Chapitre III
Modélisation hydro-sédimentaire
64
Le modèle numérique utilisé dans le cadre de cette étude est le « MIKE21 » qui est un système
logiciel développé par le Danish Hydraulics Institute (DHI), et reposant sur un maillage
structuré (grille rectangulaire ou curviligne) ou, pour certains modules, sur un maillage non
structuré (grille triangulaire).
III.3.1 Description du modèle de simulation MIKE21
Le MIKE21 est un progiciel destiné aux professionnels du génie côtier, il comporte plusieurs
codes de calculs et de modélisation numérique en 2D.
La modélisation de la dynamique sédimentaire en milieu côtier, doit tenir compte des courants
induits par la marée et les houles. Il s’ensuit que l’approche modélisatrice doit faire appel à un
système de modélisation intégré il s’agit du model « MIKE 21/3 Coupled Model FM »,
comprenant un couplage de 3 modèles numériques : un modèle hydrodynamique, un modèle
de houle et un modèle de transport sédimentaire de particules non-cohésifs, sous l’effet de
l’action combinée des vagues et des courants. (LARBI, 2017)
Dans ce contexte, le module MIKE21/3, comprend les calculs suivants :
- MIKE 21-SW (Spectral Waves Flexible Mesh).
- MIKE 21-HD (Hydrodynamic model).
- MIKE 21-ST (Non-Cohesive sediment transport).
III.3.1.1 Modèle numérique spectral Wave (MIKE 21-SW)
Modèle spectral de vague de 3ème génération similaire au SWAN, avec certaines
améliorations. Il simule : la croissance des vagues en présence du vent, l'interaction vaguevague non-linéaire, la dissipation par le déferlement et par la friction sur le fond, la réfraction
par les changements de profondeur et l'interaction vague-courant. Les calculs du modèle
MIKE21-SW utilisent une grille à maillage flexible. Le modèle équivalent sur maillage en
différence finie est le modèle MIKE21-NSW.
III.3.1.2 Modèle numérique hydrodynamique (MIK 21-HD)
Traite le frottement sur le fond, l’effet des événements météorologiques (vents et pression
atmosphérique), et la force de Coriolis, etc… Il nous permet de simuler les courants côtiers dû
à l’action de la houle dans la zone de déferlement.
Il fournit aussi les conditions hydrodynamiques aux autres modules de ce système tel que le
Module MIKE 21-ST.
III.3.1.3 Modèle numérique de transport de sable (MIKE 21-ST)
Le modèle MIKE 21-ST est un modèle numérique qui calcule les taux de transport de sédiment
non cohésifs (Sable) sur le fond et en suspension sous l’action combinée des courants et des
vagues.
Ce modèle n’utilise que le modèle STPQ3D en cas de houle et des courants combinés. Les
transports de sables sont déterminés par l’interpolation dans les tableaux de transport.
Modélisation hydro-sédimentaire
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Le modèle numérique utilisé dans le cadre de cette étude est le « MIKE21 » qui est un système
logiciel développé par le Danish Hydraulics Institute (DHI), et reposant sur un maillage
structuré (grille rectangulaire ou curviligne) ou, pour certains modules, sur un maillage non
structuré (grille triangulaire).
III.3.1 Description du modèle de simulation MIKE21
Le MIKE21 est un progiciel destiné aux professionnels du génie côtier, il comporte plusieurs
codes de calculs et de modélisation numérique en 2D.
La modélisation de la dynamique sédimentaire en milieu côtier, doit tenir compte des courants
induits par la marée et les houles. Il s’ensuit que l’approche modélisatrice doit faire appel à un
système de modélisation intégré il s’agit du model « MIKE 21/3 Coupled Model FM »,
comprenant un couplage de 3 modèles numériques : un modèle hydrodynamique, un modèle
de houle et un modèle de transport sédimentaire de particules non-cohésifs, sous l’effet de
l’action combinée des vagues et des courants. (LARBI, 2017)
Dans ce contexte, le module MIKE21/3, comprend les calculs suivants :
- MIKE 21-SW (Spectral Waves Flexible Mesh).
- MIKE 21-HD (Hydrodynamic model).
- MIKE 21-ST (Non-Cohesive sediment transport).
III.3.1.1 Modèle numérique spectral Wave (MIKE 21-SW)
Modèle spectral de vague de 3ème génération similaire au SWAN, avec certaines
améliorations. Il simule : la croissance des vagues en présence du vent, l'interaction vaguevague non-linéaire, la dissipation par le déferlement et par la friction sur le fond, la réfraction
par les changements de profondeur et l'interaction vague-courant. Les calculs du modèle
MIKE21-SW utilisent une grille à maillage flexible. Le modèle équivalent sur maillage en
différence finie est le modèle MIKE21-NSW.
III.3.1.2 Modèle numérique hydrodynamique (MIK 21-HD)
Traite le frottement sur le fond, l’effet des événements météorologiques (vents et pression
atmosphérique), et la force de Coriolis, etc… Il nous permet de simuler les courants côtiers dû
à l’action de la houle dans la zone de déferlement.
Il fournit aussi les conditions hydrodynamiques aux autres modules de ce système tel que le
Module MIKE 21-ST.
III.3.1.3 Modèle numérique de transport de sable (MIKE 21-ST)
Le modèle MIKE 21-ST est un modèle numérique qui calcule les taux de transport de sédiment
non cohésifs (Sable) sur le fond et en suspension sous l’action combinée des courants et des
vagues.
Ce modèle n’utilise que le modèle STPQ3D en cas de houle et des courants combinés. Les
transports de sables sont déterminés par l’interpolation dans les tableaux de transport.