Simulation du ruissellement d'eau de pluie sur des surfaces agricoles. (Rain water overland flow on agricultural fields simulation)

L’objectif de ce travail est le developpement d’un modele et d’une methode numerique adaptes a la simulation duruissellement d’eau de pluie sur des surfaces agricoles. Pour cela, nous utilisons un systeme d’equations aux deriveespartielles pour les eaux peu profondes : le systeme de Saint Venant. La pluie et l’infiltration y sont pris en compte parl’ajout de termes source et le couplage avec un modele d’infiltration. Le systeme etant hyperbolique et conservatifnous choisissons d’utiliser un schema aux volumes finis avec reconstruction hydrostatique. Avec cette reconstructionnous obtenons un schema permettant de traiter les equilibres stationnaires et les interfaces sec/mouille dues auxevenements pluvieux. Tout d’abord, nous effectuons une comparaison systematique de differents flux numeriques,de differentes reconstructions d’ordre deux (MUSCL et ENO modifiees) et de differentes methodes de traitementdes frottements sur des solutions analytiques unidimensionnelles. Ces comparaisons nous permettent de choisirune methode numerique adaptee a la simulation du ruissellement qui en outre capture les phenomenes de typeroll-waves. Ensuite nous nous interessons au traitement de la pluie et de l’infiltration a l’aide du modele de Green-Ampt. Cette methode generalisee en dimension deux est validee sur des resultats experimentaux obtenus a l’INRAd’Orleans et a l’IRD. La methode numerique choisie et validee a ete implementee dans FullSWOF_2D un logiciellibre ecrit en C++ pour la simulation de ruissellement d’eau de pluie sur des surfaces agricoles.