CHAPITRE 2 : LES MODELES NUMERIQUES DE LA CIRCULATION OCEANIQUE
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L'approximation hydrostatique : vient directement de l'idée que tous les forces sont
négligeables devant la pression et la gravité, donc un équilibre va se reproduire entre ces 2
forces à la verticale.
L'approximation de Boussinesq : suppose que les variations de densité sont négligeables sur
la verticale donc on peut substituer avec un terme ρ de référence
L'hypothèse de l’incompressibilité : suppose que la masse volumique d'une parcelle de
fluide ne varie pas avec la pression. La relation de continuité devient donc une condition de
non divergence.
II.4 FVCOM : Modèle de circulation côtière
Le modèle de circulation côtière à volume finis FVCOM est un modèle récemment
développé par des chercheurs de l‟Université du Massachusetts –Dartmouth et de
l‟institution océanographique Woods Hole Institution. Ce modèle résout les équations
hydrostatiques ou non hydrostatiques de quantité de mouvement et de continuité en 3
dimensions pour un fluide de densité variable. Ces équations sont résolues par la méthode
de calculs en volumes finis, schéma de discrétisation du second ordre.
FVCOM utilise une grille non structurée composées d‟éléments triangulaires. Une
grille non structurée a l‟avantage de bien représenter les traits de côte dont la géométrie
peut être souvent complexe. Une meilleure simulation de la géométrie spatiale permet de
mieux modéliser les processus physiques et les écoulements côtiers (C. Chen, Beardsley,
&Cowles, 2006). Sur la verticale, une coordonnée de type sigma est employée permettant
de mieux restituer les détails topographiques. Les équations de transport de l‟énergie
cinétique turbulente, de salinité et de température sont aussi calculées. Toutes les
équations utilisées par FVCOM sont détaillées dans le manuel d‟utilisateur (Chen, C,
Beardsley, R.C, 2011).
Concernant les forçages externes, le modèle permet l‟intégration de forçage comme la
marée le vent et les flux de chaleur. Aux frontières ouvertes, plusieurs conditions de
radiation sont proposées pour faire évoluer les conditions de quantité de mouvement et
d‟élévation, de température et de salinité. En outre, il permet la simulation du
découvrement/ recouvrement de points en zone très peu profondes, permettant une
meilleure représentation des écoulements au droit des hauts fonds et le long du récif
barrière. Les débits des rivières peuvent être imposés, mais ce forçage n‟est pas utilisé
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L'approximation hydrostatique : vient directement de l'idée que tous les forces sont
négligeables devant la pression et la gravité, donc un équilibre va se reproduire entre ces 2
forces à la verticale.
L'approximation de Boussinesq : suppose que les variations de densité sont négligeables sur
la verticale donc on peut substituer avec un terme ρ de référence
L'hypothèse de l’incompressibilité : suppose que la masse volumique d'une parcelle de
fluide ne varie pas avec la pression. La relation de continuité devient donc une condition de
non divergence.
II.4 FVCOM : Modèle de circulation côtière
Le modèle de circulation côtière à volume finis FVCOM est un modèle récemment
développé par des chercheurs de l‟Université du Massachusetts –Dartmouth et de
l‟institution océanographique Woods Hole Institution. Ce modèle résout les équations
hydrostatiques ou non hydrostatiques de quantité de mouvement et de continuité en 3
dimensions pour un fluide de densité variable. Ces équations sont résolues par la méthode
de calculs en volumes finis, schéma de discrétisation du second ordre.
FVCOM utilise une grille non structurée composées d‟éléments triangulaires. Une
grille non structurée a l‟avantage de bien représenter les traits de côte dont la géométrie
peut être souvent complexe. Une meilleure simulation de la géométrie spatiale permet de
mieux modéliser les processus physiques et les écoulements côtiers (C. Chen, Beardsley,
&Cowles, 2006). Sur la verticale, une coordonnée de type sigma est employée permettant
de mieux restituer les détails topographiques. Les équations de transport de l‟énergie
cinétique turbulente, de salinité et de température sont aussi calculées. Toutes les
équations utilisées par FVCOM sont détaillées dans le manuel d‟utilisateur (Chen, C,
Beardsley, R.C, 2011).
Concernant les forçages externes, le modèle permet l‟intégration de forçage comme la
marée le vent et les flux de chaleur. Aux frontières ouvertes, plusieurs conditions de
radiation sont proposées pour faire évoluer les conditions de quantité de mouvement et
d‟élévation, de température et de salinité. En outre, il permet la simulation du
découvrement/ recouvrement de points en zone très peu profondes, permettant une
meilleure représentation des écoulements au droit des hauts fonds et le long du récif
barrière. Les débits des rivières peuvent être imposés, mais ce forçage n‟est pas utilisé