Docteur à Centrale Marseille, il obtient le prix du meilleur article 2019 !

Jie Zhang à l’issue de sa soutenance de thèse à Irphé le 21/09/2020.

Cette thèse a été effectuée à l’Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors-Equilibre (Irphé, UMR 7342) sous la direction de Pr. Michel Benoit et Dr. Lili Kimmoun (tou·te·s deux enseignant·e·s-chercheur·euse·s à Centrale Marseille) et au sein de l’Ecole Doctorale ED353 Sciences pour l’Ingénieur.

La thèse de Jie Zhang marque ses grands débuts dans le monde de la recherche et annonce une carrière prometteuse : parmi les trois articles déjà publiés issus de sa thèse, l’un d’eux vient d’obtenir le prix du meilleur article 2019 décerné par le journal Fluids !

International et en accès libre, Fluids gagne en réputation et montre l’avantage de l’open source : depuis la publication, cet article a déjà été cité 13 fois par des équipes de recherche externes. Une réussite remarquable pour une publication si récente.
 

Le canal à vagues du THL (Taïwan) dans lequel ont été réalisées les expériences.

Les vagues extrêmes ont un impact sur les côtes et sur les infrastructures qui y sont construites. Une grande proportion de la population mondiale vit le long des côtes ou dans des zones économiquement dépendantes de celles-ci.  Disposer de meilleures recherches et des outils de modélisation au meilleur niveau pour comprendre le phénomène des vagues extrêmes permet de mieux maîtriser cet aléa et de prévoir les dégâts potentiels sur les infrastructures existantes, ou encore, d’analyser les risques sur les constructions à venir.

Évaluer ces aléas maritimes et les risques associés devient d’autant plus important dans un contexte où les phénomènes météorologiques extrêmes deviennent de plus en plus fréquents.
Mais les applications de la recherche de Jie Zhang ne se limitent pas qu’à ça !
 

Spectre d'énergie des vagues issu des simulations numériques non-linéaires réalisées par Jie Zhang (ici avec le code Whispers-3D).

Dans son article “Statistics of Extreme Waves in Coastal Waters: Large Scale Experiments and Advanced Numerical Simulations”, Jie Zhang et ses co-auteurs explorent les mécanismes de formation des vagues extrêmes dans les zones côtières. Il explique pourquoi cela reste une énigme de la mécanique des fluides et du génie océanique d’aujourd’hui.
Effectivement, des études antérieures ont montré qu’une diminution rapide de la profondeur de l'eau, d'une zone plus profonde à une zone moins profonde, augmente la probabilité d'apparition de vagues de grande hauteur. Mais la compréhension des variations de la statistique des vagues extrêmes dans de telles conditions restait encore largement incomprise.

S’appuyant sur des expériences à grande échelle en vagues irrégulières, réalisées à Taïwan en partenariat avec le Tainan Hydraulics Laboratory (THL), et sur plusieurs modélisations numériques avancées, la recherche de Jie Zhang met en évidence et quantifie la probabilité plus élevée d’apparition de vagues extrêmes en fonction des variations de la topographie du fond marin. Il compare également six modèles statistiques de distribution des hauteurs de vagues en profondeur d’eau finie pour en apprécier la validité par rapport aux mesures et simulations réalisées, et discuter de leurs limitations notamment pour prédire l’occurrence des hauteurs de vagues extrêmes avec confiance.

Pour gagner le prix du meilleur article de Fluids, plusieurs critères sont évalués, comme l'excellence, l'innovation, l'importance pour la communauté des chercheurs, l'impact et la clarté de la présentation. La recherche de Jie Zhang a su se démarquer sur plusieurs de ces critères.