ANALYSE ET MODELISATION DES COURANTS ET DE LA

ANALYSE ET MODELISATION DES COURANTS ET DE LA TURBULENCE SOUS LES VAGUES DE VENT • Présentation et position du problème dans un contexte cognitif et socio -économique • Description des différents phénomènes • Analyses données expérimentales • Conclusion Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

PRESENTATION DU PROBLEME DANS UN CONTEXTE COGNITIF ET SOCIOECONOMIQUE • Comprendre le phénomène de génération des courants et de la turbulence dans les couches marines de surface • Etude menée dans le cadre du P. N. O. C • Champ d ’application: systèmes aquatiques de surface • But: comprendre et prévoir le comportement de tels systèmes du point de vue chimique, biochimique et biologique • Ces travaux font suite à de nombreuses études expérimentales, théoriques et de modélisation (groupe HYDRE) Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

DESCRIPTION DES DIFFERENTS PHENOMENES L ’action du vent • Il génère des déformations de la surface: les vagues Génération d’une onde dominante définie par a, K, σ On obtient au premier ordre les solutions d ’Airy Le déplacement associé aux trajectoires des particules est appelé courant de Stokes • Il entraîne l ’eau par cisaillement: les courants • On distingue 3 contributions différentes au phénomène: Le mouvement moyen, orbital et turbulent Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

LES CELLULES DE LANGMUIR • Leur apparition: le déferlement crée une vorticité verticale de signes opposées qui vont être déformées par le courant de Stokes. Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

PROBLEME ET OBJECTIFS DE LA MODELISATION • L ’intensité de la turbulence au sommet de la couche de surface et la présence des circulations de Langmuir ont été étudiées séparément. • Objectifs: - modéliser l ’écoulement en combinant les 2 phénomènes - adopter un modèle fermeture (k, ε) Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

LE MODELE • Le fondement des expériences numériques est représenté par l ’équation des mouvements moyens: associée à un modèle (k, ε) et à des conditions aux limites imposant des valeurs (ki, εi) à l ’interface. Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

ANALYSES DONNEES EXPERIMENTALES • But: recenser et analyser les données disponibles qui ont guidé les expériences • Les paramètres de forçage: – le vent caractérisé par le frottement interfacial. – L ’état de la surface libre caractérisée par a, K, σ Obtention d ’une base de données permettant de décrire les aspects généraux de l ’écoulement et d ’obtenir la paramétrisation des entrées à l ’interface. Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini

CONCLUSION • Nouvelles indications pour la modélisation des transferts verticaux dans les couches marines. Importance du transport advectif du mouvement secondaire • Ouverture vers de nouvelles études fondamentales • Etude du transport sédimentaire et des processus chimiques liés à de tels phénomènes • Intégrer le problème thermique • Intégration des nouvelles hypothèses et équations à des codes existant Régis Walther - Silvère lallemant - Simone Rubini