Chapitre III : Étude de la dynamique hydrosédimentaire annuelle ; combinaison du modèle
SWAN et formules empiriques
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III.1 Modélisation hydrodynamique
III.1.1 Description du modèle SWAN :
Le modèle SWAN (Booij et al., 1999) est un modèle eulérien à phase moyennée (Gorrell
et al., 2011) de troisième génération; il résout en chaque point de la grille de calcul l’équation de
conservation de densité d’action spectro-angulaire des vagues (Robinet, 2017) en intégrant le
spectre 2D d’énergie des vagues dans le domaine fréquentiel et spatial (Xie et al., 2016) suivant
un schéma implicite (Amrutha et al., 2016). Le modèle est décrit par l’équation I-13 (voir
chapitre I.3.4) plutôt que l’équation du transport d’énergie, car l’action de densité spectrale est
conservée en présence de courant (Hsu et al., 2005). Le SWAN permet généralement le calcul de
la propagation des vagues des eaux profondes vers la zone de surf (Zijlema and Van der
Westhuysen, 2005) d’une manière réaliste (Akpınar et al., 2012). Pour une étude plus en détail
de l’effet de la propagation de la houle sur la morphologie littorale, il serait préférable de coupler
le modèle SWAN a un modèle hydrodynamique et morphodynamique tel que cela a été effectué
dans les travaux de (Castelle, 2004; Robinet, 2017).
III.1.2 Configuration :
Le modèle SWAN version 41.31A a été utilisé. Comme dans les travaux de (Gorrell et
al., 2011), le SWAN a été exécuté en mode stationnaire (
) et pour lequel a été posée
l’hypothèse que les vagues se propagent instantanément sur l’ensemble du domaine (Booij et al.,
1999; Gorrell et al., 2011; Zijlema and Van der Westhuysen, 2005) ; ceci est acceptable du
moment que le temps de résidence des vagues dans la zone côtière est considéré comme étant
beaucoup plus petit que l’échelle de temps pour la variation du courant ambiant, le vent ou la
marée (Booij et al., 1999) (in (Zijlema and Van der Westhuysen, 2005)).
La grille de calcul est régulière et de forme rectangulaire, elle est implémentée dans le
SWAN en différences finies dans cinq (05) dimensions (le temps, l’espace géographique et
l’espace spectral) (Hsu et al., 2005), quatre dans notre cas `stationnaire` ; les caractéristiques de
la grille sont les mêmes que pour la grille du fond. Le maillage choisi a une résolution de 100 m
sur l’axe des X et des Y.
Pour la configuration des formulations exprimant les processus physiques, le choix des
paramètres pris en considération a été effectué selon l’analyse des résultats de travaux antérieurs
et des références bibliographiques (Amarouche, 2019; Amarouche et al., 2019; Amrutha et al.,
2016; Castelle, 2004; Gorrell et al., 2011; Hoque et al., 2017; Hsu et al., 2005; Pallares et al.,
2014; Zijelma, 2010).
Dans notre étude, les processus décrits par les termes sources et puits dans l’équation I-10
sur lesquels nous nous focalisons dépendent des conditions du vent de chaque scénario simulé.
La génération des vagues et le processus du whitecapping (Moutonnement) ne sont pas pris en
considération pour les scénarii ou le vent moyen est inférieur à 5 m/s (Gorrell et al., 2011) ; donc
pour ces cas d’études, nous ne décrivons pas la contribution du vent dans la génération des
SWAN et formules empiriques
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III.1 Modélisation hydrodynamique
III.1.1 Description du modèle SWAN :
Le modèle SWAN (Booij et al., 1999) est un modèle eulérien à phase moyennée (Gorrell
et al., 2011) de troisième génération; il résout en chaque point de la grille de calcul l’équation de
conservation de densité d’action spectro-angulaire des vagues (Robinet, 2017) en intégrant le
spectre 2D d’énergie des vagues dans le domaine fréquentiel et spatial (Xie et al., 2016) suivant
un schéma implicite (Amrutha et al., 2016). Le modèle est décrit par l’équation I-13 (voir
chapitre I.3.4) plutôt que l’équation du transport d’énergie, car l’action de densité spectrale est
conservée en présence de courant (Hsu et al., 2005). Le SWAN permet généralement le calcul de
la propagation des vagues des eaux profondes vers la zone de surf (Zijlema and Van der
Westhuysen, 2005) d’une manière réaliste (Akpınar et al., 2012). Pour une étude plus en détail
de l’effet de la propagation de la houle sur la morphologie littorale, il serait préférable de coupler
le modèle SWAN a un modèle hydrodynamique et morphodynamique tel que cela a été effectué
dans les travaux de (Castelle, 2004; Robinet, 2017).
III.1.2 Configuration :
Le modèle SWAN version 41.31A a été utilisé. Comme dans les travaux de (Gorrell et
al., 2011), le SWAN a été exécuté en mode stationnaire (
) et pour lequel a été posée
l’hypothèse que les vagues se propagent instantanément sur l’ensemble du domaine (Booij et al.,
1999; Gorrell et al., 2011; Zijlema and Van der Westhuysen, 2005) ; ceci est acceptable du
moment que le temps de résidence des vagues dans la zone côtière est considéré comme étant
beaucoup plus petit que l’échelle de temps pour la variation du courant ambiant, le vent ou la
marée (Booij et al., 1999) (in (Zijlema and Van der Westhuysen, 2005)).
La grille de calcul est régulière et de forme rectangulaire, elle est implémentée dans le
SWAN en différences finies dans cinq (05) dimensions (le temps, l’espace géographique et
l’espace spectral) (Hsu et al., 2005), quatre dans notre cas `stationnaire` ; les caractéristiques de
la grille sont les mêmes que pour la grille du fond. Le maillage choisi a une résolution de 100 m
sur l’axe des X et des Y.
Pour la configuration des formulations exprimant les processus physiques, le choix des
paramètres pris en considération a été effectué selon l’analyse des résultats de travaux antérieurs
et des références bibliographiques (Amarouche, 2019; Amarouche et al., 2019; Amrutha et al.,
2016; Castelle, 2004; Gorrell et al., 2011; Hoque et al., 2017; Hsu et al., 2005; Pallares et al.,
2014; Zijelma, 2010).
Dans notre étude, les processus décrits par les termes sources et puits dans l’équation I-10
sur lesquels nous nous focalisons dépendent des conditions du vent de chaque scénario simulé.
La génération des vagues et le processus du whitecapping (Moutonnement) ne sont pas pris en
considération pour les scénarii ou le vent moyen est inférieur à 5 m/s (Gorrell et al., 2011) ; donc
pour ces cas d’études, nous ne décrivons pas la contribution du vent dans la génération des