Les données bathymétriques

Les données bathymétriques utilisées dans ces travaux sont des combinaisons de données provenant de différentes sources10. Ces bathymétries couvrent l’ensemble de l’océan Atlantique Nord-Est avec une résolution horizontale de l’ordre de 10 km, puis la zone des Pertuis Charentais avec une résolution horizontale moyenne de l’ordre de 100 m, limitée vers la terre aux environ de l’isobathe -5 m NGF. La topographie LiDAR est limitée côté mer vers le milieu de la zone intertidale, c'est-à-dire approximativement vers 0 m NGF.

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Figure 2.9: Dispositif d’acquisition bathymétrique avec le sondeur dans l’eau en bas de la perche et le GPS en haut de la perche.

Il existe donc une zone de faibles profondeurs non couverte entre la bathymétrie des Pertuis et la topographie du LiDAR. Afin d’obtenir un MNT terre-mer continu, des levés bathymétriques complémentaires ont donc été réalisées dans le cadre de cette thèse. Au-delà de l’objectif de réaliser la jonction entre la bathymétrie des Pertuis et la topographie LiDAR, il s’agissait aussi d’obtenir une bathymétrie à une date proche de la tempête Xynthia, d’une zone très mobile ayant un fort impact sur l’hydrodynamisme dans la baie de Marennes-Oléron : le Pertuis de Maumusson (Figures 2.9, 2.10 et 2.11). Les acquisitions ont été réalisées avec un sondeur mono faisceau (Tritech PA500/6S) associé à un GPS RTK (Topcon FS200) permettant le positionnement précis (Figure 2.9). Une fois les données acquises par le sondeur post-traitées, des semis de points référencés spatialement et verticalement sont obtenus (Figure 2.10) et permettent par interpolation, la création de MNT bathymétrique (Figure 2.11).

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Figure 2.10: Semi de points suite à une campagne d’acquisition bathymétrique dans le Pertuis de Maumusson entre l’Ile d’Oléron et la côte sauvage.

En combinant l’ensemble des données incluant les bathymétries existantes et acquises, la topographie LiDAR, un MNT Terre-Mer de la partie centrale du Golfe de Gascogne a été obtenu. Ce MNT a servi de base dans les divers travaux présentés dans les prochains chapitres. Les fonds de cartes topographiques et bathymétriques présentés en Figures 1.17 et 1.21 du Chapitre 1, mais aussi dans diverses cartes présentées dans les prochains chapitres sont issus de ce MNT Terre-Mer.

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Figure 2.11: MNT bathymétrique du Pertuis de Maumusson résultant de l’interpolation du semi point présenté en Figure 2.10.

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Résumé du Chapitre 2

Ce chapitre donne un bref aperçu du système de modélisation SELFE-WWM-II utilisé dans ces travaux de thèse dans le but d’analyser les surcotes et les submersions marines dans la partie centrale du Golfe de Gascogne. L’algorithme d’inondation utilisé dans le modèle de circulation est parfaitement adapté et a déjà montré son efficacité à l’égard de ces problématiques de modélisation de la submersion marine. De plus, SELFE-WWM-II permet l’utilisation d’une paramétrisation de la contrainte de surface dépendante des vagues qui peut s’avérer dans certain cas importante pour une bonne reproduction des surcotes dans cette région.

Les trois maillages utilisés sont présentés dans ce chapitre et montrent la diversité des échelles géographiques (régionale, intermédiaire et locale), des résolutions (de plusieurs dizaines de kilomètres à quelques mètres) et des milieux (océanique, côtiers, estuarien, et même terrestre dans une optique de modélisation de l’inondation) des domaines modélisés par ce système. Les données (hauteurs d’eau mesurées, prédictions de marée, données bathymétriques et topographiques) utilisées pour mener à bien ces modélisations sont également présentées dans ce Chapitre. Ainsi, la création du MNT Terre-Mer combinant des données topographiques LiDAR à haute résolution avec des données bathymétriques existantes, et complémentaires, acquises dans le cadre de cette thèse, est détaillée.

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Chapitre 3

Analyse des mécanismes principaux

contrôlant les surcotes

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3.1 Introduction

Dans ce chapitre sont analysés les paramètres physiques contrôlant les surcotes. Trois causes principales en sont responsables: le vent par sa contrainte exercée sur la surface de l’océan, la pression atmosphérique par l’effet de baromètre inverse, et les vagues par le setup le long du rivage provoqué par les gradients de tension de radiation induits par la dissipation. En physique, l’approximation de Saint-Venant permet de réduire à deux dimensions horizontales l’étude de l’écoulement d’un fluide en réalité tridimensionnel. Cette approximation résulte d’une simplification en deux dimensions des équations de Navier-Stokes reposant sur trois hypothèses :

1) le fluide est considéré comme incompressible ; 2) le fluide est à l’équilibre hydrostatique ;

3) le fluide a une densité homogène, il n’y a donc pas de stratification.

Les hypothèses liées aux équations de Saint-Venant sont par exemple valides pour des écoulements en faible profondeur et peu stratifiés. Les phénomènes étudiés doivent alors avoir une longueur caractéristique verticale nettement inférieure à leur longueur caractéristique horizontale. Ainsi, la longueur d'onde de l’onde que l’on souhaite modéliser doit être nettement supérieure à la profondeur du domaine. Par conséquent, les vagues ne peuvent généralement pas être représentées dans le modèle de Saint-Venant puisqu'il s'agit d'ondes courtes pour lesquelles l’hypothèse hydrostatique n’est pas valable. Les applications des équations de Saint Venant sont diverses. Elles peuvent par exemple être utilisées dans le domaine de l’océanographie pour le calcul de la propagation des marées dans les océans ou encore des ondes de tempête.

Trois équations composent ce système : l’équation de conservation de la masse et les deux équations de la conservation de la quantité de mouvement. Une fois que les termes sources permettant de calculer les surcotes ont été intégrés dans ces équations, on retrouve les mêmes termes que ceux présents dans les équations qui sont résolues dans les modèles numériques de circulation hydrodynamique, comme le modèle SELFE qui a été présenté en Chapitre 2.

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