- Research,
Accreditation to supervise research: Guillaume Ducrozet
Guillaume Ducrozet, Lecturer at Centrale Nantes in the LHEEA, will present his defense for his accreditation to supervise research (HDR) on Monday 28 September 2020.
On September 28, 2020 from 13:00 To 16:00
"Contribution à la modélisation numérique et à l’analyse physique des états de mer non-linéaires".
Contribution to numerical modelling and physical analysis of non-linear sea states
"Ce mémoire de HDR résume mes activités de recherche réalisées durant ma thèse et par la suite de ma carrière, menée principalement au Laboratoire d’Hydrodynamique d’Énergétique et Environnement Atmosphérique (LHEEA, ex. Laboratoire de Mécanique des Fluides - LMF) de l’École Centrale de Nantes (UMR CNRS 6598), notamment en qualité de Maître de Conférences. Dans le contexte général de l’hydrodynamique à surface libre, appliquée au génie océanique, ma thématique de recherche principale concerne les ondes de gravité. Cette thématique est portée majoritairement par le développement d’outils numériques en vue de la modélisation fine des états de mer. L’effet prépondérant joué par les non-linéarités a été au coeur de ma démarche, associant de la théorie physique, des modèles numériques avancés et des expériences en bassin.J’aborderai tout d’abord la modélisation numérique des états de mer. L’enjeu est de simuler leur propagation précisément et efficacement. Le formalisme potentiel non-linéaire est privilégié dans cette configuration et les méthodes pseudo-spectrales, telle la méthode High-Order Spectral (HOS), se révèlent être les plus efficaces à précision donnée. J’insisterai sur les méthodes développées et les propriétés numériques résultantes. L’extension des capacités du modèle originel sera ensuite développée, tant du point de vue de la configuration géométrique (bassin de houle, bathymétrie variable) que des phénomènes physiques additionnels (vent, courant, déferlement).
Ensuite, un chapitre sera consacré aux applications directes de la modélisation de houle à des problématiques du génie océanique. La thématique de la prédiction de houle ainsi que celle des interactions houle-structure seront présentées. Ce dernier point est une activité centrale au LHEEA, qui a adopté une stratégie reposant sur le développement de méthodes numériques adaptées finement à la problématique d’intérêt. Les exigences numériques et les phénomènes physiques prépondérants peuvent être très différents entre, par exemple, l’étude de la propagation d’un champ de vagues au milieu de l’océan et l’étude du phénomène de green-water sur le pont d’un bateau. Ainsi, plutôt que d’utiliser une approche monolithique avec un code de calcul résolvant tous types de problèmes, des stratégies de couplage entre différents modèles ont été mises en place.
Enfin, un dernier chapitre décrira les activités de recherche que j’ai développées en ce qui concerne l’analyse physique des états de mer non-linéaires. Lors des divers développements autour de l’approche HOS, une complémentarité forte est apparue entre la compréhension fine de la physique et la méthode numérique à mettre en oeuvre ainsi que les validations adéquates à mettre en place. L’objectif initial assez appliqué de modélisation déterministe des états de mer pour les interactions houle-structure m’a conduit à étudier la formation des vagues extrêmes (les fameuses vagues scélérates) et leur physique sous-jacente pour m’amener jusqu’à l’étude théorique de solutions analytiques aux équations Non-Linéaire de Schrödinger (NLS). En ce sens, une des caractéristiques de mon travail a été de faire le lien entre recherche fondamentale et recherche technologique. D’un côté les connaissances physiques et théoriques apportent un éclairage particulier sur les modèles et les pistes d’améliorations de ceux-ci. De l’autre côté, la mise en oeuvre de ces approches numériques en complément d’études expérimentales théoriques apportent un supplément d’informations très utile à l’analyse physique.
Le travail que je présente comprend les recherches que j’ai menées en propre mais également celles conduites au travers de collaborations diverses et d’encadrements d’étudiants (en Master et en Doctorat) et de post-doctorants. Il est donc essentiel d’indiquer qu’une partie importante de ces travaux est le fruit d’un travail d’équipe mené au sein du LHEEA et que je suis en ce sens une pierre à l’édifice construit par les membres de cette entité depuis de nombreuses années."
Panel of Examiners
- Fabrice Ardhuin - Senior Researcher CNRS - IFREMER, Brest; Reviewer
- Stéphan Grilli - Professor - University of Rhode Island (USA); Reviewer
- Olivier Kimmoun - Lecturer (HDR) - Ecole Centrale Marseille; Reviewer
- Harry Bingham - Professor - Technical University of Denmark
- Anne Philippe - Professor - University of Nantes
- Stéphane Randoux - Professor - University of Lille 1
- Pierre Ferrant - Professor - Ecole Centrale de Nantes; HDR Supervisor
