Recherche

Hydraulique Urbaine

Présentation

Le thème « Hydraulique Urbaine », impliqué notamment dans les activités de l'ENGEES et dans le réseau de laboratoires actifs dans le domaine de l'assainissement et du traitement des eaux usées, est mené par un ensemble de chercheurs, qui constitue un des leaders nationaux dans sa spécialité. Au cours du dernier quadriennal, ce groupe s’est notamment focalisé sur deux aspects : - propagation des inondations (débordement de rivière, écoulements en milieu urbain, écoulements dans des carrefours, …) - écoulements au niveau d’ouvrage d’assainissement (réseau d’eau unitaire, déversoir d’orage, …).

Objectif/Contexte

Dans le cadre des activités portant sur l’étude des inondations, le groupe a notamment considéré le système de Barré de Saint-Venant (1D et 2D) qui modélise l´écoulement de l´eau à surface libre et sa résolution numérique. Ce système d’équations différentielles aux dérivées partielles de type non linéaires et hyperboliques n´admet pas de solution analytique dans le cas général. Les activités de recherche ont ainsi porté sur : - un volet numérique avec le développement de méthodes numériques spécifiques ; - une forte partie expérimentale afin de mieux comprendre les phénomènes étudiés et de valider les méthodologies développées.

Activités

Ces travaux ont permis le développement d’un code de calcul utilisant la méthode des éléments finis discontinus de Galerkin (1D et 2D) pour la résolution des équations de Barré-Saint Venant en milieu urbain. Son caractère innovant a permis d’obtenir le financement d'une installation pilote de 25m² modélisant les inondations en ville. Cette activité s’inscrit donc dans une démarche d’amélioration continue des compétences acquises par la prise en compte simultanée de plus en plus de phénomènes physique, dans des configurations de plus en plus complexes. Les recherches menées sur les écoulements dans les ouvrages d’assainissement ont visé, quant à elles, au développement d’un outil de modélisation permettant la gestion en temps réel des réseaux d’assainissement à l’échelle de la ville.

Traitement des Eaux Usées et Rhéologie

Objectifs thématiques

Les activités du projet « Traitement des eaux usées et rhéologie » de l’équipe Mécanique des Fluides s’étendent des champs de connaissances fondamentales d’intérêts environnemental et industriel, à la recherche appliquée dans ces secteurs. D’une part la compréhension des mécanismes physico-chimiques et biologiques intervenant dans la dégradation des eaux résiduaires urbaines, industrielles et pluviales apporte une contribution à la résolution des problématiques d’assainissement. D’autre part, l’étude du comportement rhéologique et des écoulements des fluides complexes (polymères, mousses, émulsions, suspensions) participe à une meilleure prise en compte des effets des fluides non newtoniens en situation industrielle et en hydraulique urbaine. Le champ finalisé concerne la mise au point au niveau métrologique, d’outils d’aide à la conception, à la gestion et à la surveillance des procédés et réseaux d’assainissement de l’eau.

Projets de recherche

• Amélioration de la connaissance des processus impliqués dans la dégradation des effluents liquides aussi bien en cultures fixées qu’en cultures libres.

Traitement biologique - pilote de traitement biologique par boues activées ^{Texte en exposant}

• Etude des écoulements des suspensions de particules cohésives fortement chargées et des interactions entre la turbulence et le transport des particules.

Boucle hydraulique pour fluides chargés

• Etude des interactions entre l’hydrodynamique et les processus biologiques, physiques et chimiques au sein des procédés de traitement des eaux – Effet de la dynamique du comportement rhéologique des effluents : Application aux réacteurs biologiques.

Pilote de traitement biologique par infiltration percolation

• Développement de procédés innovants et performants (procédés biologiques à cultures fixées

ou libres, procédés physico-chimiques) pour le traitement de polluants émergents contenus dans les eaux résiduaires et pluviales

Zones humides artificiels à écoulement horizontal