Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation de la propagation de la houle en présence de courants cisaillés et par bathymétrie variable

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Auteur / Autrice : Elodie Laffitte
Direction : Julien Touboul, Vincent Rey
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'Univers
Date : Soutenance le 18/12/2018
Etablissement(s) : Toulon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen d'océanologie (MIO) (Marseille ; Toulon) - MIO Institut méditerranéen d'océanologie. UMR CNRS 7294 (Marseille ; Toulon)
Jury : Président / Présidente : Agnès Maurel
Examinateurs / Examinatrices : Julien Touboul, Vincent Rey, Agnès Maurel, Michel Benoit, Philippe Bonneton, Kostas Belibassakis, Christian Kharif
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Benoit, Philippe Bonneton

Résumé

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Cette thèse de doctorat traite d'un aspect particulier des intéractions houle-courant-bathymétrie, à savoir l'influence de la vorticité sur un phénomène de résonance de Bragg. Pour l'aspect modélisation, une analyse numérique est présentée, basée sur la comparaison de deux modèles hyperboliques - Pente Douce et Pente Douce Modifiée - étendus pour intégrer des courants cisaillés. L'influence de deux paramètres caractéristiques du courant, le cisaillement ( considéré comme constant sur la colonne d'eau) et la célérité en surface, est évaluée pour établir une première tendance vis-à-vis du comportement de la houle. Pour aller plus loin, une campagne expérimentale en canal à houle a fourni un jeu de données originales sur la propagation d'une houle régulière de fréquence variable, réfléchie par une bathymétrie ondulée et un courant cisaillé évolutif. Une analyse poussée a confronté les résultats numériques - basés sur différentes représentations du courant - aux données expérimentales, et plusieurs conclusions fortes en sont ressorties. Sous l'influence d'un courant cisaillé, le pic de Bragg se trouve réduit, en amplitude comme en fréquence, mais un pic de réflexion inattendu survient pour des houle à hautes fréquences ( entre 1.25 et 1.45Hz). Ensuite, si des modélisations précises du comportement du courant nous ont mené à une très bonne approche de l'intensité de la réflexion de Bragg, la fréquence pic associée a systématiquement été surestimée par les modèles. Grâce à une profonde remise en question de la théorie et une collaboration des membres de l'équipe, une nouvelle modélisation a vu le jour, avec une décomposition originale du potentiel des vitesses pour tenir compte de la dissymétrie des nombres d'onde incident et réfléchis (dissymétrie causée par le courant et sa vorticité). Les premiers résultats montrent qu'avec cette nouvelle théorie, la détermination de la fréquence pic n'est plus un problème. Cette nouvelle approche de la réflexion, par fortes variations bathymétriques et en présence de courant à structure variable, promet de belles découvertes sur l'influence de la vorticité.