Post-doctorat - Apport du code 3D DualSPHysics à l'étude des effondrements sous-marins

Sciences du climat et de l'environnement Post-doctorat - Apport du code 3D DualSPHysics à l'étude des effondrements sous-marins - H/F De nombreux tsunamis historiques ont été générés ou accentués par des effondrements de terrain, impactant plusieurs kilomètres de côtes proches sous-marins (Nice, 1979; Mer Ligure, 1887; Papouasie, 1998 ; Java, 2012; Polynésie 1979). L’enjeu est ici de simuler numériquement des tsunamis d’origine gravitaire potentiels et d’estimer les hauteurs d’inondation. Jusqu’à présent, le code 2D Avalanche du CEA intégrant les équations de Navier-Stokes sur la verticale pour simuler l’interaction de deux fluides était utilisé. Afin d’affiner la modélisation de la phase d’initiation, le CEA teste depuis peu OpenFoam 3D qui simule les écoulements multiphasiques en résolvant les équations de Navier-Stokes 3D incompressible (code en volumes finis [VOF]). Il existe néanmoins un risque qu’OpenFoam ne soit pas adapté à certains contextes d’étude. Une comparaison avec le code 3D Smoothed-Particle Hydrodynamics [SPH] DualSPHysics théoriquement en capacité de traiter ces configurations serait profitable. L’objet du postdoctorat est de simuler les tsunamis générés par des avalanches sous-marines de débris au moyen du code 3D d’hydrodynamique open source DualSPHysics. L’encadrement s’appuiera sur la communauté active des développeurs du code (Université de Manchester notamment). L’objectif du postdoctorat est de définir un protocole de modélisation et d’améliorer la modélisation du glissement en considérant un effondrement sous forme de particules et son interpénétration avec l’eau. Les résultats seront comparés avec ceux du code VOF OpenFoam et du code 2D Avalanche au regard d’applications souhaitées. Il s’agira d’abord de définir le maillage “SPH” le plus pertinent pour épouser la bathymétrie et modéliser le volume du glissement dans un domaine donné. La seconde étape sera de définir et développer un modèle rhéologique adapté au type de glissement. Enfin, le couplage entre DualSPHysics et le code tsunami 2D Taitoko du CEA sera développé, de façon à propager le tsunami sur de longues distances et simuler le déferlement sur des côtes lointaines, puis alimenter la comparaison DualSPHysics vs OpenFoam. On vise à terme de pouvoir complexifier la source gravitaire, en illustrant comment la rhéologie des sédiments dans la phase post-rupture des effondrements sous-marins pourrait avoir un impact sur la déformation initiale de la surface de l’eau, ceci afin d’en évaluer la sensibilité sur le nouveau modèle numérique de propagation et effets hydrauliques qui en découlent. La comparaison DualSPHysics/OpenFoam sera réalisée dans un premier temps sur différents benchmarks. La simulation de scénarios sur le flanc nord de l’atoll de Mururoa avec analyse des effets hydrauliques en champ proche et lointain sera ensuite effectuée. La région très instrumentée de l’aéroport de Nice servira aussi de cas d’étude, en collaboration avec Ifremer. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Travail sous Linux, programmation, mécanique des fluides, notions de géophysique marine Méthodes SPH Post-doctorat