Chapitre II
Equation de base et modélisation
Equation de base et modélisation
18
II.5. Les modèles océaniques
Plusieurs modèles numériques régionaux sont utilisés en océanographie comme par exemple
POM (The Princeton Ocean Model), ROMS (Regional Oceanic Modeling System) et
SYMPHONIE. Les conditions, posées par le modélisateur, telles que le maillage (la résolution),
les conditions aux limites et les conditions initiales, appliquées aux équations de Navier-Stokes
(équations de la conservation de la quantité de mouvement) permettent d'obtenir des résultats
de température, de salinité, de vitesses et de direction des différentes composantes des
écoulements distribués, selon la résolution et la maille choisie, sur le domaine de calculs.
II.5.1. Le modèle POM (The Princeton Ocean Model),
Le modèle océanique de Princeton (connu sous l'acronyme POM), et tire son nom du groupe
qui l'a développé. Il est entièrement tridimensionnelle (3D), résolvant l'ensemble des équations
pour un fluide. De plus, il a une surface libre et prend en considération l'évolution des
paramètres physiques fondamentaux (la température et salinité).C'est un modèle en coordonnée
sigma, c'est-à-dire que la coordonnée verticale du modèle POM suit la bathymétrie
fondamentale, le rendant idéal pour l'étude des régions qui ont des domaines multiplement
connexes et des changements rapides de profondeur. Vu que c'est un modèle à surface libre, il
peut également manipuler correctement le débit provenant des fleuves et la circulation
estuarienne. Ce modèle prend aussi en compte le débit induit par la marée. [6]
II.5.2. Le modèle Symphonie
C’est un modèle aux équations primitives à surface libre, développé au Laboratoire
d'Aérologie de Toulouse par P. Marsaleix et C. Estournel (Estournel et al. 1997; Marsaleix et
al. 2006). La discrétisation verticale consiste en un système de coordonnées sigma. La
résolution est de 43 niveaux verticaux et de 3 km en longitude et latitude. Le domaine
d'intégration s'étend de 43N à 50N et de 10.5W à 0.5W. Les champs utilisés pour forcer le
modèle aux frontières sont issus de la simulation 'PSY2v1' de MERCATOR (modèle d'océan
au 1/15° dans l'Atlantique Nord avec assimilation de données altimétriques). Les sorties du
modèle sont au format NetCDF. Elles contiennent les champs de salinité, de températures, les
vitesses horizontales Est-Ouest (u) et Nord-Sud(v), ainsi que la surélévation de la surface libre;
Pour la modélisation, il utilise sur l'horizontale les équations de Navier-Stokes, en tenant
compte des hypothèses de Boussinesq (variation de la masse volumique négligeable) et
d'incompressibilité, et se place dans le cas d'un écoulement moyenné (décomposition de
Reynolds). Sur la verticale, il se base sur les équations de l'équilibre hydrostatique.
(Herbert, 2007/2008).
II.5.3. Le modèle HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model)
C’est un modèle en « Coordonnée verticale hybride», ce qui signifie que la grille de calcul peut
être adaptée à chaque instant à la configuration de la zone et aux phénomènes physiques qu’on
veut représenter. En particulier, cette grille évolutive peut s’adapter aux régions de fortes
Equation de base et modélisation
Equation de base et modélisation
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II.5. Les modèles océaniques
Plusieurs modèles numériques régionaux sont utilisés en océanographie comme par exemple
POM (The Princeton Ocean Model), ROMS (Regional Oceanic Modeling System) et
SYMPHONIE. Les conditions, posées par le modélisateur, telles que le maillage (la résolution),
les conditions aux limites et les conditions initiales, appliquées aux équations de Navier-Stokes
(équations de la conservation de la quantité de mouvement) permettent d'obtenir des résultats
de température, de salinité, de vitesses et de direction des différentes composantes des
écoulements distribués, selon la résolution et la maille choisie, sur le domaine de calculs.
II.5.1. Le modèle POM (The Princeton Ocean Model),
Le modèle océanique de Princeton (connu sous l'acronyme POM), et tire son nom du groupe
qui l'a développé. Il est entièrement tridimensionnelle (3D), résolvant l'ensemble des équations
pour un fluide. De plus, il a une surface libre et prend en considération l'évolution des
paramètres physiques fondamentaux (la température et salinité).C'est un modèle en coordonnée
sigma, c'est-à-dire que la coordonnée verticale du modèle POM suit la bathymétrie
fondamentale, le rendant idéal pour l'étude des régions qui ont des domaines multiplement
connexes et des changements rapides de profondeur. Vu que c'est un modèle à surface libre, il
peut également manipuler correctement le débit provenant des fleuves et la circulation
estuarienne. Ce modèle prend aussi en compte le débit induit par la marée. [6]
II.5.2. Le modèle Symphonie
C’est un modèle aux équations primitives à surface libre, développé au Laboratoire
d'Aérologie de Toulouse par P. Marsaleix et C. Estournel (Estournel et al. 1997; Marsaleix et
al. 2006). La discrétisation verticale consiste en un système de coordonnées sigma. La
résolution est de 43 niveaux verticaux et de 3 km en longitude et latitude. Le domaine
d'intégration s'étend de 43N à 50N et de 10.5W à 0.5W. Les champs utilisés pour forcer le
modèle aux frontières sont issus de la simulation 'PSY2v1' de MERCATOR (modèle d'océan
au 1/15° dans l'Atlantique Nord avec assimilation de données altimétriques). Les sorties du
modèle sont au format NetCDF. Elles contiennent les champs de salinité, de températures, les
vitesses horizontales Est-Ouest (u) et Nord-Sud(v), ainsi que la surélévation de la surface libre;
Pour la modélisation, il utilise sur l'horizontale les équations de Navier-Stokes, en tenant
compte des hypothèses de Boussinesq (variation de la masse volumique négligeable) et
d'incompressibilité, et se place dans le cas d'un écoulement moyenné (décomposition de
Reynolds). Sur la verticale, il se base sur les équations de l'équilibre hydrostatique.
(Herbert, 2007/2008).
II.5.3. Le modèle HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model)
C’est un modèle en « Coordonnée verticale hybride», ce qui signifie que la grille de calcul peut
être adaptée à chaque instant à la configuration de la zone et aux phénomènes physiques qu’on
veut représenter. En particulier, cette grille évolutive peut s’adapter aux régions de fortes