CHAPITRE III
Etude hydrodynamique et agitation portuaire
34
III.1. Introduction
La modélisation numérique des processus hydrodynamiques est une étape largement utilisée
et validé depuis plusieurs années pour étudier les effets des sites et des projets sur les conditions
naturelles. Cet outil numérique permet de résoudre les équations régissant le mouvement des
masses d'eau (mécanique des fluides), décrivant les variations spatiales et temporelles du débit et
du niveau d’eau dans différentes conditions météorologiques dans une région géographique
donnée.
L’action de la houle, sa réflexion et sa diffraction peuvent provoquer au sein des ports des
problèmes de résonance d'ondes très nuisibles aux opérations portuaires. Ces problèmes sont
directement liés aux coefficients de réflexion des parois des ouvrages ainsi que d’autres
phénomènes marins tels que l’agitation et la circulation à l’intérieur du bassin.
Dans notre étude on va utiliser le logiciel Mike 21 qui est un logiciel professionnel de
modélisation numérique 2D des écoulements a surface libre à l’échelle de baie et le logiciel
Telemac (modèle Artemis) pour simuler les phénomènes hydrodynamiques à l’échelle du port.
III.2. Présentation du logiciel
III.2.1. Modules de modélisation numérique- Mike 21
Mike 21-DHI : logiciel développé par l’institut hydraulique Danoise. C’est un modèle de
houle spectrale basé sur la conservation de la densité de l’action d’onde qui permet de simuler la
propagation des états de mer dans les domaines offshore et côtier. Le modèle inclus les effets de
la réfraction et de Shoaling lies aux variations bathymétrie, la génération de la houle par action du
vent, la dissipation de la houle. La résolution par méthode des volumes finis se base sur le maillage
flexible composé d’élément triangulaire dans le plan horizontal. Ces éléments peuvent être affinés
dans les zones d’études d’intérêt particulier (DHI, 2014).
Il permet la simulation de l’hydraulique et des phénomènes associés dans les rivières, les
lacs, les baies, les zones côtières et les océans. Le MIKE 21 est donc particulièrement adapté aux
problèmes des principaux domaines d’application suivants :
- L’hydraulique fluviale.
- L’hydraulique environnementale (qualité).
- Les processus sédimentaires.
- L’hydraulique côtière et l’océanographie.
- La houle.
Les modules utilisés dans notre étude :
III.2.1.1. Module hydrodynamique - MIKE 21 HD
Le modèle hydrodynamique MIKE21 HD résout les équations bidimensionnelles classiques
de Saint-Venant par la méthode volume fini sur une grille à maillage flexible et par la méthode des
différences finies sur une grille à maillage rectangulaire. Il traite le frottement sur le fond, l’effet
des événements météorologiques (vent et pression atmosphérique), et la force de Coriolis, il nous
permet de simuler les courants côtiers dus à l’action de la houle dans la zone de déferlement (DHI,
2014m).
Etude hydrodynamique et agitation portuaire
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III.1. Introduction
La modélisation numérique des processus hydrodynamiques est une étape largement utilisée
et validé depuis plusieurs années pour étudier les effets des sites et des projets sur les conditions
naturelles. Cet outil numérique permet de résoudre les équations régissant le mouvement des
masses d'eau (mécanique des fluides), décrivant les variations spatiales et temporelles du débit et
du niveau d’eau dans différentes conditions météorologiques dans une région géographique
donnée.
L’action de la houle, sa réflexion et sa diffraction peuvent provoquer au sein des ports des
problèmes de résonance d'ondes très nuisibles aux opérations portuaires. Ces problèmes sont
directement liés aux coefficients de réflexion des parois des ouvrages ainsi que d’autres
phénomènes marins tels que l’agitation et la circulation à l’intérieur du bassin.
Dans notre étude on va utiliser le logiciel Mike 21 qui est un logiciel professionnel de
modélisation numérique 2D des écoulements a surface libre à l’échelle de baie et le logiciel
Telemac (modèle Artemis) pour simuler les phénomènes hydrodynamiques à l’échelle du port.
III.2. Présentation du logiciel
III.2.1. Modules de modélisation numérique- Mike 21
Mike 21-DHI : logiciel développé par l’institut hydraulique Danoise. C’est un modèle de
houle spectrale basé sur la conservation de la densité de l’action d’onde qui permet de simuler la
propagation des états de mer dans les domaines offshore et côtier. Le modèle inclus les effets de
la réfraction et de Shoaling lies aux variations bathymétrie, la génération de la houle par action du
vent, la dissipation de la houle. La résolution par méthode des volumes finis se base sur le maillage
flexible composé d’élément triangulaire dans le plan horizontal. Ces éléments peuvent être affinés
dans les zones d’études d’intérêt particulier (DHI, 2014).
Il permet la simulation de l’hydraulique et des phénomènes associés dans les rivières, les
lacs, les baies, les zones côtières et les océans. Le MIKE 21 est donc particulièrement adapté aux
problèmes des principaux domaines d’application suivants :
- L’hydraulique fluviale.
- L’hydraulique environnementale (qualité).
- Les processus sédimentaires.
- L’hydraulique côtière et l’océanographie.
- La houle.
Les modules utilisés dans notre étude :
III.2.1.1. Module hydrodynamique - MIKE 21 HD
Le modèle hydrodynamique MIKE21 HD résout les équations bidimensionnelles classiques
de Saint-Venant par la méthode volume fini sur une grille à maillage flexible et par la méthode des
différences finies sur une grille à maillage rectangulaire. Il traite le frottement sur le fond, l’effet
des événements météorologiques (vent et pression atmosphérique), et la force de Coriolis, il nous
permet de simuler les courants côtiers dus à l’action de la houle dans la zone de déferlement (DHI,
2014m).