> Le poste

L'objectif du stage est de définir un exercice rigoureux d'inter-comparaison de modélèes d'écoulements en couche mince pour la simulation d'avalanches de blocs. Ces modèles résolvent les équations de conservation de la masse et du moment intégrées sur l'épaisseur de l'écoulement. Ils simulent ainsi l'évolution de l'épaisseur et de la vitesse moyennée sur l'épaisseur des écoulements gravitaire.

Malgré leur relative simplicité par rapport à des modèles simulant la dynamique de chaque particule solide ou de chaque volume élémentaire de matériaux, il est en pratique complexe de décrire finement l'interaction de l'écoulement avec des topographies complexes.

Par ailleurs, de nombreuses rhéologies différentes existent pour traduire la physique de l'écoulement (interaction au sein de l'écoulement, et contrainte appliquée à la base de l'écoulement par la topographie). Ainsi, les équations résolues dans les modèles d'écoulement en couche mince sont rarement identiques. Plusieurs études ont déjà comparé la capacité de différents modèles à reproduire une avalanche de blocs historique en calibrant les paramètres.

Toutefois, les études comaprant les modèles avec des conditions initales et des paramètres rhéologiques identiques sont rares.

L'objectif du stage est de construire un exercice standardisé de comparaison de modèles. Au mois deux modèles seront testés : SHALTOP (utilisé à l'IPGP et au BRGM pour des applications de recherche et d'études d'aléa) et r.avaflow.

Vous prendrez en main ces modèles et définirez plusieurs cas tests sur des topographies synthétiques (écoulement 1D et 2D sur des plans, dans un chennal droit et dans un chennal courbé) et réelles (avalanche de blocs de Saint Paul de Varces, en Isère, en 2008). Vous vous utiliserez un package python pré-existant, et le développerez, pour traiter et comparer les résultats des simulations (distance de parcours, emprise des dépôts, vitesses et épaisseurs maximales, ...).

Vous analyserez dans chaque cas l'influence de la résolution des grilles de simulation, ainsi que les temps de calcul de chaque code. Le développement du package python devra permettre d'inclure à l'avenir de nouveaux codes de simulation et de nouveaux cas tests.