Chapitre III : Matériel et Méthode
Etude d’agitation et de stabilité du futur port de Tamanart (Skikda) : Recours à la modélisation physique et
numérique
67
ouvrages de protection contre l’action de la houle et des courants marins (Al Sid Chikh,
2011).
III.6.6. La simulation physique
Dans le domaine de la construction, la simulation physique est appliquée pour la résolution
des problèmes de type (Samat, 2007)
- Hydraulique des barrages : dimensionnement des évacuateurs de crue, ouvrages
annexes, ouvrages de vidange de fond, de dérivation….
- Hydraulique fluviale : stabilité des berges, impact d’ouvrages sur les lits des rivières…
- Hydraulique maritimes : optimisation d’aménagements portuaires, stabilité des
ouvrages de protection contre la houle et les courants.
On parle ainsi de similitude :
- géométrique quand les rapports ente dimensions linéaires du modèle et de la nature
sont constants.
- cinématique quand les composantes des vecteurs ‘vitesse’ du modèle et de la nature
sont identiques pour chaque particule du fluide et dans le temps.
- dynamique quand les rapports des forces vectorielles sont constants, ce qui est
généralement impossible sauf à l'échelle 1.
C'est là qu'intervient l'expérience du modélisateur qui identifie les forces prépondérantes, avec
deux d'entre elles dans la plupart des cas. Leur rapport adimensionnel par construction permet
de retrouver aisément les grands critères de similitude hydraulique (SGH, 1973) :
- le nombre de Froude : rapport des forces d'inertie et de gravité.
- le nombre de Reynolds : rapport des forces d'inertie et de viscosité.
- le nombre d'Euler : rapport des forces de pression et d'inertie utilisé pour le
cas des navires.
III.6.6.1. Loi de similitude
Il est à rappeler que les modèles réduits physiques doivent satisfaire à une similitude
géométrique, cinématique et dynamique.
En effet, le but de tels modèles est de reproduire la propagation de l’énergie de la houle et son
action sur des obstacles (ouvrages).
Le choix de similitude consiste à définir une relation de réduction géométrique et les échelles
de représentation des autres grandeurs, pour ce type d’essai, la nature des principaux
phénomènes mis en jeu (propagation d’une onde de gravité, équilibre de corps solide, etc.)
suggère de privilégier la représentation des forces déterminantes que sont les forces liées aux
accélération (gravité, inertie).
Pour cela, il est nécessaire que la similitude adoptée laisse invariant le nombre de Froude :
F = V/√gD
Avec :
V : vitesse caractéristique (vitesse orbitale, célérité, etc.)
g : accélération de la pesanteur
Etude d’agitation et de stabilité du futur port de Tamanart (Skikda) : Recours à la modélisation physique et
numérique
67
ouvrages de protection contre l’action de la houle et des courants marins (Al Sid Chikh,
2011).
III.6.6. La simulation physique
Dans le domaine de la construction, la simulation physique est appliquée pour la résolution
des problèmes de type (Samat, 2007)
- Hydraulique des barrages : dimensionnement des évacuateurs de crue, ouvrages
annexes, ouvrages de vidange de fond, de dérivation….
- Hydraulique fluviale : stabilité des berges, impact d’ouvrages sur les lits des rivières…
- Hydraulique maritimes : optimisation d’aménagements portuaires, stabilité des
ouvrages de protection contre la houle et les courants.
On parle ainsi de similitude :
- géométrique quand les rapports ente dimensions linéaires du modèle et de la nature
sont constants.
- cinématique quand les composantes des vecteurs ‘vitesse’ du modèle et de la nature
sont identiques pour chaque particule du fluide et dans le temps.
- dynamique quand les rapports des forces vectorielles sont constants, ce qui est
généralement impossible sauf à l'échelle 1.
C'est là qu'intervient l'expérience du modélisateur qui identifie les forces prépondérantes, avec
deux d'entre elles dans la plupart des cas. Leur rapport adimensionnel par construction permet
de retrouver aisément les grands critères de similitude hydraulique (SGH, 1973) :
- le nombre de Froude : rapport des forces d'inertie et de gravité.
- le nombre de Reynolds : rapport des forces d'inertie et de viscosité.
- le nombre d'Euler : rapport des forces de pression et d'inertie utilisé pour le
cas des navires.
III.6.6.1. Loi de similitude
Il est à rappeler que les modèles réduits physiques doivent satisfaire à une similitude
géométrique, cinématique et dynamique.
En effet, le but de tels modèles est de reproduire la propagation de l’énergie de la houle et son
action sur des obstacles (ouvrages).
Le choix de similitude consiste à définir une relation de réduction géométrique et les échelles
de représentation des autres grandeurs, pour ce type d’essai, la nature des principaux
phénomènes mis en jeu (propagation d’une onde de gravité, équilibre de corps solide, etc.)
suggère de privilégier la représentation des forces déterminantes que sont les forces liées aux
accélération (gravité, inertie).
Pour cela, il est nécessaire que la similitude adoptée laisse invariant le nombre de Froude :
F = V/√gD
Avec :
V : vitesse caractéristique (vitesse orbitale, célérité, etc.)
g : accélération de la pesanteur