Offres de thèses
Contribution au développement d’une méthode de mesure optique résolue en temps pour l’étude du transport sédimentaire
Que ce soit du point de vue Européen ou plus récemment dans le cadre des Nations Unies, une priorité est d'assurer la disponibilité et la gestion durable de l'eau et de l'assainissement. Une gestion optimale des eaux de surface passe par l’évaluation de la charge de matières en suspension (MES) présents dans les écoulements urbains et naturels. Une mesure en temps réel de la concentration en MES, potentiellement polluantes, est obtenue par l’intermédiaire de la turbidité optique, technique de mesure massivement déployée sur le terrain.
Des publications récentes [Rymszewicz 2017, Voichik 2017] ainsi que nos propres travaux se basant sur des mesures optiques et acoustiques conjointes [Pallarès 2017], révèlent des incohérences dans les données optiques. Dans des situations exceptionnelles comme des périodes pluvieuses en assainissement ou encore des crues en rivière, les données de turbidité optique sont fausses et peuvent conduire à une sous-estimation massive de la concentration des matières en suspension. Cette mauvaise interprétation peut avoir de lourdes conséquences sur le traitement et la gestion des eaux. Dans le cadre de l’assainissement, seuls nos travaux, basés sur l’étude du signal acoustique rétrodiffusé par le milieu, mettent en doute les mesures de turbidité optique.
Avec le soutien de la SATT-Conectus, notre équipe est actuellement engagée dans la maturation d’une nouvelle technique de mesure en temps réel des concentrations en MES, fiable même en situation exceptionnelle et peu onéreuse destinée aux gestionnaires d’hydro-systèmes. Par conséquent, le but visé par cette thèse est l’élaboration d’une nouvelle approche instrumentale basée sur l’exploitation des signaux optiques obtenus par une méthode de mesure ultrarapide résolue en temps dans le domaine de la nanoseconde. Cette technologie permet également la mesure de la vélocité d’un fluide. La finalité de ces travaux est la livraison d’un prototype d’une instrumentation innovante capable de proposer des estimations de turbidité et/ou de concentrations conjointement à des mesures de vélocité. A l’heure actuelle, il n’existe aucun instrument commercial de ce type. Outre l’acquisition de données expérimentales, cette thèse focalisera sur l’analyse des données optiques et de leur inversion afin de proposer des modèles simples reliant le signal aux concentrations des particules en suspension, qui, combinées à la mesure de vélocité du fluide porteur permettra de remonter aux flux de particules dans l’écoulement.
Ces travaux seront effectués en étroite collaboration entre les équipes MécaFlu et SMH du Laboratoire ICube à Strasbourg. L’équipe MécaFlu maîtrise le développement instrumental et dispose de l’expertise de traitement et d’interprétation des signaux, l’équipe SMH maîtrise l’approche optique résolue en temps ultrarapide à faible coût dérivée de ses recherches sur l’imagerie médicale par voie optique.
Contact : A. Pallarès anne.pallares@unistra.fr
Modélisation effective d'écoulements complexes dans les réseaux maillés : cas des inondations urbaines
Financement de thèse non attribué. Le sujet (avec des modifications mineures) sera reproposé pour la campagne 2019.
Pilote d'étude des inondations urbaines au sein du laboratoire Icube
Détail de l'écoulement dans un carrefour du pilote inondation Icube
Exemple de simulation de l'écoulement dans l'ensemble du pilote inondation Icube
Exemple de simulation 3D de l'écoulement dans un carrefour
Les inondations, notamment dans le contexte actuel du changement climatique, représentent le premier risque naturel. L'amélioration des méthodes de prévision des inondations assorties d'incertitudes, notamment en zone urbaine, est une priorité pour l'aide à la décision en matière d’aménagement du territoire et de protection des biens et des personnes.
Ainsi, cette thèse cherche à proposer des modèles physiques parcimonieux et fiables, tout en conservant des coûts de calcul réalistes, pour prédire les écoulements assortis de leurs incertitudes sur des plaines d’inondations complexes – incluant des écoulements maillés et / ou des zones urbanisées.
Sujet de thèse détaillé : File:2018_PhD_inundation_ED.pdf
Contact : P. Finaud-Guyot pascal.finaudguyot@engees.unistra.fr