Modélisation d'écoulements cotiers stratifiés présentant des fronts : application au panache du Rhône

Modelling of coastal stratified flows patterns : exhibing frontal patterns

• Auteur / Autrice : Sandrine Arnoux Chiavassa
• Direction : Philippe Fraunié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulon

Résumé

Du fait de leur flottabilite, les rejets d'eau douce en mer forment des panaches dont la dynamique controle en partie le devenir des matieres particulaires et dissoutes charriees par le fleuve. Le travail presente dans ce memoire consiste en la modelisation du panache rhodanien s'epanchant en mediterranee sur le plateau du golfe du lion, pour des situations meteorologiques et de debit typiques, pour lesquelles des donnees in-situ sont disponibles. Les particularites principales des ecoulements de panache en mer microtidale se resument en leurs fronts lateraux et en une forte stratification verticale. Il est montre que l'utilisation d'un schema d'advection d'ordre eleve, type smart, est indispensable pour restituer les fronts halin et dynamique inherents au panache rhodanien. L'apport de ce schema, compare a un schema upwind du premier ordre, est quantifie sur le probleme du panache 2d vertical, demontrant ainsi son efficacite. Dans le cas sans vent, la structure dynamique du panache rhodanien issue du modele 3d est semblable a celle identifiee dans la litterature : un tourbillon anticyclonique se prolongeant en un courant cotier. Elle presente de plus une situation fortement stratifiee, pour laquelle les parametres du modele de turbulence sont calibres a l'aide de mesures in-situ. L'influence du nombre de froude densimetrique et celle du debit du fleuve sur l'ecoulement panacheux sans vent sont etudiees et les resultats obtenus sont en accord avec la litterature et les donnees in-situ. La confrontation entre les resultats numeriques et les observations montre que l'effet d'un vent de terre sur le panache rhodanien est correctement represente par le modele. La dynamique du panache est alors radicalement changee : celui-ci est maintenant balaye vers le large et le courant cotier ne se forme plus. La couche melangee superficielle s'epaissit avec le large et son evolution indique un melange accru entre les deux masses d'eau par rapport au cas sans vent. Enfin, le transport de matieres en suspension est calcule par le modele. La comparaison entre les panaches turbides modelise et observe sur une image satellite est de bonne qualite.