généralités

Quelques idées sur l’impact du vent et des vagues sur la dynamique du plateau

(Vincent Rossi, Thomas Meunier, Véronique Garçon, Yves Morel + discussions Fabrice

Ardhuin + “com. vagues”)

Généralités

3 EPIGRAM VENT 2009

Crues hivernales(10 et 14 Fev. 2004)

Modèle (SST)

Observation Sat

4 EPIGRAM VENT 2009

Crues hivernales(10 et 14 Fev. 2004)

Modèle (SSS)

5 EPIGRAM VENT 2009

Operations during MOUTON2007

6 EPIGRAM VENT 2009

Density

Chl a

7 EPIGRAM VENT 2009

U

V

8 EPIGRAM VENT 2009

A « PV thinking » approach of upwelling dynamics

9 EPIGRAM VENT 2009

PV = cstt => f h/Hrest+ geostrophy

=> « Kelvin » currents :

U = k Uk e y / Rk

At the coast V(y=0) = 0

=> U =

yx

=> Uk = k t

Upwelling development

Importance of barotropic mode (Ro ~ 500 km)

(y=0)

10 EPIGRAM VENT 2009

O’Brien & Hurlburt (1972), Rossi et al (2009)

11 EPIGRAM VENT 2009

"en lien avec la turbidité"

Thomas Meunier Vincent Rossi

12 EPIGRAM VENT 2009

Transport et impact sur le courant alongshore

Ek

Ecoast = Ek ey/Re

=> Transport net vers côte

V = grad PVtrop = Ao t e

Jusqu’à équilibre avec frottement fond

y/Re

13 EPIGRAM VENT 2009

Transport et impact sur le courant alongshore, mode barocline

EkEcoast = Ek e

y/Rd

=> Transport net vers côte

V = grad P

V = grad P

X

Vcline = min(Bo t, Vmax) e

Jusqu’à équilibre outcropping

y/Re

14 EPIGRAM VENT 2009

Vtrop = Transp * f t/H

(<=> f U =g * grad zeta et int_0^t Transp = zeta * Rd) jusqu'à equil. Bottom fric

Vtrop(max) = (f Transp / Cd)

=> Umax ~ 0.25 m/s

OK SI TRANSPORT (FORCAGE) CONSTANT (SPATIALEMENT)

Transport, frottement et Vtrop limite

1/2

15 EPIGRAM VENT 2009

Transport (forçage/tension/…) variable

Curl de tension => terme non conservatif mais peut être traité

= o ey/L

Vtrop = f Transp t / H * ( e + 1/ ((R/L) - 1)( e - e )

Jusqu’à équilibre avec frottement fond

y/Ly/L y/R2

16 EPIGRAM VENT 2009

Conjonctures sur l’effet des vagues

17 EPIGRAM VENT 2009

La station BESSète

Station météo

Bouée Datawell

ADCP BESSète

Yann Lerrede (epigram2009)

18 EPIGRAM VENT 2009

12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03

0

5

heig

ht (

m)

significant wave height

bouee adcp

12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03

direction du vent taille des traits proportionelle à la direction nord vers le haut

Nord15 m/s

Ouest

Nord

Sud

Ventà Sète

Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète(b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.

Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète(b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.

Période Janvier-Mars 2007

Yann Lerrede (epigram2009)

19 EPIGRAM VENT 2009

12/02 16/02 20/02 24/02 28/02 04/03 08/03 12/03 16/03 20/03 24/03 28/03

0

5

height (m

)

significant wave height

bouee adcp

Vent SE

19

Mesures Modélisation

Série temporelle de données mesurées entre le 12 février et le 25 mars 2007. (a)Vents à la station météorologique de Sète, (b) Hauteur significative de la houle mesurée à la station BESSète, (c) Courants mesurés à la station BESSète.

Courants simulés à la station BESSète entre le 12 février et le 25 mars 2007 par le modèle Symphonie.

Tempête du 18 février 2007Yann Lerrede (epigram2009)

20 EPIGRAM VENT 2009

Profils verticaux de vitesses observées et simulées le 18

février 2007

-0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 00

10

20

30

40

50

60

Dis

tanc

e au

des

sus

du f

ond

(m)

Vitesse(m/s)

uobs

vobs

usim

vsim

Impacts sur les transports sédimentaires

pendant les tempêtes

Impacts sur les transports sédimentaires

pendant les tempêtes

Vents de Sud-Est modérés

(localement 10 à 15 m/s)

Vents de Sud-Est modérés

(localement 10 à 15 m/s)

Très forts courants mesurés sur le plateau

||U|| > 0,8 m/s

Très forts courants mesurés sur le plateau

||U|| > 0,8 m/s

Courants simulés sous-estimés (< 0,5

m/s)

Courants simulés sous-estimés (< 0,5

m/s)

Ajouter les effets de la houle dans le

modèle ?

Houle forte ( Hs> 5m)

Houle forte ( Hs> 5m)

Yann Lerrede (epigram2009)

Manque Vtrop~ 0.3 m/s

Transp ~ 2 m^2/s

21 EPIGRAM VENT 2009

Transport de Stokes (dû aux vagues)

Transport systématiquement « positif »(vers côte) downwelling

22 EPIGRAM VENT 2009

Problème :En milieu tournant Stokes driftest compensé

Hasselman (1970/1971)Xu & Bowen (JPO 1994)

23 EPIGRAM VENT 2009

Effet visqueux sur les vagues casse la compensation

Longuet Higgins (1972)Xu & Bowen (JPO 1994)

24 EPIGRAM VENT 2009

Nu = 10^-4 m^2/sMu = 10^-6 m^2/s

Transport total (barotrope)

25 EPIGRAM VENT 2009

Nu = 0.01m^2/sMu = 0.01m^2/s

Transport total (barotrope)

26 EPIGRAM VENT 2009

=> Umax ~ 0.25 m/s

= 2 m^2/s si coeff. réducteur (compensation+viscosité) ~ 0.15

Conclusion

IMPACT DES VAGUES SIGNIFICATIF SUR FRANGE COTIERE DE PLUSIEURS KM (SI TRANSPORT BAROTROPE SUFFISANT)