Hydrodynamique extrême en mer près des côtes.

Extreme Hydrodynamic in coastal environment

• Auteur / Autrice : Pauline Robin
• Direction : Christian Kharif, Olivier Kimmoun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et Physique des Fluides
• Date : Soutenance le 18/07/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences pour l'ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Efim Pelinovsky
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Kimmoun, Nicolas Reul
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denys Dutykh, Vincent Rey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets des tempêtes

Littoraux

Hydrodynamique

Dynamique des fluides

Mots clés libres

Vent

Déferlement glissant

Runup

Boussinesq

Wind

Spilling breaking

Runup

Boussinesq

Résumé

Lors d'événements météorologiques extrêmes, cyclones ou tempêtes, les états de mer exceptionnels avec un déferlement important provoquent une montée du niveau de l'eau sur le littoral (surcote) et un envahissement des terres émergées amplifié par l'effet du vent. Cela peut causer d'énormes dégâts humains et matériels (Xynthia, février 2010).Dans un premier temps, le but de ce travail était de comprendre les mécanismes hydrodynamiques mis en jeu lors des tempêtes. Pour cela, nous avons mis en place une campagne de mesures dans la grande soufflerie air-eau de l'IRPHE à Luminy. L'objectif était de quantifier le runup des vagues en fonction d'un vent onshore (jusqu'à 15m/s) pour différentes conditions de houle (régulière, irrégulière ou vent seul) mais aussi de connaître les effets du vent sur les caractéristiques de la houle et sur les courants moyens près du rivage.Dans un deuxième temps, un modèle numérique de type Boussinesq dans le domaine temporel a ensuite été développé en tenant compte des effets combinés vagues/vent/déferlement. Ce modèle est basé sur l'approche de Bingham et al. (2009). Il intègre une bathymétrie variable pour modéliser la propagation d'ondes à l'abord du rivage. Un terme d'amplification des vagues par le vent, Jeffreys (1925, 1926), Miles (1957) ainsi qu'un terme de dissipation pour tenir compte du déferlement ont été introduit, Madsen et al. (1997a), Muscari et Di Mascio (2002). Enfin un modèle simple de runup a été implémenté, Hibberd et Peregrine (1979), Lynett et al. (2002). Afin d'être validé le modèle est confronté à diverses expériences de la littérature, ou à des expériences déjà réalisées au sein du laboratoire.

During extreme weather events like cyclones and storms, the extreme states sea withimportant breaking cause a level setup and coastal flooding magnified by strong wind and can cause human and material damage (Xynthia, february 2010).Initially, the aim of this work is to understand the hydrodynamics mechanisms when storms. To understand this, a measurement campaign was carried out in large air/sea facility at Marseille Luminy. The objective was to quantify maximum runup due to the wind and waves during onshore wind (up to 15m/s) for different conditions of waves (regular, irregular or only wind) and also to know the effect of wind on the waves characteristics and currents near the shore.A Boussinesq-type model in time domain has been developed taking into account the combined effects of wave/wind/breaking. The model that we use is based on the model developed by Bingham et al. (2009). It incorporates a variable bathymetry to simulate the propagation of the waves from offshore to the coastal environment. Amplification of waves by wind is added in two different ways. Jeffreys (1925, 1926), Miles (1957) and to take into account the dissipation of wave, we included a dissipation term, Madsen et al. (1997a), Muscari and Di Mascio (2002). Finally, we introduced the simple runup model of Hibberd et Peregrine (1979), Lynett et al. (2002). In order to validate the model, we have compared our results with differents experiments.