Modélisation numérique des écoulements tidaux en milieux peu profonds. Application à l'étude de l'hydrodynamique du Bassin d'Arcachon.

Abstract

L’objectif de la thèse est de développer un outil numérique pour la simulation des écoulements générés dans les milieux peu profonds que sont des baies tidales. Ces lagunes, protégées de la houle par un système de flèche et de passes, présentent des étendues intertidales considérables, alternativement couvertes et découvertes par l’oscillation du plan d’eau au cours de la marée. Leurs bathymétries, faites de réseaux de chenaux creusant les estrans, sont souvent fortement irrégulières. Nous cherchons donc à construire un code robuste et précis, associant de manière originale des modèles et des méthodes numériques disponibles dans la bibliothèque numérique d’un logiciel préexistant (AQUILON), dans le but de satisfaire simultanément les conditions fortes suivantes : résoudre les équations en eaux peu profondes hyperboliques (équations de Saint-Venant), permettre l’utilisation de grands pas de temps et la gestion de topographies irrégulières, enfin traiter convenablement les zones intertidales. L’outil numérique réalisé résout implicitement les équations de l’écoulement sur une grille cartésienne fixe décalée et une méthode de pénalisation assure le traitement des zones intertidales. Le code est d’abord validé sur des cas tests académiques puis appliqué à l’étude d’un site côtier naturel à bathymétrie irrégulière: le Bassin d’Arcachon. L’ajustement de l’hydrodynamique nous permet d’une part de montrer la validité de notre modèle sur site réel, d’autre part de proposer une description physique du comportement hydraulique de la lagune et d’émettre ensuite des hypothèses quant aux mouvements sédimentaires et aux évolutions morphodynamiques susceptibles d’être observés en son sein.