Chapitre IV : Hydrodynamique sédimentaire du littoral Algérois
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Une étude bidimensionnelle de la propagation de la houle, de la courantologie et du
transport sédimentaire est mise en œuvre ; celle-ci est effectuée avec les modules HD, SW et
ST, respectivement, de la suite du logiciel MIKE 21. Une courte description de ces modules est
donnée ci-après.
Dans un premier temps, il s’agit de déterminer à l’aide du modèle SW le climat de houles
dans la région d’intérêt (sur une grande échelle). Les sortants de ce module ainsi que les niveaux
d’eau aux frontières ouvertes de la grille de calculs hydrodynamiques et les vents en surface
permettront de calculer les courants causés par l’effet combiné des vents et des houles au moyen
du module HD. Finalement, les courants générés par le module HD et les données de houles
générées par le module SW seront pris en entrée par le modèle de transport de sédiment ST qui
calcul alors le transport de sédiments à chaque pas temporel des simulations hydrodynamiques
ainsi que le transport net de sédiments durant la période de simulation.
o Mesh generator
Le Mesh Generator de Mike 21 est un outil conçu pour créer des maillages numériques
flexibles et fixes pour les modèles MIKE Zéro avec une possibilité d’ajustement de la résolution
de la maille. L'outil offre deux options d'interpolation pour les éléments triangulaires, le voisin
naturel et l'interpolation linéaire, qui peuvent être utilisées indépendamment du type de
maillage. De plus, la fonction d'imbrication de plusieurs maillages est disponible pour le
maillage fixe (DHI, 2014). Pour la création de la Mesh avec le module ‘Mesh Generator’, on a
utilisé :
1. Un système de projection adapté à notre zone d’étude : WGS_84_UTM_ZONE_31,
2. Le trait de côte et la bathymétrie de la zone enregistrés dans un fichier (.xyz),
3. Un maillage flexible avec des tailles de maille différentes pour obtenir des résultats
précis et réduire les temps de calcul du logiciel.
o MIKE 21 SW
MIKE 21 SW est le module de propagation de la houle spectrale. Le modèle simule la
propagation, l’évolution et la transformation des vagues générées par les vents et des houles au
large et dans les zones côtières. Il prend en compte la génération de la houle par action du vent,
les interactions non linéaires vague-vague ; la Dissipation due au frottement sur le fond ; la
Dissipation due au déferlement ; la Réfraction et le Shoaling due à la variation de la profondeur
; les Interactions vagues-courants et les effets de la variation temporelle de la profondeur.
Mike 21 SW comprend deux formulations, la première est la formulation entièrement
spectrale qui est caractérisée par l’équation de conservation de l’action des vagues et la
deuxième est la formulation paramétrique découplée directionnelle qui consiste à paramétrer
l’équation de conservation de l’action des vagues cette dernière est basée dans le domaine
fréquentiel en introduisant le zéro et le premier moment du spectre d’action des ondes.
Les principales applications du modèle MIKE 21 SW sont :
- Conception et optimisation des structures de défense des ports et marinas contre les
vagues.
- Etablissement du climat des vagues dans une région côtière en fonction des vagues du
large.
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Une étude bidimensionnelle de la propagation de la houle, de la courantologie et du
transport sédimentaire est mise en œuvre ; celle-ci est effectuée avec les modules HD, SW et
ST, respectivement, de la suite du logiciel MIKE 21. Une courte description de ces modules est
donnée ci-après.
Dans un premier temps, il s’agit de déterminer à l’aide du modèle SW le climat de houles
dans la région d’intérêt (sur une grande échelle). Les sortants de ce module ainsi que les niveaux
d’eau aux frontières ouvertes de la grille de calculs hydrodynamiques et les vents en surface
permettront de calculer les courants causés par l’effet combiné des vents et des houles au moyen
du module HD. Finalement, les courants générés par le module HD et les données de houles
générées par le module SW seront pris en entrée par le modèle de transport de sédiment ST qui
calcul alors le transport de sédiments à chaque pas temporel des simulations hydrodynamiques
ainsi que le transport net de sédiments durant la période de simulation.
o Mesh generator
Le Mesh Generator de Mike 21 est un outil conçu pour créer des maillages numériques
flexibles et fixes pour les modèles MIKE Zéro avec une possibilité d’ajustement de la résolution
de la maille. L'outil offre deux options d'interpolation pour les éléments triangulaires, le voisin
naturel et l'interpolation linéaire, qui peuvent être utilisées indépendamment du type de
maillage. De plus, la fonction d'imbrication de plusieurs maillages est disponible pour le
maillage fixe (DHI, 2014). Pour la création de la Mesh avec le module ‘Mesh Generator’, on a
utilisé :
1. Un système de projection adapté à notre zone d’étude : WGS_84_UTM_ZONE_31,
2. Le trait de côte et la bathymétrie de la zone enregistrés dans un fichier (.xyz),
3. Un maillage flexible avec des tailles de maille différentes pour obtenir des résultats
précis et réduire les temps de calcul du logiciel.
o MIKE 21 SW
MIKE 21 SW est le module de propagation de la houle spectrale. Le modèle simule la
propagation, l’évolution et la transformation des vagues générées par les vents et des houles au
large et dans les zones côtières. Il prend en compte la génération de la houle par action du vent,
les interactions non linéaires vague-vague ; la Dissipation due au frottement sur le fond ; la
Dissipation due au déferlement ; la Réfraction et le Shoaling due à la variation de la profondeur
; les Interactions vagues-courants et les effets de la variation temporelle de la profondeur.
Mike 21 SW comprend deux formulations, la première est la formulation entièrement
spectrale qui est caractérisée par l’équation de conservation de l’action des vagues et la
deuxième est la formulation paramétrique découplée directionnelle qui consiste à paramétrer
l’équation de conservation de l’action des vagues cette dernière est basée dans le domaine
fréquentiel en introduisant le zéro et le premier moment du spectre d’action des ondes.
Les principales applications du modèle MIKE 21 SW sont :
- Conception et optimisation des structures de défense des ports et marinas contre les
vagues.
- Etablissement du climat des vagues dans une région côtière en fonction des vagues du
large.