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Yann LEREDDE1, Héloïse MICHAUD1,2, Patrick MARSALEIX2, Claude ESTOURNEL2
Novembre 2009 1
1. Géosciences Montpellier2. LA Toulouse
Yann.Leredde @[email protected]
Courants induits par les houles en zones littorales et pré-littorales
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La station BESSète
Station météo
Bouée Datawell
ADCP BESSète
sous 70 m de fond
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12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03
0
5
heig
ht (m
)
significant wave height
bouee adcp
12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03
direction du vent taille des traits proportionelle à la direction nord vers le haut
Nord15 m/s
Ouest
Nord
Sud
Ventà Sète
Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète(b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.
Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète(b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.
Période Janvier-Mars 2007
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www.surf-report.com
Collioure (66) le 18 février 2007
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12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03
0
5
heig
ht (m
)
significant wave height
bouee adcp
Vent SE
5
Mesures Modélisation
Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète, (b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.
Courants simulés à la station BESSète entre le 12 février et le 25 mars 2007 par le modèle Symphonie.
Tempête du 18 février 2007
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Profils verticaux de vitesses observées et simulées le 18
février 2007
-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 00
10
20
30
40
50
60
Dis
tanc
e au
des
sus
du f
ond
(m)
Vitesse(m/s)
uobs
vobs
usim
vsim
Impacts sur les transports sédimentaires
pendant les tempêtes
Impacts sur les transports sédimentaires
pendant les tempêtes
Vents de Sud-Est modérés
(localement 10 à 15 m/s)
Vents de Sud-Est modérés
(localement 10 à 15 m/s)
Très forts courants mesurés sur le
plateau||U|| > 0,8 m/s
Très forts courants mesurés sur le
plateau||U|| > 0,8 m/s
Courants simulés sous-estimés (<
0,5 m/s)
Courants simulés sous-estimés (<
0,5 m/s)
Ajouter les effets de la houle dans le
modèle ?
Houle forte ( Hs> 5m)
Houle forte ( Hs> 5m)
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Septembre-Novembre 2008:la station Aresquiers
Station météo
Bouée Datawell
ADCP BESSète
ADCP Aresquiers
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3Vitesse près du fond
ufond
vfond
Vitesse près du fond (1,6 mètres au dessus du fond)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
temps (j)
Hs
(m
)
Hauteur significative de la houle
1er nov
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-0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Velocity (m/s)
De
pth
(m
bs
f)
u
v
Profil vertical devitesse à l’apex de la tempête, le 1er nov. 2008
Vent:15 m/sSud-Sud-Est
Houle:Hs = 3,6 mTp = 10 sDp de Sud-Est
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Peut-on mettre en évidence de tels courants (« liés à des épisodes de houle ») ?
• sur le plateau du golfe de Gascogne ?
• à des profondeurs comprises entre L/2 (« limite d’action des vagues »)et H/0,78 (« profondeur de déferlement »)
avec H hauteur et L longueur d’onde de la houle
Lien avec Epigram ?
Nouvelles de la manip Biscarosse ?
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Transferts de Quantité de mouvement à l’échelle pré-littorale ?
Houle
Sédiment
Vent
Courants
Vagues
Littoral Côtier
pression
?
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L’approche « tensions de radiation »Tensions de radiation = flux supplémentaire de
moment lié à la présence des vagues
15
Représentation des variations de pression liées aux vagues : explication physique de la notion de tensions de radiation (d'après Longuet-Higgins et Stewart, 1962). Où Uorb est la vitesse orbitale des vagues, ρUorb² le flux de moment lié à la présence des vagues et Pw la pression en présence de vagues
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Approche par tensions de radiations (Phillips 1977) dans les équations de conservation barotropes
Où :
16Extension en 3D: Mellor (2003)
Première implémentation Cléa Denamiel (2006)dans le modèle Symphonie
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3 m above bottom currents 3 m above bottom currents in the Banyuls Bay the 12 in the Banyuls Bay the 12
november 1999 at 18 h november 1999 at 18 h (climax of the storm) (climax of the storm)
SYM
PHO
NIE
mod
el
Stok
es v
eloc
ities
(REF
DIF)
S-SW
ELL
mod
el
Thèse Cléa DENAMIEL
~10 km
Dans la baie de Banyuls…
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3D Coastal circulation model : Symphonie (SY)
Sediment transport model
Nearshore wave model : SWAN
Wind-wave generation and propagation model : WW3
Atmospheric Model: ALADIN
Thèse Héloïse Michaud (2008-11)
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Travail de thèse de Héloïse Michaud
- Tests sur différents cas académiques de différentes paramétrisations
- Symphonie SY with exponential profile- SY with square exponential profile- SY with uniform profile- SY with Mellor profile- Shorecirc
Exemple:
![Page 20: Yann LEREDDE 1, Héloïse MICHAUD 1,2, Patrick MARSALEIX 2, Claude ESTOURNEL 2 Novembre 20091 1.Géosciences Montpellier 2.LA Toulouse Yann.Leredde @gm.univ-montp2.fr](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062404/551d9d84497959293b8bfbaa/html5/thumbnails/20.jpg)
Simulations génération/propagation des vaguesModèles WW3 et SWAN
20
Travail de thèse de Héloïse Michaud
Hauteur significative de la houle à Sète du 27/10/08 au 5/11/08
Tempête
Septembre-Novembre 2008
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21Force de gradients de tension de radiation
intégrée sur la verticale
Vitesse de Stokes intégrée sur la verticale
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22
Courant intégré sur la verticale le 3/11/08 à 6h
Courant en surface le 3/11/08 à 6h
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Du golfe d’Aigues-Mortes à Biscarosse…
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Bathymétrie originale(remerciements à N. Bruneau)
Domaine de modélisationBiscarosse (Landes)
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Bathymétrie originale(remerciements à N. Bruneau) Bathymétrie utilisée pour
limiter les effets de bord
Domaine de modélisationBiscarosse (Landes)
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Amplitude Houle
Amplitude houle WSWSimulation SWAN
Amplitude houle WNWSimulation SWAN
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Vstokes de surfaceHoule de WNW(SWAN)
Vitesses de Stokes
Vstokes de surfaceHoule WSW(SWAN)
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Résultats Symphonie-S (après 12h)Houle WSW
Surface Fond
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Résultats Symphonie-S (après 12h)Houle de WNW
Surface Fond
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Elevation de la surface libre (cm)
Houle WNWHoule WSW
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Perspectives:
Ardhuin, Bennis … montrent aujourd’hui les défauts théoriques et conceptuels de l’approche par gradients de tensions de radiation 3D
Bennis, 2010: Mise à disposition d’équations implémentables:
Houle
Vent
Courants
Vagues
Implémentationdans Symphonie
a - aw
aw
oc
OrganisationPropagation
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Perspectives EPIGRAM
Phase 2: Simulations « réalistes » pour la période et la zone observée (manip Biscarosse)
Objectifs: Valider (ou invalider) les modèles développés. Comprendre les processus.Mettre en évidence les problèmes de modélisation, de paramétrisation.
Deadline: fin 2010
Phase 3: Retour vers des simulations académiques pour des cas de houles typiques de tempête (de période de retour décennales et centennales).
Objectif: Prévoir les zones potentielles (sur le plateau interne) de courants induits par la houle lors des tempêtes atlantiques
Cas des tempêtes de janvier 2009 et février 2010 ? Lien avec le thème « Circulation induite par le vent »
Deadline: mi 2011