Développement de l’affouillement autour d’un pieu soumis à des houles irrégulières et à des courants directionnels

L’affouillement local autour de pieux verticaux et de piles de pont constitue un problème de longue date en hydrodynamique et en génie côtier, car il affecte directement la stabilité structurelle, la sécurité et la durée de vie des infrastructures marines et fluviales. Les structures fondées sur pieux sont omniprésentes dans les environnements côtiers et offshore, notamment les fondations de ponts, les monopieux d’éoliennes offshore, les structures jacket, les dispositifs de conversion de l’énergie de la houle, les jetées et les installations portuaires. L’exposition des fondations due à l’affouillement reste l’une des principales causes de dégradation et de défaillance des ouvrages à l’échelle mondiale, avec des conséquences économiques et environnementales significatives (Feng et al., 2025). Au cours des dernières décennies, d’importants travaux expérimentaux, théoriques et numériques ont permis de mieux comprendre les mécanismes d’affouillement sous courants stationnaires et houles régulières (monochromatiques). Cependant, les environnements marins naturels diffèrent fondamentalement de ces conditions idéalisées. Les houles océaniques sont intrinsèquement irrégulières. Par ailleurs, des courants directionnels tels que les courants de marée coexistent fréquemment avec la houle et modifient fortement l’hydrodynamique proche du fond. Le développement rapide des énergies marines renouvelables dans des zones côtières énergétiques, notamment dans le cadre du changement climatique, renforcent encore la nécessité d’une compréhension robuste des processus physiques d’affouillement sous des conditions de forçages réalistes. La thèse proposée permettra d’améliorer nos connaissances sur ces processus pilotant l’affouillement au voisinage d’un pieu soumis à des houles irrégulières, avec et sans courants directionnels. Les approches seront basées d’une part sur la modélisation physique en canal associée à l’instrumentation de pointe disponible au laboratoire (profileur acoustique pour la mesure des profils de vitesse, sonde de bathymétrie, granulomètre laser,... ; Daich et al. 2026, Vah et al., 2022), et d’autre part sur la modélisation numérique via l’utilisation de plateformes open-source telles que OpenFOAM et/ou REEF3D, plateformes particulièrement adaptées à la simulation des écoulements à surface libre, de l’interaction houles–courant et du transport sédimentaire dans des géométries complexes (Dutta et al., 2024).

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse permettront d’obtenir des résultats novateurs au niveau national et international, résultats qui pourront être valorisés lors de présentations dans des congrès nationaux et internationaux, ainsi que dans des journaux internationaux. Ces travaux s’insèrent parfaitement dans les thématiques de recherche de l’axe Génie-civil, Composites, Environnement littoral (GCE) du laboratoire LOMC, UMR 6294 CNRS.

Références

Daïch E., Vah M., Khoury A., Jarno A., Marin F. (2026). A new approach for sediment motion threshold detection in bimodal mixtures. Earth Surface Processes and Landforms, 51(3), e70267, DOI: 10.1002/esp.70267.

Dutta, D., Afzal, M. S. (2024). Scour around twin-piles under combined wave–current flows. Coastal Engineering, 189, 104477.

Feng, X., Zheng, J., Liu, Y.,  Bao, Y. (2025). Scour assessment for offshore wind turbines : a state-of-the-art review. Journal of Civil Structural Health Monitoring, 1-23.

Vah, M., Khoury A., Jarno A., & Marin, F. (2022). A visual method for threshold detection of sediment motion in a flume experiment without human interference. Earth Surface Processes and Landforms, 1-12, DOI: 10.1002/esp.5346.

Le Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC), UMR 6294 CNRS, Université Le Havre Normandie, compte une centaine de personnes, dont la moitié environ de membres permanents. Le LOMC a trois axes de recherche: Instabilités, réactivité, énergie, hydrodynamique marine; Acoustique des matériaux et des structures ; Génie Civil, Composites, Environnement littoral (GCE). La thèse proposée s'inscrit dans ce troisième axe GCE dont un volet est dédié à la thématique dynamique sédimentaire. Le laboratoire dispose de canaux à houle et/ou à courant, d’une instrumentation associée de pointe (ADCP, LDV, PIV,…), ainsi que des équipements et outils performants pour la modélisation numérique. Le laboratoire peut également disposer des ressources du Centre Régional Informatique et d'Applications Numériques de Normandie (CRIANN).

- Titulaire d'un Master ou équivalent (diplôme d'ingénieur) Sciences de l'Ingénieur ou Hydrodynamique ou Génie Côtier ou Mécanique des Fluides ou Ingénierie du littoral

- Connaissances en Matlab ou Python

- Motivé par les approches expérimentales et numériques