage en pente et le run-up et le run-down ainsi générés. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux de Yeh et al. (1989). Les simulations ont été réalisées avec le code Navier-Stokes diphasique AQUILON. Deux méthodes de suivi d'interface VOF (VOF TVD ET VOF PLIC) sont implémentées. La viscosité turbulente est calculée par un modèle V2-F (Durbin, 1991). Une estimation des grandeurs turbulentes k et epsilon basée sur la théorie des ondes longues pour la propagation d'un ressaut hydraulique est présentée. Une modélisation VOF-PLIC & V2-F est appliquée pour reproduire les caractéristiques macroscopiques du lâcher de barrage, qui comme on pouvait s'y attendre dépendent peu de la turbulence. Nous étudions aussi l'impact des conditions initiales sur k et epsilon sur l'établissement de l'écoulement turbulent. Après ces validations vis-à-vis de la turbulence, des simulations du cas décrit par Yeh et al. (1989) sont menées pour optimiser le choix des paramètres de calcul. La théorie de Whitham (1958), prédit un effondrement du mascaret au niveau de la ligne de rivage au repos. La théorie de Shen and Meyer (1963) est toujours à l'heure actuelle le modèle de référence. Les résultats expérimentaux de Yeh et al. (1989) montrent clairement un phénomène différent. L'utilisation conjointe de la technique VOF-TVD et du modèle de turbulence V2-F semble apporter les meilleurs résultats par rapport aux expériences de Yeh et al. (1989). Une étude de la transition mascaret/lame de swash est proposée. Nos résultats montrent que la théorie de Whitham décrit de façon assez précise le mécanisme de d'effondrement du mascaret. Les résultats de nos simulations sont utilisés pour décrire la transition entre l'effondrement du mascaret et l'écoulement du run-up. L'analyse des processus de frottement dans le jet de rive met en évidence une forte dissymétrie entre le run-up et le run-down avec cisaillement plus faible lors du run-down