4.4.1 Initialisation et for¸cage aux fronti`eres lat´erales
Mod`ele hydrodynamique
Nous avons utilis´e une imbrication de trois grilles `a r´esolution croissante pour cette ´etude. Une premi`ere grille d’une r´esolution de 1.5 km × 1.5 km permet de repr´esenter la circulation oc´eanique dans le Golfe du Lion. Une deuxi`eme grille (500 m × 500 m) pr´ecise l’hydrodynamique dans la partie sud- ouest du Golfe. Enfin, la troisi`eme grille couvre la baie de Banyuls-sur-Mer avec une r´esolution de 100 m × 100 m. Le premier mod`ele est initialis´e et forc´e aux fronti`eres par les sorties journali`eres du mod`ele MOM `a l’aide de la m´ethode MPV (Modified Potential Vorticity) [Estournel et al., 2003 ; site internet du poc : http ://poc.omp.obs-mip.fr/pages/researchtopics/modelling/symphonie/mpv.htm]. Des sorties trihoraires de courant, temp´erature, salinit´e et ´el´evation du niveau de la mer sont r´ealis´ees au cours des simulations des mod`eles 1 et 2 afin de forcer les mod`eles `a plus haute r´esolution, respectivement 2 et 3. La bathym´etrie du mod`ele de la baie de Banyuls a ´et´e fournie par Jean-Claude Duchˆene du LOBB et interpol´ee par Katell Guizien du LOBB.
Modules de transport s´edimentaire
De fa¸con similaire, pour la mod´elisation du transport s´edimentaire nous avons utilis´e les trois grilles d´ecrites ci-dessus. La concentration de MES dans le mod`ele du Golfe du Lion est initialement nulle et non forc´ee aux fronti`eres lat´erales. Les mod`eles haute r´esolution sont initialis´es et forc´es toutes les 3 h par les sorties de concentrations calcul´ees par les mod`eles basse r´esolution.
4.4.2 For¸cages
For¸cage atmosph´erique
Les flux de chaleur et la tension du vent sont calcul´es en utilisant les formules bulk [Geenaert, 1990] `a partir, d’une part, des sorties trihoraires du mod`ele haute r´esolution ALADIN de M´et´eoFrance (temp´erature et humidit´e de l’air `a 2 m d’altitude, pression atmosph´erique au niveau de la mer et vent `a 10 m d’altitude) et, d’autre part, de la temp´erature de la mer calcul´ee par SYMPHONIE. Le vent simul´e par le mod`ele a ´et´e compar´e au vent mesur´e `a la station de M´et´eoFrance du Cap B´ear sur la p´eriode d’´etude (figure 4.2). Le mod`ele ALADIN reproduit bien la variation d’intensit´e et l’alternance de direction du vent. Toutefois, la vitesse du vent est g´en´eralement nettement sous-estim´ee par le mod`ele. Dufau-Julliand [2004] a montr´e que pendant l’hiver 1998/1999, le mod`ele ALADIN sous-estime l’intensit´e du vent sur l’ensemble du Golfe. Cette sous-estimation est n´eanmoins maximale au niveau du Cap B´ear. Ce d´efaut des sorties du mod`ele m´et´eorologique peut avoir des cons´equences importantes sur la mod´elisation de la circulation oc´eanique dans la baie de Banyuls-sur-Mer. Nous avons donc choisi d’appliquer le vent horaire mesur´e au Cap B´ear de fa¸con homog`ene pour le mod`ele `a plus haute r´esolution.
Plus localement, nous pouvons noter une mauvaise repr´esentation du vent `a la fin de la tempˆete. Le 13 novembre, le vent simul´e est tr`es faible par rapport au vent observ´e et le 14 novembre, la direction du vent observ´ee est mal reproduite par le mod`ele atmosph´erique.
Apports d’eau douce
Nous avons pris en compte les apports d’eau douce et de mati`ere particulaire des principales rivi`eres du Golfe du Lion (Rhˆone, H´erault, Orb, Aude, Agly, Tˆet, Tech). Les d´ebits liquides journaliers du Rhˆone ont ´et´e fournis par la Compagnie Nationale du Rhˆone et ceux des autres rivi`eres ont ´et´e relev´es sur le site internet de la banque HYDRO (http ://www.rnde.tm.fr/fran¸cais/ba/baba0009.htm). Une valeur
de temp´erature de 13˚C [Poirel et al., 2001] est prescrite `a l’embouchure des rivi`eres et une salinit´e nulle est impos´ee. Les d´ebits solides ont ´et´e d´eduits des relations mentionn´ees dans le chapitre 3.
Houle
Afin de calculer l’interaction houle/courant dans la couche limite de fond, nous avons utilis´e les sorties (hauteur significative, p´eriode et direction de vague) du mod`ele WW3 (Wavewatch3) (0.1˚ × 0.1˚). Ce dernier a ´et´e forc´e par les sorties de vent des mod`eles ALADIN et ARPEGE de M´et´eoFrance. Nous avons compar´e les sorties du mod`ele de vague avec les donn´ees des bou´ees de houle localis´ees `a S`ete (au centre, profondeur = 32 m, lat = 43˚19.7’ N, lon = 3˚39.05’ E), en Camargue (au Nord-est, lat = 43˚21’ N, lon = 4˚34’ E) et dans la baie de Banyuls-sur-Mer au site SOLA (figure 4.7). Les donn´ees des bou´ees de S`ete et de Camargue nous ont ´et´e fournies par le CETMEF (Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales).
Le mod`ele reproduit bien les variations temporelles de hauteur significative et de p´eriode de vague. Cependant, on distingue des l´eg`eres diff´erences entre les sorties du mod`ele et les observations. Dans la baie de Banyuls, la p´eriode de vague est surestim´ee pendant la seconde p´eriode de la tempˆete alors que la hauteur significative est, elle, sous-estim´ee. Compte tenu des ´ecarts observ´es au site SOLA, o`u se d´eroule l’exp´erience, nous avons choisi d’appliquer les param`etres de houle mesur´es au site SOLA, homog`enes sur l’ensemble du domaine dans le mod`ele de la baie de Banyuls-sur-Mer. L’impact de la variabilit´e spatiale de la houle sur la resuspension et le transport s´edimentaire sera ´etudi´e dans le paragraphe 4.5.3.
Param`etres d’´erosion
Apr`es diff´erents essais sur les param`etres du mod`ele de transport s´edimentaire, nous avons fix´e la tension critique pour les fonds coh´esifs `a 0.2 N m−2, le param`etre d’´erosion γ
0 de la relation ´etablie
par Smith et Mc Lean [1977] `a 10−4 et le taux d’´erosion pour les fonds coh´esifs `a 10−5 kg m−2s−1. Ces
param`etres sont compris dans les gammes respectives cit´ees dans la litt´erature (chapitre 3). Des tests de sensibilit´e pr´esent´es dans le paragraphe 4.5.3, nous permettrons d’´evaluer la sensibilit´e des r´esultats li´ee `a ces trois param`etres.
Fig. 4.7 – Comparaison des hauteurs significatives (m) (trait plein) et p´eriodes de vague (s) (pointill´es) simul´ees par le mod`ele WW3 (courbes bleues) `a celles observ´ees en Camargue, `a S`ete et `a Banyuls (courbes rouges).
4.4.3 Initialisation du s´ediment
Nous avons pr´ecis´e la granulom´etrie du s´ediment dans la baie de Banyuls `a l’aide des donn´ees des campagnes en mer NATURA 2000 (Fran¸cois Charles, Martin Desmalades, Observatoire de Banyuls- sur-Mer), interpol´ees sur la grille du mod`ele. D’autre part, des rochers bordent les cˆotes dans la baie et au Nord du Cap B´ear. Nous avons donc utilis´e un masque de rochers ´etabli par Katell Guizien du LOBB. Aux points de grille masqu´es, nous supposons qu’il n’y a pas d’´erosion, ce qui se traduit par un flux eau/s´ediment nul. Le D50 et la fraction de sable obtenus sont illustr´es sur la figure 4.8.
Fig. 4.8 – D50 (m) (a) et fraction de sable (b) dans le s´ediment `a l’initialisation.