Simulation du clapage de sédiment avec un modèle à deux phases

Hafenanlagen werden oft in Gebieten errichtet,wo die Wassertiefen gering sind, insbesondere inÄstuaren. Es ist dann notwendig, Ausbaggerungsarbeitendurchzuführen, um Schiffen die Zufahrtzu ermöglichen. Das ausgebaggerte Sedimentwird in einer vorher definierten Deponierungszonefreigesetzt. Wegen der Konzentration derSedimentwolke, die sich während der Freisetzungbildet (zu Beginn mehr als 350g/l) entsteht einEinfluss auf die Umwelt. Die chemische Zusammensetzungdes Wassers wird direkt beeinflusst.Nach der Freisetzung schlagen sich die Sedimenteunter einer sehr hoch konzentrierten Wolkenieder. Auf diesen Schritt des Niederschlags folgtein Einfluss auf die Sohle durch Bildung einesSuspensionsstroms.Der Zweck dieses Beitrags ist das Studium diesesPhänomens mittels numerischer Simulationenunter Verwendung eines Zwei-Phasen-Modellsfür den Sedimenttransport (Barbry et al., 2000 ;Chauchat et al., 2008 ; Nguyen et al., 2009). Esbasiert auf der Lösung der Erhaltungs- und Impuls-Gleichungen für jede Phase (Wasser undPartikel) und integriert dann die Interaktion zwischenPartikeln und Wasser. Ein Vergleich mitden experimentellen Konfigurationen von Villaretet al. (1997, 1998), ohne Strömung, zeigt, dassdie verschiedenen Schritte des Phänomens rechtgut ohne Modellierung
The port structures are often established in areaswhere water levels are fairly low, especially in estuaries.It is then necessary to perform dredging toallow ships accessing to the docks. The dredgedsediment is released over a predefined depositzone. Because of the concentration of the sedimentcloud appearing during the release, morethan 350 g/l at the beginning, there is an impacton the environment. The chemical composition ofwater is affected directly.After the release, the sediments settle under acloud of very high concentration. This settling stepis followed after impact on the bed by the formationof turbidity current. The purpose of this work is tostudy the phenomenon via numerical simulationsby using a two-phase model of sediment transport[Barbry et al., 2000 ; Chauchat et al., 2008 ;Nguyen et al., 2009]. It is based on the solving ofconservation and momentum equations for eachphase (water and particles) and then integratesthe interaction between the particles and the water.A comparison with the experimental configurationof Villaret et al. (1997, 1998), without current,shows that the different steps of the phenomenonare quite reproduce without turbulence modelling.
La gestion des clapages (ou rejets en mer des produits de dragage) constitue une problématique environnementale et économique importante pour les estionnaires des voies navigables et des infrastructures portuaires. Moins coûteuses qu’un stockage à terre, ces opérations peuvent induire des nuisances sur l’environnement notamment en provoquant un accroissement local de la turbidité et en ensevelissant les habitats de la faune aquatique. Le phénomène de clapage comporte principale ment trois phases [Boutin, 2000]: la phase de chute (soumise aux courants) ; l’impact sur le fond et la génération d’un courant de densité ; la propagation des courants de densité et la décantation des sédiments.