Modélisation numérique des écoulements en canaux ouverts et autour d’obstacles par application de la méthode de Boltzmann sur réseau

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Ibrahim EL GHAZALI, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : « Modélisation numérique des écoulements en canaux ouverts et autour d’obstacles par application de la méthode de Boltzmann sur réseau».

La soutenance publique aura lieu le Lundi 20 juillet 2026 à 10h00, à la Faculté Polydisciplinaire de Khouribga, devant le jury composé de :

• Monsieur Abdellatif  HASNAOUI : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Président;

• Madame Ilham  KIRROU : Maitre de Conférences Habilité, Faculté des Sciences Ben M’sik, Université Hassan II, Casablanca, Rapporteure;

• Monsieur Jamal  BALITI : Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal,  Rapporteur;

• Monsieur Ahmed  FATHI : Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane,  Khouribga, Rapporteur;

• Monsieur  Khalid  SBIAAI : Professeur, Ecole Nationale des Sciences Appliqués, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal,  Examinateur;

• Monsieur  Abdessamad  HASSANI : Maitre de Conférences Habilité, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Examinateur;

• Monsieur Moulay Mustapha  CHARAFI : Professeur, Faculté Polydisciplinaire, Université Sultan Moulay Slimane, Khouribga, Directeur de thèse;

Résumé:

Résumé Cette thèse s’appuie sur deux cadres de modélisation basés sur la méthode de Boltzmann sur réseau (LBM). Le premier concerne les écoulements en eaux peu profondes, étudiés avec le modèle LABSWE. La seconde porte sur l’écoulement autour d’un obstacle polygonal confiné dans un canal bidimensionnel, comparé à une géométrie circulaire. Dans le cadre des eaux peu profondes, ce travail analyse la transition des régimes d’écoulement en canal rectiligne ouvert. Les simulations avec le modèle LABSWE montrent qu’une transition vers la turbulence apparaît avec la diminution du temps de relaxation, l’augmentation de la largeur du canal et l’application de forces externes, ce qui confirme la capacité du modèle à reproduire ces changements de régime à partir d’indicateurs simples. Ce volet est complété par l’étude d’un canal soumis à un forçage ondulatoire sinusoïdal. Les résultats indiquent que les canaux étroits renforcent les gradients et les contraintes de cisaillement près des parois, avec un risque accru d’érosion localisée, tandis qu’un canal plus large tend à augmenter la vitesse au centre et à réduire le cisaillement. Enfin, l’augmentation de l’amplitude de l’onde n’entraîne pas nécessairement une hausse de la vitesse centrale, car l’énergie supplémentaire se concentre surtout près des parois et intensifie le cisaillement, ce qui peut accentuer les processus potentiellement érosifs. Dans le second cadre, l’objectif est d’analyser l’écoulement autour d’un cylindre à section dodécagonale, en le comparant à un cylindre circulaire, afin de déterminer dans quels régimes et pour quels objectifs chaque géométrie est la plus avantageuse. En régime stationnaire, la section dodécagonale est à privilégier pour une exploitation plus économe en énergie. En régime instationnaire, elle devient intéressante lorsque l’on recherche un forçage périodique plus marqué, tandis que la section circulaire reste préférable si l’objectif est de minimiser la traînée moyenne et l’amplitude des efforts.

Mots clés: Méthode de Boltzmann sur réseau ; LABSWE ; écoulements en eaux peu profondes ; canal ouvert ; transition de régime ; forçage ondulatoire ; érosion ; transport sédimentaire ; obstacle polygonal ; cylindre dodécagonal ; cylindre circulaire ; détachement tourbillonnaire ; coefficients aérodynamiques ; nombre de Strouhal.