Pour ces raisons, la connaissance des transits sédimentaires est indispensable à l'étude du
devenir des effluents urbains dans le milieu marin, et l'approche par modélisation
mathématique semble le plus à même de couvrir la multidisciplinarité des problèmes.
Compte tenu du type de granulométrie des matériaux concernés et de leur nature physicochimique, le cadre d'étude sédimentologique est celui des matériaux cohésifs. Les principaux
mécanismes physiques auxquels sont soumis les contaminants "particulaires" sont alors :
- le transport par les courants lorsqu'ils sont en suspension,
- le dépôt sur le fond, avec ou sans floculation (phénomène d'agrégation des particules qui
modifie considérablement leur vitesse de chute),
- l'érosion des sédiments sous l'action du courant ou des clapots (les sédiments cohésifs
sont rarement exposés aux houles longues),
- le stockage dans le sédiment, dont l'évolution des caractéristiques rhéologiques
conditionnera le taux d'érosion,
- les phénomènes d'adsorption/désorption qui font intervenir à la fois la nature des
suspensions et celle des contaminants eux-mêmes.
Chacun de ces processus sédimentologiques doit être pris en compte dans un modèle
mathématique de transport particulaire ; en conséquence un tel outil, pourtant motivé par des
considérations d'environnement, sera analogue aux modèles sédimentaires élaborés pour les
études d'érosion/sédimentation dans le cadre de préoccupations qui relèvent du "génie
côtier".
Ce type de modèle a été développé dans le programme IFREMER d'étude du devenir en mer
des rejets urbains, et appliqué au site de Morlaix pour simuler le transport et la répartition
des éléments particulaires ou "assimilés" rejetés par la station d'épuration en amont de
l'estuaire.
PRESENTATION DU MODELE
Le principe de base des modèles de transport de sédiments cohésifs est le bilan local de
masse particulaire en suspension résultant du transport par les courants (advection), des
mécanismes de mélange turbulent (dispersion), de la chute des particules et des échanges
avec le fond sous forme d'érosion ou de dépôt, qui représentent respectivement les termes
source et puits de l'équation de bilan. Cette équation est résolue numériquement par une
technique de différences finies en chaque maille d'un réseau représentant le secteur d'intérêt
découpé en autant de boîtes juxtaposées.
Le modèle développé spécifiquement dans le cadre de cette étude comporte deux principales
originalités (Le Hir, 1990a) :
- la possibilité de transporter simultanément plusieurs variables dissoutes ou particulaires,
avec d'éventuelles interactions (par exemple une loi de partage) et naturellement des lois
de comportements physico-chimiques ou biologiques, propres à chacune d'elles
(croissance, mortalité etc.),
206
devenir des effluents urbains dans le milieu marin, et l'approche par modélisation
mathématique semble le plus à même de couvrir la multidisciplinarité des problèmes.
Compte tenu du type de granulométrie des matériaux concernés et de leur nature physicochimique, le cadre d'étude sédimentologique est celui des matériaux cohésifs. Les principaux
mécanismes physiques auxquels sont soumis les contaminants "particulaires" sont alors :
- le transport par les courants lorsqu'ils sont en suspension,
- le dépôt sur le fond, avec ou sans floculation (phénomène d'agrégation des particules qui
modifie considérablement leur vitesse de chute),
- l'érosion des sédiments sous l'action du courant ou des clapots (les sédiments cohésifs
sont rarement exposés aux houles longues),
- le stockage dans le sédiment, dont l'évolution des caractéristiques rhéologiques
conditionnera le taux d'érosion,
- les phénomènes d'adsorption/désorption qui font intervenir à la fois la nature des
suspensions et celle des contaminants eux-mêmes.
Chacun de ces processus sédimentologiques doit être pris en compte dans un modèle
mathématique de transport particulaire ; en conséquence un tel outil, pourtant motivé par des
considérations d'environnement, sera analogue aux modèles sédimentaires élaborés pour les
études d'érosion/sédimentation dans le cadre de préoccupations qui relèvent du "génie
côtier".
Ce type de modèle a été développé dans le programme IFREMER d'étude du devenir en mer
des rejets urbains, et appliqué au site de Morlaix pour simuler le transport et la répartition
des éléments particulaires ou "assimilés" rejetés par la station d'épuration en amont de
l'estuaire.
PRESENTATION DU MODELE
Le principe de base des modèles de transport de sédiments cohésifs est le bilan local de
masse particulaire en suspension résultant du transport par les courants (advection), des
mécanismes de mélange turbulent (dispersion), de la chute des particules et des échanges
avec le fond sous forme d'érosion ou de dépôt, qui représentent respectivement les termes
source et puits de l'équation de bilan. Cette équation est résolue numériquement par une
technique de différences finies en chaque maille d'un réseau représentant le secteur d'intérêt
découpé en autant de boîtes juxtaposées.
Le modèle développé spécifiquement dans le cadre de cette étude comporte deux principales
originalités (Le Hir, 1990a) :
- la possibilité de transporter simultanément plusieurs variables dissoutes ou particulaires,
avec d'éventuelles interactions (par exemple une loi de partage) et naturellement des lois
de comportements physico-chimiques ou biologiques, propres à chacune d'elles
(croissance, mortalité etc.),
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