Etude numérique et expérimentale de la micro-météorologie des sites de régates côtières appliquée à la baie de Quiberon

Numerical and experimental study of the micrometeorology over inshore regatta racecourses, applications to the Quiberon Bay

• Auteur / Autrice : Olivier Herledant
• Direction : Patrice Mestayer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides et des transferts
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en hydrodynamique, énergétique et environnement atmosphérique (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régates

Vent de mer

Simulation par ordinateur

Météorologie maritime

Mots clés libres

Haute résolution spatiale

Qualification en quadrants

Résumé

Ce travail entre dans le cadre d’un programme de recherche consistant à développer des outils d’optimisation de la prise de décision des régatiers face aux situations micro-météorologiques complexes rencontrées lors des compétitions olympiques ou de match-racing. Notre objectif est l’amélioration des connaissances de l’évolution du vent sur les plans d’eau de régates côtières. Un dispositif d’étude de la micro-météorologie en baie de Quiberon incluant un volet expérimental et un volet numérique, a été mis en place. Plusieurs situations météorologiques ont été rencontrées pendant la campagne de mesures Quiberon2006 (16-29 Juin 2006). L’analyse des données collectées montre, à partir d’une classification en quadrants, l’influence du vent synoptique sur les transitions et les développements des phénomènes de brise. Des simulations à haute résolution spatiale de certaines journées sélectionnées ont été menées avec le modèle atmosphérique ARPS pour appréhender les effets de sites liés au découpage de la côte et à la présence de la presqu’île. La représentation fine de la topographie et des modes d’occupation des sols s’appuie sur l’analyse de la base de données CORINE Land Cover. Les champs météorologiques d’échelle régionale, servantde forçage au modèle à haute-résolution, proviennent d’assimilations effectuées avec le modèle WRF. La capacité des modèles à reproduire les phénomènesmicro-météorologiques côtiers en site complexe est évaluée par comparaison aux données expérimentales. L’approche de modélisation à haute résolution permet de caractériser les comportements du vent à l’échelle du plan d’eau, caractéristiques difficilement quantifiables expérimentalement.

This work is a part of a research program aiming todevelop tools allowing to optimize the tactical decision process during onshore sailing races in complex micrometeorological situations. Our goal is to enhance the knowledge ofthe windshifts in coastal racecourses. A study of the Quiberon bay micrometeorology has been set up, including measurements and numerical simulations. Several meteorological situations have been encountered during the “Quiberon2006” measurement campaign that was carried out from June 16-29, 2006. The analysis of the measurement data, based on a synoptic wind quadrant classification, shows how the breeze behavior is influenced by the wind gradient. High resolution large eddy simulations (1 km to 100m horizontal meshes) have been performed with the “ARPS” atmospheric numerical model to put in light the influence of a complex coastline (including a peninsula) on the local winds. The local topography and land use have been finely modelled using the Corine LandCover European database. Lateral boundary conditions for the regional scale simulations were generated using the WRF model. The measurement results are compared to numerical results in view of validating the ability of the numerical models to simulate coastal micrometeorological phenomena in a complex topographical situation. High-resolution numerical simulations provide a quantification of some local small-scale coastal effects at small-scale that would hardly be seen in measurements.