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Modélisation et Analyse pour la Recherche Côtière

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Modèle de Circulation Hydrodynamique

Du fait de la nature de la marée (phénomène qui affecte de façon homogène sur la totalité de la hauteur d’eau les courants) un modèle d’ondes longues a été mis en œuvre.
Ce modèle, ou plus exactement cette série de modèles, représente la propagation de la marée astronomique et la génération des modifications du niveau de la mer liées au vent et à la pression sur une grande distance depuis le large jusqu’à la côte.

On procède ici par une méthode d’ emboîtement qui consiste à construire une série de modèles gigognes depuis une large emprise et faible résolution jusqu’à des modèles de petite emprise et haute résolution.
L’emboîtement mis en œuvre ici comporte quatre boîtes.
Dans les deux plus vastes, la simulation s’opère en 2D, c’est-à-dire que l’on ne cherche pas à discerner des variations de courant ou de température selon la verticale : cette hypothèse est valide à cette échelle, pour les processus prépondérants sur le plateau continental que sont la propagation de la marée et les effets de la variation de la pression atmosphérique.
Dans les deux plus fines, la réalité tri-dimensionnelle des écoulements est prise en compte.
Au maillage horizontal régulier du domaine de calcul s’ajoute un découpage sur la verticale, en des cellules d’épaisseur relative constante, dite de type sigma.

Cette technique permet de traiter de grands domaines océaniques, qui malgré l’évolution des moyens de calcul ne peuvent pas être résolus avec des pixels très fins (guère mieux que le kilomètre).
Ces grands domaines sont en particulier incontournables pour représenter les phénomènes de surcotes et décotes.
Par ailleurs on dispose à l’aide des modèles de faibles emprises d’un niveau de détail important, à quelques centaines de mètres, qui permet de bien représenter les courants dans les chenaux ou autour des îles…

Emboitement des modeles de circulation

Emboîtement des modèles de circulation.

Les résolutions sont de 5km pour la grande emprise (rang_0) jusqu’à 300m (rang 3).

Le code informatique MARS (Model for Applications at Regional Scale) développé par l’IFREMER est utilisé pour réaliser ces modèles.

MARS fournit, dans sa version bidimensionnelle horizontale, des informations sur le courant moyen sur la verticale (peu différent du courant de marée seul en mer macrotidale) et les positions du niveau de la mer.
Dans sa version tridimensionnelle, MARS procure également la distribution du courant sur la verticale et la température de la mer.
Il est ainsi possible avec ce modèle de simuler le transport et la diffusion de particules dans la masse d’eau, qu’elles soient dotées d’un comportement passif ou évolutif.
La capacité de suivre des trajectoires ou bien des concentrations trouve des applications pour la surveillance des contaminations, d’origine microbiologique ou chimique, chronique ou accidentelle…

Il existe aussi des extensions de MARS pour le transport sédimentaire (envasement, ensablement, érosion) et pour la biologie marine, qu’il s’agisse de la production phytoplactonique ou des questions de recrutement halieutique.