Canal redresseur de vagues

par Rémi Carmigniani

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Damien Violeau.

Le président du jury était Vincent Rey.

Le jury était composé de Damien Violeau, David Le Touzé, Gaële Perret.

Les rapporteurs étaient Dick K.-P. Yue, Denys Dutykh.


  • Résumé

    Comment générer des courants à partir des vagues ? En s'inspirant de la nature et particulièrement des pompes à impédance, deux systèmes permettant de pomper avec des vagues sont étudiés : la pompe à résonance et les vagues au dessus d'une plaque submergée. Dans cette étude, l'origine de l'écoulement est reliée au terme de transport de masse des vagues dans la couche de surface. Il correspond à la quantité de masse déplacée par les vagues entre la crête et le creux au cours d'une période. Ce terme peut-être amplifié par des changements de bathymétrie et par résonance. Cela permet de créer des zones d'aspiration et donc de générer un courant. Le problème est modélisé par une simple description linéaire potentielle. Un modèle avec dissipation est aussi présenté afin de prendre en compte les effets de dissipation dus au déferlement et au frottement visqueux. Le modèle est comparé à des expériences et des simulations. Il permet de prédire les fréquences intéressantes et la dynamique globale. Ceci permet de comprendre l'origine d'un phénomène de pompage par vague, mais aussi de dimensionner le système à partir d'une théorie simple

  • Titre traduit

    Ocean Wave Rectifier water canal


  • Résumé

    How to generate currents from water waves? Inspired by nature original way of pumping in the embryonic heart, two wave pumps are studied in the present thesis: the resonance wave pump directly inspired by the Liebau's pump and the waves above a submerged plate pump. The origin of the observed circulation is linked to the wave mass transport term: it corresponds to the amount of mass advected by the waves in the surface layer. The latter is the domain between the crest and the trough of the waves and is a part of the flow that is not always submerged. It is possible to amplify this surface term by resonance and by varying the bathymetry. The latter enables to generate local suction toward the surface layer and leads to mean circulation. The problem is described using a simple potential theory and a dissipative model is proposed to take into account wave dissipation due to friction and wave breaking. The simplified model is compared to experiments and simulations in both cases. It provides a simple framework to predict the pumps behavior: the interesting frequency range and the strength of the flow. It is also a tool for the design of real life applications


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