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Hydrodynamique EXtreme du largE à la COte – HEXECO

Résumé de soumission

Objectifs : - Environ la moitié de la population mondiale vit sur une bande littorale de 200 km de large. D'après l'UNESCO, en 2025, cette proportion devrait atteindre 75%, soit environ 6,3 milliards de personnes. Les usages du littoral se multiplient en lien avec le commerce maritime, le tourisme de masse, les industries énergétiques: pétrole, gaz et énergies renouvelables. Les infrastructures et les vies humaines sont régulièrement mises en danger par les phénomènes hydrodynamiques associés aux évènements météorologiques extrêmes comme les cyclones ou les tempêtes. Ces évènements se traduisent principalement par la formation de vagues exceptionnelles avec un déferlement important, une montée du niveau de l'eau sur le littoral (surcote) et un envahissement des terres émergées. Les dégâts humains et matériels peuvent être considérables. Aujourd'hui, la modélisation de l'hydrodynamique liée à ces évènements extrêmes et à ses conséquences est insuffisante. Par exemple, la prévision des surcotes est parfois sous-estimée dans le cas de fortes tempêtes (source Division Marine et océanographie de Météo France), conduisant à une sous-estimation des dégâts potentiels. Ce projet permettra une amélioration de la prévision des évènements et de leurs conséquences, par une meilleure compréhension de leur hydrodynamique et son interprétation en termes de forçage adaptés aux modèles opérationnels Français. Il s'agit d'amorcer la boucle qui va de la recherche à l'application, et qui nourrit en retour la recherche par la confrontation avec l'observation et les contraintes spécifiques aux applications. Les outils englobent l'observation, la mesure, la modélisation théorique, la simulation numérique et la validation expérimentale. - - Verrous : - La modélisation hydrodynamique du large vers la côte se fait par l'imbrication de modèles. Les phénomènes physiques mis en jeu ainsi que les formulations mathématiques associées sont de nature différente lorsque la profondeur d'eau diminue. - - Au large, pour les modèles de grande emprise, le forçage atmosphérique par vent très fort, est sans doute mal pris en compte : d'une part il est mal observé, et d'autre part le paramétrage choisi pour la tension du vent en surface ne convient pas, ayant été établi et validé pour des vents modérés. - - En zone côtière, on utilise des modèles sous mailles, en utilisant les sorties des modèles précédents comme conditions initiales. Dans des conditions météorologiques extrêmes, les problèmes ouverts restent la paramétrisation de la tension du vent en surface par vent fort en présence du fond, la formation de vagues exceptionnelles à la côte, une meilleure modélisation de la dissipation des vagues par déferlement et par friction sur le fond, la prise en compte convenable de la dispersion d'une part et des non linéarités d'autre part. La génération d'ondes infragravitaires dans cette zone par le groupage des vagues, le caractère aléatoire des hauteurs, des longueurs d'onde de vagues et des points de déferlement, est insuffisamment modélisée, alors qu'elle induit sur le rivage des mouvements importants du niveau de l'eau. - - Sur le littoral, les modèles sont d'emprise plus faible, et les prévisions concernent la longueur d'envahissement des terres par la mer (run-up), la cinématique et la dynamique du front de vague sur la plage. Les problèmes ouverts restent l'effet de la friction du vent fort sur l'envahissement, l'effet des ondes longues infragravitaires sur le run-up, la relation entre l'état de mer et le niveau moyen à la côte, qui se limite actuellement à une relation simple entre la hauteur significative des vagues, la cambrure estimée des vagues au large et la pente de l'estran. - - Actions : - Nous traiterons les différents verrous en combinant l'observation, l'analyse physique des observations, la modélisation numérique, la validation expérimentale en laboratoire et son paramétrage vers des modèles plus simples. Les paramétrages seront développés da

Coordination du projet

Olivier KIMMOUN (Autre établissement d’enseignement supérieur)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

SERVICE HYDROGRAPHIQUE ET OCEANOGRAPHIQUE DE LA MARINE

Aide de l'ANR 480 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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