La modélisation des écoulements en milieu côtier

Résumé du document

Dossier présentant la modélisation numérique des écoulements en milieu côtier : application à l'étang de Thau. Utilisation d'un programme 2D construit sur les équations de Navier-Stockes. Les sorties du modèle sont étudiées une fois que l'étang est à l'état d'équilibre. Ainsi il est possible d'observer les différents courants résultants des forçages ainsi que l'impact sur le fond du bassin, à l'aide des tensions de fond et des valeurs d'énergie cinétique.

Extraits

[...] Ce gyre entraîne l'évacuation des eaux douce de la crique de l'angle (eaux provenant de la Veyne). Le mélange des eaux douces devient plus aisé et affecte la salinité du bassin. Ce type de vent, provoque dans l'étang des eaux blanches une entrée périphérique des eaux et une sortie centrale des eaux. Les tensions de fonds et l'énergie cinétique sont très élevées sur la rive de l'étang des eaux blanches. L'entrée des eaux marines est facilitée par les deux gyres des eaux blanches. [...]

[...] L'évolution du plan d'eau suit bien le modèle théorique des équations de Navier-Stockes. Il est de plus possible de suivre l'évolution des différentes circulation modifier par la présence des tables conchylicoles. Les limites du models sont rencontrées lorsque l'on souhaite étudier les phénomènes de retour de masses d'eau. En effet par la nature même du modèle, en deux dimensions, il nous est difficile d'étudier les phénomènes de plonger et de remonter d'eaux profondes. Toutefois, la faible profondeur du bassin ainsi que les tensions de fond et les valeurs d'énergie cinétique permettent d'exploiter ces résultats. [...]

[...] D'après l'équilibre entre les forces de pressions et le forces de tension de surface, on obtient : ∂ξ/∂x=g.τs/(ρ.H) ∆ξmax=L.τs/(ρ.g.H) avec τs : Tension de surface H : Profondeur du bassin H = 5,4892 m L : Longueur du bassin L = 62*250 = m Cette profondeur est une moyenne sur trois mailles et sur la longueur entre les deux stations. La décote maximale théorique est de 7,86 cm. Mais pour connaître numériquement la décote maximale du bassin, on trace l'élévation de la surface en fonction du temps pendant le forçage par le vent. On a choisi les stations (13 ; et (13 ; car elles se trouves sur la plus grande longueur du bassin. Figure : élévation comparée au deux stations de contrôles Graphiquement, on trouve une décote maximale de 10,2 cm. [...]

[...] (C'est ce type de vent qui est excite au maximum le bassin.) Du fait qu'il soit longitudinal, il engendre de fort courant dans le sens du vent le long des côtes. Le retour des masses d'eaux se fait par le centre du bassin et certainement par des courants de fond. Ces forts courants provoquent de fortes tensions de fond et une importante énergie cinétique le long des côtes. Dans le secteur des eaux blanches, la circulation des eaux se fait par une entrée centrale et une sortie sur les deux cotés. [...]

[...] Calcul de la période d'oscillation libre : Pour calculer la période d'oscillation libre du bassin, on se place dans le cas où souffle un vent longitudinal de forte intensité. On a gardé le même vent que précédemment. On étudie les oscillations après l'arrêt brutal du forçage. On note 33,75 oscillations sur 48h. On en déduit une période libre d'oscillation de 1h25min. Analytiquement, la période d'oscillation est égale à 2.L/√(g.H). Après l'application numérique, on trouve une période libre d'oscillation de 1h10min. Ces résultats sont du même ordre de grandeur, ils sont concordants. [...]