Simulations de la circulation générale de la mer Méditerranée forçée par le vent, à l'aide d'un modèle aux éléments spectraux

par Anne Molcard

Thèse de doctorat en Aérodynamique et mécanique des fluides, combustion, thermique

Sous la direction de Dominique Blay.

Soutenue en 1998

à Poitiers .


  • Résumé

    Les premiers pas d'un modele aux elements finis spectraux sont presentes. Cette technique numerique associe la grande flexibilite geometrique des elements finis qui permet une bonne representation du dessin cotier, avec la haute precision du developpement spectral. De plus cette methode s'adapte naturellement et efficacement sur les machines paralleles, qui s'averent aujourd'hui indispensables pour rendre les simulations realistes (vu le grand nombre de degres de liberte du systeme oceanique). La premiere partie de ce travail a consiste en l'optimisation du code parallele sur la machine cray t3d. Cette operation a permis d'obtenir deux resultats importants : l'obtention d'un modele tres performant avec des resolutions elevees, et contrairement aux resultats traditionnels des modeles parallelises, l'independance de la decomposition du domaine de calcul parmi les processeurs. L'application scientifique a consiste en l'etude de la circulation de la mer mediterranee. L'interet de ce bassin reside dans la presence de la plupart des phenomenes oceaniques sur sa relativement faible envergure, d'ou son appellation de mer laboratoire. Le caractere bidimensionnel du modele (a gravite reduite) n'autorise que la simulation du premier mode barocline : on etudie le mouvement de la couche homogene superieure forcee par le vent. Plusieurs simulations sont presentees avec des forcages de vents climatologiques et des vents realistes a haute frequence et montrent la grande variabilite saisonniere et interannuelle de la circulation. Des experiences de processus (vent filtre, annulation de l'effet beta, intensite du vent doublee, impact des termes non-lineaires, differentes frequences de forcage) montrent que certaines structures sont dues au vent et a sa variabilite (gyre du golfe du lion, de la mer tyrrhenienne, de rhodes et de mersa-matruh). Le courant cotier est associe a des ondes qui parcourent les bassins occidental et oriental en six mois environ. Ceci correspond a une vitesse de l'ordre de 1 m/s, comparable a la vitesse moyenne d'une onde interne de kelvin. Le transport des informations s'effectuerait ainsi d'un bassin a l'autre a travers le canal de sicile. La haute resolution autorisee par le modele a revele pour la premiere fois des structures de petite echelle (meso-echelle de l'ordre de 50km) directement comparable aux observations. La non-linearite des equations permet aussi la formation de tourbillons assez persistants entre les cotes et les courants qui les longent. L'evolution de ces tourbillons constitue une composante supplementaire de la variabilite saisonniere et interannuelle du bassin.


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  • Détails : 142 p
  • Annexes : 47 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 98/POIT/2290
  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
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