Chapitre III :
Modélisation hydrodynamique
28
de tempête, de l'advection-dispersion, des déversements d'hydrocarbures, de la qualité de
l'eau, du transport de boue, du transport de sable, des perturbations portuaires et de la
propagation des vagues (DHI 2014).
Outre les outils de simulation, MIKE 21 comprend des outils de productivité pour préparer la
saisie et l'interprétation ainsi que la présentation des résultats (DHI, 2014).
2. Les modules du Mike21
Dans le cadre de ce travail, trois modules ont été utilisés :
o Mike 21 HD (Hydro-Dynamic);
o Mike 21 SW (Spectral Wave);
o Mike 21 ST (Sand Transport).
2.1 Le module hydrodynamique : Mike21 HD (Hydro-Dynamics)
La modélisation des courants induits par la marée et les vagues (courants littoraux) repose sur
le module FM (Flexible Mesh) de MIKE 21.
Ce module utilise un maillage flexible aux volumes finis qui permet d’augmenter la résolution
de la bathymétrie dans les zones d'intérêt. Celles‐ci sont modélisées à l’aide d’un maillage
relativement fin tandis que les champs éloignés sont modélisés avec un maillage plus grossier,
permettant ainsi d’optimiser les temps de calculs.
Dans le cas présent, d’après les niveaux de marée imposés aux limites de la zone modélisée,
le module fournit les valeurs de niveaux et de vitesses d’écoulement intégrées sur la verticale
en chacun des points de maillage de la bathymétrie. Le module intègre également les
contraintes de radiation dues aux vagues (calculées à l'aide du module SW ‐ voir section
suivante), qui permettent de superposer les courants littoraux aux courants de marée (DHI,
2014).
2.2 Le module de vague spectrale : Mike SW (Spectral Wave)
La transformation des vagues du large à l’approche du littoral sous l’effet de la réfraction et
du déferlement est simulée à l’aide du module SW (Spectral Waves) de MIKE 21.
Le module SW intègre les développements les plus récents pour la simulation de la
génération et de la transformation des vagues en eaux profondes et côtières. Les simulations
permettent de reproduire les phénomènes de réfraction, de dissipation par déferlement et/ou
frottement sur le fond, de génération des vagues par le vent, d’interaction non linéaire entre
les vagues et d’interaction vagues courants. Le module permet d'utiliser des données de
vagues au large préétablies, qui doivent alors être connues grâce à des mesures ou autres
données externes, ou de générer des vagues par le vent (DHI 2014).
2.3 Le module de transport des sédiments : Mike 21 ST (Sand Transport)
Le modèle Mike 21 ST est un modèle numérique qui calcule les taux de transport de
sédiments non cohésifs (Sable) sur le fond et en suspension sous l'action combinée des
courants et des vagues. Il combine donc le modèle hydrodynamique MIKE HD et le modèle
de vague MIKE21-SW (DHI 2014).
Il offre deux formulations pour le calcul du transport sédimentaire : la formulation de
Bijker (courants seuls) et la formulation SPT du DHI (courants et vagues).
Modélisation hydrodynamique
28
de tempête, de l'advection-dispersion, des déversements d'hydrocarbures, de la qualité de
l'eau, du transport de boue, du transport de sable, des perturbations portuaires et de la
propagation des vagues (DHI 2014).
Outre les outils de simulation, MIKE 21 comprend des outils de productivité pour préparer la
saisie et l'interprétation ainsi que la présentation des résultats (DHI, 2014).
2. Les modules du Mike21
Dans le cadre de ce travail, trois modules ont été utilisés :
o Mike 21 HD (Hydro-Dynamic);
o Mike 21 SW (Spectral Wave);
o Mike 21 ST (Sand Transport).
2.1 Le module hydrodynamique : Mike21 HD (Hydro-Dynamics)
La modélisation des courants induits par la marée et les vagues (courants littoraux) repose sur
le module FM (Flexible Mesh) de MIKE 21.
Ce module utilise un maillage flexible aux volumes finis qui permet d’augmenter la résolution
de la bathymétrie dans les zones d'intérêt. Celles‐ci sont modélisées à l’aide d’un maillage
relativement fin tandis que les champs éloignés sont modélisés avec un maillage plus grossier,
permettant ainsi d’optimiser les temps de calculs.
Dans le cas présent, d’après les niveaux de marée imposés aux limites de la zone modélisée,
le module fournit les valeurs de niveaux et de vitesses d’écoulement intégrées sur la verticale
en chacun des points de maillage de la bathymétrie. Le module intègre également les
contraintes de radiation dues aux vagues (calculées à l'aide du module SW ‐ voir section
suivante), qui permettent de superposer les courants littoraux aux courants de marée (DHI,
2014).
2.2 Le module de vague spectrale : Mike SW (Spectral Wave)
La transformation des vagues du large à l’approche du littoral sous l’effet de la réfraction et
du déferlement est simulée à l’aide du module SW (Spectral Waves) de MIKE 21.
Le module SW intègre les développements les plus récents pour la simulation de la
génération et de la transformation des vagues en eaux profondes et côtières. Les simulations
permettent de reproduire les phénomènes de réfraction, de dissipation par déferlement et/ou
frottement sur le fond, de génération des vagues par le vent, d’interaction non linéaire entre
les vagues et d’interaction vagues courants. Le module permet d'utiliser des données de
vagues au large préétablies, qui doivent alors être connues grâce à des mesures ou autres
données externes, ou de générer des vagues par le vent (DHI 2014).
2.3 Le module de transport des sédiments : Mike 21 ST (Sand Transport)
Le modèle Mike 21 ST est un modèle numérique qui calcule les taux de transport de
sédiments non cohésifs (Sable) sur le fond et en suspension sous l'action combinée des
courants et des vagues. Il combine donc le modèle hydrodynamique MIKE HD et le modèle
de vague MIKE21-SW (DHI 2014).
Il offre deux formulations pour le calcul du transport sédimentaire : la formulation de
Bijker (courants seuls) et la formulation SPT du DHI (courants et vagues).