Modélisation Multi-échelle Et Multi-physique de

**Description de l'offre**: L'unité de recherche DYNECO (Dynamique des écosystèmes côtiers) est une composante du département ODE "Océanographie et dynamique des écosystèmes". Son objectif principal est d'étudier la réponse des écosystèmes côtiers aux pressions anthropiques ou naturelles. DYNECO mène des activités scientifiques et d'expertise dans ce domaine. L'approche globale est soutenue par la compréhension et l'analyse des processus physiques et biogéochimiques et s'appuie sur des expérimentations, des observations in-situ et la modélisation. Au sein de l'unité DYNECO, le laboratoire Dynamique Hydro-Sédimentaire ([ Link removed ] ) étudie les processus hydrodynamiques et la dynamique des sédiments à différentes échelles spatiales (côtes, baies et estuaires français) et temporelles (de l'échelle tidale à l'échelle multi-décennale). Le laboratoire DHYSED étudie les processus sédimentaires, les flux sédimentaires et les changements morphodynamiques au sein des systèmes côtiers à travers i) des études expérimentales sur le comportement des sédiments / processus sédimentaires, en relation avec l'écosystème ; ii) des observations in-situ (en menant des campagnes de terrain orientées processus et en gérant des stations de mesure à long terme et à haute fréquence au sein du réseau COAST-HF) ; iii) le développement de stratégies de modélisation complémentaires, de l'échelle du grain à l'échelle du matériau sédimentaire, et en couplant des approches déterministes et d'apprentissage automatique. En particulier, DHYSED développe le modèle numérique de transport sédimentaire [ Link removed ], couplé à différents codes hydrodynamiques ([ Link removed ], SYMPHONIE, ROMS/[ Link removed ] ). **Résumé de la thèse** Les systèmes côtiers abritent des habitats mixtes sable/vase, qui soutiennent la biodiversité marine. Ces habitats sédimentaires sont fortement déterminés par la disponibilité des sédiments, le forçage physique des marées et les événements hydrologiques et météorologiques extrêmes. Ces forçages érodent et transportent les sédiments et contribuent ainsi à modifier dynamiquement le paysage côtier. Il est essentiel de comprendre et de simuler ces processus pour anticiper les trajectoires futures des systèmes côtiers en réponse au changement global. Les processus contrôlant la formation ou l'érosion d'un fond hétérométrique de sable/vase sont intrinsèquement liés aux propriétés physiques et géométriques de particules sédimentaires constitutives mais aussi à leurs modes de transport dictés par les types de forçages appliqués sur le fluide porteur. L'hétérogénéité des propriétés des particules sédimentaires constitutives en concentration, densité, taille ou modes d'interaction (frictionnel, cohésif...) en plus des propriétés du fluide porteur conduit à des comportements non triviaux. Ces hétérogénéités génèrent des structures au sein des lits sédimentaires par une ségrégation de classes de taille de particules bien identifiables, par exemple, l'alternance de couches de sable/vase. Les modèles actuels de modélisation du transport sédimentaire à l'échelle systémique (estuaire, mer côtière ou façades) reposent sur des approches empiriques ou semi-empiriques (approche sédimentaire) des processus d'échange entre la colonne d'eau et les sédiments, au mieux hérités de travaux expérimentaux, sinon basées sur des concepts idéalisés. La mécanique des processus d'érosion/dépôt des sédiments fins, sable/vase, à l'interface eau-sédiment est aujourd’hui identifiée comme un verrou majeur de la modélisation hydro-morpho-sédimentaire, tant dans la description expérimentale des processus que dans leur formalisation au sein des modèles numériques. Pour pallier ce manque de connaissances, une approche innovante basée sur les grains et le fluide porteur pour simuler les processus d'érosion/dépôt à l'interface eau-sédiment peut être utilisée. A petite échelle, la physique des milieux granulaires (approche par les grains) permet de proposer une solution pour rompre avec les concepts (semi-) empiriques des processus d'érosion/dépôt. L'approche par les grains inclut une base physique réaliste à l'échelle des particules constituant le matériau et dont les propriétés spécifiques/intrinsèques régissent les processus à l'interface eau-sédiment. Il s'agit typiquement d'un changement d'échelle original dans l'approche de la dynamique sédimentaire qui se concentre sur l'échelle des particules plutôt que sur l'échelle du matériau, une méthodologie transdisciplinaire, (c’est-à-dire, approche basée sur les sédiments et approche basée sur les grains). Depuis les années 2000, de nouvelles approches numériques appelées Simulation Numérique Directe (DNS : Direct Numerical Simulation) couplant des méthodes d'éléments discrets telles que la méthod