Analyse de la surface libre dans un canal par une méthode optique : application à l'impact des vagues sur une structure

par Huu Ha Nguyen

Thèse de doctorat en Mécanique des milieux fluides

Sous la direction de Jérôme Brossard.

Soutenue en 2008

à Le Havre .


  • Résumé

    Cette thèse a pour objectif d'analyser la surface libre dans un canal à houle par une mesure optique. Cette nouvelle technique de mesure consiste à utiliser une caméra pour enregistrer l’évolution spatio-temporelle de la surface libre dans un canal à parois vitrées où l'eau est traitée par fluorescence induite par laser (FIL). Le bon contraste eau-air obtenu sur les images acquises permet de déterminer, avec précision, la position de la surface libre. Chaque rangée de pixels peut fournir une évolution ponctuelle de la surface libre en fonction du temps comme un outil de mesure ponctuelle de la surface libre traditionnel, d'où l'obtention d’une très grande résolution spatiale. Cette mesure permet de mettre à l'épreuve la méthode de discrimination des différents modes propagatifs de la houle devant une structure réfléchissante en utilisant quatre sondes fixes de Lin et al. (2004). L'utilisation de cette méthode avec des mesures optiques met en évidence la pertinence de la méthode sur la séparation des modes fondamentaux et des difficultés rencontrées lors de son application pour l'obtention des modes harmoniques. Les mêmes conclusions sont tirées quand on effectue l'étude comparative entre la séparation des houles par quatre sondes fixes résistives et celle par deux sondes mobiles de Brossard et al. (2000). La forme de la surface libre obtenue par mesure optique permet, par ailleurs, de caractériser la déformation de la surface libre à proximité d'une structure marine réfléchissante en fonction de l'inclinaison de la paroi d'impact. A cet effet, plusieurs paramètres associés à la forme extrême de la surface libre sont analysés en fonction de l'orientation de la paroi.

  • Titre traduit

    Detection of wave free surface by an image processing : application to wave impacts on structure


  • Résumé

    This PhD study aims to analyze the free surface within a wave channel by using a new optical measurement. This process uses a video and a laser induced fluorescence to visualize the water movement within a wave channel equipped with glass walls. The good contrast between the water and the air obtained on the captured images allows to detect accurately the free surface. A pixel range can give one punctual evolution of the free surface like a traditional punctual measurement of the free surface (for example: resistive probe). So the space resolution of the free surface can be obtained with a very high resolution. This optical measurement opens an in-depth investigation on the decomposition of incident and reflected harmonic waves using four wave gauges proposed by Lin et al. (2004). On the one side, it confirms the good pertinence of this method with the fundamental waves. On the other side, some difficulties appear about the estimation of higher harmonic waves. The same conclusions are found by comparing the four fixed gauges method of Lin et al. (2004) with the moving probes method of Brossard et al. (2000). This new measurement method allows to characterize the different behaviours of the free surface nearby a sloping marine structure according to the structure inclinations. For this purpose, various parameters associated with the extreme forms of the free surface are analyzed in relation to the structure inclination.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (149 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 146-149

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  • Bibliothèque : Université du Havre. Service commun de la documentation. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : STH 877
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