Chapitre III : Simulation de la réfraction de la houle sur la côte
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Introduction :
L’hydrodynamique littorale a pour but de décrire et de modéliser les phénomènes physiques
à l’origine de la dynamique des fluides en milieu littoral. Son intérêt est fondamental pour une
meilleure compréhension et modélisation en océanographie physique littorale (Garlan et al,
2011).
La modélisation numérique est basée sur des modèles mathématiques décrivant de manière
Suffisamment fiable les phénomènes physiques. Le recours à une telle modélisation constitue
une approche pratique vu qu’elle permet de tester les effets d’un grand nombre de paramètres
(Physiques et géométriques) en un temps relativement court et à moindre cout
comparativement à un modèle physique équivalent (khalfani, 2014).
Les conditions hydrodynamiques liées aux vagues se trouvent fortement modifiées en faible
profondeur, sous l’action combinée de multiples processus (influence de la bathymétrie,
réflexion, réfraction, déferlement, effets non linéaires…) dont la plupart contrôlent la
dissipation ou la concentration d’énergie de la houle incidente. Dans le cadre de cette étude,
nous nous intéresserons à la réfraction de la houle.
Dans ce chapitre, nous allons exploiter les données hydrodynamiques qui agissent sur notre
zone d’étude, à savoir : les vents et les houles , afin d’appliquer le modèle de vagues SWAN
(Simulating Waves Nearshore), pour arriver enfin à la présentation des différentes cartes
produites par le modèle portant sur l’agitation de la houle à la côte en fonction des houles
dominantes.
III.1. Modèle spectral de vagues SWAN :
Dans cette partie nous décrivons le modèle spectrale de vagues en milieu côtier SWAN
(Simulating Waves Nearshore) développé a Delft Hydraulics (BOOJ et al., 1999), qui permet
de décrire la génération et la propagation` des vagues quand les phénomènes de diffraction et
de réflexion sont négligeables.
La capacité de SWAN à simuler le champ de vagues en milieu côtier, hors et dans la zone
de déferlement, a été testée par de très nombreux auteurs (par exemple Ris et al. (1998)) sur
différents cas tests qui donnent des résultats satisfaisants (CASTELLE, 2014).
Swan est un modèle numérique de troisième génération pour le calcul des vagues aléatoires
et des crêtes courtes (Short-crested waves) dans la zone côtière et les courants ambiants
(Simulating WAves Nearshore (SWAN)) a été développé et validé. Ce modèle est basé sur
une formulation eulérienne de l’équilibre de densité d’action spectrale pour une propagation
réfractive sur une bathymétrie arbitraire et des champs de courants (BOOJ et al, 1999).
Le modèle est basé sur une équation dite WABE : "l’équation de balance d’action des
vagues", définit par (STIVE et al, 2006) comme suit ;
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Introduction :
L’hydrodynamique littorale a pour but de décrire et de modéliser les phénomènes physiques
à l’origine de la dynamique des fluides en milieu littoral. Son intérêt est fondamental pour une
meilleure compréhension et modélisation en océanographie physique littorale (Garlan et al,
2011).
La modélisation numérique est basée sur des modèles mathématiques décrivant de manière
Suffisamment fiable les phénomènes physiques. Le recours à une telle modélisation constitue
une approche pratique vu qu’elle permet de tester les effets d’un grand nombre de paramètres
(Physiques et géométriques) en un temps relativement court et à moindre cout
comparativement à un modèle physique équivalent (khalfani, 2014).
Les conditions hydrodynamiques liées aux vagues se trouvent fortement modifiées en faible
profondeur, sous l’action combinée de multiples processus (influence de la bathymétrie,
réflexion, réfraction, déferlement, effets non linéaires…) dont la plupart contrôlent la
dissipation ou la concentration d’énergie de la houle incidente. Dans le cadre de cette étude,
nous nous intéresserons à la réfraction de la houle.
Dans ce chapitre, nous allons exploiter les données hydrodynamiques qui agissent sur notre
zone d’étude, à savoir : les vents et les houles , afin d’appliquer le modèle de vagues SWAN
(Simulating Waves Nearshore), pour arriver enfin à la présentation des différentes cartes
produites par le modèle portant sur l’agitation de la houle à la côte en fonction des houles
dominantes.
III.1. Modèle spectral de vagues SWAN :
Dans cette partie nous décrivons le modèle spectrale de vagues en milieu côtier SWAN
(Simulating Waves Nearshore) développé a Delft Hydraulics (BOOJ et al., 1999), qui permet
de décrire la génération et la propagation` des vagues quand les phénomènes de diffraction et
de réflexion sont négligeables.
La capacité de SWAN à simuler le champ de vagues en milieu côtier, hors et dans la zone
de déferlement, a été testée par de très nombreux auteurs (par exemple Ris et al. (1998)) sur
différents cas tests qui donnent des résultats satisfaisants (CASTELLE, 2014).
Swan est un modèle numérique de troisième génération pour le calcul des vagues aléatoires
et des crêtes courtes (Short-crested waves) dans la zone côtière et les courants ambiants
(Simulating WAves Nearshore (SWAN)) a été développé et validé. Ce modèle est basé sur
une formulation eulérienne de l’équilibre de densité d’action spectrale pour une propagation
réfractive sur une bathymétrie arbitraire et des champs de courants (BOOJ et al, 1999).
Le modèle est basé sur une équation dite WABE : "l’équation de balance d’action des
vagues", définit par (STIVE et al, 2006) comme suit ;