Les courants

 L H Tan b b   Eq. II-3

Il détermine alors deux classifications permettant de déterminer la forme de la vague à partir de_et ξb.

ξ_b < 0,4 ; _ < 0,5  Spilling

0,4 < ξb < 2,0 ; 0,5 < _ < 3,3  Plunging

ξb > 2,0; _ > 3,3  Surging

Etant donné que nous n’avons pas mesuré la hauteur au déferlement, la hauteur significative des houles a été utilisée pour calculer chaque paramètre constituant toutefois une bonne approximation en raison de la proximité de nos mesures par rapport au déferlement.

7.5. Les courants

7.5.1. Traitements des données ADCP

La courantologie est traitée grâce au logiciel WinADCP^©, qui fournit des données précises concernant les courants et procure également d’autres paramètres tels que le pitch et le roll qui sont respectivement le roulis et le tangage. Ces deux paramètres permettent de valider ou non, les données enregistrées puisque nous pouvons vérifier si l’appareil est bien resté perpendiculaire par rapport à la surface de l’eau. Les vitesses et les directions du courant au sein de la colonne d’eau peuvent être extraites, ainsi que la vitesse sur les composantes nord (V_n), est (V_e), et verticale (V_z). La réponse du signal acoustique ou backscatter est également disponible.

7.5.2. Traitements des données du Midas Valeport

Comme pour les paramètres de la houle, les vitesses de courant ont été calculées grâce à la feuille de calcul Excel développée au sein de notre laboratoire. Nous avons ainsi pu obtenir les vitesses de courants et de directions moyennes (V_m et D_cm), la vitesse sur la composante nord (V_n), la vitesse sur la composante est (V_e), ainsi que les vitesses transversales ou cross-shore (V_t) et les vitesses longitudinales ou longshore (V_l), en m.s^-1.

7.5.3. Traitements des données du S4 ADW

Les courants sont calculés par une application fournie également par la société Interocean^© mais différente de celle utilisée pour calculer les paramètres de la houle. Ce logiciel nous permet d’obtenir de la même manière les vitesses de courant moyen (V_m) ainsi que les vitesses de courant sur les axes Nord (V_n) et Est (V_n).

7.5.4. Calcul des vitesses longitudinales (V_l) et transversales (V_t)

Afin de mieux comprendre la circulation des masses d’eau sur nos sites d’études, les vitesses de courant V_n et V_e ont été projetées sur des axes perpendiculaires et parallèles au trait de côte, nous donnant ainsi la vitesse du courant transversal (V_t) et la vitesse du courant longitudinal (V_l) (Fig. II-7).

Chapitre III - Caractérisation des Conditions Hydrodynamiques au Cours des Différentes Campagnes de Terrain

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Fig. II-7 : Projection des vitesses de courant V_n et V_e en vitesses V_l et V_t.

Fig. II-7 : Decomposition of mean current vector (V_n and V_e) into mean longshore (V_l) and cross-shore (V_t) current vectors.

Ces valeurs peuvent être positives ou négatives selon leur direction, ainsi, les valeurs de Vl

positives indiquent un courant longitudinal orienté vers l’est pour les sites de Zuydcoote et Wissant, et vers le Nord pour Hardelot. Quant aux courants transversaux (Vt), les valeurs positives indiquent un courant orienté vers le large et lorsqu’elles sont négatives, le courant est dirigé vers le haut de plage.

7.5.5. Calcul des vitesses de courant à 0,2 m.

Les instruments hydrographiques utilisés lors de cette étude ne mesurent pas la vitesse du courant à la même hauteur dans la colonne d’eau. En effet, le Valeport mesure le courant à 0,2 m au dessus du fond, le S4 ADW le mesure à 0,4 m et l’ADCP mesure le courant tous les 0,2 m à partir de 0,4 m au dessus du fond (Fig. II-8). Afin de pouvoir comparer un maximum de données entre elles et avec les flux sédimentaires mesurés, la vitesse du courant à 0,2 m a du être calculée.

De nombreuses études se basent sur l’expression générale de la distribution des vitesses au sein de la colonne d’eau (Eq. II-4) qui illustre la décroissance logarithmique de la vitesse du courant, de la surface jusqu’au fond.

       0 * ln Z Z u u  Eq. II-4 Où :

u est la vitesse du courant (m.s^-1) u* est la vitesse critique (m.s^-1)

67 z la coordonnée verticale (m)

Z₀ la hauteur (m) où la vitesse u est nulle (u = 0 quand Z = Z₀) (VAVANN RRIIJJNN, , 11999933BB)

Fig. II-8 : Hauteurs des points de mesures de la vitesse du courant pour chaque courantomètre.

Fig. II-8 : Depth measurements of current velocity for each hydrographic instrument.

Avant d’utiliser l’expression générale pour calculer la vitesse du courant à 0,2 m au dessus du fond, pour l’ADCP et le S4 ADW, nous avons dans un premier temps comparé les valeurs calculées par la formule Eq. II-4) avec les mesures réalisées par l’ADCP au sein de la colonne d’eau afin de valider la formule. Il s’avère que la formule sous-estime de manière significative les vitesses mesurées. Cette formule est valide dans des conditions d’eau plus profondes, elle est donc peu adaptée dans la zone littorale. Les vitesses de courant à 0,2 m n’ont donc pas pu être estimées pour le S4 ADW. Toutefois, la vitesse au niveau de l’ADCP a pu être calculée à l’aide d’une régression logarithmique faite sur les mesures de courant dans la colonne d’eau, nous fournissant ainsi une meilleure approximation de la vitesse du courant à 0,2 m au dessus du fond.

Fig. II-9: Exemple de comparaison entre le profil de vitesse mesuré par l’ADCP à une profondeur de 1,2 m et le profil

modélisé par l’expression générale de distribution des vitesses dans la colonne d’eau.

Fig. II-9: Example of comparison between vertical current velocity profile measured by the ADCP in 1.2 m water depth and the vertical current velocity calculated according to the general equation.

Chapitre III - Caractérisation des Conditions Hydrodynamiques au Cours des Différentes Campagnes de Terrain

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7.5.6. Détermination de la direction théorique du courant généré par le déferlement des vagues en zone de surf

Afin de pouvoir discuter de la relative influence des courants de marée dans la zone littorale, nous avons comparé la direction du courant mesurée par les différents instruments hydrographiques avec la direction théorique du courant générée par les houles et ce, à partir de leur direction pic. Cette méthode nous permet de prédire qualitativement l’orientation du courant qui serait généré par les vagues déferlantes sans influence des courants tidaux.

Partant du principe que la formation du courant induit par les vagues apparaît dès qu’il y a un angle d’incidence entre la crête de houle et le trait de côte, nous pouvons déterminer la direction théorique du courant longitudinal pour toute houle ayant un angle d’incidence compris entre 0° et 90° exclus (0° < α < 90°). La figure suivante (Fig. II-10) récapitule les différents cas possibles pour une côte hypothétique orientée ouest-est :

 A : La formation d’un courant orienté vers l’est, induit par les vagues incidentes concerne les houles provenant du secteur ouest à nord, autrement dit, ayant une direction pic comprise entre 270° et 0° ou 360°. (La direction pic forme un angle de 90° avec la crête de houle)

 B : La direction de la houle est de 0°ou 360°, étant donné que la côte orientée à 90°N, la houle est parallèle au trait de côte, il n’y a pas de formation de courant induit par le déferlement des vagues.

 C : La formation d’un courant orienté vers l’ouest, induit par les vagues incidentes concerne les houles provenant du secteur nord à est, autrement dit, ayant une direction pic comprise entre 0°ou 360° et 90°.

Fig. II-10 : Formation et direction théorique du courant généré par le déferlement des vagues en zone de surf en fonction

de l’orientation des houles incidentes.

Fig. II-10: Theoretical directions and formation of longshore currents generated by obliquely incident breaking waves in the surf zone, depending on incident wave directions.

La direction du courant généré est donc soit orientée vers l’est ou vers l’ouest à Zuydcoote et Wissant, et soit vers le nord ou vers le sud à Hardelot. Les directions mesurées au cours de

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nos expérimentations de terrain n’ont pas une orientation extrêmement bien définie dans telle ou telle direction. Nous avons donc décidé que les directions de courant comprises entre l’orientation de la côte + 45° et -45° correspondent aux courants longitudinaux (Fig. II-11). A Zuydcoote, par exemple, les courants ayant une direction comprise entre 23°N et 113°N sont considérés comme orientées vers le NE.

Fig. II-11 : Détermination des secteurs de direction de courant pour chaque site d'étude

Fig. II-11 : Characterization of current directions for each study site.

Les courants de marée sur le littoral de la côte d’Opale sont parallèles au trait de côte (Tab.