CHAPITRE II
GÉNÉRALITÉ
4
stabilité des brise-lames
forces exercées par les vagues sur les murs et les piles
évaluation des risques environnementaux
gonflement et déferlement
I.4. Les modèles spectraux d’état de mer :
Les modèles spectraux d’état de mer, qui résolvent l’équation d’évolution du spectre
d’énergie des vagues (1), sont couramment utilisés pour la prédiction des états de mer car ils
permettent de s’affranchir des détails du mouvement des vagues.
((
)
)
∑
……(1)
Trois générations de modèles de vagues se sont succédé, s’appuyant sur des connaissances
physiques de plus en plus importantes et sur l’accroissement des capacités informatiques.
I.4.1. Modèles de 1
ere et 2
eme génération :
Les premiers modèles spectraux d’état de mer ont été élaborés dans les années 1950 – 1960
(Gelci et al., 1957). Ils s’appuient sur les théories de Miles (1957) et Phillips (1957) pour la
génération des vagues par le vent et sur le concept de saturation universelle de Pierson &
Moskowitz (1964). Les interactions non-linéaires sont traitées comme un phénomène
secondaire et négligées ou paramétrisées très sommairement. Ces modèles sont appelés «
modèles de 1
ère génération » (1G) (cf. SWAMP Group, 1985).
Dans les années 1970, des mesures plus précises, avec notamment le projet JONSWAP
(Hasselmann et al., 1973), ont permis une meilleure connaissance de la physique des vagues
et ont montré l’importance des transferts non-linéaires dans la modélisation des états de mer.
Les modèles de 2
ème génération (2G) apparaissent alors, prenant en compte les premières
paramétrisations des interactions non-linéaires vague-vague (e.g. Barnett, 1968; Ewing,
1971; Hasselmann et al., 1976) et comprenant un couplage entre les différentes composantes
spectrales. Ces paramétrisations souffrent de certaines limitations ; en particulier elles sont
conçues pour des cas idéalisés et ne permettent pas de reproduire les observations dans des
situations complexes.
I.4.2. Modèles de 3
eme génération :
Le développement de la méthode de calcul des interactions non-linéaires DIA (Hasselmann
et al., 1985) a marqué le début des modèles de 3ème génération. Dans ces modèles, chaque
composante spectro-angulaire du spectre de variance évolue « librement » sous l’action
combinée des différents processus physiques pris en compte. Le terme de transfert nonlinéaire S nl n’est plus paramétrisé, mais calculé à partir de l’expression (2) de manière plus ou
moins approchée.
GÉNÉRALITÉ
4
stabilité des brise-lames
forces exercées par les vagues sur les murs et les piles
évaluation des risques environnementaux
gonflement et déferlement
I.4. Les modèles spectraux d’état de mer :
Les modèles spectraux d’état de mer, qui résolvent l’équation d’évolution du spectre
d’énergie des vagues (1), sont couramment utilisés pour la prédiction des états de mer car ils
permettent de s’affranchir des détails du mouvement des vagues.
((
)
)
∑
……(1)
Trois générations de modèles de vagues se sont succédé, s’appuyant sur des connaissances
physiques de plus en plus importantes et sur l’accroissement des capacités informatiques.
I.4.1. Modèles de 1
ere et 2
eme génération :
Les premiers modèles spectraux d’état de mer ont été élaborés dans les années 1950 – 1960
(Gelci et al., 1957). Ils s’appuient sur les théories de Miles (1957) et Phillips (1957) pour la
génération des vagues par le vent et sur le concept de saturation universelle de Pierson &
Moskowitz (1964). Les interactions non-linéaires sont traitées comme un phénomène
secondaire et négligées ou paramétrisées très sommairement. Ces modèles sont appelés «
modèles de 1
ère génération » (1G) (cf. SWAMP Group, 1985).
Dans les années 1970, des mesures plus précises, avec notamment le projet JONSWAP
(Hasselmann et al., 1973), ont permis une meilleure connaissance de la physique des vagues
et ont montré l’importance des transferts non-linéaires dans la modélisation des états de mer.
Les modèles de 2
ème génération (2G) apparaissent alors, prenant en compte les premières
paramétrisations des interactions non-linéaires vague-vague (e.g. Barnett, 1968; Ewing,
1971; Hasselmann et al., 1976) et comprenant un couplage entre les différentes composantes
spectrales. Ces paramétrisations souffrent de certaines limitations ; en particulier elles sont
conçues pour des cas idéalisés et ne permettent pas de reproduire les observations dans des
situations complexes.
I.4.2. Modèles de 3
eme génération :
Le développement de la méthode de calcul des interactions non-linéaires DIA (Hasselmann
et al., 1985) a marqué le début des modèles de 3ème génération. Dans ces modèles, chaque
composante spectro-angulaire du spectre de variance évolue « librement » sous l’action
combinée des différents processus physiques pris en compte. Le terme de transfert nonlinéaire S nl n’est plus paramétrisé, mais calculé à partir de l’expression (2) de manière plus ou
moins approchée.