LA ZONE D’ETUDE
11
4. Modélisation morphodynamique
4.1. Modèle spectrale de vague SWAN
Le modèle spectral de propagation des états de mer SWAN (acronyme de " Simulating
Waves Nearshore ") est développé au sein de Delft University of Technology, aux Pays Bas.
Il s'agit d'un modèle numérique permettant le calcul des paramètres des vagues, dans les
régions côtières, les lacs et les estuaires, à partir d'informations fournies sur la bathymétrie,
les courants et le vent. Le modèle résout l'équation de transport de l'énergie (ou de l'action
d'onde, en présence de courants). Pour cela, le spectre est discrétisé en un certain nombre de
fréquences et de directions et l'équation est résolue sur une grille en " différence finie ". Swan
est un modèle de " troisième génération ", avec la possibilité de le faire fonctionner en mode
première ou seconde génération ; cela permet, en fonction des besoins, des gains en
ressources informatiques. Swan cycle III fonctionne en mode stationnaire et optionnellement
en mode non-stationnaire.
Il couvre le spectre de houle complet en termes de fréquences et de direction (0° - 360°),
ce qui signifie que des champs de vagues se propageant dans différentes directions
simultanément (ainsi que leurs interactions) peuvent être modélisés.
Son intérêt par rapport aux modèles globaux est sa précision sur des maillages allant jusqu'à
20 x 20 m, mais surtout sur des régions de très faible profondeur, jusqu’à la zone de
déferlement.
Les processus suivants peuvent être représentés dans SWAN :
Réfraction et shoaling, sous l'effet des variations spatiales du fond et du courant,
Réflexion et déferlement dus à des courants contraires,
Génération par le vent,
Dissipation par moutonnement,
Dissipation par déferlement bathymétrique,
Dissipation par frottement sur le fond,
Interactions entre composantes spectrales (quadruplets et triades),
Transmission d'énergie, blocage ou réflexion au travers d'obstacles.
La surélévation du niveau moyen induite par les vagues (SET-UP) peut être calculée dans
Swan. Par ailleurs, les effets de la diffraction peuvent être modélisés dans certaines
conditions ; cela permet l'utilisation du modèle dans des régions où les variations de la
hauteur significative sont importantes sur l'échelle spatiale de quelques longueurs d'onde.
xy
S
N
c N
c N
c N
c N
t
x
y
… (1)
N (σ, θ) représente la densité du spectre, égale à la densité du spectre d'énergie divisé par
la fréquence de vague, où le σ est la fréquence et θ est la direction.
11
4. Modélisation morphodynamique
4.1. Modèle spectrale de vague SWAN
Le modèle spectral de propagation des états de mer SWAN (acronyme de " Simulating
Waves Nearshore ") est développé au sein de Delft University of Technology, aux Pays Bas.
Il s'agit d'un modèle numérique permettant le calcul des paramètres des vagues, dans les
régions côtières, les lacs et les estuaires, à partir d'informations fournies sur la bathymétrie,
les courants et le vent. Le modèle résout l'équation de transport de l'énergie (ou de l'action
d'onde, en présence de courants). Pour cela, le spectre est discrétisé en un certain nombre de
fréquences et de directions et l'équation est résolue sur une grille en " différence finie ". Swan
est un modèle de " troisième génération ", avec la possibilité de le faire fonctionner en mode
première ou seconde génération ; cela permet, en fonction des besoins, des gains en
ressources informatiques. Swan cycle III fonctionne en mode stationnaire et optionnellement
en mode non-stationnaire.
Il couvre le spectre de houle complet en termes de fréquences et de direction (0° - 360°),
ce qui signifie que des champs de vagues se propageant dans différentes directions
simultanément (ainsi que leurs interactions) peuvent être modélisés.
Son intérêt par rapport aux modèles globaux est sa précision sur des maillages allant jusqu'à
20 x 20 m, mais surtout sur des régions de très faible profondeur, jusqu’à la zone de
déferlement.
Les processus suivants peuvent être représentés dans SWAN :
Réfraction et shoaling, sous l'effet des variations spatiales du fond et du courant,
Réflexion et déferlement dus à des courants contraires,
Génération par le vent,
Dissipation par moutonnement,
Dissipation par déferlement bathymétrique,
Dissipation par frottement sur le fond,
Interactions entre composantes spectrales (quadruplets et triades),
Transmission d'énergie, blocage ou réflexion au travers d'obstacles.
La surélévation du niveau moyen induite par les vagues (SET-UP) peut être calculée dans
Swan. Par ailleurs, les effets de la diffraction peuvent être modélisés dans certaines
conditions ; cela permet l'utilisation du modèle dans des régions où les variations de la
hauteur significative sont importantes sur l'échelle spatiale de quelques longueurs d'onde.
xy
S
N
c N
c N
c N
c N
t
x
y
… (1)
N (σ, θ) représente la densité du spectre, égale à la densité du spectre d'énergie divisé par
la fréquence de vague, où le σ est la fréquence et θ est la direction.