CHAPITRE III
Modélisation de l’hydrodynamique sédimentaire du littoral de la baie de Zemmouri
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hydrodynamique, un modèle de vagues et un modèle de transport de sédiments non-cohésifs
(sables) sous l‟effet combiné des vagues et des courants.
Le critère de choix pour la houle représentative concerne donc sa capacité à induire une dérive
littorale conforme à la dérive mesurée ou estimée. Ce chapitre consiste à modéliser le transport
sédimentaire induit par les courants et les houles simulés durant les trois périodes citées
précédemment au moyen du module ST de la compilation MIKE 21.
Sous l‟action combinée des courants et des vagues, le modèle Mike 21 ST calcule les taux de
transport de sédiments non cohésifs. Les courants qui transportent les sédiments sont causés par
les vents, les vagues ou une combinaison des deux. L‟effet des vagues déferlantes et non
déferlantes est inclus dans le calcul des taux de transport.
Les taux de transport de sédiments sont calculés à partir de données bathymétriques, des
profondeurs instantanées de l‟eau, les tailles et la gradation spatiale des sédiments et les
variations spatio-temporelles des courants et des vagues dans la région étudiée.
L‟érosion et la déposition des sédiments peuvent ensuite être calculées par l‟utilisateur à partir
des gradients spatiaux des taux de transport de sédiments fournis par le modèle ST. Dans la zone
de déferlement, les courants de retour sont inclus.
Pour calculer le débit sédimentaire dans chaque point, Deux méthodes de simulation sont
disponibles dans les conditions combinées de la houle et du courant (DHI, 2014g) : la méthode
Bijkeret la méthode STP du DHI.
La méthode STP traite les différences de phase de l‟écoulement oscillatoire, la tension du
cisaillement sur le fond et la concentration sédimentaire en suspension dans sa formulation pour
le calcul du transport sédimentaire. Deux méthodes de simulation sont disponibles pour le calcul
des taux de transport : modèle 2DH et modèle STPQ3D.
Le modèle 2DH est une approche de plan bidimensionnel horizontal (2DH). Les taux de
transport sont calculés dans le sens du courant moyen, avec une composante transversale
résultante de la pente des fonds.
Le modèle STPQ3D est une quasi-tridimensionnelle (Q3D) de l‟hydrodynamique et du
transport de sédiment. Il calcule l‟hydrodynamique instantanée et moyenne dans le temps et le
transport des sédiments dans deux directions horizontales : perpendiculaire et parallèle au rivage.
Comme le modèle calcule le transport par charriage et par suspension séparément, les valeurs de
la table de transport des sédiments sont le transport total.
Avant la simulation des valeurs de transport des sédiments non cohésifs, une « table de
sédiment » doit être générée à l‟aide d‟utilitaires de génération de table de sédiment offerts avec
le module MIKE 21-ST. Les valeurs de transport interpolées au préalable sont utilisées au cours
de la simulation numérique et évitent l‟effort de calcul additionnel si les mêmes transports
doivent être calculés chaque fois que les mêmes paramètres de grains de sable, de vagues et de
courants se présentent aux différents pas temporels de calcul. Un sable de diamètre médian 0.2
mm, de gradation 1.4 et de porosité 0.4 est considéré sur l‟ensemble du modèle. Les sortants du
module SW (Hm0 – Tp – Dir) et HD (Vitesses et directions des courants) simulés pour les trois
périodes précédentes sont utilisés dans le module ST.
III.2.4.4.2. Résultats du modèle Mike 21 ST:
Les transports des sédiments calculés dans la zone d‟étude adoptent des unités de m
3 /s/m sous
l‟effet des vagues, des courants de dérive, de retours et des vents d‟Est. L‟interprétation de ces
transports est basée sur le changement de l‟intensité du transport d‟une maille à l‟autre. Par
exemple, une diminution des vecteurs de transport d‟une maille à l‟autre indique une zone de
Modélisation de l’hydrodynamique sédimentaire du littoral de la baie de Zemmouri
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hydrodynamique, un modèle de vagues et un modèle de transport de sédiments non-cohésifs
(sables) sous l‟effet combiné des vagues et des courants.
Le critère de choix pour la houle représentative concerne donc sa capacité à induire une dérive
littorale conforme à la dérive mesurée ou estimée. Ce chapitre consiste à modéliser le transport
sédimentaire induit par les courants et les houles simulés durant les trois périodes citées
précédemment au moyen du module ST de la compilation MIKE 21.
Sous l‟action combinée des courants et des vagues, le modèle Mike 21 ST calcule les taux de
transport de sédiments non cohésifs. Les courants qui transportent les sédiments sont causés par
les vents, les vagues ou une combinaison des deux. L‟effet des vagues déferlantes et non
déferlantes est inclus dans le calcul des taux de transport.
Les taux de transport de sédiments sont calculés à partir de données bathymétriques, des
profondeurs instantanées de l‟eau, les tailles et la gradation spatiale des sédiments et les
variations spatio-temporelles des courants et des vagues dans la région étudiée.
L‟érosion et la déposition des sédiments peuvent ensuite être calculées par l‟utilisateur à partir
des gradients spatiaux des taux de transport de sédiments fournis par le modèle ST. Dans la zone
de déferlement, les courants de retour sont inclus.
Pour calculer le débit sédimentaire dans chaque point, Deux méthodes de simulation sont
disponibles dans les conditions combinées de la houle et du courant (DHI, 2014g) : la méthode
Bijkeret la méthode STP du DHI.
La méthode STP traite les différences de phase de l‟écoulement oscillatoire, la tension du
cisaillement sur le fond et la concentration sédimentaire en suspension dans sa formulation pour
le calcul du transport sédimentaire. Deux méthodes de simulation sont disponibles pour le calcul
des taux de transport : modèle 2DH et modèle STPQ3D.
Le modèle 2DH est une approche de plan bidimensionnel horizontal (2DH). Les taux de
transport sont calculés dans le sens du courant moyen, avec une composante transversale
résultante de la pente des fonds.
Le modèle STPQ3D est une quasi-tridimensionnelle (Q3D) de l‟hydrodynamique et du
transport de sédiment. Il calcule l‟hydrodynamique instantanée et moyenne dans le temps et le
transport des sédiments dans deux directions horizontales : perpendiculaire et parallèle au rivage.
Comme le modèle calcule le transport par charriage et par suspension séparément, les valeurs de
la table de transport des sédiments sont le transport total.
Avant la simulation des valeurs de transport des sédiments non cohésifs, une « table de
sédiment » doit être générée à l‟aide d‟utilitaires de génération de table de sédiment offerts avec
le module MIKE 21-ST. Les valeurs de transport interpolées au préalable sont utilisées au cours
de la simulation numérique et évitent l‟effort de calcul additionnel si les mêmes transports
doivent être calculés chaque fois que les mêmes paramètres de grains de sable, de vagues et de
courants se présentent aux différents pas temporels de calcul. Un sable de diamètre médian 0.2
mm, de gradation 1.4 et de porosité 0.4 est considéré sur l‟ensemble du modèle. Les sortants du
module SW (Hm0 – Tp – Dir) et HD (Vitesses et directions des courants) simulés pour les trois
périodes précédentes sont utilisés dans le module ST.
III.2.4.4.2. Résultats du modèle Mike 21 ST:
Les transports des sédiments calculés dans la zone d‟étude adoptent des unités de m
3 /s/m sous
l‟effet des vagues, des courants de dérive, de retours et des vents d‟Est. L‟interprétation de ces
transports est basée sur le changement de l‟intensité du transport d‟une maille à l‟autre. Par
exemple, une diminution des vecteurs de transport d‟une maille à l‟autre indique une zone de