Chapitre I
Etat de l’art de la modélisation
12
À quoi sert la modélisation ?
Schématiquement, la modélisation peut avoir trois objectifs :
décrire (résumer) les données
prédire (simuler), c'est à dire faire des inférences
expliquer (comprendre) c'est à dire avoir des objectifs mécanistiques.
Selon que l'on souhaite parvenir à l'un ou l'autre de ces objectifs, la modélisationsera réalisée
selon des modalités différentes.
Particulièrement utilisée dans les différents métiers de l'environnement, la modélisation permet de :
prédire les performances des ouvrages avant construction ou réhabilitation,
réduire le nombre, la durée et les coûts des essais expérimentaux,
réduire les coûts de construction et d'exploitation des procédés.
L’avantage principal de la modélisation est qu’elle permet de tester différents scénario sans contrainte
d’échelles (pilote, prototype, ouvrage industriel) et de faisabilité.
I.4. La modélisation des vagues
Les principales forces qui entrent en jeux lors du dimensionnement d'un ouvrage maritime sont celles
causées par les vagues, les glaces, les pressions des sols et les forces d'impact. La première étape devrait
permettre d'obtenir le maximum d'informations sur les conditions de houle au large. Les conditions de
vagues aux larges sont soit issues d'observations ou déduites des mesures de vent disponibles. Lorsque ces
ondes se propagent vers la côte elles sont sujettes à une atténuation suite à des effets de profondeur et de
frottement ainsi qu'aux phénomènes de réfraction, de diffraction et de réflexion. De plus, lors du
dimensionnement d'une structure, il faut considérer la condition limite donnée par le déferlement des
vagues. Établir une évaluation scientifique de l'énergie (force), de l'intensité et de la fréquence
d'occurrence des vagues à un site donné est un aspect critique dans la majorité des projets.
Sans négliger pour autant la pertinence des enregistrements de houle et des méthodes d'analyse et de
prédiction, la modélisation mathématique représente un excellent moyen de limiter le nombre
d'observations et de réduire le coût des études d'impact environnementales. Les modèles
mathématiques permettent de reproduire le vent et les processus de génération des vagues en un site
donné. La dynamique des vagues est complexe et fortement variable de telle sorte qu'il faut avoir
recours à une série de modèles sophistiqués pour aborder les nombreux problèmes que cela implique.
Ces modèles ont été validés avec des données de laboratoire et de terrain, ils nécessitent peu de
données de terrain pour leur mise en route.
I.4.1. Application possibles
analyse de houles
prédiction du régime de vent-vagues
analyses statistiques
Etat de l’art de la modélisation
12
À quoi sert la modélisation ?
Schématiquement, la modélisation peut avoir trois objectifs :
décrire (résumer) les données
prédire (simuler), c'est à dire faire des inférences
expliquer (comprendre) c'est à dire avoir des objectifs mécanistiques.
Selon que l'on souhaite parvenir à l'un ou l'autre de ces objectifs, la modélisationsera réalisée
selon des modalités différentes.
Particulièrement utilisée dans les différents métiers de l'environnement, la modélisation permet de :
prédire les performances des ouvrages avant construction ou réhabilitation,
réduire le nombre, la durée et les coûts des essais expérimentaux,
réduire les coûts de construction et d'exploitation des procédés.
L’avantage principal de la modélisation est qu’elle permet de tester différents scénario sans contrainte
d’échelles (pilote, prototype, ouvrage industriel) et de faisabilité.
I.4. La modélisation des vagues
Les principales forces qui entrent en jeux lors du dimensionnement d'un ouvrage maritime sont celles
causées par les vagues, les glaces, les pressions des sols et les forces d'impact. La première étape devrait
permettre d'obtenir le maximum d'informations sur les conditions de houle au large. Les conditions de
vagues aux larges sont soit issues d'observations ou déduites des mesures de vent disponibles. Lorsque ces
ondes se propagent vers la côte elles sont sujettes à une atténuation suite à des effets de profondeur et de
frottement ainsi qu'aux phénomènes de réfraction, de diffraction et de réflexion. De plus, lors du
dimensionnement d'une structure, il faut considérer la condition limite donnée par le déferlement des
vagues. Établir une évaluation scientifique de l'énergie (force), de l'intensité et de la fréquence
d'occurrence des vagues à un site donné est un aspect critique dans la majorité des projets.
Sans négliger pour autant la pertinence des enregistrements de houle et des méthodes d'analyse et de
prédiction, la modélisation mathématique représente un excellent moyen de limiter le nombre
d'observations et de réduire le coût des études d'impact environnementales. Les modèles
mathématiques permettent de reproduire le vent et les processus de génération des vagues en un site
donné. La dynamique des vagues est complexe et fortement variable de telle sorte qu'il faut avoir
recours à une série de modèles sophistiqués pour aborder les nombreux problèmes que cela implique.
Ces modèles ont été validés avec des données de laboratoire et de terrain, ils nécessitent peu de
données de terrain pour leur mise en route.
I.4.1. Application possibles
analyse de houles
prédiction du régime de vent-vagues
analyses statistiques