23-10-2014

Prix de l'académie de marine

Hervé Grandjean a reçu le prix de l'académie de marine pour sa thèse sur la "Propagation d’une onde de choc dans un liquide aéré : modélisation et application aux rideaux de bulles" réalisée à l'ENSTA Bretagne au Laboratoire Brestois de Mécanique et des Systèmes (LBMS).

©DGA TECHNIQUES NAVALES - PHILIPPE BOYCE

Chaque année l'académie de marine remet un ou plusieurs prix de thèse. Celui-ci est destiné à récompenser l’auteur d’un doctorat en lien avec le domaine maritime quelle qu'en soit la discipline (historique, scientifique, économique, droit, sciences humaines… ).

Hervé Grandjean à obtenu le prix de thèse pour ses travaux sur les rideaux de bulles.

Sur le plan scientifique, la thèse d'Hervé Grandjean porte sur un dispositif sous-marin connu sous le nom de « rideau de bulles », qui consiste en un panache de bulles créé sous l'eau, et destiné  à atténuer les ondes sous-marines, qu'il s'agisse d'ondes acoustiques ou d'ondes de choc.

"Pour donner une image grossière, les rideaux de bulles sous l’eau jouent le même rôle qu'une vitre dans l'air, en réfléchissant une partie de l'énergie de l'onde qui arrive, et en ne laissant passer qu'une fraction de cette énergie. 

 Le système des rideaux de bulles est certes connu depuis la première moitié du 20è siècle. Cependant, les études qui leur ont été consacrées sont essentiellement dédiées au cas des ondes acoustiques (le contexte de la deuxième guerre mondiale, où la question de la détection acoustique des bâtiments militaires par des sonars était centrale, a largement oeuvré en ce sens). Le cas des ondes de choc a été nettement moins étudié, et il est pourtant d'actualité, eu égard aux nombreuses prospections de pétrole et de gaz qui sont opérées à l'aide de canons sismiques, ou à la réalisation d'ouvrages maritimes telles que les éoliennes offshore, générateurs de chocs intenses sous la mer, nuisibles pour l'écosystème.

Par ailleurs, toutes ces études, quand elles ne sont pas seulement empiriques, ignorent la dynamique individuelle des bulles lors du passage de l'onde, en abordant le problème des rideaux de bulles sous le seul angle des ruptures d'impédance. Or la dynamique de ces bulles, qui agissent comme autant de petits ressorts lors de passage de l'onde, est cruciale pour expliquer l'effet atténuateur du rideau. C'est un des apports majeurs de cette thèse que d'avoir modélisé finement, par des équations et des simulations numériques qui en découlent, la réponse du milieu diphasique liquide-bulles au passage de l'onde.

Il y est démontré que les bulles peuvent capter une part importante de l'énergie du choc en se comprimant, et que cette énergie sera ensuite dissipée sous l'effet de transferts thermiques, de frottements visqueux, voire de fragmentation des bulles. Une étude menée lors de cette thèse a par ailleurs permis de mettre en exergue les paramètres primordiaux du rideau qui pilotent sa capacité d'atténuation: la largeur et la porosité (c'est-à-dire la quantité de gaz dans l'eau) apparaissent notamment comme des paramètres à maximiser si l'on souhaite avoir un rideau des plus efficaces".

Cette thèse s'est inscrit dans le cadre du projet "RESIBAD" (Réduction des effets de souffle en immersion par barrière diphasique), labellisé par le pôle Mer Bretagne Atlantique, en partenariat avec In Vivo Environnement, Piezotech, Trafordyn, Armor Travaux maritime ainsi que les centre de recherche LBMS/ENSTA Bretagne (EA 4325) et Arts et Métiers ParisTech (LALP : Laboratoire pour l'Application des Lasers de Puissance).

 

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