Modélisation numérique des phénomènes de transport de matières en estuaire fluvial : application à l'estuaire de la Seine

• Auteur / Autrice : Caroline Olivier
• Direction : Bernard Hoyez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Le Havre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Seine, Estuaire de la (France)

Sédiments (géologie) -- Transport

Sédiments en suspension

Estuaires -- Pollution

Marées

Modélisation tridimensionnelle

Résumé

Nous traitons ici du problème de la modélisation tridimensionnelle des phénomènes de transport des matières en suspension dans un milieu fluvial soumis à l'action combinée du débit fluvial et de l'onde de marée. Cette étude comporte trois parties. La première est relative à la modélisation hydrodynamique de l 'écoulement dans un milieu fluvial, la seconde concerne la modélisation de la matière en suspension, enfin la troisième partie est consacrée au couplage des deux modèles avec une application réelle sur l'estuaire de la Seine. Le modèle hydrodynamique est construit à partir des équations de Saint-Venant que nous traitons par une discrétisation en différences finies. Afin d'assurer une bonne prise en compte des variations spatiales du domaine, le maillage utilisé est curviligne. Nous proposons un modèle à séparation de variables adapté à la modélisation simultanée du courant fluvial et de l'onde de marée. Le modèle utilisé en milieu naturel répond parfaitement à notre attente et vérifie avec une bonne précision les mesures de terrain. Le traitement des équations de transport est fait par une méthode particulaire. Cette méthode permet de mettre en évidence les petits déplacements de matière au sein de l'écoulement en autorisant un suivi continu d'une quantité physique donnée dans le temps et dans l'espace. Là encore le modèle est utilisé en milieu naturel. Les trajectoires des particules sont étudiées en fonction de leur position d'origine dans la tranche d'eau. Les renseignements apportés par cette méthode permettent une meilleure interprétation des mesures et offre une possibilité de couplage avec d'autres modèles biologiques ou chimiques.

The goal of this work is to modelize in three dimensions the suspended matter transport in a river with tidal effect. This studie includes three parts. The first one is about hydrodynamic modelization in rivers, the second concern suspended matter transport modelization, the third part is devoted to coupling together the two last models and to apply them to the Seine estuary. In our hydrodynamic model we take into account the tidal wave which is propagated in the opposite direction from the river flow. We have chosen to do a tridimensionnal modelization to represent as well as possible the recirculation phenomena generate by bends and slopes. The treatment of the transport equation was done by a lagrangian method. This method was used to better visualize small displacements of matter in flow and to follow them in time and space. The coupling of models is applied to test areas and then to the Seine estuary.