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Damien Pham Van Bang

Recherche étudiant·es ou stagiaires

Expertises

Hydrodynamique et transport sédimentaire

Centre Eau Terre Environnement

490, rue de la Couronne
Québec (Québec)  G1K 9A9
CANADA

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Intérêts de recherche

L’érosion des sédiments est un phénomène naturel. Les écoulements d’eaux superficielles (rivière ou mer) remodèlent sans cesse les paysages en déposant ou en érodant les sédiments. Les zones à forte dynamique sont généralement problématiques : la forte sédimentation dans les retenues de barrage diminue leur potentiel hydroélectrique, la forte érosion des plages remet en question la durabilité des aménagements littoraux. Ces problèmes risquent d’être accrus par les effets des changements climatiques. Les travaux de recherches menés par le professeur Pham Van Bang en hydraulique et en transport sédimentaire visent à mieux comprendre les processus sédimentaires afin d’appréhender les tendances actuelles et futures dans l’évolution des paysages comprenant des eaux de surface. Les travaux en cours portent sur une meilleure connaissance des processus d’érosion à proximité d’aménagements côtiers et des lois physiques de transport de sédiments cohésifs.

Les travaux s’appuient actuellement sur une approche de modélisation expérimentale (grand canal à vagues, courants et marées du Laboratoire hydraulique environnemental, petit canal hydraulique du Lab CT scan) et numérique (logiciels de CFD – Computational Fluid Dynamic). Ils s’élargiront très prochainement par une approche d’observation de terrain.

 

Futurs étudiants

J’invite les étudiant(e)s intéressé(e)s par mes recherches et désireux de poursuivre des études de 2e et 3e cycles à me contacter. Vous pouvez aussi consulter le répertoire des offres de projets de maîtrise et de doctorat à l’INRS.

Projet de doctorat avec l’Université d’Aix-Marseille sur le thème Étude expérimentale pour le renforcement des dunes végétalisées pour la protection des côtes.

Son équipe

Abdelkader Hammouti

Associé de recherche

Sara Abair

Doctorat

Xavier Faucher

Doctorat

Mario Roberto Hurtado Herrera

Doctorat

Laurence Marois

Maîtrise

Formation universitaire

  • Diplôme d’ingénieur civil, École nationale des travaux publics de l’État (Lyon 1, France)
  • M.Sc. Génie civil, Université Claude Bernard (Lyon 1, France)
  • Ph.D. Génie civil et côtier, Université Claude Bernard (Lyon 1, France)

 

Biographie

Avant de se joindre à l’INRS, le professeur Damien Pham Van Bang dirigeait le Laboratoire Risques Hydrauliques et Environnement (LRHE), une composante du CEREMA (Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement) au Laboratoire Hydraulique Saint-Venant (LHSV) en France où il a également travaillé de nombreuses années comme chercheur. Il a également été ingénieur au CETMEF (Centre d’études techniques maritimes et fluviales) du ministère de l’Environnement, du Développement durable et de l’Énergie en France.

Projets de recherche récents

 

Effets indirects des activités Maritimo-Portuaire : Hydrodynamique Appliquée au transport Sédimentaire et à l’Environnement – EMPHASE (2020-2023)

Tout passage de bateaux s’accompagne de modifications hydrodynamiques, car il induit des courants (courant de retour, jet d’hélice) ou des ondes (vagues de proue, primaires et secondaires) susceptibles de nuire à la faune ou à leur habitat. Afin de garantir une profondeur d’eau navigable, les chenaux d’accès sont dragués et les sédiments rejetés en pleine mer. L’objectif du projet est de doter les instances décisionnelles d’un outil performant et facile d’utilisation permettant de concilier l’usage Navigation avec les enjeux de développement durable. Il est composé d’un volet sur l’analyse des effets et des perceptions des navigations (plaisance et commercial) sur les érosions de berges et d’un volet sur la modélisation 3D innovant d’opération de maintenance des chenaux de navigation. La méthodologie s’appuie sur des travaux de terrains, des essais de laboratoire et des simulations numériques. Le projet découle d’une collaboration franco-québécoise qui regroupe des chercheurs des deux pays. Le professeur Damien Pham Van Bang agit à titre de coordonnateur Québec.

Financement : Fonds de recherche du Québec (FRQ, partenaires québécois) – Agence nationale de la recherche (ANR, partenaires français)

 

Simulations Numériques Appliquées à la Physique SÉdimentaire – SINAPSE (2018-2020)

La proposition SINAPSE a pour objectif principal de mieux comprendre les verrous technico-scientifiques qui empêchent l’émergence d’outils opérationnels pour la prédiction du transport sédimentaire et des évolutions morphodynamiques. Les processus physiques à l’origine du transport sédimentaire (charriage, suspension, érosion, sédimentation) sont très complexes et très variés : la turbulence de la phase fluide en interaction avec des grains solides au repos ou en mouvement, l’écoulement granulaire générant un entrainement de la phase fluide, la pression interstitielle expliquant les phénomènes de liquéfaction ou de fluidisation…Des modèles de recherche (open source) sont actuellement disponibles pour traiter ces écoulements diphasiques soit par une approche continue Euler/Euler (EE) soit par une approche Euler/Lagrange. En revanche ils requièrent l’usage de supercalculateurs afin de réduire les temps de calcul. Les modèles plus traditionnels sont davantage opérationnels, mais au prix d’une simplification de la physique. La proposition SINAPSE vise à formuler des lois de fermetures à partir de simulations diphasiques hautement résolues afin de les incorporer dans des modèles à caractère opérationnels. Il s’agit de permettre de valider ou d’améliorer les outils de simulation sur des configurations expérimentales lourdement instrumentées (CT scan et PIV haute résolution).

Financement : Calcul Canada

 

Détections de Fuites par AcousTique sur les Ouvrages hydrauliques en terre : couplage des méthodes acoustiques et toMOdensitométriques – DEFACTOMO

Les ouvrages hydrauliques en terre sont généralement anciens. Ils sont exposés à l’eau soit de manière permanente (barrages) soit de manière occasionnelle (digues de protection contre les inondation). Leur contact avec l’eau peut être à l’origine de leur dégradation : rupture du barrage Teton aux Éatas-Unis ou de digues maritimes (tempête Xynthia en France) ou de digues fluviales (lac des Deux Montagnes au Canada). Différentes méthodes (géophysiques à partir de méthode tomoélectrique et de potentiel spontané par exemple) d’auscultation non intrusives ont été étudiées puis testées en grandeur nature. Les méthodes acoustiques ont suscité peu d’intérêt, pourtant elles permettent également de détecter les fuites tout en présentant un coût intéressant pour traiter un long linéaire. Toutefois, elles restent peu précises et l’objectivité de ces méthodes est à améliorer. L’objectif du projet est de coupler les méthodes acoustiques avec des visualisations non intrusives d’écoulements dans un ouvrage en terre « modèle » afin de mieux identifier l’origine du bruit. Ce dernier sera mesuré pour différentes vitesses d’écoulement, différentes formes de fuites et différents matériaux.

Financement : Électricité de France (EDF)

 

Loi d’Érosion et de Consolidation de sédiments COHésifs – ECCOH

L’objectif du programme (ECCOH) est de mieux comprendre la nature réelle du transport des sédiments en lien avec son environnement hydrodynamique et géochimique afin d’utiliser ces mécanismes pour protéger ou rationaliser les aménagements anthropiques pourtant dédiés à le protéger. Il s’agit à terme de définir des solutions douces conciliant évolution climatique et besoins de la société. À partir d’une démarche expérimentale en laboratoire, les travaux porteront plus spécifiquement sur le transport sédimentaire et la qualité biochimique du milieu, le rôle de la porosité saturation dans l’érosion des berges et des plages et les solutions douces de rétroaction.

Financement : CRSNG – Subvention à la découverte

 

Interactions entre un Mur de protection côtière et le transport sédimentaire : Affouillements locaux au pied et abaissement Global de la plage – IMAGe

Les ouvrages de protection du traît de côte sont eux-mêmes vulnérables aux effets de l’érosion. Lors de fortes tempêtes, une érosion localisée sur leur fondation est susceptible de les déstabiliser, donc de remettre en cause leur intégrité ou leur fonctionnalité. Le projet IMAGe étudie tout particulièrement les processus physiques (interaction houle-sédiment-structure) à l’origine de la dégradation ou de la ruine d’ouvrages de type mur vertical afin de définir des solutions palliatives pour le parc existant, ou préventives pour les nouvelles constructions. Le projet comporte une double approche de modélisation, à la fois physique (petit canal à houle, vélocimétrie ADVP et PIV, tomodensitométrie X) et numérique (code de calcul Euler/Euler pour le système fluide/sédiment, accès aux supercalculateur de Calcul Canada), afin de multiplier les cas d’expériences et de transposer les résultats au cas réels.

Financement : Ministère des Transports, de la Mobilité durable et de l’Électrification des transports du Québec

 

IMPAct de Vagues sur un mur vertical – IMPAV

Le projet de recherche porte sur l’adaptation urbaine au changement climatique, une question importante pour les deux territoires (Kyoto dans le Kansai et Québec au Québec), mais aussi pour les pays ayant un accès à la mer. L’objectif est de formuler les forces des vagues sur des protections côtières telles que des murs verticaux. Cette connaissance servira à la fois à estimer le pouvoir dévastateur des vagues, mais aussi leur potentiel en terme d’énergie houlomotrice. En effet, cette énergie est abondamment présente et offre des solutions pour adapter le territoire face aux risques liés au changement climatique ou pour appuyer les politiques publiques en matière de villes intelligentes, à bilan carbone neutre.

Financement : Ministère des Relations internationales et de la Francophonie du Québec – Coopération Québec-Kyoto 2018-2020

Affiliations

 

Activités et congrès scientifiques

  • Rédacteur invité pour Special Issue of International Journal of Sediment Research
  • Réviseur pour des revues internationales : Advances in Water Resources, Hydrological Processes, Environmetrics, Mathematical Problems in Engineering, La Houille Blanche, Marine Geology
  • Membre du comité éditorial de la revue La Houille Blanche
  • Réviseur pour des organismes subventionnaires : CRSNG-NSERC
  • Président de sessions : « Sediment transport and morphological change », ICEC-2018; « Physical and numerical modelling of sediment transport and morphodynamic evolution in estuaries, coasts and rivers”, ISC-2018
  • Membre du comité d’organisation : ICEC-2018, Intercoh’2007, Quality of Marine Water’2007
  • Membre du comité scientifique: ICEC-2018, Thesis 2019-2016-2013-2011, ICSE-2012
    Membre du comité de direction: Thesis 2016-2013-2011
  • Président de sessions : « Scour erosion near structure », Thesis 2016; « Coastal risk management in the Mediterranean », CM2-2015; « Internal erosion and terrestrial scour and erosion »,  ICSE-2014;  « Sediment transport »,  ISRS-2013

Diplômé(e)s et anciens stagiaires postdoctoraux (en France jusqu’en avril 2018)

Sept stagiaires postdoctoraux (co-direction) Poste actuel
Xin BAI (2015-17) Chercheur principal  (Siemens, Chine)
Mathieu GERVAIS (2014-15) Chercheur (EID Méditerranée, France)
Miguel UH ZAPATA (2012-14) Chercheur (Conacyt-Cimat, Mexique)
Florence LEVY (2011-12) Ingénieur PhD (Ministère de l’écologie, France)
Rajendra RAY (2010) Chercheur (IIT-Mandi, Inde)
Michal TAL (2009-10) Professeur assistant (Cerege, France)
Julien CHAUCHAT (2007-08) Professeur assistant (Legi, France)
 
Six Ph. D. (co-direction)
Wei ZHANG (2016-19) Doctorat en cours (CSC, Chine)
Nissrine BOUJIA (2015-18) Ingénieur PhD (Groupe Sofren, France)
Florian CORDIER (2015-18) Ingénieur PhD (EDF, France)
Pablo SANTORO (2014-17) Professeur adjoint (IMFIA, Uruguay)
Duc Hau NGUYEN (2008-11) Professeur adjoint (WRU, Vietnam)
Lan Anh VAN (2008-12) Ingénieur PhD (Artelia, France)
22 stages MSc (5 mois, co-direction)
Pierre-Louis GIBELIN (2018)
Marine DE CARLO (2017) Doctorat en cours (CEA, France)
Qinjun FU (2017) Doctorat en cours (CEA, France)
Jeremy LONCHAMP (2017) Ingénieur (Axione, France)
Oumeyma LIJAI (2016)
Jonathan BRANS (2016) Ingénieur chercheur (GESTE, France)
Florent LACHAUSSEE (2015) Analyste de données (RATP, France)
Omar ASKAR (2015) Analyste de données (Decision Point Healthcare Solutions, É-U)
Fabri PELOSI (2014)
Liao KAI (2013) Chercheur (CATS, Chine)
Jean-Sebastien FINCK (2011) Ingénieur (Ministère de l’écologie, France)
Chen CHEN (2011) Ingénieur PhD (COFCO INTL, Suisse)
Sepass MOCHKI (2010)
Nicolas DEGRELLE (2010) Ingénieur (Ministère de l’écologie, France)
Gregoire DIEF (2010)
Ingénieur (Back End Freelance Developer, France)
Sofiane BESSE (2009)
Adolphe KIMBONGGUILA (2009) Ingénieur PhD (ARMINES, France)
Yassine CHELDA (2007)
Julien MARGO (2007) Gestionnaire de projet (IMS, France)
Arnaud FELTZ (2007) Ingénieur (Ministère de l’écologie, France)
Christophe MAGNIN-DECUGIS (2006) Gestionnaire (CMA-CGM, France)
Alan EZAOUI (2004) Ingénieur PhD (VINCI, France)

Enseignement

  • La gestion et l’ingénierie dans l’environnement côtier (ETE431)

Publications

Uh Zapata, Miguel, Zhang, W., Marois, Laurence, Hammouti, Abdelkader, Pham Van Bang, Damien et Nguyen, K. D. (2022). Two-phase experimental and numerical studies on scouring at the toe of vertical seawall. Eur. J. Mech. – B/Fluids, 93 (Mai-Juin) : 13-28.
DOI : 10.1016/j.euromechflu.2021.12.008

Zhang, Wei, Uh Zapata, Miguel, Pham Van Bang, Damien et Nguyen, Kim Dan (2022). Three-dimensional hydrostatic curved channel flow simulations using non-staggered triangular grids. Water, 14 (2) : Art. 174.
DOI : 10.3390/w14020174

Boujia, Nissrine; Schmidt, Franziska; Chevalier, Christophe; Siegert, Dominique et Pham Van Bang, D. (2021). Using rocking frequencies of bridge piers for scour monitoring. Struct. Eng. Int., 31 (2) : 286-294.
DOI: 10.1080/10168664.2020.1768811

Orseau, Sylvain, Huybrechts, Nicolas, Tassi, Pablo, Pham Van Bang, Damien et Klein, Fabrice (2021). Two-dimensional modeling of fine sediment transport with mixed sediment and consolidation: Application to the Gironde Estuary, France. Int. J. Sediment Res., 26 (6) : 736-746.
DOI : 10.1016/j.ijsrc.2019.12.005

Uh Zapata, Miguel, Pham Van Bang, Damien et Nguyen, Kim Dan (2021). Unstructured finite-volume model of sediment scouring due to wave impact on vertical seawalls. J. Mar. Sci. Eng., 9 (12) : Art. 1440.
DOI : 10.3390/jmse9121440

Boujia, Nissrine; Schmidt, Franziska; Chevalier, Christophe; Siegert, Dominique et Pham Van Bang, Damien (2020). Distributed optical fiber-based approach for soil-structure interactionSensor, 20 (1) : Art. 321.
DOI : 10.3390/s20010321

Cordier, Florian; Tassi, Pablo; Claude, Nicolas; Crosato, Alessandra; Rodrigues, Stéphane et Pham Van Bang, Damien (2020). Bar pattern and sediment sorting in a channel contraction/expansion area: application to the Loire River at Bréhémont (France)Adv. Water Resour., 140 : Art. 103580.
DOI : 10.1016/j.advwatres.2020.103580

Zhang, Wei; Uh Zapata, Miguel; Bai, Xin; Pham van Bang, Damien et Nguyen, Kim Dan (2020). An unstructured finite volume method based on the projection method combined momentum interpolation with a central scheme for three-dimensional nonhydrostatic turbulent flows. Eur. J. Mech. – B/Fluids, 84 (Novembre-décembre) : 164-185.
DOI : 10.1016/j.euromechflu.2020.06.006

Zhang, Wei; Uh Zapata, Niguel; Bai, Xin; Pham Van Bang, Damien et Nguyen, Kim Dan (2020). Three-dimensional simulation of horseshoe vortex and local scour around a vertical cylinder using an unstructured finite-volume techniqueInt. J. Sediment Res., 35 (3) : 295-306.
DOI : 10.1016/j.ijsrc.2019.09.001

Boujia, Nissrine; Schmidt, Franziska; Chevalier, Christophe; Siegert, Dominique et Pham Van Bang, Damien (2019). Effect of scour on the natural frequency responses of bridge piers: development of a scour depth sensorInfrastructures, 4 (2) : Art. 21.
DOI : 10.3390/infrastructures4020021

Cordier, F.; Tassi, Pablo; Claude, N.; Rodrigues, S.; Crosato, A. et Pham Van Bang, Damien (2019). Numerical study of alternate bars in alluvial channels with non-uniform sedimentWater Resour. Res., 55 (4) : 2976-3003.
DOI : 10.1029/2017WR022420

Santoro, Pablo; Fossati, Monica; Tassi, Pablo; Huybrechts, Nicolas; Pham Van Bang, Damien et Piedra-Cueva, Ismael (2019). Effect of self-weight consolidation on a hydro-sedimentological model for the Río de la Plata estuaryInt. J. Sediment Res., 34 (5) : 444-454.
DOI : 10.1016/j.ijsrc.2018.12.004

Uh Zapata, Niguel; Zhang, Wei; Pham Van Bang, Damien et Nguyen, Dan Kim (2019). A parallel second-order unstructured finite volume method for 3D free-surface flows using a ó coordinateComput. Fluids, 190 (Août) : 15-29.
DOI : 10.1016/j.compfluid.2019.06.001

Zapata MU, Pham Van Bang D et NguyenKD (2018) Parallel simulations for a 2D x/z two-phase flow fluid-solid particle modelComputers and fluids, 173: 103-110.DOI: 10.1016/j.compfluid.2018.03.019

Boujia N, Schmidt F, Siegert D, Pham Van Bang D et Chevalier C (2017). Modelling of a bridge pier subjected to scour. Procedia Engineering, 199: 925-2930.
DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.343

Santoro P, Fossati M, Tassi P, Huybrechts N, Pham Van Bang D et Piedra-Cueva JCI (2017) A coupled wave–current–sediment transport model for an estuarine system: Application to the Río de la Plata and Montevideo BayApplied Mathematical Modelling, 52:107-130.
DOI: 10.1016/j.apm.2017.07.0040

Zapata MU, Pham Van Bang D et Nguyen KD (2016). Parallel SOR methods with a parabolic-diffusion acceleration technique for solving an unstructured-grid Poisson equation on 3D arbitrary geometriesInternational Journal for Computational Fluid Dynamics, 30(5):370-385.
DOI: 10.1080/10618562.2016.1234045

Zapata MU, Pham Van Bang D et Nguyen KD (2014) An unstructured finite volume technique for the 3D Poisson equation on arbitrary geometry using a σ‐coordinate systemInternational Journal for Numerical Methods in Fluids, 76(10):611-631.
DOI: 10.1002/fld.3945