Modélisation hydro-sédimentaire des transports particulaires en domaine marin hétérogène, application au suivi des radionucléides en zone portuaire

Hydro-sedimentary modeling of particulates transports in a heterogeneous marine environment, application to radionuclides into harbor area

• Auteur / Autrice : Morgane Mignot
• Direction : Sylvain Guillou, Pascal Bailly du Bois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides, énergetique, thermique, combustion, acoustique
• Date : Soutenance le 17/10/2023
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire des sciences appliquées de Cherbourg (1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement co-accrédité : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Marchesiello
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aldo Sottolichio, Florent Grasso, Isabelle Brenon, Emmanuel Poizot, Yann Mear
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aldo Sottolichio, Florent Grasso

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isotopes radioactifs

Simulation par ordinateur

Modèles mathématiques

Transport

Sédiments (géologie)

Hydrodynamique

Mots clés libres

Rade de Cherbourg

Radionucléides

Hydrodynamic

Modeling

Sedimentary transport

Numerical simulation

Radionuclides

Cherbourg roadstead

Résumé

Les côtes sont des lieux de population dense où se réalisent un grand nombre d’activités anthropiques pour lesquelles des aménagements particuliers sont réalisés. Dans le cas des rades artificielles, les modifications apportées par l’homme sur l’espace naturel sont importantes. La rade de Cherbourg est la deuxième plus grande rade artificielle au monde et a connu un aménagement majeur de mars 2015 à juillet 2016 avec des changements importants de ses contours et de la morphologie de ses fonds à la suite de dragages. Cette étude présente une mise à jour des connaissances hydrodynamiques sur cette zone ainsi que des évolutions associées à ces aménagements. Pour ce faire, l’hydrodynamique calculée par le modèle numérique tridimensionnel CROCO (Coastal and Regional Ocean COmmunity model) a été validée par des mesures de courantologies acquises dans la rade de Cherbourg. Ce modèle est la base d’un modèle hydro-sédimentaire fondé sur le couplage avec le module sédimentaire multi-classe et multicouche MUSTANG V2 (MUd and Sand TrAnsport modelliNG Version 2). La validation de ce récent couplage a été effectuée par l’intermédiaire de deux cas tests standards issus de la littérature (Olivier, 2004; Rivier, 2017). Il est désormais possible de l’appliquer à la zone d’intérêt, avec pour objectif d’étudier le transport des radionucléides, en solution dans la colonne d’eau ou fixés aux particules en suspension susceptibles de sédimenter, issus des activités industrielles nucléaires de la presqu’île du Nord-Cotentin.

Coasts are densely populated areas where many human activities are carried out and for which special facilities are built. In the case of artificial roadsteads, the modifications made by man to the natural environment are considerable. The Cherbourg roadstead is the second largest artificial roadstead in the world and has known major works from March 2015 to July 2016 with significant changes to its contours and bottom morphology following dredging operations. This study presents an update of hydrodynamic knowledge of this area, as well as the evolutions associated with these modifications. To this end, the hydrodynamic calculated by the three-dimensional numerical model CROCO (Coastal and Regional Ocean COmmunity model) were validated by current measurements acquired into the Cherbourg roadstead. This model is the basis of a hydro-sedimentary model based on coupling with the multi-class and multi-layer sedimentary module MUSTANG V2 (MUd and Sand TrAnsport modelliNG Version 2). This recent coupling has been validated using two standard test cases from the literature (Olivier, 2004; Rivier, 2017). It is now possible to apply it to the area of interest, with the aim of studying the transport of radionuclides, in solution into the water column or attached to suspended particles likely to sediment, originating from the nuclear industrial activities of the North-Cotentin peninsula.