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CONTEXTE DE L’ETUDE
conservatif (les courants verticaux ne sont pas calculés), et ne puisse rendre compte des effets
baroclines éventuels (entre autres de la densité), il prédit bien le comportement du pétrole dans
la couche de surface. Ce type de modèle est d’ailleurs couramment utilisé pour des applicatio ns
opérationnelles, c'est le cas du modèle MOTHY (Modèle Océanique de Transport
d’Hydrocarbures) de Météo-France. Ces dernières années des algorithmes complets décrivant
le comportement des hydrocarbures en mer ont été développés. La majorité d’entre eux
fonctionnent avec l’appui de modèles complètement 3D qui fournissent les données
hydrodynamiques indispensables. C'est le cas du modèle de nappe OILMAP (Oil Spill model
and response system) fonctionnant avec GEMS (global enviromental modelling sytems) et du
modèle ADIOS (automated data inquiry for oil spills) de la NOAA (national oceanic and
atmospheric administration) par exemple.
Ces modèles calculent la température et la salinité en 3 dimensions et sont capables de
reproduire les éventuelles stratifications thermiques ou halines (Jouan. M. Lazure. P. Daniel P.
Josse P, 2001).
En plus de la dimension, d'autres choix de modélisation restent à faire, en particulier celui d'une
approche Eulérienne, Lagrangienne, ou hybride.
II.4.2 Les différents types de modèles hydrodynamiques
Lors d'un déversement d'hydrocarbures dans le milieu aquatique, pour organiser la récupération
du pétrole et pouvoir protéger les zones exposées au risque de pollution, la connaissance de la
trajectoire des nappes de polluants est essentielle. Le développement de modèles de dérive de
nappe d'hydrocarbures dans les eaux continentales et en mer est motivé par la fréquence des
pollutions et l'impact néfaste de ces pollutions sur l'environnement. Les modèles numériq ues
permettent d'étudier l'impact de divers scenarios possibles et ainsi d'estimer la sensibilité
environnementale d'une zone maritime, côtière ou fluviale avant même que ce type d'accidents
ne se produise. Le but et la capacité des modèles de dérive de nappe d'hydrocarbures vont du
simple suivi de trajectoire aux modèles 2D ou 3D de transports capables de prédire les
distributions d'hydrocarbures en surface, dans la colonne d'eau et sur les berges. Les modèles
les plus complexes peuvent de plus quantifier les réponses biologiques et les impacts
environnementaux (Cédric Goeury, 2012).
a. L’approche Eulérienne
L’approche Eulérienne est une méthode utilisée en mécanique des fluides, consiste à calculer
la vitesse de chaque particule dans un espace bien déterminé (x, y, z) et dans un temps (t).
Dans notre cas (dérive des hydrocarbures), cette méthode utilise les équations d’advectiondiffusion pour la partie hydrodynamique et des équations d’évolution (évaporation, dissolutio n,
durée de vie…), en fonction des conditions environnementales. Le bilan des flux de polluant
est alors calculé dans chaque maille (Jouan .M. et al 2001).
CONTEXTE DE L’ETUDE
conservatif (les courants verticaux ne sont pas calculés), et ne puisse rendre compte des effets
baroclines éventuels (entre autres de la densité), il prédit bien le comportement du pétrole dans
la couche de surface. Ce type de modèle est d’ailleurs couramment utilisé pour des applicatio ns
opérationnelles, c'est le cas du modèle MOTHY (Modèle Océanique de Transport
d’Hydrocarbures) de Météo-France. Ces dernières années des algorithmes complets décrivant
le comportement des hydrocarbures en mer ont été développés. La majorité d’entre eux
fonctionnent avec l’appui de modèles complètement 3D qui fournissent les données
hydrodynamiques indispensables. C'est le cas du modèle de nappe OILMAP (Oil Spill model
and response system) fonctionnant avec GEMS (global enviromental modelling sytems) et du
modèle ADIOS (automated data inquiry for oil spills) de la NOAA (national oceanic and
atmospheric administration) par exemple.
Ces modèles calculent la température et la salinité en 3 dimensions et sont capables de
reproduire les éventuelles stratifications thermiques ou halines (Jouan. M. Lazure. P. Daniel P.
Josse P, 2001).
En plus de la dimension, d'autres choix de modélisation restent à faire, en particulier celui d'une
approche Eulérienne, Lagrangienne, ou hybride.
II.4.2 Les différents types de modèles hydrodynamiques
Lors d'un déversement d'hydrocarbures dans le milieu aquatique, pour organiser la récupération
du pétrole et pouvoir protéger les zones exposées au risque de pollution, la connaissance de la
trajectoire des nappes de polluants est essentielle. Le développement de modèles de dérive de
nappe d'hydrocarbures dans les eaux continentales et en mer est motivé par la fréquence des
pollutions et l'impact néfaste de ces pollutions sur l'environnement. Les modèles numériq ues
permettent d'étudier l'impact de divers scenarios possibles et ainsi d'estimer la sensibilité
environnementale d'une zone maritime, côtière ou fluviale avant même que ce type d'accidents
ne se produise. Le but et la capacité des modèles de dérive de nappe d'hydrocarbures vont du
simple suivi de trajectoire aux modèles 2D ou 3D de transports capables de prédire les
distributions d'hydrocarbures en surface, dans la colonne d'eau et sur les berges. Les modèles
les plus complexes peuvent de plus quantifier les réponses biologiques et les impacts
environnementaux (Cédric Goeury, 2012).
a. L’approche Eulérienne
L’approche Eulérienne est une méthode utilisée en mécanique des fluides, consiste à calculer
la vitesse de chaque particule dans un espace bien déterminé (x, y, z) et dans un temps (t).
Dans notre cas (dérive des hydrocarbures), cette méthode utilise les équations d’advectiondiffusion pour la partie hydrodynamique et des équations d’évolution (évaporation, dissolutio n,
durée de vie…), en fonction des conditions environnementales. Le bilan des flux de polluant
est alors calculé dans chaque maille (Jouan .M. et al 2001).