L'étude numérique de l'action du vent sur les structures (Computational Wind Engineering, en anglais) est une discipline à part entière dont le but est de représenter numériquement le vent à l'aide de techniques issues de la dynamique des fluides numérique (Computationnal Fluid Dynamics, en anglais). Mes premiers travaux dans ce domaine ont porté sur la modélisation numérique du vent à l'aide de modèles de turbulence du premier ordre. Ils ont permis de caractériser les efforts aérodynamiques induits par une rafale de vent sur des structures élancées, de type tabliers de pont, et de mettre en évidence de nombreux phénomènes physiques (échappement tourbillonnaire, décollement de couche limite). Ces travaux ont ensuite évolués vers la modélisation de signaux synthétiques représentatifs du vent sur un site donné. En effet, la modélisation de la source d'excitation d'une structure, soumise aux effets du vent, nécessite la génération numérique de signaux temporels localement représentatifs du phénomène. Pour cela, des algorithmes capables de générer simultanément, en plusieurs points de l'espace, des signaux corrélés, ayant des caractéristiques statistiques identiques aux signaux mesurés expérimentalement, ont été développés.

En simulation numérique, malgré les progrès des outils informatiques, les temps de calcul restent très longs, ce qui rend difficile l'utilisation de certaines méthodes d'optimisation. L'idée couramment utilisée consiste à remplacer les réponses des codes de calcul par des modèles simplifiés appelés méta-modèles (ou “surrogate models” en anglais). Ces derniers sont représentés par des surfaces de réponse. La construction de ces surfaces, à partir de “plans d'expériences numériques” fait actuellement l'objet d'études au sein du LMEE.

Au sein de l'équipe de Mécanique des Fluides et Environnement du LMEE, nous étudions le transport de polluants passifs dans des situations de vents faibles. Ces conditions sont celles qui conduisent à des séquences de pollutions intenses, circonscrites à des domaines spatiaux réduits. Nos travaux consistent à analyser, modifier et/ou proposer des modèles de transport et de diffusion applicables à la prévision de l'exposition des personnes à un polluant. Nos principaux résultats portent sur :

• Le développement de méthodes d'identification et de reconstruction du vent local (mesuré à l'aide d'un anémomètre sonique) à partir de données régionales.
• La validation, l'amélioration de modèles analytiques et semi-analytiques pour le transport de polluants passifs par vents faibles.
• La conception d’outils d'analyse basés sur les ondelettes.
• La simulation numérique d'écoulement atmosphériques à l'aide de codes CFD.
• L'identification de sources d’émission à l'aide de modèles inverses.