Chapitre II : Matériel et Méthode
Apport de la modélisation physique et numérique dans l’étude de l’hydrodynamisme sédimentaire : cas de
l’aménagement d’une plage artificielle au niveau des sablettes
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II.4.5. Simulation numérique de la zone des Sablettes par Mike-21
II.4.5.1. Principe de la simulation par Mike21-Dhi
Le modèle numérique utilisé dans le cadre de cette étude est le Mike21-Dhi de l’Institut
Hydraulique Danois qui est un puissant système de modélisation numérique des phénomènes
physiques (houle, courant et transport sédimentaire), il permet de faire des simulations à grande
échelle et d’augmenter la résolution des mailles de calculs à certains endroits du domaine simulé
à l’aide de grilles imbriquées.
Les modules numériques choisit dans cette étude sont le couple du Mike21/3 intergrated
Models. Le SW (Spectral Waves model) et HD (Hydrodynamique model), sont basés sur une
grille de calcul non structurée (mobile). Le modèle simule la propagation, l’évolution et la
transformation des vagues générées par les vents à leur arrivée à la côte.
II.4.5.2. Présentation du modèle
II.4.5.2.1. Description du logiciel de calcul Mike21
Mike21 est un système sous forme de logiciel développé par le Danish Hydraulics Institute
(DHI) et reposant sur un maillage structuré (grille rectangulaire ou curviligne) ou, pour certain
modules, sur un maillage non structuré. Le modèle Mike est bidimensionnel horizontal, utilisant
une méthode de volumes finis. Il a trois principaux modules tels que l’hydrodynamique (HD),
le spectre de la houle (SW), et le transport sédimentaire non cohésif (ST) (Than, 2015).
a). Le module hydrodynamique (HD)
Le modèle hydrodynamique Mike21 HD résolve les équations bidimensionnelles classiques de
Navier Stockes par la méthode en volume fini sur une grille à maillage flexible et par la méthode
des différences finies sur une grille à maillage rectangulaire. Il traite le frottement sur le fond,
l'effet des événements météorologiques (vent et pression atmosphérique), 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 (DHI, 2014). Simule les variations du niveau d'eau et des écoulements en réponse
à divers types de forçages. Ce modèle est utilisé principalement pour simuler de nombreux
phénomènes hydrauliques dont la marée, les courants induits par le vent et la houle ainsi que
les surcotes. Les courants sont calculés à partir des contraintes de radiation issues du modèle
SW. Le niveau d’eau aux frontières latérales est modifié localement afin de prendre en compte
la surélévation du plan d’eau dans la zone de déferlement. Les gradients de contraintes de
radiations vont être à l’origine de la surélévation du plan d’eau dans la zone de déferlement et
des courants de dérive littorale.
b). Le module spectral de la houle (SW)
Le module d’analyse spectrale de la houle est l'un des outils de modélisation numérique pour
l'étude de modèle spectral vent-vague. Le modèle est basé sur une grille à maillage flexible
(DHI, 2014) et est particulièrement applicable pour l'analyse des vagues simultanée à la fois à
l'échelle régionale et locale.
Le maillage flexible permet une résolution spatiale grossière pour la zone au large et une haute
résolution en eau peu profonde et sur le littoral. Le modèle SW simule la croissance des vagues
par l'action du vent, l’interaction non-linéaire vague-vague, la dissipation due au « whitecapping », la dissipation due au frottement de fond, la dissipation due au déferlement de la
Apport de la modélisation physique et numérique dans l’étude de l’hydrodynamisme sédimentaire : cas de
l’aménagement d’une plage artificielle au niveau des sablettes
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II.4.5. Simulation numérique de la zone des Sablettes par Mike-21
II.4.5.1. Principe de la simulation par Mike21-Dhi
Le modèle numérique utilisé dans le cadre de cette étude est le Mike21-Dhi de l’Institut
Hydraulique Danois qui est un puissant système de modélisation numérique des phénomènes
physiques (houle, courant et transport sédimentaire), il permet de faire des simulations à grande
échelle et d’augmenter la résolution des mailles de calculs à certains endroits du domaine simulé
à l’aide de grilles imbriquées.
Les modules numériques choisit dans cette étude sont le couple du Mike21/3 intergrated
Models. Le SW (Spectral Waves model) et HD (Hydrodynamique model), sont basés sur une
grille de calcul non structurée (mobile). Le modèle simule la propagation, l’évolution et la
transformation des vagues générées par les vents à leur arrivée à la côte.
II.4.5.2. Présentation du modèle
II.4.5.2.1. Description du logiciel de calcul Mike21
Mike21 est un système sous forme de logiciel développé par le Danish Hydraulics Institute
(DHI) et reposant sur un maillage structuré (grille rectangulaire ou curviligne) ou, pour certain
modules, sur un maillage non structuré. Le modèle Mike est bidimensionnel horizontal, utilisant
une méthode de volumes finis. Il a trois principaux modules tels que l’hydrodynamique (HD),
le spectre de la houle (SW), et le transport sédimentaire non cohésif (ST) (Than, 2015).
a). Le module hydrodynamique (HD)
Le modèle hydrodynamique Mike21 HD résolve les équations bidimensionnelles classiques de
Navier Stockes par la méthode en volume fini sur une grille à maillage flexible et par la méthode
des différences finies sur une grille à maillage rectangulaire. Il traite le frottement sur le fond,
l'effet des événements météorologiques (vent et pression atmosphérique), 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 (DHI, 2014). Simule les variations du niveau d'eau et des écoulements en réponse
à divers types de forçages. Ce modèle est utilisé principalement pour simuler de nombreux
phénomènes hydrauliques dont la marée, les courants induits par le vent et la houle ainsi que
les surcotes. Les courants sont calculés à partir des contraintes de radiation issues du modèle
SW. Le niveau d’eau aux frontières latérales est modifié localement afin de prendre en compte
la surélévation du plan d’eau dans la zone de déferlement. Les gradients de contraintes de
radiations vont être à l’origine de la surélévation du plan d’eau dans la zone de déferlement et
des courants de dérive littorale.
b). Le module spectral de la houle (SW)
Le module d’analyse spectrale de la houle est l'un des outils de modélisation numérique pour
l'étude de modèle spectral vent-vague. Le modèle est basé sur une grille à maillage flexible
(DHI, 2014) et est particulièrement applicable pour l'analyse des vagues simultanée à la fois à
l'échelle régionale et locale.
Le maillage flexible permet une résolution spatiale grossière pour la zone au large et une haute
résolution en eau peu profonde et sur le littoral. Le modèle SW simule la croissance des vagues
par l'action du vent, l’interaction non-linéaire vague-vague, la dissipation due au « whitecapping », la dissipation due au frottement de fond, la dissipation due au déferlement de la