Modélisation numérique des avalanches aérosols

L'avalanche de neige poudreuse est consideree comme l'ecoulement d'un fluide lourd, compose de particules et d'air, sous l'effet de la gravite. Les equations regissant cet ecoulement sont issues des lois de conservation en mecanique des fluides. L'ecoulement des avalanches aerosols est caracterise par une forte turbulente qui necessite l'utilisation d'un modele de fermeture. Dans cet article les auteurs ont choisi un modele de fermeture qui permet, moyennant l'hypothese de Boussinesq, d'ecrire la viscosite turbulente en fonction de l'energie turbulente et d'une longueur de melange. Le coefficient de diffusion de la quantite de mouvement et le coefficient de diffusion de la concentration massique sont supposes egaux. Le domaine d'ecoulement est ensuite maille horizontalement grâce a l'utilisation d'un maillage type elements finis. Les equations ecrites sous leur forme conservative sont integrees sur chaque maille. Le schema numerique global est du premier ordre en temps et du second ordre en espace. Pour completer l'elaboration de cette modelisation, un modele d'erosion/depot a ete mis au point. Le modele ainsi construit est valide par des mesures de bouffees de densite (melange d'eau et de particules solides) realisees en canal noye. Le modele reproduit bien la hauteur et la vitesse de deplacement des bouffees tant que l'ecoulement est turbulent. Quand le nombre de Reynolds de l'ecoulement diminue (R c <400), les resultats donnes par le modele s'ecartent des observations experimentales. En plus des parametres pour lesquels on dispose de mesures, le modele numerique permet d'acceder a une distribution plus fine de la vitesse, de la pression, de la concentration et des grandeurs turbulentes qui sont des parametres qui n'ont pas pu etre mesures experimentalement.