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Dissertations / Theses on the topic 'Vagues en zone côtière'
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Jamois, Eric. "Interaction houle-structure en zone côtière." Aix-Marseille 2, 2005. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2005AIX22083.pdf.
Full textAbstract:
Dans le contexte du dimensionnement de structures marines ou côtières soumises à des vagues non-linéaires dans des profondeurs d'eaux variables, il est nécessaire de considérer les interactions vagues/structure et vagues/vagues sur de grands domaines. Dans cette optique, un modèle de type Boussinesq d'ordre élevé a été développé et a permis d'étudier les interactions non-linéaires susceptibles d'apparaître entre des vagues régulières, d'incidence normale ou oblique, et une structure de type parallélépipédique verticale dans toute la colonne d'eau. Plusieurs applications du modèle sur des cas concrets mettant en jeu des interactions non-linéaires vagues/structure d'ordre élevé, sont présentées. Une étude exhaustive d'un nouveau phénomène physique non-linéaire entraînant de fortes amplifications des vagues au devant de structures réfléchissantes est aussi menéeFor the design of marine or coastal structures subject to nonlinear waves in deep to shallow water, it is crucial to take into account both wave/structure and wave/wave interactions on large fluid domains. In this purpose, a high-order Boussinesq-type model has been developed and used to investigate nonlinear wave interactions with piecewise rectangular bottom-mounted (surface piercing) structures. Several practical applications of the model involving highly nonlinear wave run-up on a rigid plate are presented. Both normal and oblique wave conditions are considered. A new physical phenomenon creating large wave amplification in front of reflective structures is also fully studied
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Shurgalina, Ekaterina. "Dynamique de champs de vagues irréguliers en zone côtière." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDM0002/document.
Full textAbstract:
Les vagues et les ondes internes de gravité ont un impact important surl’hydrodynamique et l’hydrologie de la zone côtière. Les vagues extrêmes sontparticulièrement intéressantes à étudier, car elles sont une menace sérieuse pour letransport maritime, les plates-formes pétrolières, les installations portuaires et leszones touristiques de la côte. Ces ondes entravent aussi les activités humainesdéveloppées à la côte. Les ondes internes non linéaires affectent la biosphèreaquatique, notamment le transport de sédiments et créent des affouillements à labase des plates-formes et des pipelines. Elles affectent également la propagationdes signaux acoustiques. Les vagues scélérates provoquent d’importants dégâtsmatériels et de nombreuses pertes en vies humaines. Par conséquent, l’étude de laformation des ondes scélérates dans la zone côtière est d’une importance capitale.L'objectif principal de la thèse est l'étude de la formation d’ondes océaniquesanormales dans la zone côtières pour différentes profondeurs d’eau et différentschamps d'ondes. Il est montré que le mécanisme de focalisation dispersive àl’origine de la formation d’ondes scélérates est pertinent quand les ondesinteragissent avec une paroi verticale. Il est démontré que juste avant la formationde l’onde maximale, celle-ci change rapidement de forme, d'une haute crête vers uncreux profond. La durée de vie de l’onde scélérate augmente avec le nombred’ondes individuelles contenues dans le paquet d'ondes anormales et lorsque laprofondeur de l'eau diminue.Il est démontré que l'interaction de paires de solitons unipolaires conduit à unediminution des facteurs de dissymétrie et d’aplatissement du champ d'ondes. Il estprouvé que dans le cas d'interactions hétéropolaires de solitons, le facteurd’aplatissement augmente.La dynamique non linéaire de champs de solitons unipolaires aléatoires estétudiée dans le cadre de l’équation de Korteweg - de Vries (KdV) et de l’équationde Korteweg - de Vries modifiée (mKdV). Il est montré que les coefficients dedissymétrie et d'aplatissement du gaz de solitons sont réduits à la suite de collisionsde solitons. Les fonctions de distribution des amplitudes des ondes sont obtenues.Le comportement des champs solitoniques dans le cadre de ces modèles estqualitativement similaire. Il est démontré que l'amplitude des ondes extrêmesdiminue en moyenne en raison des interactions entre multi-solitons.Dans le cadre de l'équation de Korteweg-de Vries modifiée, les interactionsnon linéaires entre le soliton de plus petite amplitude et les autres solitons du gazont pour effet de réduire sa célérité qui devient négative et de modifier ainsi sadirection de propagation.A partir de l'équation de Korteweg-de Vries modifiée, il est prouvé que dans ungaz de solitons héteropolaires, des ondes scélérates peuvent se former. Laprobabilité d’occurrence et l’amplitude des ondes scélérates dans de tels systèmesaugmente avec la densité du gaz de solitonsSurface and internal gravity waves have an important impact on the hydrological regime ofthe coastal zone. Intensive surface waves are particularly interesting to study because they canbe a serious threat to ships, oil platforms, port facilities and tourist areas on the coast; suchwaves hampered the implementation of human activities on the shelf. Nonlinear internal wavesaffect the underwater biosphere and cause sediment transport, they create washouts soil at thebase of platforms and pipelines, affect the propagation of acoustic signals. Freak waves have aparticularly strong impact, and they are studied in this thesis. Therefore, the study of freak waveformation in the coastal zone is relevant and practically significant.The main goal of the thesis is the study of particularities of abnormal wave formation incoastal zones under different assumptions on the water depth and wave field form. In particular,it is demonstrated that the mechanism of dispersion focusing of freak wave formation "works"for waves interacting with a vertical barrier. It is shown that just before the maximum waveformation a freak wave quickly changes its shape from a high ridge to a deep depression.Lifetime of freak wave increases with the growth of number of individual waves in anomalouswave packet, and lifetime of freak wave increases with water depth decreasing.It is demonstrated that pair interaction of unipolar solitons leads to decrease of the thirdand fourth moments of the wave field. It is shown that in the case of heteropolar solitoninteraction the fourth moment increases.The nonlinear dynamics of ensembles of random unipolar solitons in the framework of theKorteweg - de Vries equation and the modified Korteweg - de Vries equation is studied. It isshown that the coefficients of skewness and kurtosis of the soliton gas are reduced as a resultof soliton collision, the distribution function of wave amplitudes are defined. The behavior ofsoliton fields in the framework of these models is qualitatively similar. It is shown that in thesefields the amplitude of the big waves is decreased in average due to multi-soliton interactions.A new braking effect of soliton with a small amplitude and even changing of its direction inmulti-soliton gas as a result of nonlinear interaction with other solitons is found in the frameworkof the modified Korteweg-de Vries equation.It is shown that in heteropolar soliton gas abnormally big waves (freak waves) appear inthe frameworks of the modified Korteweg - de Vries equation. With increasing of soliton gasdensity the probability and intensity of freak waves in such systems increases
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Lafon, Christine. "Étude des conditions de déferlement en zone côtière méditerranéenne." Toulon, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUL0013.
Full textAbstract:
La surface de l'océan est un lieu d'échanges permanents entre l'océan et l'atmosphère, principalement au niveau des zones déferlantes. Ceci rend nécessaire l'étude de l'influence de l'état de mer, défini principalement par les propriétés du champ de vagues, et de la surface résultant de leur déferlement. Le but de cette thèse était de contribuer à mieux comprendre les processus aux interfaces en zone côtière, à mieux maîtriser les paramètres qui les régulent, et à introduire un modèle numérique de déferlement dans un modèle de vagues. Cette étude est essentiellement basée sur les résultats obtenus lors de deux campagnes effectuées en zone côtière Méditerranéenne (FETCH et EMMA). Il existe une relation spécifique entre les paramètres caractéristiques de vagues (hauteur significative et fréquence de pic) adimensionnelles selon le formalisme classique JONSWAP. L'étude des frottements à l'interface montre non seulement une influence de la vitesse de vent, mais aussi de l'âge de la vague. Les résultats sur les vagues et les frottements montrent un bon accord avec les modèles empiriques de la littérature. On a montré que la couverture moutonneuse dépend non seulement des paramètres météorologiques classiques (comme la vitesse du vent et la vitesse de frottement) mais aussi des paramètres océaniques (comme l'âge de la vague et l'énergie adimensionnelle). La vitesse de frottement représente bien les variations du déferlement en zone côtière quand elle est mesurée et non déduite de la vitesse du vent. De plus, pour l'ensemble des situations d'états de mer rencontrées les variations de la couverture moutonneuse sont bien représentées par l'âge de la vague. Enfin, un modèle numérique de vagues a été adapté à notre zone d'étude (à partir des précédents résultats) pour représenter la couverture moutonneuse dans la baie de Toulon-Hyères. A partir d'un forçage météorologique homogène spatialement et temporellement quelques situations expérimentales ont pu être modéliséesThe ocean surface is a permanent location of exchanges between ocean and atmosphere, mostly in breaking area. This requires studies of sea state, defined by the wave field properties and the surface resulting of its breaking. The aim of this study was to understand the pro cesses occurring at the interface in coastal zone, to better understand the parameters that control them, and ta introduce a whitecap model in a wave numerical model. This work is essentially based on results obtained during two experimental campaigns that took place in NIediterranean coastal areas (FETCH and EMMA). The waves analysis conduct to determine a specific relation between non dimensional parameters (significant height and peak frequency) following the classical formalism JONSWAP. Study of wind stress at the interface presents an influence of wind speed and f wave age. Results on waves and wind stress show a reasonable agrement with models found n literature. We show that the whitecap coverage depends on classical meteorological parameters (such as wind speed and friction velocity) but also on oceanic parameters (such M wave ge and dimensionless energy). Friction velocity weil represents variations of breaking in coMtal zone when it is measured and not obtained from wind speed. The whole sea state events are better scale with wave age. Finally, a numerical wave model has been adapt to our experimental site (from precedents results) to represent whitecap coverage in the Toulon-Hyères area. From a spatially and temporally homogeneous wind input, a few experimental events has been modeled
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Raoult, Cécile. "Modélisation numérique non-linéaire et dispersive des vagues en zone côtière." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1150/document.
Full textAbstract:
Au cours de cette thèse, un modèle potentiel résolvant les équations d’Euler-Zakharov a été développé dans le but de simuler la propagation de vagues et d’états de mer irréguliers et multi-directionnels, du large jusqu’à la côte, sur des bathymétries variables. L’objectif est de représenter les effets non-linéaires et dispersifs le plus précisément possible pour des domainescôtiers bidimensionnels (dans le plan horizontal) de l’ordre de quelques kilomètres.La version 1DH initiale du modèle, résolvant le problème aux limites de Laplace à l’aide de schémas aux différences finies d’ordre élevé dans la direction horizontale combinés à une approche spectrale sur la verticale, a été améliorée et validée. L’implémentation de conditions aux limites de type Dirichlet et Neumann pour générer des vagues dans le domaine a été étudiée en détail. Dans la pratique, une zone de relaxation a été utilisée en complément deces conditions pour améliorer la stabilité du modèle.L’expression analytique de la relation de dispersion a été établie dans le cas d’un fond plat. Son analyse a montré que la représentation des effets dispersifs s’améliorait significativement avec l’augmentation de la résolution sur la direction verticale (i.e. avec le degré maximal de la basede polynômes de Tchebyshev utilisée pour projeter le potentiel des vitesses sur la verticale).Une étude de convergence menée pour des ondes solitaires modérément à fortement non-linéaires a confirmé la convergence exponentielle avec la résolution verticale grâce à l’approche spectrale, ainsi que les convergences algébriques en temps et en espace sur l’horizontale avec des ordres d’environ 4 (ou plus) en accord avec les schémas numériques utilisés.La comparaison des résultats du modèle à plusieurs jeux de données expérimentales a démontré les capacités du modèle à représenter les effets non-linéaires induits par les variations de bathymétrie, notamment les transferts d’énergie entre les composantes harmoniques, ainsi que la représentation précise des propriétés dispersives. Une formulation visco-potentielle a également été implémentée afin de prendre en compte les effets visqueux induits par la dissipation interne et le frottement sur le fond. Cette formulation a été validée dans le cas d’une faible viscosité avec un fond plat ou présentant une faible pente.Dans le but de représenter des champs de vagues 2DH, le modèle a été étendu en utilisant une discrétisation non-structurée (par nuage de points) du plan horizontal. Les dérivées horizontales ont été estimées à l’aide de la méthode RBF-FD (Radial Basis Function-Finite Difference), en conservant l’approche spectrale sur la verticale. Une étude numérique de sensibilité a été menée afin d’évaluer la robustesse de la méthode RBF-FD, en comparant différents types de RBFs, avec ou sans paramètre de forme et l’ajout éventuel d’un polynôme. La version 2DH du modèle a été utilisée pour simuler deux expériences en bassin, validant ainsi l’approche choisie et démontrant son applicabilité pour simuler la propagation 3D des vagues faisant intervenir des effets non-linéaires. Dans le but de réduire le temps de calcul et de pouvoir appliquer le code à des simulations sur de grands domaines, le code a été modifié pour utiliser le solveur linéaire direct en mode parallèleIn this work, a potential flow model based on the Euler-Zakharov equations was developed with the objective of simulating the propagation of irregular and multidirectional sea states from deep water conditions to the coast over variable bathymetry. A highly accurate representation of nonlinear and dispersive effects for bidimensional (2DH) nearshore and coastal domains on the order of kilometers is targeted.The preexisting 1DH version of the model, resolving the Laplace Boundary Value problem using a combination of high-order finite difference schemes in the horizontal direction and a spectral approach in the vertical direction, was improved and validated. The generation of incident waves through the implementation of specific Dirichlet and Neumann boundary conditions was studied in detail. In practice, these conditions were used in combination witha relaxation zone to improve the stability of the model.The linear dispersion relation of the model was derived analytically for the flat bottom case. Its analysis showed that the accuracy of the representation of dispersive effects improves significantly by increasing the vertical resolution (i.e. the maximum degree of the Chebyshev polynomial basis used to project the potential in the vertical). A convergence study conducted for moderate to highly nonlinear solitary waves confirmed the exponential convergence in the vertical dimension owing to the spectral approach, and the algebraic convergence in time and in space (horizontal dimension) with orders of about 4 (or higher) in agreement with the numerical schemes used.The capability of the model to represent nonlinear effects induced by variable bathymetry, such as the transfer of energy between harmonic components, as well as the accurate representation of dispersive properties, were demonstrated with comparisons to several experimental data sets. A visco-potential flow formulation was also implemented to take into account viscous effects induced by bulk viscosity and bottom friction. This formulation was validated inthe limit of small viscosity for mild slope bathymetries.To represent 2DH wave fields in complex nearshore domains, the model was extended using an unstructured discretization (scattered nodes) in the horizontal plane. The horizontal derivatives were estimated using the RBF-FD (Radial Basis Function - Finite Difference) method, while the spectral approach in the vertical remained unchanged. A series of sensitivity tests were conducted to evaluate numerically the robustness of the RBF-FD method, including a comparison of a variety of RBFs with or without shape factors and augmented polynomials. The 2DH version of the model was used to simulate two wave basin experiments, validating the approach and demonstrating the applicability of this method for 3D wave propagation, including nonlinear effects. As an initial attempt to improve the computational efficiency ofthe model for running simulations of large spatial domains, the code was adapted to use a parallelized direct linear solver
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Lajoie, David. "Modélisation de la houle en zone côtière : prévision de l'agitation à l'intérieur des ports et mise au point d'atténuateurs de houle dynamiques." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22041.
Full textAbstract:
On propose d'etendre les limites d'application d'un simulateur d'agitation portuaire, fonde sur la resolution par elements finis de l'equation d'onde de berkhoff, dont la validite est restreinte aux ondes lineaires de gravite se propageant sur des fonds de faibles pentes. On realise le couplage avec plusieurs autres sous-programmes de calcul, adaptes a des configurations particulieres de l'environnement d'un port. La zone d'etude est ainsi divisee en plusieurs sous-domaines, que l'on raccorde par des relations d'impedance matricielles discretes, prealablement etablies aux frontieres communes. Les differents developpements permettent: * d'integrer dans les simulations les irregularites du fond situees tres au large d'un port, en couplant un logiciel de calcul de propagation de houle du large vers la cote et le simulateur d'agitation portuaire. * d'inserer des effets tridimensionnels induits, par exemple, par la presence de structures mobiles libres d'osciller dans la houle. * d'elaborer des conditions aux limites de reflexion-transmission partielles, representatives des effets induits par des ouvrages comme les epis ou les brise-lames forains. Les calculs de propagation de la houle du large vers la cote font l'objet d'une comparaison qualitative avec une image satellitale que l'on traite par l'intermediaire d'une analyse par ondelettes. Un cas d'application sur l'insertion d'effets tridimensionnels est presente dans le cadre de pre-dimensionnement d'un type d'attenuateurs de houle dynamiques: les acripels
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Chu, Tien Dat. "Dynamique sédimentaire en zone côtière dans les cas de sédiments multi-classes." Le Havre, 2012. http://www.theses.fr/2012LEHA0009.
Full textAbstract:
La dynamique sédimentaire en zone côtière résulte de l’interaction très complexe entre le forçage hydrodynamique (houle, courant, marée) et les sédiments marins présentant généralement des tailles, densités et formes différentes. Cette interaction entraîne souvent la formation de réseaux de rides à la surface du fond granulaire ainsi que le phénomène de tri sédimentaire. Les rides et la ségrégation sédimentaire influencent significativement le transport sédimentaire en modifiant la rugosité du fond, la structure de la couche limite du fond et la dissipation du forçage hydrodynamique. La présente thèse porte sur la dynamique sédimentaire en zone côtière dans le cas de sédiments hétérogènes en taille et en densité. L’objectif de ce travail est d’apporter une contribution à la compréhension et à la modélisation des processus pilotant le transport et le tri sédimentaire sous l’action de la houle. Des tests expérimentaux ont été effectués en canal à houle ainsi qu’une étude théoriqueThe sediment dynamics in coastal zone results from very complex interaction between the hydrodynamic forcing (wave, current, tide) and marine sediments which generally exhibit different sizes, densities and shapes. This interaction often leads to the formation of ripples on the bed and the phenomenon of sediment-sorting. The ripples and the sediment segregation significantly influence the sediment transport by changing the bottom roughness, the structure of the bed boundary layer and the dissipation of the hydrodynamic forcing. This thesis focuses on the sediment dynamics in coastal zone in the case of heterogeneous sediments in size and density. The objective of this work is to provide a contribution to the understanding and the modeling of the process which control the sediment transport and sediment-sorting under the action of waves. The experimental tests were conducted in wave flume and a theoretical study was made
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Tessier, Caroline. "Caractérisation et dynamique des turbidités en zone côtière : l'exemple de la région marine Bretagne Sud." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13307.
Full textAbstract:
L’étude des variabilités spatio-temporelles des turbidités en Bretagne Sud a été entreprise en associant les résultats des campagnes hydrologiques, des suivis in situ au point fixe, des observations satellitales et une modélisation numérique 3D déterministe. La synthèse des observations antérieures montre un gradient côte-large des concentrations qui ne dépassent guère les 30 mg/l au delà de la zone littorale. Des profileurs acoustiques (ADCP) ont été mouillés pour mesurer les courants, les vagues et la dynamique des particules fines associée à ces forçages. A partir du signal rétrodiffusé, les séries temporelles de concentration massique sur toute la colonne d’eau ont été déduites, les valeurs peuvent atteindre 100 mg/l à 1. 50 m du fond pendant les événements de houles, à l’entrée de la baie de Vilaine. La calibration empirique du signal rétrodiffusé avec des mesures indépendantes de turbidité s’est révélée très satisfaisante et plus efficace que l’inversion d’un modèle de rétrodiffusion, du fait des incertitudes instrumentales et environnementales. Ces mesures au point fixe ont permis de calibrer un modèle hydro-sédimentaire (MARS-3D/SiAM) en configuration quasi-réaliste (marée, vent, apports par les fleuves, couverture sédimentaire), avec une paramétrisation simple des processus sédimentaires (érosion, dépôt). Le forçage des vagues est issu du modèle SWAN. Les résultats de 5 mois de simulation montrent l’importance des circulations liées au vent et de la structure hydrologique dans la répartition spatiale des turbidités, qui restent principalement générées par les houles. Les concentrations moyennes par secteurs et les flux de matière sont aussi estimés.
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Pezzoli, Alessandro. "Influence des conditions météorologiques sur l'état de surface de la mer en zone côtière : modélisation et prédiction." Toulon, 2001. http://www.theses.fr/2001TOUL0018.
Full text
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Blot, Romain. "Etude et modélisation des variations spatio-temporelles des distributions d'aérosols en zone côtière méditerranéenne." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00651785.
Full textAbstract:
Avec 70% de la surface de la planète recouverte par les mers et les océans, la présence de particules salées, produites majoritairement par le déferlement de vagues, représente une composante majeure dans le cycle géochimique de l'atmosphère et dans le bilan radiatif terrestre. Nos connaissances doivent progresser vers une description et une modélisation des flux actuels plus précises afin d'être capable d'anticiper les changements éventuels de la composition de l'atmosphère. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre général d'une meilleure caractérisation des particules injectées dans l'atmosphère par le déferlement des vagues. Un des objectifs est d'etudier la validité des modèles paramétriques et numériques pour prédire la variation spatio-temporelle des particules d'aérosols à l'échelle locale et régionale. Une première partie du travail est consacrée à l'étude de la variation spatiale des concentrations d'aérosols dans une zone côtière méditerranéenne. Pour ce faire, un couplage entre un code météorologique méso-échelle (RAMS) et un modèle déterministe de distributions d'aérosols développé par le LSEET (Medex)a été réalisé. Les prédictions du couplage sont confrontées aux données enregistrées lors d'une campagne expérimentale menée en mai 2007 à la station de mesures du laboratoire sur l'île de Porquerolles. Une deuxième partie du travail s'est concentrée sur l'amélioration du modèle paramétrique Medex. A partir, de données enregistrées en mai 2007, les prédictions de Medex ont été affinées, en particulier par correction de l'influence saisonnière. Dans une troisième partie, on s'est intéressé aux paramètres qui influencent les variations de concentrations en aérosols lors d'un épisode de Mistral. Il est montré que des paramètres autres que la vitesse du vent interviennent, tel que le fetch et la hauteur de la couche limite marine. Une dernière partie est consacrée au développement d'un modèle numérique de transport des aérosols. Les premiers résultats permettent de montrer l'influence de la stabilité atmosphérique sur les profils horizontaux et verticaux d'aérosols.
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Blot, Romain. "Etude et modélisation des variations spatio-temporelles des distributions d'aérosols en zone côtière méditerranéenne." Phd thesis, Toulon, 2009. https://theses.hal.science/tel-00651785/fr/.
Full textAbstract:
Avec 70% de la surface de la planète recouverte par les mers et les océans, la présence de particules salées, produites majoritairement par le déferlement de vagues, représente une composante majeure dans le cycle géochimique de l'atmosphère et dans le bilan radiatif terrestre. Nos connaissances doivent progresser vers une description et une modélisation des flux actuels plus précises afin d'être capable d'anticiper les changements éventuels de la composition de l'atmosphère. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre général d'une meilleure caractérisation des particules injectées dans l'atmosphère par le déferlement des vagues. Un des objectifs est d'etudier la validité des modèles paramétriques et numériques pour prédire la variation spatio-temporelle des particules d'aérosols à l'échelle locale et régionale. Une première partie du travail est consacrée à l'étude de la variation spatiale des concentrations d'aérosols dans une zone côtière méditerranéenne. Pour ce faire, un couplage entre un code météorologique méso-échelle (RAMS) et un modèle déterministe de distributions d'aérosols développé par le LSEET (Medex)a été réalisé. Les prédictions du couplage sont confrontées aux données enregistrées lors d'une campagne expérimentale menée en mai 2007 à la station de mesures du laboratoire sur l'île de Porquerolles. Une deuxième partie du travail s'est concentrée sur l'amélioration du modèle paramétrique Medex. A partir, de données enregistrées en mai 2007, les prédictions de Medex ont été affinées, en particulier par correction de l'influence saisonnière. Dans une troisième partie, on s'est intéressé aux paramètres qui influencent les variations de concentrations en aérosols lors d'un épisode de Mistral. Il est montré que des paramètres autres que la vitesse du vent interviennent, tel que le fetch et la hauteur de la couche limite marine. Une dernière partie est consacrée au développement d'un modèle numérique de transport des aérosols. Les premiers résultats permettent de montrer l'influence de la stabilité atmosphérique sur les profils horizontaux et verticaux d'aérosolsWith 70% of the planet surface covered by seas and oceans, the presence of sea salt particles, produced mainly by the waves breaking, represents a major constituent in the geochemical cycle of the atmosphere and in the earth radiative budget. Ln order to anticipate the possible changes, our knowledge has to progress towards a more precise description and modelling of surface flux. The present study proposes a general framework for a better characterization of particles injected in the atmosphere by the waves breaking. One of the objectives is to study the parametrical and numerical models' validity in order to predict the spatio-temporal sea spray's variation at a local and regional scale. A first part of this work is dedicated to the study of the aerosol concentrations' spatial variation in a Mediterranean coastal zone. To do so, a coupling between a meso-scale meteorological code (RAMS) and an aerosol determinist model (Medex) developed by the LSEET has been operated. The predictions of the coupling are confronted with the data recorded during an experimental campaign led in May 2007 at Porquerolles Island. The second part is focused on the parametrical model improvement : with the help of the data recorded in May 2007, the seasonal influence has been corrected, thus refining the Medex predictions. The third part is dedicated to the parameters influencing the sea spray concentrations during an episode of Mistral. It is shown that other parameters than the wind speed act, such as fetch or the height of the marine boundary layer. The last part proposes the development of a numerical transport model of aerosols. The first results show the influence of the atmospheric stability on the horizontal and vertical profiles of sprays
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Capobianco, Régis. "Mesure de la houle en zones côtière et littorale." Toulon, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUL0017.
Full textAbstract:
La zone littorale constitue l'un des milieux les plus variables et complexes de la planète. Lieu de vie et de travail pour plus de 60 % de la population mondiale, elle souffre d'une pression anthropique élevée et croissante. La préservation de ce milieu fragile, d'intérêt socio-économique important, nécessite une connaissance des processus contrôlant son évolution. La détermination du courant et de la houle est nécessaire afin d'évaluer leurs effets sur les constructions portuaires, l'évolution du trait de côte, la prévision des dérives de polluants et de sédiments, la navigation, la programmation de travaux de génie civil en mer. . . Le but de ce travail a consisté à mettre au point un système de mesure destiné à la zone côtière et littorale à travers un développement instrumental d'une bouée et d'une ligne de capteurs de pression. Des expérimentations en bassin et in situ ont validé les prototypes. La première partie de ce travail consiste à rappeler les différentes théories de houle adaptées à notre application côtière (hypothèses d'onde plane et pente faible) ainsi que les moyens de mesure utilisés, à travers un historique de l'instrumentation et leurs limitations dans le domaine. La seconde traite du dispositif mis au point durant ce travail. Les principaux effets hydrodynamiques mis en jeu pour un corps de petite dimension et son ancrage en présence de houle et de courant sont présentés. L'équipement choisi, les analyses en houle monochromatique, bi-chromatique et irrégulière ainsi que la réponse fréquentielle du système en fonction de la géométrie seront présentés. Nous concluons par la présentation des mesures et leur analyse lors des essais effectués lors des manipulations qui se sont déroulés à Sète en 2000 et au truc vert en 2001 dans le cadre du PNECAbstract Wave measurement in coastal zone. Instrumentation design in wave tank and sea. The littoral zone constitutes one of the lost variable mediums and complexes of planet. Place of life and work for more than 60 % of the world population, it suffers from a high anthropic and increasing pressure. The preservation of this fragile medium of important socio-economic interest needs a knowledge of the processes controlling its evolution. The determination of wave - and current is necessary to evaluate theirs effects on harbors constructions, evolution of coast shape, the forecast of pollutants derives and sediments transport, navigation, work planning of civil engineering at sea. The goal of this work consists in developing a system of measurement for coastal and littoral zone. A buoy and pressure sensor array have been studied and experiments were taken in wave tank and near shore zone. The first part presents different wave theories we need in our coastal application. (small slope and 2D waves assumption). A presentation of means of measurement used, existing instrumentation and their limitations. The second treats system design during this work. We start with the presentation of the principal hydrodynamic effects on a small body and its anchoring in presence of wave and current. The configuration chosen, the analyses in monochromatic, bi-chromatic and irregular wave and the frequency response of the system function of the geometry is presented (Wave tank experiments). We conclude by measurements analysis during experimental work on the beach of Sete (2000) and Truc Vert (2001)
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Zhang, Jie. "Intéractions vagues-fond marin et mécanismes de formation des vagues scélérates en zone côtière Wave-bottom interaction and extreme wave statistics due to shoaling and de-shoaling of irregular long-crested wave trains over steep seabed changes." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020ECDM0003.
Full textAbstract:
Dans la communauté maritime, le terme de "vague scélérate" est utilisé pour les vagues dont la hauteur dépasse le double de la hauteur significative de l'état de mer ambiant, et qui apparaissent plus fréquemment que prédit par la distribution de Rayleigh pour les hauteurs de vagues, fondée sur une hypothèse d’état de mer gaussien. En domaine océanique, des vagues scélérates ayant causé des pertes de vies humaines et de graves dommages ont été massivement signalées au cours des dernières décennies. Dans les zones côtières, une bathymétrie irrégulière peut également provoquer des vagues extrêmes du fait des interactions entre le fond marin et les vagues. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur trois mécanismes ou scénarios d'interactions vagues-fond pouvant entraîner la formation de vagues extrêmes. Le premier scénario est un phénomène de résonance, connu sous le nom de résonance de Fabry-Perot, qui peut se développer lorsque des vagues monochromatiques se propagent sur une bathymétrie comportant deux zones d'ondulations sinusoïdales sur un fond par ailleurs plat. Dans la zone du résonateur située entre les deux zones de rides, une augmentation significative de la hauteur de l'onde incidente peut être obtenue si la condition de résonance est satisfaite. En comparant des simulations numériques avec une condition limite de fond exacte ou approchée et une solution analytique linéaire asymptotique, nous observons un décalage de fréquence de résonance pour la condition de résonance dans les cas où le rapport entre l'amplitude des ondulations et la profondeur de l'eau est grand : la résonance se produit pour un nombre d'onde plus petit que celui prévu par la théorie analytique approchée. Cet effet de décalage de fréquence de résonance joue un rôle secondaire pour la résonance de Bragg, mais il s'avère très important pour la résonance de Fabry-Perot. Le second scénario correspond aux instabilités des trains de houle modulés en amplitude, appelés communément « breathers », qui se propagent sur des fonds irréguliers. Trois types de profils bathymétriques sont étudiés expérimentalement et numériquement avec un modèle entièrement non-linéaire et avec l'équation non-linéaire (cubique) de Schrödinger. Cette étude a permis de montrer que pour de faibles profondeurs et pour certaines conditions, l’amplitude de la modulation peut atteindre deux fois l’amplitude du train initial. Cette amplification en faible profondeur résulte de mécanismes qui n’existent pas en profondeur constante. Les influences des paramètres pouvant affecter la dynamique des breathers, y compris le paramètre du breather d’Akhmediev, la profondeur d'eau, la cambrure de l’onde porteuse, la période de la vague et les pentes du fond sont analysées. Le troisième scénario correspond à des trains de vagues irrégulières unidirectionnelles se propageant sur des profils de fond côtier variables. Lorsqu'un état de mer incident en condition d’équilibre passe sur une barre ou une marche submergée, une dynamique de non-équilibre apparaît et force l'état de mer à un nouvel équilibre compatible avec la profondeur finie, caractérisé par des statistiques fortement non-gaussiennes et une probabilité accrue d'occurrence de vagues extrêmes. La combinaison d'expériences à grande échelle et de simulations complètement non-linéaires permet de mieux comprendre la réponse dynamique du train de vagues. Les données obtenues ont été analysées en profondeur en utilisant une combinaison d'approches spectrales, bispectrales et statistiquesIn the maritime community, the term "rogue wave" or “freak wave” is used for waves whose wave height exceeds twice the significant wave height of the ambient sea state, and which appear more frequently than predicted by the Rayleigh distribution for wave height based on a Gaussian sea state hypothesis. In the oceanic domain, rogue waves that have caused loss of lives and severe damage have been widely reported in recent decades. In coastal areas, irregular bathymetry can also trigger such high extreme waves due to seabed-wave interactions. In this thesis, we focus on three mechanisms or scenarios of wave-bottom interactions that can lead to the formation of high waves.The first scenario is a resonance phenomenon, known as Fabry-Perot resonance, which can develop when monochromatic waves propagate over a bathymetry with two areas of sinusoidal undulations on an otherwise flat bottom. In the resonator zone located between the two areas of ripples, a significant increase in the height of the incident wave can be obtained if the resonance condition is met. By comparing numerical simulations with either exact or approximated bottom boundary condition and an asymptotic linear analytical solution, we observe a shift of the resonance frequency at the resonance condition for cases where the ratio between the amplitude of the ripples and the water depth is large: resonance occurs for a smaller wave number than predicted by the approximate analytical theory. This downshift effect of resonance frequency plays a secondary role for Bragg resonance, but it is very important and sensitive for Fabry-Perot resonance.The second scenario corresponds to the instabilities of amplitude modulated wave trains, commonly called "breathers", which propagate over irregular bottoms. Three types of bathymetric profiles are studied experimentally and numerically with a fully nonlinear model and with nonlinear (cubic) Schrödinger equation. This study has shown that for shallow depths and for certain conditions, the amplitude of the modulation can reach twice the amplitude of the initial train. This shallow depth amplification results from mechanisms that do not exist at constant depth. The influences of parameters that can affect the dynamics of breathers, including the Akhmediev breather parameter, water depth, steepness of the carrier wave, wave period and bottom slopes are analysed.The third scenario corresponds to unidirectional irregular wave trains propagating on variable coastal bottom profiles. When an incident sea state in equilibrium condition passes over a submerged bar or step, non-equilibrium dynamics appear and force the sea state to a new equilibrium compatible with the finite depth, characterized by highly non-Gaussian statistics and an increased probability of extreme wave occurrence. The combination of large-scale experiments and fully nonlinear simulations allows a better understanding of the dynamic response of the wave train. The resulting data were analysed in depth using a combination of spectral, bispectral and statistical approaches
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Rocha, Mariana Vieira Lima Matias da. "Observation et modélisation des ondes infra-gravitaires et des non-linéarités des vagues en milieu littoral." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU043/document.
Full textAbstract:
Les non-linéarités des ondes de surface, qui se caractérisent par leur aspect dissymétrique, sont reconnues comme l'un des principaux moteurs du transport de sédiments en zone littorale. Cependant, l'estimation du transport reste imparfaite, en partie du fait d’une description inexacte des non-linéarités de la vitesse de l'écoulement orbital. Les ondes infra-gravitaires, qui coexistent avec les ondes courtes en zone littorale, sont des ondes de longue période (20-200 s) associés aux groupes d'ondes courtes. Les mécanismes de génération, propagation et dissipation de ces ondes sont maintenant relativement bien compris, mais leur effet sur le transport sédimentaire est encore mal connu. Afin (i) d’améliorer les paramétrisations existantes des non-linéarités de vitesse et (ii) d’étudier le rôle des ondes infra-gravitaires dans le transport sédimentaire, de nouvelles expériences ont été réalisées dans deux canaux à houle, l’un avec un fond fixe et l'autre avec un fond mobile constitué de sédiments de faible densité. Les données obtenues avec ces modèles physiques ont été utilisés conjointement à des données de terrain et des simulations numériques pour étudier les deux sujets.}TEXT{}{Les paramétrisations classiques pour les non-linéarités de vitesse prennent seulement en compte l'influence de paramètres locaux (la hauteur de vague, la longueur d'onde et la profondeur d’eau), ce qui entraîne des erreurs importantes dans les estimations, en particulier les valeurs maximales de non-linéarité. Ce travail montre que les non-linéarités de vitesse ont aussi une dépendance avec des paramètres qui ne sont pas locaux: (i) la cambrure de vague et (ii) la largeur de la bande spectrale au large, ainsi que (iii) la pente de la plage. Une nouvelle paramétrisation est proposée, qui réduit d’environ 50% l'erreur sur les résultats obtenus avec les paramétrisations existantes. Les résultats expérimentaux obtenus dans le canal à houle avec un fond mobile montrent que des conditions de vagues avec la même énergie d'ondes courtes, mais avec une modulation basse fréquence différente, modèlent des profils de plage différents. L'influence des ondes infra-gravitaires sur le transport sédimentaire est mis en évidence par deux mécanismes distincts: (i) l’advection par les ondes infra-gravitaires de sédiment mis en suspension par l'action des ondes courtes, qui dépend de la hauteur des ondes infra-gravitaires et de leur phase par rapport aux groupes d'ondes courtes et (ii) les ondes infra-gravitaires modifient les non-linéarités des ondes courtes, que ce soit directement ou indirectement, par modulation de la hauteur de la colonne d'eau. Les variations morphologiques du haut de plage induites par les ondes infra-gravitaires sont associées à des changements du profil de la plage dans les zones de déferlement et de levée, en mettant en évidence le lien entre les différentes régions du profil transversal de la plageWave nonlinearities have long been recognised as being among the main drivers of sediment transport in the coastal zone. However, there are still significant errors in the prediction of this transport associated, partially due to inaccurate predictions of the velocity nonlinearities. The infragravity waves, which coexist with the short waves in the coastal zone, are long-period waves (with 20-200 s) associated to the short-wave groups. Their generation, propagation and dissipation mechanisms are already reasonably well understood, but their influence on sediment transport is still very poorly characterised. In order to (i) improve current predictions of velocity nonlinearities and (ii) investigate the role of infragravity waves in sediment transport, new experiments were carried out both in a fixed-bed wave flume and in a light-weight-sediment wave flume. The physical-modelling data set is used in combination with field data and numerical simulations for studying both subjects. Existing parameterizations of velocity nonlinearities account only for the influence of local wave parameters (e.g. wave height, wave length and water depth), which leads to considerable estimation errors, especially of the maximal values of nonlinearity. This work shows that the velocity nonlinearities depend also on non-local wave parameters: (i) offshore wave steepness, (ii) offshore spectral bandwidth and (iii) beach slope. A new parameterization is proposed, which reduces by about 50% the root-mean-square error relatively to former parameterizations. The experimental results in the light-weight-sediment wave flume demonstrate that wave conditions with the same short-wave energy, but different low-frequency modulation, shape different equilibrium beach profiles. The influence of the infragravity waves on the sediment transport is confirmed and depends on two different mechanisms: (i) advection of the short-wave suspended sediment by the infragravity-waves, which is dependent on the infragravity-wave height and phasing with the short-wave groups and (ii) modulation of short-wave nonlinearities by infragravity-wave motion, both directly and indirectly, through water-depth modulation. Changes in the beachface morphology induced by infragravity waves are connected to beach-profile changes in the surf and inner-shoaling zones, highlighting the existent link between the different zones of the cross-shore beach profile
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Chassagneux, François-Xavier. "Etude expérimentale des processus hydro-sédimentaires sous le déferlement de vagues irrégulières." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENI011.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une simulation, en canal à houle, des processus naturels hydrodynamiques etde transport sédimentaire de la zone de déferlement bathymétrique. L’analyse spatio-temporelle dela structure moyenne et instantanée de l’écoulement repose sur un jeu de mesures hauterésolutions.On effectue une étude des processus de couche limite et de l’impact des processus desurface libre sur le fond sédimentaire.Un profil de plage en forme de terrasse est engendré par le déferlement de séries de vagues irrégulières(JONSWAP) sur un fond mobile constitué de sédiments de faible densité (_ _ 1.19). Dans cesconditions, la mesure acoustique (ADVP) de profils de vitesse, de concentration et de flux de sédimentsest synchronisée à des séquences d’images vidéo et à des mesures de hauteurs de vagues.Une analyse de l’évolution des quantités moyennes hydrodynamiques et de transport solide est réaliséedans la zone de déferlement. Une analyse à l’échelle intra-vague aborde la structure del’écoulement sous le déferlement de vagues irrégulières. Enfin, on s’attache à une comparaison de lacontrainte au fond sous une vague déferlée calculée par des modèles physiques, à celle obtenue parmesures directesThis thesis presents a wave channel simulation of the hydrodynamic and sediment transportprocesses in the wave breaking region. The spatio-temporal analysis of the mean and instantaneousflow structure relies on a full set of high resolution data. The study focuses on processes related tothe wave boundary layer and to the impact of surface breaking on the mobile bed.A terraced beach profile is generated by the breaking of irregular wave sequences (JONSWAP) on amobile bed constituted of low density sediments (_ _ 1.19). In these conditions, the acoustic measurementof velocity profiles, concentration profiles and sediment flux profiles are synchronised withsequences of video images and wave heights. An analysis of the evolution of mean hydrodynamicand sediment transport quantities is undertaken across the entire wave breaking zone. An intra-waveanalysis on the flow structure below irregular breaking waves is carried out. Finally, bed shear stressbelow a breaking wave predicted by different physical models and direct measurements, are comparedand discussed
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Kühn, Yannik. "Machine Learning Methods for the Analysis of Coastal Sea States." Electronic Thesis or Diss., Pau, 2024. http://www.theses.fr/2024PAUU3029.
Full textAbstract:
Des prévisions de vagues précises sont essentielles pour de nombreuses communautés côtières, car elles contribuent à assurer la sécurité des opérations maritimes, la prévention des risques côtiers, ou encore les activités nautiques de loisir. Bien que des prévisions fiables existent aux échelles globales à régionales, les prévisions locales à haute résolution font souvent défaut en raison de leur coût de calcul élevés. Cependant, les récentes avancées en apprentissage automatique ont permis de développer plusieurs approches prometteuses permettant de réduire considérablement le temps de calcul des prévisions.Cette thèse étudie l'une de ces approches d'apprentissage automatique, nommée super-résolution, qui a déjà été employée avec succès pour accélérer les calculs dans le domaine de la mécanique des fluides.Le concept consiste à utiliser un modèle numérique sur un maillage de basse résolution, puis à convertir les résultats en une résolution plus élevée à l'aide d'un modèle d'apprentissage automatique entraîné, évitant ainsi de lourds calculs numériques en haute résolution. Ce travail analyse la faisabilité d'une approche de super-résolution appliquée aux prévisions de vagues en zone côtière. La première partie de cette thèse présente une étude conceptuelle de la méthode de super-résolution appliquée aux résultats d'un modèle spectral de vagues avec maillage structuré. Cette étude démontre qu'une telle approche peut accélérer les prévisions jusqu'à 50 fois par rapport à un calcul direct à haute résolution, avec une erreur négligeable devant celles habituellement observées pour le modèle. La deuxième partie de cette thèse étend la méthode aux maillages non structurés, analysant l'influence des conditions bathymétriques et des régimes énergétiques différents fournis par une simulation rétrospective des états de mer au large de la côte basque. Il est constaté que les réseaux de neurones en graphes et les régressions polynomiales sont deux approches prometteuses, la première étant plus adaptée à des champs de vagues très variables et la seconde à des contextes où le critère de rapidité est essentiel. Une troisième partie de la thèse est consacrée à l'application de la méthode aux spectres de vagues. Bien qu'il soit complexe d'évaluer le meilleur des quatre modèles testés, les résultats suggèrent que la super-résolution est capable de fournir des prédictions précises et rapides des spectres simulés à haute résolution en différents point distribués à travers la zone d'étudePrecise wave forecasts are essential for many coastal communities as they help ensuring safe maritime operations, mitigation of coastal hazards, and the enjoyment of marine recreation. While a reliable global forecast coverage does exist, local, high-resolution forecasts are often not available in many areas due to a significant computational demand. However, recent advances in machine learning have produced several promising approaches to drastically reduce forecast computation time.This thesis investigates one such machine learning approach called super-resolution, that was already successfully employed to speed up computations in fluid mechanics.The concept involves using a numerical model over a mesh with coarse resolution and then converting the results to a higher resolution using a trained machine learning model, thereby avoiding heavy computations in high resolution. This thesis examines the feasibility of the super-resolution approach for coastal wave forecasts. The first part of the thesis presents a proof-of-concept study on data-driven super-resolution using results from a spectral wave model over a structured grid. It demonstrates that this approach can accelerate forecasts by up to 50 times compared to a direct high-resolution computation, with a negligible loss in accuracy. The second part extends this method to unstructured meshes, analyzing the influence of bathymetry and wave energy conditions through a hindcast along the Basque coast. It is found that graph neural networks and polynomial regressions are promising approaches, where the former is suited for highly variable wave fields and the latter for scenarios where speed is paramount. A third part extends the application of super-resolution to wave spectra directly. Despite challenges in evaluating the best model among four tested options, the results suggest that data-driven super-resolution can provide accurate and fast predictions of spatially distributed wave spectra with an accuracy comparable to high-resolution wave model computations
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Stépanian, Alexis. "Evolution morphodynamique d'une plage macrotidale à barres : Omaha beach (Normandie)." Phd thesis, Université de Caen, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003997.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la morphodynamique de la plage macrotidale Omaha beach en Normandie. L'objectif est d'étudier l'évolution morphologique des barres intertidales à partir de mesures topographiques et hydrodynamiques selon deux échelles temporelles complémentaires. A court-terme (échelle du cycle tidal à la semaine), la morphologie est conditionnée par l'intensité de l'agitation modulée par les cycles tidaux. En faible agitation, la migration des barres vers le haut de plage est générée par des transferts de sables du revers vers le talus dans la zone de swash et de déferlement. Une augmentation de l'agitation s'accompagne d'une intensification du courant de retour et peut entraîner l'érosion des barres de la partie supérieure de la plage. A moyen terme (échelle mensuelle à annuelle), les barres intertidales présentent un comportement morphodynamique séquentiel. Les phases d'accrétion correspondent à des périodes de faible agitation pendant lesquelles les barres se construisent et migrent vers le haut de plage à une vitesse inférieure à 1 m par jour. A l'inverse, les phases de destruction résultent des tempêtes dont l'action érosive est modulée par le niveau tidal et la morphologie pré-existante. L'alternance de ces phases est liée à l'exposition particulière de la plage d'Omaha beach vis à vis des vents dominants. Une dynamique longitudinale des barres et des chenaux de drainage associés est également mise en évidence. C'est un facteur de déstabilisation des barres qui fragilise leur résistance à l'action des tempêtes. De plus, la présence des barres et leur évolution morphologique est la traduction topographique de réorganisations d'un stock sableux intertidal stable. Les conditions d'apparition, de migration et de destruction des barres intertidales ainsi identifiées, l'évolution morphodynamique d'Omaha beach est alors schématisée sous la forme d'un modèle d'évolution et une hypothèse de formation des barres intertidales sur les estrans macrotidaux est proposée
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Sambe, Alioune Nar. "Développement d’un modèle de simulation 3D d’impact de vagues en zones côtières et offshores." Thesis, Toulon, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUL0012/document.
Full textAbstract:
La modélisation de vagues et de leur impact côtier et offshore (déferlement, interactions avec les structures, tsunami) reste un problème difficile à appréhender du fait de la complexité des phénomènes physiques mis en jeu. Dans cette thématique, une étude numérique des processus physiques est effectuée dans le cadre de cette thèse. L’objectif de la thèse est ainsi d’améliorer le domaine de validité du code en y développant des méthodes numériques performantes qui permettraient une grande précision des résultats des simulations et des gains en temps de calcul. Le modèle numérique utilisé repose sur les équations d'Euler 3D multi-fluides. Une méthode de compressibilité artificielle permet une approche explicite et une parallélisation efficace. Le modèle bi-fluide à faible Mach, déjà validé avec des données expérimentales, repose sur une approximation par volumes finis avec un schéma de Godunov du second ordre en temps et en espace. Dans le cadre de nos travaux, une modification de la technique d’intégration en temps du solveur basée sur l’intégration d’Adams-Bashforth multi-pas avec une approche multi-échelle dans laquelle le pas de temps est ajusté à la taille locale du maillage et une méthode de compression d’interface pour une meilleure précision de l’interface entre les fluides sont implémentées dans le code. Ces méthodes numériques ont été validées avec des mesures expérimentales dans le cas d’un déferlement 2D et de la rupture 3D de barrage avec obstacle. Des comparaisons expérimentales et numériques ont permis de constater la pertinence des développements apportés au logiciel avec une amélioration de la précision des résultats et une diminution des temps de calculThe aim of the thesis is thus to improve the field validity for the CFD(Computational Fluid Dynamics) code for waves modelling, by integrating new numerical methods more efficient. The project should eventually lead to make a powerful simulation tool that can be used for forecasting the impact of waves in coastal areas and offshore. It is therefore completely in line with PRINCIPIA development activities in hydrodynamic with the aim of strengthening its position and support its growth. In this paper, we first focus on the specific problem of numerical diffusion for the convection equation that models the two fluid interface discontinuities. Interface compression methods allowing limiting the interface diffusion problem are presented. The main advantages of these compression methods are that they keep properly the interface and minimize the spurious free surface diffusion which may be beneficial in case of strongly nonlinear motion of the free surface. Moreover, they are easy to implement for problems in two or three dimensions. In the other hand, an improvement of the solver is presented; it concerns the development and validation of the Adams-Bashforth multi-scale time integration method which adjusts the time step depending on the local size cell. The advantage of this method is that it significantly reduces the computation time when small cells are mixed with large cells in the mesh domain. Each cell is assigned with a level of CFL only based on a geometric criterion. The improved model is validated. It is confronted with experimental results of 2D solitary wave breaking on a sloping bottom and the 3D dam break problem over a rectangular obstacle. In both cases, a very satisfactory agreement is found, with a better interface definition with the sharpening method and a significant gain in CPU time with Adams-Bashforth multi-scale time integration method
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Sambe, Alioune Nar. "Développement d’un modèle de simulation 3D d’impact de vagues en zones côtières et offshores." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUL0012.
Full textAbstract:
La modélisation de vagues et de leur impact côtier et offshore (déferlement, interactions avec les structures, tsunami) reste un problème difficile à appréhender du fait de la complexité des phénomènes physiques mis en jeu. Dans cette thématique, une étude numérique des processus physiques est effectuée dans le cadre de cette thèse. L’objectif de la thèse est ainsi d’améliorer le domaine de validité du code en y développant des méthodes numériques performantes qui permettraient une grande précision des résultats des simulations et des gains en temps de calcul. Le modèle numérique utilisé repose sur les équations d'Euler 3D multi-fluides. Une méthode de compressibilité artificielle permet une approche explicite et une parallélisation efficace. Le modèle bi-fluide à faible Mach, déjà validé avec des données expérimentales, repose sur une approximation par volumes finis avec un schéma de Godunov du second ordre en temps et en espace. Dans le cadre de nos travaux, une modification de la technique d’intégration en temps du solveur basée sur l’intégration d’Adams-Bashforth multi-pas avec une approche multi-échelle dans laquelle le pas de temps est ajusté à la taille locale du maillage et une méthode de compression d’interface pour une meilleure précision de l’interface entre les fluides sont implémentées dans le code. Ces méthodes numériques ont été validées avec des mesures expérimentales dans le cas d’un déferlement 2D et de la rupture 3D de barrage avec obstacle. Des comparaisons expérimentales et numériques ont permis de constater la pertinence des développements apportés au logiciel avec une amélioration de la précision des résultats et une diminution des temps de calculThe aim of the thesis is thus to improve the field validity for the CFD(Computational Fluid Dynamics) code for waves modelling, by integrating new numerical methods more efficient. The project should eventually lead to make a powerful simulation tool that can be used for forecasting the impact of waves in coastal areas and offshore. It is therefore completely in line with PRINCIPIA development activities in hydrodynamic with the aim of strengthening its position and support its growth. In this paper, we first focus on the specific problem of numerical diffusion for the convection equation that models the two fluid interface discontinuities. Interface compression methods allowing limiting the interface diffusion problem are presented. The main advantages of these compression methods are that they keep properly the interface and minimize the spurious free surface diffusion which may be beneficial in case of strongly nonlinear motion of the free surface. Moreover, they are easy to implement for problems in two or three dimensions. In the other hand, an improvement of the solver is presented; it concerns the development and validation of the Adams-Bashforth multi-scale time integration method which adjusts the time step depending on the local size cell. The advantage of this method is that it significantly reduces the computation time when small cells are mixed with large cells in the mesh domain. Each cell is assigned with a level of CFL only based on a geometric criterion. The improved model is validated. It is confronted with experimental results of 2D solitary wave breaking on a sloping bottom and the 3D dam break problem over a rectangular obstacle. In both cases, a very satisfactory agreement is found, with a better interface definition with the sharpening method and a significant gain in CPU time with Adams-Bashforth multi-scale time integration method
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Pepy, Guillaume. "Etude du formaldéhyde (HCHO) en zone côtière Antarctique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677015.
Full textAbstract:
Avec pour objectif de documenter et comprendre ses sources et puits en atmosphère de fond, nous avons réalisé un enregistrement annuel du formaldéhyde troposphérique en Antarctique, sur la base côtière de Dumont d'Urville. Des teneurs mensuelles de 50 pptv en hiver jusqu'à 200 pptv en été ont été mesurées. Au printemps, et été et à l'automne, un cycle journalier a été observé, avec un maximum l'après midi et une amplitude d'environ 40 pptv. Les artéfacts observés avec les appareils utilisés pour la mesure de HCHO (AeroLaser 4021), liés aux variations de température dans le local de mesure et pouvant induire des biais de 50 à 100 pptv, ont été éliminés en adaptant notre méthode analytique. Le formaldéhyde étant produit lors des combustions, l'influence des sources de contamination locales a été examinée en détail. Les sources de combustion par la station augmentent sporadiquement de 150 pptv au maximum les moyennes horaires. Une source locale d'émission par les sols ornithogéniques en liaison avec la présence des Manchots Adélie peut influencer jusqu'à 200 pptv les moyennes horaires en été. Au total, ces deux sources locales peuvent surestimer d'un facteur 5 au maximum l'amplitude du cycle journalier observé et impacter jusqu'à 100 pptv les moyennes mensuelles en été. Suivant ce constat, les données brutes ont été filtrées selon des critères météorologiques locaux pour éliminer toute contamination potentielle. L'étude des sources et puits en phase gaz a été réalisée à l'aide d'un modèle de photochimie développé pour les conditions de DDU. Nos résultats montrent que l'oxydation du méthane domine le budget en été (80%) du fait des fortes teneurs en radicaux HOx et en NOx en liaison avec l'impact du plateau Antarctique atteignant DDU. Le méthyl-hydroperoxyde constitue une source secondaire significative de HCHO en phase gaz (20% de l'oxydation du méthane), tandis que les faibles teneurs en hydrocarbures non-méthaniques mesurées en été nous amène à évaluer la contribution de cette source initialement attendue comme importante à moins de 5% de l'oxydation de CH4. A la différence d'autres observations en Mer de Weddell, les composés halogénés semblent avoir une influence relativement limitée dans le cas de Dumont d'Urville (10% du budget total au maximum). Suivant nos estimations, l'apport continental efficace permet d'envisager une source d'émission par le manteau neigeux du plateau. Celle-ci constitue une source secondaire relativement faible en été (10%) mais domine le budget hivernal (70%). Notre exercice de modélisation sur l'échelle saisonnière et journalière souligne la nécessité d'associer les processus en phase gaz avec les flux d'émission par la neige et de dépôt afin de reproduire correctement les observations.
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Pépy, Guillaume. "Etude du formaldéhyde (HCHO) en zone côtière Antarctique." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENU045/document.
Full textAbstract:
Avec pour objectif de documenter et comprendre ses sources et puits en atmosphère de fond, nous avons réalisé un enregistrement annuel du formaldéhyde troposphérique en Antarctique, sur la base côtière de Dumont d'Urville. Des teneurs mensuelles de 50 pptv en hiver jusqu'à 200 pptv en été ont été mesurées. Au printemps, et été et à l'automne, un cycle journalier a été observé, avec un maximum l'après midi et une amplitude d'environ 40 pptv. Les artéfacts observés avec les appareils utilisés pour la mesure de HCHO (AeroLaser 4021), liés aux variations de température dans le local de mesure et pouvant induire des biais de 50 à 100 pptv, ont été éliminés en adaptant notre méthode analytique. Le formaldéhyde étant produit lors des combustions, l'influence des sources de contamination locales a été examinée en détail. Les sources de combustion par la station augmentent sporadiquement de 150 pptv au maximum les moyennes horaires. Une source locale d'émission par les sols ornithogéniques en liaison avec la présence des Manchots Adélie peut influencer jusqu'à 200 pptv les moyennes horaires en été. Au total, ces deux sources locales peuvent surestimer d'un facteur 5 au maximum l'amplitude du cycle journalier observé et impacter jusqu'à 100 pptv les moyennes mensuelles en été. Suivant ce constat, les données brutes ont été filtrées selon des critères météorologiques locaux pour éliminer toute contamination potentielle. L'étude des sources et puits en phase gaz a été réalisée à l'aide d'un modèle de photochimie développé pour les conditions de DDU. Nos résultats montrent que l'oxydation du méthane domine le budget en été (80%) du fait des fortes teneurs en radicaux HOx et en NOx en liaison avec l'impact du plateau Antarctique atteignant DDU. Le méthyl-hydroperoxyde constitue une source secondaire significative de HCHO en phase gaz (20% de l'oxydation du méthane), tandis que les faibles teneurs en hydrocarbures non-méthaniques mesurées en été nous amène à évaluer la contribution de cette source initialement attendue comme importante à moins de 5% de l'oxydation de CH4. A la différence d'autres observations en Mer de Weddell, les composés halogénés semblent avoir une influence relativement limitée dans le cas de Dumont d'Urville (10% du budget total au maximum). Suivant nos estimations, l'apport continental efficace permet d'envisager une source d'émission par le manteau neigeux du plateau. Celle-ci constitue une source secondaire relativement faible en été (10%) mais domine le budget hivernal (70%). Notre exercice de modélisation sur l'échelle saisonnière et journalière souligne la nécessité d'associer les processus en phase gaz avec les flux d'émission par la neige et de dépôt afin de reproduire correctement les observationsWith the aim to investigate the production and destruction mechanisms of formaldehyde (HCHO) on a seasonal scale in the remote troposphere, HCHO was monitored over a 13-months period at Dumont d'Urville station, located near the East Coast of the Antarctic continent. Monthly means of 50 ppt in winter and up to 200 ppt in summer were measured. In spring, summer and autumn, a daily variation was detected with amplitude of ≈40 ppt and a maximum during the afternoon. The analytical instrument (Aerolaser, AL4021) deployed for the measurements, was found to be extremely sensitive to ambient temperature variations. The origin of the temperature dependence was investigated, and the deployed analytical method was adapted to eliminate this artefact. The impact of local contamination sources at the measurement site was explored in detail. Anthropogenic combustions were found to have a limited impact (maximum 150 pptv on hourly means) versus a local emission source from ornithogenic soils, induced by the omni-presence of Adelie penguins on the site in summer (maximum 200 pptv on hourly means). From november to march, these sources can introduce an overestimation by a factor 5 of the daily HCHO amplitude, while the influence on the monthly averaged budget can account up to 100 ppt. The raw dataset was thoroughly filtered using local meteorological criteria to eliminate any potential contamination. HCHO measurements were compared to simulations made with a numerical box model developed on the base of the current understanding of the photochemical sources and sinks of HCHO. During summer, methane oxidation was found to be the major source of HCHO production, likely due to enhanced levels of oxidants such as hydroxyl radical (OH) or nitrogen oxide (NO) occurring at DDU since this coastal site is under strong continental influence. Snow emissions and HCHO formation via methyl-hydroperoxyde oxidation complete the summer budget (respectively 10 to 20% of the CH4 oxidation). In contrary to what was observed for the Weddell Sea area, halogens chemistry is probably unlikely to contribute significantly at Dumont d'Urville (<10% of the CH4 oxidation). Finally, the initially attended summer source originating from non-methane hydrocarbons oxidation was found to be inefficient and to contribute only with less than 5 % of the CH4 oxidation. During winter the snowpack source was found to be preponderant (70% of CH4 oxidation) versus the gas phase chemistry sources of HCHO. Model investigations, performed on a seasonal and daily scale have shown that gas phase processes together with deposition and snow emission have to be considered to achieve a correct reconstruction of the observations
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Pennanguer, Stéphane. "Incertitude et concertation dans la gestion de la zone côtière." Rennes, Agrocampus Ouest, 2005. http://www.theses.fr/2005NSARH058.
Full textAbstract:
L’analyse d’initiatives de gestion de la zone côtière en France (Commission Environnement Littoral, 2002) et à l’étranger (Commission européenne, 1999) révèle que la principale carence des démarches de gestion intégrée de la zone côtière porte sur la concertation, la participation et l’implication des acteurs. S’appuyant sur ce constat, cette thèse, centrée sur la gestion concertée, part du postulat que la concertation est un moyen de réduire l’incertitude inhérente à la gestion de la zone côtière. Elle s’intéresse aux aspects fonctionnels de la concertation et aux conditions de sa mise en oeuvre dans les processus de gestion de la zone côtière. Cette thèse est construite autour des trois éléments-clés de la gestion territoriale: des territoires, des projets et des hommes. A partir d’une analyse croisée d’études de cas en Bretagne (baie du Mont Saint- Michel, mer d’Iroise et golfe du Morbihan), cette thèse analyse les comportements, stratégies et jeux d’acteurs dans les processus de concertation puis s’intéresse aux coordinations possibles entre les différents processus de concertation engagés sur un même territoire. En s’appuyant sur la notion de concertation territoriale, cette thèse développe une approche systémique de la concertation, révèle le « système de concertation territoriale » et les dynamiques qui régissent son fonctionnement. La concertation apparaît lorsque certaines conditions et certains facteurs sont réunis au sein du système de concertation. Elle génère des propriétés (ou conditions) nouvelles qui ont notamment comme effet d’engendrer de nouvelles modalités de collaboration entre acteurs. La notion de « petite gestion de la zone côtière », développée en conclusion, reprend l’ensemble des enseignements de cette recherche pour proposer une nouvelle approche de la gestion territoriale de la zone côtièreThe analysis of coastal zone management initiatives in France (Commission Environnement Littoral, 2002) and abroad (European Commission, 1999) reveals that the principal deficiency of these initiatives relates to the concertation, the participation and the involvement of stakeholders. Based on this report, this thesis, focused on concerted management, presents the concertation as a way to reduce uncertainty, inherent in coastal zone management. It deals with the functional aspects of concertation and the conditions to its implementation in the processes of coastal zone management. This thesis is built around the three key elements of territorial management: territories, projects and men. Starting from a crossed analysis of case studies in Brittany (Bay of Mont Saint-Michel, Iroise Sea, Gulf of Morbihan), this thesis analyses the behaviours and strategies of stakeholders in concertation processes, then is interested in possible coordinations between the different processes engaged on the same territory. While being based on the concept of territorial concertation, this thesis develops a systemic approach of concertation, reveals the “system of territorial concertation” and the dynamics which govern its functioning. The concertation appears when certain conditions and certain factors are joined together within the system of concertation. It generates new properties (or conditions) which have in particular the effect to generate new methods of collaboration between stakeholders. The concept of “small coastal zone management”, developed in the conclusion, recapitulates the lessons of this research to propose a new approach of territorial management in coastal zone
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Silva, Paulo Manuel da Cruz Alves da. "Contribution à l'étude de la dynamique sédimentaire en zone côtière." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10193.
Full textAbstract:
Partant de modèles existants, des solutions progressivement proposées pour quantifier le transport sédimentaire sableux sous l'action des houles et des courants. De nombreuses comparaisons avec des mesures de laboratoire ou en nature sont faites pour valider les stations proposées et établir éventuellement leur limite. Basé sur le modèle original de Dibajnia et Watanabe(1992), le modèle paramétrique non stationnaire proposé prend en compte divers aspects : -houles irrégulières -application au cas d'un courant seul -houles et courants non colinéaires-fond plat et font rugueux. -influence de la granulométrie étalée-effets intergranulaires -le nouveau modèle proposé est appliqué à des situations in situ et une prise en compte de déferlement est proposé. Des expressions analytiques obtenues pour le transport dans les cas d'une houle de Stokes du 2ième ordre et d'une houle cnoidale avec ou sans courant colinéaire ou oblique, permettent d'étudier l'influence des différents paramètres. Le modèle e transport développé est introduit dans le modèle morphodynamique cross-shore Unipraia basé sur les équations de Boussinesq et développé par A. Do Carmo(1995). Des comparaisons avec des mesures en laboratoires sont effectuées.
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Boutin, Guillaume. "Interactions vagues-banquise en zones polaires." Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0050/document.
Full textAbstract:
La banquise, qui couvre de larges étendues de l’océan près des pôles, est une composante majeure du climat. Le réchauffement de la planète entraîne sa fonte massive, en particulier en Arctique.Là où l’extension de la banquise diminue, l’augmentation du fetch est associée à une élévation de la hauteur des vagues, laissant penser que les effets liés aux interactions vagues-glace pourraient s’accroître dans le futur. L’évolution rapide de la banquise associée à l’intensification des activités humaines dans les régions polaires pressent à améliorer notre connaissance de ces interactions.La banquise atténue les vagues. Elles peuvent néanmoins s’y propager et briser la glace sur de longues distances. L’atténuation dépend des propriétés de la glace comme l’épaisseur, la taille des plaques... Les plaques de glace une fois cassées sont plus susceptibles de dériver et de fondre. En outre, lors de l’atténuation, les plaques sont poussées dans la direction de propagation des vagues.Une représentation simple de la banquise dans un modèle de vagues intégrant une distribution de la taille des plaques nous a permis de montrer l’importance des mécanismes dissipatifs dans l’atténuation, notamment ceux induits par la flexion de la glace.Après avoir été validé, ce modèle a été couplé à un modèle de glace. La taille des plaques est échangée et utilisée dans le calcul de la fonte latérale. La force exercée par les vagues sur la banquise est également envoyée depuis le modèle de vagues. En été, cette force compacte la glace et tend à diminuer la fonte, augmentant significativement la température et la salinité des eaux de surface au bord de la banquiseSea ice, which covers most of the ocean near the poles, is a key component of the climate system. Global warming is driving its massive melting, especially in the Arctic. Where sea ice cover decreases, fetch increases leading to more energetic sea states. This means potentially enhanced wavesice interactions effects in the future. The quick evolution of sea ice extent and volume combined with the intensification of human activities in polar regions urge us to improve our understanding of waves-ice interactions.Sea ice attenuates waves. They can however propagate through it and break it far into the ice cover. Attenuation depends on ice properties such as floe size, thickness, etc. Once broken, resulting floes are more likely to drift and melt. In addition, wave attenuation yields a force which pushes the floes in the direction of wave propagation.A simplified representation of sea ice, including a floe size distribution, has been incorporated in a wave model.It allows us to show the important contribution of dissipative mechanisms in the wave attenuation, especially those induced by the bending of the ice plates. After validation, the modified wave model is coupled to an ice model. The floe size distribution is exchanged in the coupled framework and used in ice lateral melt computation. The force exerted by the waves on the ice floes is sent from the wave model and is shown to compact sea ice in summer. This reduces the melting and significantly increases the temperature and salinity in the surface ocean close to the ice edge
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Safari, Iman. "Analyse de la performance hydraulique d'un nouveau type de bloc artificiel utilisé pour la protection côtière." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2057.
Full textAbstract:
Parmi l'ensemble des différentes parties composant une digue à talus maritime, la carapace représente l'élément clé de la stabilité de la structure. Elle se compose soit d'enrochements naturels soit de blocs artificiels en béton lorsque l'intensité de la houle requiert des poids d'éléments naturels que les carrières disponibles ne sont pas en mesure de fournir. Le développement des blocs artificiels performants a fait l'objet de multiples travaux de la part de chercheurs du monde entier. Il s'agissait principalement de proposer des formes optimisées conduisant à une grande stabilité hydraulique autorisant par là de faibles consommations de béton et donc des économies substantielles. L'objective principale de ces travaux de recherche est de mettre au point de nouveaux blocs artificiels de protection des digues à talus soumis à l'action des houles. Le travail contribuera à développer des méthodes d'optimisation des formes des blocs. Les enseignements recueillis à l'issue de la thèse doivent permettre de proposer des formes plus performances que celles aujourd'hui disponibles sur le marché. L'analyse de la performance de ce bloc sur modèle réduit nous apporte des résultats satisfaisants en termes de stabilité, malgré le franchissement restant à améliorer. Une étude approfondie, d'une part sur la cinématique de l'écoulement proche de la carapace et d'autre part les efforts subis par le bloc, nous permet de proposer une nouvelle formulation de la vitesse longitudinale liée au run-up. L'influence du caractère de l'onde (déferlement, claque) est déterminante pour les coefficients hydrodynamiquesAmong the whole various parts composing a rubble mound breakwater, armour layer represents the key component of the structure stability. It is composed either of quarry stones or of artificial concrete armour units when the design wave conditions require heavy armour elements that careers may not able to provide. The development of the concrete armour unit performance has been the subject of numerous studies. The main concern was to propose optimizations leading to a better hydraulic stability thereby allowing low consumption of concrete and thus significant savings. The main objective of this thesis is to develop a new artificial armor unit for rubble mound breakwaters. Work will contribute to develop methods for optimizing shapes of the armour units. The lesson collected at the end of the thesis will produce new forms more performing than those available today on the market. Based on hydraulic model tests, the results demonstrate the large hydraulic stability, in spite of overtopping remaining to be improved. In this study, other experimental tests were performed to investigate the velocity field close to the armor layer and also the wave -induced loadings acting on one instrumented block. A new formula is proposed concerning velocity longitudinal in relation to run-up. It is shown that the influence of the wave characteristics (breaking wave, impact) is a decisive parameter for the hydrodynamic coefficients
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Sénéchal, Nadia. "Étude de la propagation des vagues au-dessus d'une bathymétrie complexe en zone de surf." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12780.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude des transformations des vagues en zone de surf en environnement océanique dominé par les vagues à partir de données collectées dans le milieu naturel. Ce travail a permis d'acquérir une base de données hydrodynamiques complète des conditions rencontrées sur la côte Aquitaine. Ces données forment également une base de données pour l'étude en milieu naturel de processus physiques non linéaires et permettront de valider des modèles hydrodynamiques en cours de développement. Les données ont été analysées avec deux approches. L'approche dite " moyennée " ou " intégrée " a permis de déterminer les paramètres qui contrôlent l'énergie des vagues en zone de surf mais également de proposer une paramétrisation de l'énergie des vagues pour le cas d'une plage " linéaire " (ne présentant pas de barres). Ces résultats montrent en particulier la difficulté théorique actuelle à correctement caractériser l'échelle temporelle (ou période) entre deux fronts dissipant. Cette paramétrisation est déjà utilisée dans des modèles hydrodynamiques de courant induits par les vagues. L'approche dite " hautes fréquences " a permis d'étudier le processus d'appariement de fronts d'ondes mais également le processus de génération puis de libération des harmoniques lorsque les vagues se propagent au dessus d'un système de barre sableuse. Ces deux processus ont pour effet de significativement modifier la période moyenne des vagues sur une distance de l'ordre de quelques longueurs d'ondes. Cette approche a également permis d'étudier la structure et les transferts d'énergie vers les ondes longues (< 0. 05 Hz) et de montrer le couplage avec la topographie de la plageIn this thesis, wave transformations in the surf zone are examined from data collected on a wave energy dominated beach. Data have been examined with two methods: a so-called "integrated' method whose aim was to determine which parameters determine the wave energy in the surf zone and a "high frequency" method whose aim was to analyse non linear processes. The "integrated" method led to a parameterization of the ratio of significant wave height to local water depth (g parameter) when the beach profile is linear (without bar systems). But this approach also underlines the difficulty to correctly characterize the wave frequency of breaking waves, which is a key parameter in this parameterization. The "high frequency" method led to the analysis of the phenomenon of merging shocks and the phenomenon of harmonic generation and decoupling when the wave field propagates over a ridge and runnel system. In particular, the energy transfers between the wave components have been estimated. The infragravity wave frequency band has also been analyzed. In particular, it appears that the local bathymetry is a key parameter in the infragravity energy frequency structure
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Chatterjee, Arnab. "Rôle des micro-algues benthiques dans la zone côtière : biomasse, biodiversité, productivité." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0005/document.
Full textAbstract:
L'état et l'évolution des écosystèmes côtiers font partie des principales préoccupations des institutions européennes. Leur fonctionnement global et leur structure sont fortement conditionnés par le comportement des premiers échelons de la chaîne alimentaire, et en particulier par les micro-algues qui se développent dans la colonne d’eau (phytoplancton) et au niveau du sédiment (microphytobenthos).Ces microalgues constituent les plus importants producteurs primaires des zones côtières (Pannard et al., 2008 ; Woelfel et al., 2010). Ils sont à la base de la chaine trophique et composent l’essentiel de la nourriture de la faune, en particulier des espèces économiquement importantes (praires, huîtres,….). Cependant, bien que le phytoplancton ait été largement étudié, le microphytobenthos est beaucoup moins connu, en particulier dans les zones subtidales. Il colonise tous les milieux (roche, vase…) dès lors qu’il y a suffisamment de lumière pour la photosynthèse (MacIntyre et al. 1996) et sa production peut égaler, voire même dépasser, la production du phytoplancton de la colonne d’eau qui le surplombe (Underwood and kromkamp, 1999). Dans cette étude, nous avons effectué un suivi hebdomadaire en Rade de Brest (55 sorties en mer en 2011), pour étudier simultanément la dynamique saisonnière du phytoplancton et du microphyto-benthos en relation avec les paramètres environnementaux.Nos résultats montrent que la dynamique du phytoplancton et du microphytobenthos dans la zone subtidale sont tout à fait différentes l’une de l'autre. Le microphytobenthos est le premier à se développer dans la saison. Il constitue un apport important d'énergie dans l'écosystème dès le début du printemps (avec 60% de la biomasse totale jusqu'en avril) et joue donc un rôle primordial dans le démarrage de l’activité biologique benthique. Le système se déplace ensuite d'un système dominé par la biomasse benthique au début du printemps, vers un système où la biomasse pélagique prend le dessus.Ces résultats mettent en évidence l’adaptation particulière du microphytobenthos aux faibles éclairements, puisqu’il est capable de produire la même biomasse que le phytoplancton de la colonne d’eau, mais avec 10 fois moins de lumière disponible. Le broutage par les hétérotrophes peut sans doute expliquer le déclin des biomasses microalgales et la différence de dynamique saisonnière après les premières floraisons. Le manque de nutriments, et en particulier les phosphates dissous dans l’eau pourrait aussi être avancé pour expliquer la chute de la biomasse microphytobenthique début d’avril, alors que le déclin du phytoplancton dans la première semaine du mois de mai coïncide à une carence en acide silicique. L’azote inorganique dissous devient ensuite potentiellement limitant dans la colonne d'eau avec des concentrations en dessous du seuil de détection, jusqu'à la fin d'octobre. D’un point de vue taxonomique, la communauté benthique est très spécifique et totalement différente de la communauté pélagique. Nous avons pu identifier 54 espèces, exclusivement des diatomées, toutes pennées, dominées par le genre Navicula. Dans la colonne d’eau, nous avons identifié 74 espèces, parmi lesquelles 51 étaient des diatomées (essentiellement centriques), dominées par Chaetoceros sp.. Le reste était partagé entre les dinoflagellés (dominé par Gymnodium sp.) et d’autres groupes fonctionnels comme les euglena, les cryptophycées, les prasinophycées, quelques rares coccolithophoridés et des petits flagellés non identifiés.Ces résultats très novateurs ouvrent de nouvelles perspectives de recherches. Il serait par exemple très intéressant de mieux comprendre les processus d’adaptation qu’ont développés les microalgues benthiques, pour être capables à des niveaux de lumière beaucoup plus faibles, d’être aussi efficace vis-à-vis de la photosynthèse que leurs homologues pélagiques. Différentes pistes sont à l’étude comme le contenu pigmentaire ou la structure de leur enveloppe siliceuseThe most important primary producer groups of the coastal zones are suspended phytoplankton cells (Pannard et al, 2008) and microphytobenthos (MPB) (Woelfel et al., 2010). In these regions, phytoplankton and benthic microalgae are both recognized as being principal components of the diet for economically important suspension-feeding fauna (Gillespie et al., 2000). However, although phytoplankton has been vastly documented, MPB is often understudied.In sufficient light for photosynthesis they can inhabit the top few centimeters of the substrate layers (mud or sand) of marine sediment (Charpy and Charpy-Roubaud 1990, MacIntyre et al. 1996, MacIntyre and Cullen 1996) and play an important role as a food source for higher trophic levels (Revsbech et al. 1981, Sorokin 1991, Charpy and Charpy-Roubaud 1990 ). Benthic microalgal biomass mostly follows a similar distribution to the total organic matter content of surficial sediments indicating that sediment geochemical processes such as nutrient release from the breakdown of organic matter may be important in determining the distribution of MPB (Light, 1998). However, on the other hand, though not proportional with the MPB biomass, benthic production can even surpass the pelagic contribution (Underwood and kromkamp, 1999). With their ability of high primary production benthic microalgal communities can profoundly influence the flux, transformation and turnover of carbon and nutrients in coastal areas. Benthic primary producers contribute to the availability of energy and matter for benthic and pelagic food webs and define benthic and pelagic energy budgets, which affect the chemistry at the sediment-water interface, and regulate sediment stability. The shallow waters, where MPB thrives, allow a more direct interaction between pelagic and benthic processes keeping the benthos much less susceptible to physical and biochemical disturbances such as evaporation, eutrophication, and wind-forcing (Molen, 2011). Because attached microalgae can avoid advective processes and adapt to changes in light availability at short time scales, their importance is particularly enhanced (Phinney, 2004). As a result of the impact that MPB carries in a coastal ecosystem, along with the study of the functional role of MPB, investigations on their diversity have also gained some importance in the last two decades (Sundbaeck & Joensson, 1988; Blanchard, 1990; Montagna et al., 1995). Like phytoplankton, MPB communities can also act as sensitive indicators of water quality as the taxonomic composition of MPB assemblages can vary as per different nutrient levels (Lange-Bertalot, 1979; Kann, 1986). However, although the importance of MPB has been emphasized on intertidal zones (Pinckney & Zingmark, 1993; Colijn & De Jonge, 1984; Herman et al., 2000), the subtidal zones have generally been ignored till yet on this regard and as a result of which not much is known about the MPB dynamics in the subtidal zones. The subtidal zone of Bay of Brest was chosen for this study because there had been comprehensive input of nitrates to the zone in the past century .This zone has being amazingly resistant to eutrophication for quite some time, although silicate and nitrate ratio got down during the past 20 years. Research has been done previously on the spatial distribution of MPB in the zone in terms of primary productivity and biomass, but in order to achieve a more holistic view of these important photoautotrophs, a temporal study is necessary as well. The objectives of this work have been to characterize the temporal distribution of MPB in terms of biomass, productivity and biodiversity in the subtidal zone of Bay of Brest on a monthly scale, assess a comparative reasoning between MPB and the phytoplankton of the overlying water column complying on the same factors and draw an understanding on the significance of seasonal fluctuations of MPB in the overall seasonal distribution of photoautotrophs. […]
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Etty, Claude Aubert. "Détection des insectes par radar Doppler polarimétrique : application à l'étude d'une zone côtière." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30194.
Full textAbstract:
L'objet du memoire est l'etude des conditions dans lesquelles la mesure des quantites observables par un radar meteorologique doppler a diversite de polarisation contribue a decrire les champs d'insectes dans l'atmosphere. L'expression exacte de la section efficace de retrodiffusion des insectes en fonction de leur rapport axial, et de leur contenu en eau pour des polarisations horizontale et verticale est etablie a l'aide de la theorie de rayleigh-gans. Ensuite, a partir d'un ensemble de donnees collectees avec le radar rabelais depuis la cote landaise, le signal entomologique est analyse. Sont consideres successivement le facteur de reflectivite radar rendant compte du nombre, de la taille et de la densite des insectes, la reflectivite differentielle, mesurant leur orientation et le spectre doppler decrivant leur vitesse et sa variance. L'analyse spectrale des fluctuations de l'intensite du signal met en evidence plusieurs domaines de densite qui sont associes aux battements d'ailes de petits insectes. La frequence mesuree la plus elevee se situe autour de 800 hertz. Les differents concepts mentionnes ci-dessus sont appliques a l'etude d'une circulation cotiere. L'observation du champ d'insectes permet une description quantitative detaillee de l'evolution diurne du champ de mouvement: passage de la brise de terre a la brise de mer, courant d'altitude, profil vertical du vecteur vitesse en spirale d'ekman
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Umasangaji, Halikuddin. "Contamination des calanques par les micropolluants organiques (Cortiou) zone côtière de Marseille, France." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0520/document.
Full textAbstract:
L'explosion démographique a conduit à une augmentation intensive des contaminants environnementaux issus de différentes émissions anthropiques, par exemple, les hydrocarbures de pétrole, les pesticides, les biphényles polychlorés (BPC) ainsi que d’autres déchets ménagers tels que les détergents utilisés comme nettoyants ménagers. Du fait de leur persistance et du point de vue toxicologique, les résidus de ces contaminants organiques, qui peuvent être détectés dans les différentes matrices environnementales (eau, sédiments, air et biotes), parfois à très faible concentration (micropolluants), ont conquis l'attention du public. Cette étude vise à déterminer les niveaux de concentration de contaminants sélectionnés dans les sédiments de surface et à identifier la source de ces produits chimiques dans le ruisseau Cortiou. Les résultats ont montré une forte contamination par les hydrocarbures dans la zone étudiée. De plus, ces résultats ont probablement reflété le fait que les processus de biodégradation se sont produits parallèlement à une répartition chronique des charges d’épuration non traitées. Ces polluants organiques ont également confirmé un effet néfaste sur le biote marin et plus particulièrement sur les communautés benthiques pour certaines stationsDemographic explosion has led to increase intensively environmental contaminants issued from different anthropogenic release e.g. petroleum hydrocarbons, pesticides, polychlorinated biphenyls (PCBs) and also other domestic waste such as detergents as household cleaner. Due to their persistence and the toxicological point of view, the remnants of these organic contaminants, which can be detected in the different environmental matrices (water, sediment, air and biota), sometimes with very low concentration (micropollutants), has gained the public attention. This study aims to determine the concentration levels of selected contaminants in surficial sediments and identifying the source of these chemicals in Cortiou Creek. The results showed high contamination by hydrocarbons in the studied area. Additionally, these results probably reflected that biodegradation processes occurred concomitantly with a chronic apportionment of untreated sewage loading. These organic pollutants also confirmed an adverse effect for marine biota and more particularly for benthic communities for some stations
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Mounsamy, Jean-Marc. "Modélisation numérique de l’hydrodynamique côtière : application à la zone cotière de Pointe-à-Pitre." Thesis, Antilles-Guyane, 2013. http://www.theses.fr/2013AGUY0631.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est consacré à l'étude numérique de la forme instationnaire des équations de Navier--Stokes incompressibles en dimension trois d'espace. Ces équations sont étudiées dans leur formulation classique mais aussi dans leur formulation hydrostatique. Le schéma en temps est résolu à l'aide d'une méthode de projection, la méthode de projection incrémentale standard qui sert de référence à l'étude numérique des nouvelles méthodes proposées: la méthode de projection hydrostatique et la méthode de projection dynamique étendue. Ces méthodes sont combinées à la méthode de pénalisation de volume qui permet de tenir compte de la présence d'obstacles de forme quelconque dans le domaine de simulation en utilisant un maillage cartésien. Une nouvelle expression des équations de Navier--Stokes hydrostatiques issue de l'application de la méthode de pénalisation de volume est obtenue et étudiée. La discrétisation en espace s'effectue en utilisant la méthode des volumes finis sur une maillage décalé de type MAC. Un nouveau code de calcul baptisé VivAn'O a été conçu et validé durant ce travail. Il a permis l'étude numérique des différentes méthodes proposées et a également permis de réaliser des simulations dans la zone portuaire de Pointe-à-Pitre à partir de données bathymétriques réellesThe present work is about the numerical study of the three dimensional form of the unstationnary Navier--Stokesequations. These equations are studied under their classical form but also under their hydrostatic one. Thetime--dependent problem is solved using a projection method called the standard incremental projection method which isused as the reference to the numerical study of the new projection methods we proposed : the hydrostatic projectionmethod and the extended dynamical projection method. These methods are combined with a volume penalization methodto take into account obstacles of any shape in the simulation domain using cartesian meshes. A new formulation of the hydrostatic Navier--Stokes equations is obtained from the use of the penalization method and studied. The space isdiscretized using the finite volume method on a staggered MAC mesh.A new computational fluid dynamic code nammed VivAn'O have been developped during this work. It had permitted thenumerical study of the proposed methods. It was also used to carry out simulations in the harbour area of Pointe--à--Pitre usine real bathvmetric data
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Oursel, Benjamin. "Transferts et dynamique des contaminants métalliques en zone côtière. : Impact d’une grande agglomération méditerranéenne." Thesis, Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0019/document.
Full textAbstract:
L’étude réalisée lors de ce travail de thèse porte sur l’évaluation de l'impact de l’agglomération Marseillaise sur le milieu côtier à travers la quantification des éléments traces métalliques (ETM) et du carbone organique. Sur le littoral méditerranéen français, Marseille représente la plus grande agglomération (~ 1.7M Ha) et possède la station d’épuration (STEP) enterrée la plus grande d’Europe (capacité de 1.62M équivalent-habitants), avec une façade directement ouverte sur la Méditerranée. L’impact de cette zone urbaine et industrialisée (flux brut) sur la zone côtière reste mal compris, de par la multiplicité des sources (apports directs(rivières/effluents) vs. apports diffus (friches industrielles côtières, aérosols, ...)) en partie contrôlée par le climat. Il en est de même des mécanismes de transfert des contaminants conditionnant leur devenir dans le milieu marin (flux nets vers le large). Dans ce contexte, différentes campagnes de prélèvements d’eau et de sédiments ont été mises en oeuvre sous des conditions climatiques contrastées (temps sec vs. pluie) dans les rivières ainsi qu'en mer, le long d’un transect allant de la côte à plus de 2 km au large des rejets. Les objectifs de cette étude visaient à déterminer les sources de contaminants au milieu côtier et à comprendre leurs mécanismes de transfert et leur devenir en mer. Par temps sec, les résultats obtenus ont montré que la dynamique du système est principalement contrôlée par les rejets de la STEP qui, par exemple, est responsable à plus de 75% des apports en Ag, Cu ou Pb au milieu côtier. Une fois en mer, les différents ETM analysés présentent un profil non conservatif, dû à un fractionnement dissous/particulaire hors équilibre dans les émissaires associé à un relargage rapide au début du gradient de salinité. Ces résultats ont été confirmés par une expérience de remobilisation réalisée au laboratoire permettant de mieux comprendre la cinétique de désorption des ETM. Dans ces conditions, il a été démontré qu'il était indispensable de filtrersur le terrain les échantillons pour ne pas sous-estimer la fraction dissoute des ETM. Par temps de pluie, le suivi des apports au cours d'une crue a montré la très grande réactivité du système, typique de rivières côtières. La majorité des ETM, transportés principalement sous forme particulaire, subissent une fois en mer des processus de désorption avec des cinétiques plus lentes et à des salinités plus importantes que par temps sec. Ces différences sont probablement liées à la nature des particules, urbaines et très organiques par temps sec, plutôt terrigène et inorganiques par temps de pluie. Enfin, une expérience de vitesse de chute des particules transitant dans le système par temps sec et de pluie a été développée au laboratoire. Elle a permis de caractériser les particules étudiées par des paramètres physico-chimiques intégrables au modèle hydro-sédimentaire de l'IFREMER, permettant de mieux évaluer le devenir des particules en zone côtièreThe aim of this PhD was to evaluate the impact from Marseille agglomeration on thecoastal area, using trace metals and organic carbon quantification. On the French Mediterraneancoast, Marseille is the largest agglomeration (~1.7M inhabitants), located directly on coast andhave the biggest European underground wastewater treatment plan (WWTP, 1.62M eq). Theimpact of this urbanized and industrialized area on the coastal zone (bulk fluxes) remainsmisunderstood, because of the multiplicity of contaminant sources (direct inputs(rivers/effluents) vs. diffusive ones (coastal industrial wasteland, aerosols, …)) partlycontrolled by climatic conditions. Similarly, the transfer mechanisms of contaminants thatcontrol their fate to the open sea (net fluxes) have to be studied. In such context, numerouswater and sediment sampling campaigns were performed during contrasted climatic conditions(baseflow vs. flood) in the tributaries and along a 2km coastal-offshore transect in front of theoutputs. The main objectives of this study were to determine contaminants sources, transfermechanisms and fate in the coastal zone. During baseflow conditions, results have shown thatthe system dynamic is mainly controlled by the WWTP inputs, that are for instance the maincontributor (>75%) of Ag, Cu or Pb inputs to the coastal area. When discharged to the sea, thestudied trace metals presented non-conservative behaviours, consecutive to adissolved/particulate fractionation out of equilibrium in the outlets associated to fastremobilization at the beginning of the salinity gradient. These results were confirmed by labremobilization experiments allowing to better understand the desorption kinetics of tracemetals. Under such conditions, it was demonstrated that on-field filtration is a prerequisite toavoid under-estimation of the dissolved fraction of trace metals. The monitoring of a flood eventduring a rainy period has shown the high reactivity of the studied system, a peculiarity ofMediterraneean coastal rivers. Most of the studied trace metals, mainly brought in theparticulate fraction, suffer desorption processes when discharged to the sea, a processcharacterized by kinetics slower and effective at higher salinity in comparison to baseflowinputs. These differences are most probably linked to the nature of particles being urban andorganic during baseflow, mostly terrigeneous and inorganic during flood. Finally, a settling rateexperiment was designed in the lab in order to evaluate the physical and chemical characteristicsof representative particles. The obtained parameters were integrated in the 3D hydrodynamicand sediment transport model of IFREMER allowing to better evaluate the fate of pollutedparticles in the coastal area
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Demoisson, Ambre. "Etude de la source et du transport des aérosols marins en zone côtière méditerranéenne." Thesis, Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0018/document.
Full textAbstract:
La connaissance de la source et du transport atmosphérique de l’aérosol marin est primordiale pour mieux comprendre un grand nombre de processus physico-chimiques régissant les propriétés de la basse troposphère. C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse dont l’objectif principal concerne la modélisation de la génération et du transport des aérosols marins en zone côtière Méditerranéenne. Cette étude a permis notamment l’amélioration du modèle de transport MACMod à partir d’un travail sur les conditions aux surfaces frontières. Une formulation de la fonction source spécifique à la région méditerranéenne nord-occidentale a été déterminée et certains effets des transformations subies par les particules issues de la production primaire au cours de leur transport atmosphérique ont été analysés. De plus, dans le but de mieux tenir compte du cas des zones anthropisées pour les conditions aux limites du modèle, un travail sur l’implémentation du code CHIMERE sur la région méditerranéenne a été initialisé. Enfin, une dernière partie a été consacrée à l’adaptation du modèle MACMod à la prévision de la qualité de l’air et le suivi des concentrations de PM2.5 et PM10The knowledge of both the source and atmospheric transport of marine aerosols is needed for a better understanding of a large number of physicochemical processes that control the lower troposphere properties. In this context, the present work deals with the modelization of the generation and atmospheric transport of marine aerosols in the Mediterranean coastal zone. In particular, this study allowed improvement of the aerosol transport model MACMod on the basis of a specific work on the boundary conditions. A new formulation of the sea-spray source function has been determined for the northern Mediterranean and effects of the transformations of the sea-spray particles during their atmospheric transport were identified. In addition, to better take into account the influence of the anthropogenic zones for the boundary conditions, the implementation of the CHIMERE model on the study area was made. Finally, a last part of the thesis was dedicated to the use of the MACMod model for the air quality forecasting and the survey of the PM2.5 and PM10 concentrations
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Demoisson, Ambre. "Etude de la source et du transport des aérosols marins en zone côtière méditerranéenne." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0018.
Full textAbstract:
La connaissance de la source et du transport atmosphérique de l’aérosol marin est primordiale pour mieux comprendre un grand nombre de processus physico-chimiques régissant les propriétés de la basse troposphère. C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse dont l’objectif principal concerne la modélisation de la génération et du transport des aérosols marins en zone côtière Méditerranéenne. Cette étude a permis notamment l’amélioration du modèle de transport MACMod à partir d’un travail sur les conditions aux surfaces frontières. Une formulation de la fonction source spécifique à la région méditerranéenne nord-occidentale a été déterminée et certains effets des transformations subies par les particules issues de la production primaire au cours de leur transport atmosphérique ont été analysés. De plus, dans le but de mieux tenir compte du cas des zones anthropisées pour les conditions aux limites du modèle, un travail sur l’implémentation du code CHIMERE sur la région méditerranéenne a été initialisé. Enfin, une dernière partie a été consacrée à l’adaptation du modèle MACMod à la prévision de la qualité de l’air et le suivi des concentrations de PM2.5 et PM10The knowledge of both the source and atmospheric transport of marine aerosols is needed for a better understanding of a large number of physicochemical processes that control the lower troposphere properties. In this context, the present work deals with the modelization of the generation and atmospheric transport of marine aerosols in the Mediterranean coastal zone. In particular, this study allowed improvement of the aerosol transport model MACMod on the basis of a specific work on the boundary conditions. A new formulation of the sea-spray source function has been determined for the northern Mediterranean and effects of the transformations of the sea-spray particles during their atmospheric transport were identified. In addition, to better take into account the influence of the anthropogenic zones for the boundary conditions, the implementation of the CHIMERE model on the study area was made. Finally, a last part of the thesis was dedicated to the use of the MACMod model for the air quality forecasting and the survey of the PM2.5 and PM10 concentrations
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Degryse-Kulkarni, Christine. "Morphodynamique de la zone de swash." Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2057.
Full textAbstract:
L'évolution morphologique de quatre plages d'Europe a été mesurée au cours des processus de swash, parallèlement aux variations de la position de la nappe phréatique et à l'enregistrement des conditions hydrodynamiques. Les résultats montrent que sur les plages à tendance dissipative et sables fins, une accrétion est systématiquement observée au-dessus du toit de la nappe suite aux infiltrations de l'eau du jet de rive. La formation de barres de swash de haut ou de bas estran est directement liée à la présence de vagues infragravitaires dans le spectre d'énergie. Leur migration vers le haut de plage est provoquée par l'élévation du niveau marin de pleine mer ou de basse mer. Sur les plages de type réflectif à matériel plutôt grossier, la perméabilité favorise l'érosion. Elle est néanmoins contrebalancée à pleine mer par la présence des brisants plongeants à proximité de la ligne de rivage générant une forte remobilisation de sédiments qui se déposent directement dans la zone de swash.
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Ndoumbe, Samuel. "Étude de la zone d'apparition des vagues à l'interface du film annulaire tombant." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://www.theses.fr/2001INPL582N.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude de l'écoulement d'un film liquide mince visqueux tombant sous l'effet de la gravité à l'intérieur d'une conduite cylindrique verticale. L'objectif principal de ce travail est la caractérisation à la fois théorique et expérimentale de la surface du film. Celle-ci se fait sur le plan théorique par le développement d'un modèle 3D à grand nombre de Reynolds et à grande longueur d'onde, dont les principales inconnues sont l'épaisseur instantanée et les débits axial et azimutal. Sur le plan expérimental, on mesure l'épaisseur instantanée avec des sondes conductimétriques affleurantes en 8 positions de la conduite. A partir de l'analyse statistique et dynamique de cette épaisseur, l'étude de la stabilité linéaire et faiblement non linéaire du modèle a été validée via la détermination de la célérité des vagues, la fonction de transfert, les fréquences prépondérantes. Nous avons montré que la structure de l'interface est à la fois dépendante du nombre de Reynolds et de la distance au point d'injection du liquide.
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Barale, José. "Etude expérimentale de l'interaction entre deux vagues successives dans la zone littorale proche." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0052.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’étude des processus hydrodynamiques consécutifs à l’interaction entre deux ressauts hydrauliques propagatifs, particulièrement lorsqu’elle intervient sur une plage faiblement inclinée, ou à proximité. L’étude est menée dans un dispositif expérimental original constitué d’un canal de faible longueur, fermé à ses extrémités, et par deux vannes séparant le canal en trois parties de longueurs variables, remplies à des niveaux différents, qui définissent deux réservoirs et une "zone de large". A l’autre extrémité du canal est disposé un plan incliné, imperméable, qui modélise la plage. Les ouvertures des vannes, rapides et décalées d’un intervalle de temps contrôlé (rupture de barrage), génèrent deux vagues successives qui interagissent avant ou sur la plage, ou après que l’une d’entre-elles se soit préalablement réfléchie dessus. Un dispositif de métrologie optique – "ombroscopie" – permet la mesure à haute fréquence de la position de l’interface libre au cours du temps. Lors de la caractérisation du dispositif expérimental, nous avons mis en évidence que la célérité du front consécutif à une rupture de barrage suit un modèle théorique basé sur une méthode des caractéristiques pour les équations de Saint-Venant, obtenues dans l’approximation d’eau peu profonde ("shallow water"), et proposé par Stoker (1957), malgré quelques effets qui perturbent cette dynamique comme la taille finie des réservoirs par exemple. Nous observons en particulier que cette célérité dépend principalement de la nonlinéarité et faiblement de la dispersion, en accord avec l’approximation d’eau peu profonde. Lors de la génération de deux ressauts hydrauliques successifs, nous proposons deux modélisations simples pour décrire la dynamique initiale du déplacement du deuxième front, avant qu’il n’interagisse avec le premier. Ces modèles simples encadrent la solution réelle, mais se heurtent également aux effets de taille finie des réservoirs. Les interactions des deux ressauts "similaires" sur la plage, ou à proximité, et la dynamique de la lame d’eau sur la plage, sont analysées en fonction du décalage temporel, et de l’angle de pente de la plage, en considérant la nature "fusion" ou "collision" de l’interaction. Pour un angle de plage donné, le "run-up "maximum est obtenu, dans notre étude, pour un déphasage entre les fronts qui entraîne une interaction de "fusion" au début de la plage. L’angle de plage optimum, dans ce cadre, semble correspondre à un type de plage intermédiaire entre une plage très réflective et uneplage dissipativeThis study investigates the hydrodynamic processes resulting fromthe interaction between two bores, particularly when these happen on a beach with a gradual slope or nearby. The research was conducted with a new experimental device. The latter was designed with a short channel, closed at both ends, with two gates separating the channel in three parts of varying lengths and filled to different levels, defining respectively two reservoirs and a “nearshore zone”. At the other end of the channel lies an inclined, impermeable plane, which represents the beach. The rapid openings of the gates, with a controlled lag time, generate two successive waves that interact either before or on the beach, or after one of them swashes on the beach. A classical shadowgraphy method enables high frequency measurement of the free interface position over time. During the characterisation of the experimental device, we demonstrated that the velocity of the front originating from the dam break follows a theoretical model based on the characteristics evolution of the hyperbolic Saint-Venant equations obtained in the shallow water approximation, and proposed by Stoker (1957) fairly well. This occurs despite some effects that disrupt this dynamic, as for instance the finite size of the thanks. In particular, we observe that the front velocity depends mostly on non-linearity and not on dispersive effects, accordingly to shallow water approximation. During the generation of two successive bores, we propose two simple modelizations to describe the initial dynamics of the displacement of the second front, before it interacts with the first one. These simple models frame the actual solution, but also collide with the finite size effects of the reservoirs. The interactions of the two "similar" bores on the beach, or nearby, and the dynamics of the water lens swashing on the beach are analysed according to the time shift, and the angle of slope, considering the nature "fusion" or "collision" of the interaction. For a given beach angle, our study obtained the maximum run-up with a time shift that generates a merging of the fronts at the beginning of the shore. It appears that the optimum angle in this settingmatches that of a type of intermediate beach between a very reflective and a dissipativebeach
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Pasquet, Audrey. "Etude des mécanismes de dispersion en zone côtière. Application aux fronts tidaux en mer d'Iroise." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684963.
Full textAbstract:
Dans les zones côtières, la turbulence des couches limites conduit parfois à l'homogénéisation totale de la colonne d'eau. Lorsque la stratification estivale se met en place, ces zones homogénéisées sont associées à des fronts thermiques. En mer d'Iroise, les fortes marées aux abords de Sein et d'Ouessant font apparaître le "front d'Ouessant". Son extension résulte de mécanismes dispersi fs des eaux homogènes, est variable et dépasse les zones de brassage où ces eaux sont produites (ZMP). Les mécanismes dispersifs sont étudiés à l'aide de configurations académiques où le mélange de marée est représenté par une zone fixe où les eaux stratifiées sont brassées en permanence. On montre que l'instabilité barocline, qui se développe aux frontières de la ZMP, est le processus le plus efficace pour disperser les eaux mélangées. Tout processus affectant l'instabilité barocline, ou la dispersion des structures émergentes, influence significativement le taux de dispersion et la forme du panache d'eaux mélangées. Ceci permet d'analyser la sensibilité du processus dispersif aux paramètres locaux et saisonniers. Des études en configuration réaliste permettent d'analyser les effets conjugués du mélange et de la dispersion sur l'extension des gradients thermiques en mer d'Iroise. Leur influence sur la variabilité des fronts en surface et subsurface est analysée sur l'été 2009. On montre que les fronts thermiques de surface sont en partie initiés par la présence d'eaux produites dans les ZMP et infiltrées dans la thermocline. Ces structures épaississent la couche intermédiaire et, par l'action de la turbulence de surface, facilitent la création d'eaux froides à tempérées en surface.
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Brière, Christophe. "Etude de l'hydrodynamique d'une zone côtière anthropisée : l'embouchure de l'Adour et les plages adjacentes d'Anglet." Pau, 2005. http://www.theses.fr/2005PAUU3007.
Full textAbstract:
Le littoral d’Anglet est un milieu fragile où des enjeux industriels et économiques (activités portuaires et tourisme balnéaire) accompagnent une concentration démographique importante. Cet environnement côtier fortement anthropisé est confronté depuis plusieurs décennies à un double problème. Les plages présentent une tendance continue à s’éroder et, par ailleurs, le chenal d’accès au port de Bayonne s’ensable de manière récurrente. De nombreux aménagements côtiers ont été réalisés par le passé afin de lutter contre ces deux phénomènes mais ne se révèlent que partiellement efficaces. Dans ce contexte, la communauté d’agglomérations Bayonne-Anglet-Biarritz a financé un programme de recherche dans lequel s’est inscrit cette thèse. Les travaux réalisés ont permis d’améliorer l’état de connaissances du comportement hydro-sédimentaire des plages d’Anglet et de l’embouchure de l’Adour par la mesure et la mise au point de modélisations numériques fiables. La tendance continue et le taux constant d’érosion du littoral ont été caractérisés au travers de l’analyse du comportement des plages subtidales d’Anglet. Par ailleurs, une classification d’états de mer représentatifs du site a été établie (Chap. II). Une campagne de mesures a été mise en place en Mars 2003 afin d’améliorer la compréhension des processus physiques mis en jeu et de disposer de données en vue de la calibration et de l’évaluation de modèles numériques. Sous conditions de faible agitation, une zone de convergence de la houle, au Sud de l’embouchure de l’Adour, et un courant de marée dirigé essentiellement vers l’embouchure ont été mis en évidence au travers de l’analyse des mesures expérimentales (Chap. III). L’évaluation de modèles de propagation de la houle, à phases moyennées et à résolution de phase, et d’un modèle hydrodynamique bi-dimensionnel a été réalisée (Chap. IV) à partir de simulations de la campagne de mesures in situ. A l’issue de la comparaison, une approche couplée Tomawac/Telemac 2D a été retenue en vue d’analyser le système sous les conditions les plus représentatives du site. L’approche numérique a permis d’établir les régimes hydrodynamiques induits par les conditions d’agitation issues de l’analyse statistique. La contribution couplée de la marée et des vagues sur la dynamique sédimentaire a également été étudiée (Chap. V). L’action de la marée apparaît ainsi prépondérante aux limites géographiques du système. En ces points, le taux de transport sédimentaire reste peu significatif même sous conditions de forte agitation. L’action combinée de la houle et de la marée sur les plages d’Anglet explique en partie le transit Sud-Nord des sédiments qui induit, d’une part, l’érosion des plages, au Sud, et, d’autre part, l’ensablement de l’embouchure, au Nord. Enfin, l’influence prépondérante de la houle sur l’hydrodynamique au voisinage de l’embouchure est établie. Dans cette zone, le taux de transport sédimentaire est significatif sous conditions de forte agitation (tempêtes et fortes houles)Over the last decades, coastal areas have become a favourite site for touristic, recreational activities, and housing estates. Thus, they draw considerable attention and pressure to development. Traditionally this attention has not been matched with knowledge, resulting in a proliferation of coastal problems. In many places, the natural erosion of sandy coasts has often been accelerated by anthropic activities. The Anglet coastal area is an example of this. The beaches have been decreasing for decades and the Adour River mouth, located northward, is subject to important silting, which results in dredging activities twice a year. Several groins have been built since 1970 in order to control these two phenomena but they are only partially effective. In this context, the conurbational council of Bayonne-Anglet-Biarritz had financed a research program. The thesis involved is aimed at improving the hydro-sedimentary behaviour of the coastal area by experimental and numerical means. The continuous tendency and constant rate of erosion were underscored by an analysis of the evolution of the beaches based on 24-year period surveys. The hydrodynamic forcings, and especially the offshore wave climates, were studied (Chap. II). A field campaign was carried out in March 2003 in order to increase the knowledge of the physical processes and to obtain field data for the evaluation of numerical models. Under low energetic conditions, an energy concentration due to refraction of waves above the dredging spoil was observed in the south of the River mouth. In this local point, the currents were directed to the mouth at ebb and flood tides (Chap. III). The selected numerical models (phase-resolving and phase-average wave propagation models & 2DH hydrodynamic model) were assessed by comparing field measurements of March 2003 with numerical results (Chap. IV). A coupled Tomawac/Telemac 2D approach was adopted to describe the circulation induced by representative forcings (wave, tide, wind, river flow). Hydrodynamic regimes were obtained under realistic conditions based on statistical analysis. The coupled contribution of waves and tide was also studied (Chap. V). The action of tides is underscored at the boundaries of the system where the sediment transport rate is not significant even under high energetic conditions. Moreover, the combined effect of waves and tides accounts for the sediment transit from the South to the North which results in the erosion of Anglet beaches and the silting of the River mouth. Finally, the major effect of waves is brought under attention near the Adour River mouth where the sediment transport rate is significant; all the more as the energetic conditions are high (storm events and swells)
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Pasquet, Audrey. "Étude des mécanismes de dispersion en zone côtière : application aux fronts tidaux en mer d'Iroise." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1666/.
Full textAbstract:
Dans les zones côtières, la turbulence des couches limites conduit parfois à l'homogénéisation totale de la colonne d'eau. Lorsque la stratification estivale se met en place, ces zones homogénéisées sont associées à des fronts thermiques. En mer d'Iroise, les fortes marées aux abords de Sein et d'Ouessant font apparaître le "front d'Ouessant". Son extension résulte de mécanismes dispersifs des eaux homogènes, est variable et dépasse les zones de brassage où ces eaux sont produites (ZMP). Les mécanismes dispersifs sont étudiés à l'aide de configurations académiques où le mélange de marée est représenté par une zone fixe où les eaux stratifiées sont brassées en permanence. On montre que l'instabilité barocline, qui se développe aux frontières de la ZMP, est le processus le plus efficace pour disperser les eaux mélangées. Tout processus affectant l'instabilité barocline, ou la dispersion des structures émergentes, influence significativement le taux de dispersion et la forme du panache d'eaux mélangées. Ceci permet d'analyser la sensibilité du processus dispersif aux paramètres locaux et saisonniers. Des études en configuration réaliste permettent d'analyser les effets conjugués du mélange et de la dispersion sur l'extension des gradients thermiques en mer d'Iroise. Leur influence sur la variabilité des fronts en surface et subsurface est analysée sur l'été 2009. On montre que les fronts thermiques de surface sont en partie initiés par la présence d'eaux produites dans les ZMP et infiltrées dans la thermocline. Ces structures épaississent la couche intermédiaire et, par l'action de la turbulence de surface, facilitent la création d'eaux froides à tempérées en surfaceIn coastal areas, when the summer stratification settles, the bottom and surface turbulent boundary layers can overlap and delineate thermal fronts. An example in the Iroise sea is the Ushant front that develops around areas of intense mixing (ZMP): the "Raz de Sein" and the area of Ouessant. Its extension is variable and exceeds the areas of mixed waters production. Both the extension of the front and its variability are sensitive to mechanisms of dispersion of homogenized waters. Those mechanisms of dispersion are studied using academic configurations where tidal mixing is represented as fixed areas where stratified waters are continuously homogenized. It is shown that baroclinic instability developing at the edge of the ZMPs represents the most efficient mechanism to disperse the homogenized waters. Any process that modifies the characteristics of baroclinic instability, or the auto-propagating efficiency of emerging structures, significantly impacts the dispersion rate and pattern. The sensitivity of dispersive processes to seasonal and local parameters is analyzed. Realistic configurations of the Iroise sea are then used to investigate the variability of thermal fronts when mixing processes are combined with dispersive mechanisms. Thermal gradients in the surface and subsurface layers are investigated considering extension patterns of the Ushant front during summer 2009. It is shown that thermal fronts are partly initiated by the presence of mixed waters produced in ZMPs and subducted in subsurface. Those anticyclonic structures thicken the subsurface layer, and can interact with surface turbulence, thus favoring the outcropping of cold to mild waters at the surface
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Noblet, Mélinda. "L'adaptation au changement climatique en zone côtière au Canada et au Sénégal, une comparaison Nord-Sud." Thesis, Amiens, 2015. http://www.theses.fr/2015AMIE0042/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur les processus institutionnels et vernaculaires d'adaptation au changement climatique en zone côtière. L'objet de cette thèse est d'interroger l'idée couramment admise au sein de la communauté internationale selon laquelle les pays du Sud seraient plus vulnérables et moins aptes à faire face aux impacts négatifs du changement climatique que les pays du Nord. A travers une comparaison Nord/Sud entre un pays considéré comme « développé » : le Canada et un pays dit « en développement » : le Sénégal, cette thèse analyse la manière dont les problèmes du climat et de la vulnérabilité climatique sont perçus et gérés au sein des sociétés canadienne et sénégalaise ainsi que les actions mises en œuvre au titre de l'adaptation. Pour se faire, nous avons choisi d'inscrire notre travail dans une approche constructiviste en élaborant un cadre d'analyse qui conjugue à la fois les démarches multi-scalaire, définitionnelle, interactionniste et diachronique. D'un point de vue méthodologique, cette thèse s'appuie sur une démarche qualitative et privilégie l'usage de l'entretien semi-dirigé et du groupe de discussion. Nos résultats démontrent d'une part que la vulnérabilité climatique est un problème public international (Nord/Sud) et que les capacités à s'adapter semblent faibles au Nord comme au Sud. D'autre part, nous observons que le réchauffement climatique et les différents problèmes qu'il engendre viennent questionner plus que jamais les modes de gestion des enjeux environnementaux et les modèles de développement des sociétés d'aujourd’hui aussi bien au Nord qu'au SudThis thesis addresses the institutional and vernacular processes of adaptation to climate change in coastal areas. The purpose of this study is to challenge the generally accepted idea by the international community that the southern countries would be more vulnerable and able to cope with the negative impacts of the CC than the northern countries. Canada, a northern country considered developed and the Senegal a southern country perceived under development were selected as case studies. This thesis analyses the ways the problems of the climate and climatic vulnerability are perceived and managed by the Canadian and Senegalese societies and critically examines the actions taken at the title of adaptation. We chose to proceed within a constructivist perspective by establishing the framework of the analysis which concurrently combines the approaches multi-scalar, definitional, interactive and diachronic. From a methodological point of view, this thesis is based on a qualitative approach and privileges semi-directed interview and focus group. The results show that the climatic vulnerability is an international problem and the capacities to be adapted are equally weak in both countries. We have also observed that global warming and the problems it produces put under serious questions the methods of managing environmental issues and patterns of development in both sides north and south
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Célie, Sabrina. "Détermination des zones d'implantation d'éoliennes offshore flottantes en zone côtière Méditerranéenne à partir d'un modèle atmosphérique." Toulon, 2007. http://www.theses.fr/2007TOUL0004.
Full textAbstract:
La part des énergies renouvelables dans la production électrique française devrait augmenter de façon importante dans les années à venir, encouragée en cela par la politique de l'Union Européenne en matière de sauvegarde de l'environnement. La forme d'énergie renouvelable la plus facilement exploitable, en terme de rentabilité et de solutions technologiques, est celle fournie par les éolicnncs. Les zones maritimes ont l'avantage d'offrir un meilleur potentiel éolien, pour un coût plus élevé toutefois, mais sont limitées assez rapidement par la bathymétrie dans le cas d'éoliennes sur pieux. Les éolicnnes offshore flottantes permettront d'augmenter les distances à la côte en repoussant la limite de profondeur, avec l'avantage d'offrir une meilleure exposition au vent, de permettre l'exploitation de champs plus importants et de diminuer l'impact visuel. Une étude climatologique est menée sur !es vingt dernières années (à partir des données ECMWF et de la station météorologique de Marignane), afin de connaître l'occurrence des différentes situations météorologiques types de la côte méditerranéenne (mistral, vent d'est, vent d'ouest, brise de terre et brise de mer. Vent nul). Le code de calcul météorologique à méso-échelle RAMS 4. 3 est utilisé pour obtenir une meilleure compréhension de la climatologie de la région méditerranéenne et la structure spatio-temporelle détaillée des champs de vents dans la troposphère. L'accent est mis sur les niveaux d'altitude 10m (pour l'interaction avec le champ de vagues). La modélisation du champ de vent dans le domaine étudié comporte de nombreuses difficultés liées à la présence de zone côtière et d'une topographie très accidentée. Une adaptation du modèle au site est effectuée en entrant de façon précise la topographie et la végétation. Afin de valider les modélisations, les résultats sont comparés avec les données expérimentales mesurées pendant les campagnes de FETCH (1998), Map(1999) et ESCOMPTE (2001). La modélisation atmosphérique est utilisée pour évaluer le potentiel éolien de la région Provence-Alpes-Côte-d'Azur. Préalablement une estimation des ressources éoliennes de la région à partir des paramètres de Weibull est établie. Puis l'association de l'analyse statistique et de la modélisation complète ces résultats en déterminant les champs de potentiel éolien moyen annuel et mensuel ainsi que la densité de puissance de la zone. A partir de ceci, les lieux les plus rentables pour l'exploitation d'ëoliennes offshore flottantes ont été sélectionnésThe part of the renewable energies in the French electric production should increase in a important \vay in the years to corne, encouraged in it by the policy of the European Union in protection of the environment. The most easily exploitable kind of renewable energy most easily exploitable in term of profitability and technological solutions is supplied by windmills. The maritime zones have the advantage to offer a better wind potential even for a higher cost but are rather quickly limited by the bathymetry. The floating offshore windmills will allow to increase the distances from the coast by pushing away the deep limit, with the advantage to offer a better exposure to the wind, to allow the exploitation of more powerful! wind fields and to decrease the visual impact. A climatological study is led over the last twenty years (from the data ECMWF and from the meteorological station of Marignane), to know the occurrence of the various typical meteorological situations of the Mediterranean coast (mistral, East wind. West wind, breeze of earth and sea breeze, no wind). The meteorological modelling w:ith mesoscale model RAMS 43 is used to obtain a better understanding of the climatology of the Mediterranean region and the detailed spatiotemporal structure of the wind fields in the troposphere. The attention is focus on the 10 m levels (for the interaction with the waves field) and 100 m levels (height foreseen by the axis of windmills). The modelling of the wind field in the zone of study presents various problems due to the presence of coastal zone and a very damaged topography. An adaptation of the model to the site is made by entering in the model a precise topography and vegetation. To validate the simulations, the results are compared with the experimental data measured during the campaigns of FETCH (1998), Map (1999) and DISCOUNT (2001). Then, the atmospheric modelling is used to estimate the wind potential of the region Provence-Alpes-Cote-d'Azur. Beforehand an estimation of the wind resources of the region from the parameters of Weibull is established. Then the association of the statistical analysis and the modelling completes these results by determining the fields of annual and monthly average wind potential as well as the power density of the zone. From this, the most profitable places for the exploitation of floating offshore windmills were selected
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Gallissaires, Jean-Marie. "Etude des transits sableux sur la zone côtière : application aux littoraux aquitain (France) et Fluminense (Brésil)." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10666.
Full textAbstract:
Sous l'action des vents, courants et de la houle, les sediments cotiers sont mis en mouvement et transportes. Pour quantifier les transits sableux plusieurs approches sont possibles, celles-ci passent par le biais: d'experiences de terrain, l'utilisation de fonctions de quantification, de la mise au point et d'application de modeles de transport de sable. Les experiences de terrains realisees dans le cadre de cette etude montrent que: il existe des mouvements de courte duree (cycle de maree) sur la zone de jet de rive; ils sont caracterises par des ondes de sedimentation-erosion qui se deplacent avec la maree. Le profil de plage s'erode a maree montante et se sedimente a maree descendante. La morphologie du profil de plage est le resultat de la dynamique cotiere; ainsi on distingue le profil de beau temps (convexe) et de mauvais temps (concave). En milieu mesotidal, le profil cotier est caracterise par une barre sous-marine simple ou double, festonnee ou rectiligne, puis des sillons prelittoraux. En milieu microtidal, la barre sous-marine est toujours simple rarement festonnee. L'utilisation des fonctions de quantification ne va pas sans la realisation d'experiences de terrain qui permettent de caracteriser au mieux le regime hydrosedimentaire et de recueillir les donnees entrant dans ces fonctions. La derniere partie de ce memoire est un exemple d'application d'etude morphosedimentaire et dynamique d'une zone cotiere comportant un systeme lagunaire, des cordons et des plages sableuses. Cette etude a ete realisee sur le systeme lagunaire de pirartininga et d'itaipu (bresil)
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Guenard, Vincent. "Etude du mistral en zone côtière : approches théoriques et observationnelles appliquées aux campagnes MAP et ESCOMPTE." Toulon, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUL0010.
Full textAbstract:
La structure verticale du mistral en zone côtière est étudiée dans le cadre des campagnes scientifiques MAP (automne 1999) et ESCOMPTE (été 2001). L'étude combine les approches observationnelles (exploitation des données de diverses plates-formes instrumentales disponibles en campagne), théoriques (application des théories existantes traitant des écoulements orographiques) et numériques (utilisation du modèle atmosphérique non hydrostatique RAMS) afin d'identifier les mécanismes originels du mistral. Le blocage en amont des reliefs, la canalisation, les pentes des reliefs, le contournement, les déferlements d'ondes, les sillages, la friction de surface induisent, sur les épisodes de fort mistral, une structure profonde ou en jet de basse couche selon l'orientation du flux synoptique. Si le forçage synoptique est faible, la convection et la brise de mer le rejettent de la couche limite atmosphérique ; la brise de terre l'accélère pour en faire un jet de basse couche nocturneThe vertical structure of the coastal mistral has been investigated in the context of the MAP (autumn 1999) and ESCOMPTE summer 2001) field campaigns. The study combines the observational (through the exploitation of the multi-platform data avalaible in both experiments), the theoretical (using the basic existing theories dealing with orographic flows) and the numerical (using the non-hydrostatic atmospheric model RAMS) approaches to point out the physical processes involved in mistral episodes. Upstream blocking, channelling, splitting, wave breakings, lee wakes, downslope and frictional effects result in a deep or a shallow structure according to the direction of the incident flow in strong mistral events. The daily weak mistral is lifted up above the atmospheric boundary layer by convection and sea breezes while the nighttime weak mistral is accelerated by land breezes as a nocturnal low-level jet
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Trombetta, Thomas. "Initiation des efflorescences phytoplanctoniques en zone côtière : le rôle de la température et des interactions biologiques." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTG088.
Full textAbstract:
Dans les écosystèmes marins des zones tempérées, la majeure partie de la production primaire annuelle est générée au printemps lors de phénomènes d’accumulation rapide de biomasse phytoplanctonique, appelés efflorescences, supportant la diversité et le fonctionnement de ces systèmes. Plusieurs mécanismes physico-chimiques et biologiques expliquant l’initiation des efflorescences phytoplanctoniques sont évoqués pour ces écosystèmes. En revanche pour les zones côtières peu profondes sous influence de forçages complexes, les mécanismes à la base de ce phénomène restent encore mal connus. L’objectif de cette thèse était donc d’identifier les facteurs contribuant à l’initiation des efflorescences phytoplanctoniques dans ces zones, notamment le rôle des forçages physico-chimiques et des interactions biologiques au sein du réseau microbien, mais également de tenter de comprendre les conséquences de l’élévation de la température sur ce fonctionnement dans le contexte du réchauffement climatique. Dans cette optique, un suivi à deux approches a été réalisé dans la lagune de Thau : un suivi in situ à haute fréquence (15 min) des paramètres hydrologiques, météorologiques et biologiques ; et un suivi hebdomadaire de l’abondance et la diversité de la communauté microbienne de l’hiver au printemps sur deux années consécutives, 2015 et 2016. En plus de ces suivis, une expérimentation en mésocosmes in situ a été réalisée au printemps 2018, simulant l’élévation de la température selon le scénario du réchauffement climatique attendu dans le futur, et en présence et absence du mésozooplancton afin d’identifier les effets directs du réchauffement et ceux indirects dus au zooplancton sur la dynamique, la composition pigmentaire et la succession du phytoplancton, avant, pendant et après une efflorescence phytoplanctonique. Une analyse basée sur les réseaux de corrélations entre 110 différents groupes/taxon/espèces observés a permis de mettre en évidence les interactions majeures au sein du réseau planctonique microbien. Pendant les périodes d’efflorescences les interactions de compétition intraguilde au sein du phytoplancton dominaient, tout comme les interactions mutualistes entre le phytoplancton et les bactéries hétérotrophes, suggérant un transfert de l’énergie basée à la fois sur la biomasse phytoplanctonique et bactérienne effectué par la prédation du microzooplancton. Pendant les épisodes sans efflorescence, les interactions entre les ciliés et les bactéries (bactérivorie) dominaient, suggérant un transfert de l’énergie basée essentiellement sur la biomasse bactérienne. Dans le même temps, les résultats obtenus par le suivi à haute fréquence ont permis de mettre en évidence le rôle prépondérant de l’augmentation de la température de l’eau, notamment à la sortie de l’hiver, dans l’initiation des efflorescences phytoplanctoniques. La combinaison entre le métabolisme du phytoplancton stimulé par l’augmentation de la température et la faible pression de broutage, permettrait l’accumulation de la biomasse phytoplanctonique à l’origine des efflorescences phytoplanctoniques. De plus, l’année 2016, avec l’hiver le plus chaud jamais enregistré, était caractérisée par une plus faible accumulation de la biomasse phytoplanctonique, une dominance du phytoplancton de plus petite taille au détriment des diatomées, et une dominance des interactions entre microorganismes de petite taille. Les résultats de l’expérimentation en mésocosmes in situ ont confirmé l’effet de l’élévation de la température dans la réduction de l’amplitude des efflorescences et de la favorisation du petit phytoplancton comme les petites algues vertes ainsi que des dinoflagellés au détriment des diatomées. De plus, ils ont permis de mettre en évidence que cette modification de l’amplitude et de la composition des efflorescences était principalement liée à un effet indirect sur le phytoplancton due à l’augmentation de la pression de broutage exercée par le zooplanctonIn temperate marine ecosystems, the major part of the annual primary production is generated in spring during rapid phytoplankton biomass accumulation periods, called ‘blooms’, supporting the diversity and the functioning of these ecosystems. Several physical, chemical and biological mechanisms triggering the bloom initiation were evocated for these ecosystems. However, for shallow coastal zones, under the influence of complex environmental forcing factors, mechanisms triggering blooms are not well known. The objective of the present thesis was to identify and classify the forcing factors contributing to the bloom initiation in these zones, especially the role of physical and chemical forcing factors and biological interactions in the microbial network, but also to understand the consequences of the temperature elevation on this functioning in the global warming context.In this frame, a monitoring with a dual approach was carried out in Thau lagoon: a high frequency (15 min) in situ monitoring of hydrological , meteorological and biological parameters; and a weekly monitoring of the abundance of the microbial community (virus, bacteria, phytoplankton, heterotrophic flagellates and ciliates), and its diversity, with a particular look at phytoplankton. These monitoring were carried out from winter to spring in two consecutive years, 2015 and 2016. Besides these monitoring, an in situ mesocosm experiment was carried out during the 2018 spring to simulate the temperature elevation according to the global warming scenario, in the presence and the absence of mesozooplankton. The objective of this experiment was to identify the direct effect of warming and the indirect effect of the zooplankton on the phytoplankton dynamic, the pigment composition and succession, during the pre-bloom, bloom and post-bloom periods. A correlation network analysis between 110 various groups/taxa/species highlighted the major interactions characterizing the microbial interaction network during the bloom and the non-bloom periods and the differences between these two years. During the bloom periods, intraguild phytoplankton competition and mutualism between phytoplankton and heterotrophic bacteria dominated the microbial food web. This suggested an energy transfer based on both bacterial and phytoplanktonic biomass, through the microzooplankton predation. During the non-bloom periods, interaction between ciliates and heterotrophic bacteria (bacterivory) dominated, suggesting an energy transfer mainly based on bacterial biomass. Besides, the high frequency monitoring highlighted the predominant role of the water temperature increase, especially during the early spring, in the initiation of the phytoplankton blooms. The combination between the phytoplankton metabolism stimulated by the temperature increase and the low grazing pressure triggered the phytoplankton biomass accumulation starting the blooms. Furthermore, 2016 year, with the warmer winter recorded in France (Meteofrance), was characterized by a weaker phytoplankton biomass accumulation during the early spring, a dominance of the small phytoplankton at the expanse of diatoms, and a dominance of interactions between small size microorganisms. The mesocosm experiment confirmed the role of the temperature elevation on the bloom amplitude reduction (diminution of 50% of the chlorophyll a concentration) and the promotion of small phytoplankton such as small green algae and dinoflagellates, at the expanse of diatoms. This amplitude and composition modification of phytoplankton blooms was mainly due to the indirect effect of the zooplankton grazing increase under warming. Furthermore, the results underlined that it was microzooplankton which mainly controlled the phytoplankton dynamic and biomass and the mesozooplankton was mainly accomplished the role of the secondary consumer in this system
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Baghdadi, Mehme. "Courantologie lagrangienne de surface par radar VHF en zone côtière : Mise en oeuvre et méthodologie d'application." Toulon, 1994. http://www.theses.fr/1994TOUL0007.
Full textAbstract:
Le laboratoire de sondages electromagnetiques de l'environnement terrestre a une pratique confirmee de la mise en uvre des radars doppler vhf pour la realisation de mesures euleriennes des courants marins en zone cotiere (jusqu'a environ 30 km de la cote). Nous avons cherche a utiliser le meme instrument pour realiser, simultanement aux mesures euleriennes, des mesures lagrangiennes en effectuant le suivi, avec le radar, de flotteurs derivants de surface equipes de balises fournissant un echo radar calibre. Il s'agissait donc de transformer le radar courantometrique en un radar de teledetection et de poursuite. Le systeme (radar et bouees) permet, par le biais d'une utilisation simultanee de plusieurs flotteurs, d'estimer l'importance des phenomenes de dispersion et de diffusion. Ce travail de these se decompose en deux parties: apres une etude theorique et numerique de la propagation a la surface de la mer qui a permis d'etablir le bilan de puissance necessaire pour fixer les caracteristiques techniques des balises, la premiere partie est consacree a la localisation d'une balise ; il s'agit de determiner ses parametres (distance radiale, vitesse radiale et azimut) a partir des signaux recueillis par le radar. L'azimut de la balise est estime par une methode d'interferometrie simplifiee basee sur la relation ideale entre deux antennes consecutives alors que sa localisation dans le plan distance-frequence doppler utilise la representation dans ce plan du minimum de la fonction de cout de la regression azimutale. Des campagnes d'essais ont valide a la fois le dimensionnement et les algorithmes de poursuite des balises: la precision de leurs localisations par le radar est de l'ordre de 20 m pour une balise fixe et de 60 m pour une balise en mouvement a une vitesse de quelques nuds. La precision sur la mesure de la vitesse est meilleure que 5 cm/s. Nous avons cherche a utiliser les mesures de vitesse pour ameliorer l'estimation de la position, par une methode de moindres carres ou un algorithme recursif de kalman. Dans une deuxieme partie, nous proposons une methode d'utilisation couplee des donnees euleriennes et lagrangiennes pour estimer l'importance des phenomenes de diffusion horizontal. Elle consiste a comparer les caracteristiques statistiques dela repartition de plusieurs bouees lachees et celles obtenues grace a des simulations numeriques basees sur une methode de marche au hasard ; la comparaison des simulations numeriques et des resultats des mesures permet de determiner le coefficient de diffusion. Nous montrons que ce coefficient est une bonne approximation de celui d'un contaminant. Des simulations numeriques concernant l'influence de la resolution spatiale des mesures de courant et du nombre de flotteurs sur la precision des mesures de dispersion ont ete effectuees. Elles montrent que l'erreur sur l'estimation de ce coefficient pour 5 bouees lachees et avec une resolution spatiale de (500 x 500) m#2 peut etre de l'ordre de 30%. On obtient ainsi un instrument particulierement complet de diagnostic dynamique en zone cotiere, presentant un grand interet pour l'etude d'un rejet ou le transport d'un contaminant
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Sidan, Lucie. "Le droit public face à la "capacité de charge". L'administration des territoires de la zone côtière." Thesis, Perpignan, 2020. https://theses-public.univ-perp.fr/2020PERP0035.pdf.
Full textAbstract:
La « capacité de charge » devient une notion qui peut être comprise par le droit public, sur des espaces littoraux, mais aussi côtiers et marins. Si elle a pu être indirectement abordée à travers des arrêts de jurisprudence concernant des opérations d’aménagement du territoire et dans le cadre du droit de l’environnement et à travers des actes d’autorités publiques, la mention claire de la « capacité de charge » dans le domaine du droit est une évolution récente. Il s’agit d’une avancée que l’on doit notamment au Protocole relatif à la Gestion Intégrée des Zones Côtières en Méditerranée, signé le 21 janvier 2008, entré en vigueur le 24 mars 2011, issu de la Convention de Barcelone sur la protection du milieu marin et du littoral de Méditerranée.La « capacité de charge », dans son aspect notionnel et fonctionnel, laisse présumer différentes implications en droit du littoral, de l’environnement et de la mer, mais nécessite d’être résolument étudiée sous l’angle du droit public. L’objet de cette thèse est précisément de s’interroger sur l’appréhension de cette notion à travers différentes matières juridiques liées à celui-ci (domanialité publique, droit de l’urbanisme, droit de l’environnement, droit du littoral…) mais également en droit privé, ou plus exactement, pour ce qui concerne son utilisation dans l’encadrement d’activités privées (droit public économique) et ses applications sectorielles juridiques (droit des pollutions par exemple).Le Protocole relatif à la gestion intégrée des zones côtières marque la reconnaissance juridique de la notion de « capacité de charge ». Incontestablement, pour les États signataires et leurs administrations, la considération de la capacité de charge, permettant de contrôler les pressions exercées sur la zone côtière et de fixer les limites de son exploitation, constitue une nouvelle proposition. Cette proposition, l’administration publique compétente sur des zones côtières, va s’en saisir, dans une logique volontariste de maîtrise de la frange côtière en transformation. Pour que cet élan ne retombe pas, et dans une perspective de science administrative concrète, il convient de considérer le quotidien de l’administration active au travers du droit de l’urbanisme, du littoral et du droit de l’environnement, pour comprendre comment le droit public s’approprie, de manière explicite ou indirecte, la capacité de charge, et s’il le fait, à l’aune de quels instruments juridiques.Néanmoins, même engagé, le droit seul ne semble pas armé face à l’exercice de mesure de la capacité de charge ou même des capacités de charge ; elles dépendent semble-t-il, et c’est un choix public comme un autre, de l’information scientifique commandée ou disponible. A toutes les difficultés liées à la mesure scientifique, aux incertitudes, que reconnaissent, voire affichent, les sciences spécialisées, s’ajoutent celles qui découlent de la volonté des responsables administratifs et politiques d’intégrer ces données du réel écologique dans l’aménagement du territoire et de faire l’effort administratif d’ouvrir des processus de conciliation (entre intérêts économiques et protection des éléments de l’environnement). L’ensemble n’est pas favorisé par le contexte de crise et de développement économique engagé mais il est soutenu par les nouvelles exigences de droit à un environnement sain et par les crises industrielles et sanitaires'Carrying capacity' becomes a notion that Public law can understand, in shore areas, but also in coastal and marine areas. Although it has been indirectly addressed through case law judgments concerning land spatial planning operations and in the framework of the environmental law and through of public authorities acts, the clear mention of 'carrying capacity' in the field of law is a recent development. This is a step forward attributed in particular to the new Integrated Coastal Zone Management (ICZM) Protocol (under the Barcelona Convention on the Protection of the Marine Environment and the Coastal Region of the Mediterranean), signed on 21 January, and entered into force on 24 March 2011. The 'carrying capacity', in its notional and functional aspect, presupposes different implications for the coastal, environmental and maritime law, but needs to be resolutely studied from the point of view of the public law. The purpose of this thesis is precisely to examine the understanding of this notion through various legal matters related to it (The public domain, the land use planning law, the environmental law, the coastal law, etc.). Also in the private law, or more precisely, as regards its use in the management of private activities (public economic law) and its legal sectoral applications (pollution law, for example). The IZCM Protocol marks the legal recognition of the 'carrying capacity' as notion. Undoubtedly, for the signatory States and their administrations, the consideration of carrying capacity, which makes it possible to control the pressures exerted on the coastal zone and to set the limits of its exploitation, is a new proposal. The competent public administrations for coastal areas, will take up this proposal, in a proactive approach to controlling the changing coastal fringe. In order not to let this impetus fall back, and from a perspective of concrete administrative science, it is necessary to consider the daily life of the active administration through urban planning, coastal and environmental law, to understand how public law appropriates, explicitly or indirectly, the carrying capacity, and if it does so, by means of which legal instruments. Nevertheless, even when engaged, the law alone does not seem to be strong in front of the exercise of measuring carrying capacity, or even carrying capacities; they seem to depend, and this is a public choice like any other, on ordered or available scientific information. In addition to all difficulties linked to scientific measurement and the uncertainties recognized, or even displayed, by the specialized sciences, there are also the difficulties arising from the willingness of administrative and political leaders: to integrate these data from the ecological reality into land use planning and to make the administrative effort to open up conciliation processes (between economic interests and protection of the elements of the environment). The whole is not favored by the context of crisis and economic development, but it is supported by the new demands of the right to a healthy environment and by several industrial and health crisis
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Huynh-Thanh, Son. "Etude numérique de la couche limite turbulente oscillatoire générée par l'interaction houle-courant en zone côtière." Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0101.
Full textAbstract:
Le probleme de couche limite turbulente oscillatoire generee par l'interaction houle-courant en zone cotiere est etudie a l'aide de differentes versions d'un modele numerique de fermeture turbulente au second ordre simplifie. Pour un fond plat rugueux, une version tridimensionnelle simplifiee est developpee. Les proprietes hydrodynamiques et sedimentaires de l'ecoulement en fonction des parametres de la houle, du courant, du fond et de l'angle d'interaction houle-courant sont examinees a travers plusieurs exemples. La validite et la limitation du modele sont verifiees et discutees en comparaison des resultats du modele avec des mesures en laboratoire ainsi qu'avec les resultats d'autres modeles analytique et numerique. Pour un fond presentant des rides, une version bidimensionnelle complete est proposee. Cette derniere conduit a des champs moyens et turbulents de l'ecoulement en assez bon accord avec les resultats experimentaux. Le transport de sediments est egalement aborde en etudiant le mouvement des particules fluides et solides. Ce modele sera applique a l'etude de la couche limite naturelle dans la manche a partir des mesures in situ (projet gdr manche)
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Pecqueur, David. "Rôle des protozoo-et virioplancton dans le contrôle des bactérioplancton et phytoplancton en zone côtière Méditerranéenne." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20149.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse focalise sur le fonctionnement du réseau microbien de la lagune de Thau à travers une approche « Réseau » ayant permis l’étude simultanée de l’ensemble des groupes microbiens (21 groupes) des virus au microzooplancton. La croissance et la mortalité des micro-organismes ont été étudiées expérimentalement lors de plusieurs saisons puis d’une étude en mésocosme. Nous avons déterminé les proportions de mortalité dont sont responsables le microzooplancton et les virus au travers de la lyse virale. Un suivi in situ puis en mésocosme dans la lagune de Thau nous a permis d'observer la réponse des composantes du réseau microbien à un forçage typiquement Méditerranéen, la crue.Il apparait que les bactéries hétérotrophes ont les plus fortes croissances allant jusqu’à 2,18 jour-1. La croissance pour divers groupes pico- et nano-phytoplanctoniques était inférieure à 1,5 jour-1. La cause majeure de mortalité des différents groupes de micro-organismes étudiés est la prédation du microzooplancton (> 90% en moyenne), tandis que la lyse virale semble être un processus sporadique et nettement moins important. Le fait que les taux de prédation observés soient très proches des taux de croissance de différents micro-organismes suggère que le réseau microbien étudié présente une forte efficacité de transfert de la biomasse vers les niveaux trophiques supérieurs.Dans ce contexte, la crue provoque à court terme une diminution de la croissance microbienne et du broutage, alors qu’elle déclenche la lyse virale chez certains groupes. Cependant, la réactivité de ce réseau permet un rétablissement rapide indiquant une forte capacité de résilience de ce systèmeThe aims of this thesis work were to shed new lights on the functioning of the microbial food web (MFW) in the Thau coastal lagoon through a “global approach” that permit us to study simultaneously the entire MFW components (21 groups) from viruses to microzooplankton. Growth and mortality of microorganisms were studied experimentally along seasons and during a mesocosm experiment. We particularly focus on mortality due to microzooplankton (<200µm) grazing and viral lysis. Responses of the different components of the MFW under a typical Mediterranean forcing, flash flood, was also studied during an in situ monitoring and a mesocosm experiment in the Thau Lagoon.In conclusion, it appears that heterotrophic bacteria show the highest growth rates (until 2.18 day-1). Growth rates of pico- and nanophytolankton groups were always lower than 1.5 day-1. The major cause of mortality of the different group studied, reaching on average 90%, was due to the predation by the microzooplankton. Mortality due to viral lysis appeared to be a “sporadic processes”, less important than microzooplankton grazing indeed. In addition, the observed grazing rates or bacterivory were close to growth rates of microorganisms, suggesting an efficient trophic transfer of the microbial biomass towards higher trophic levels.River flash flood; an important forcing in the Mediterranean coastal zone; triggered on a short time scale, a decrease in growth and grazing rates of microorganisms whereas viral lysis was enhanced. However, the important dynamics of this studied MFW allowed the rapid reestablishment of growth and grazing rates, indicating a strong resilience capability of this system
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Nguyen, Thi Ngoc Tuyet. "Risk of eutrophication in the Saigon River : Impacts of the Ho Chi Minh Megacity (Vietnam)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU049/document.
Full textAbstract:
La rivière Saigon, qui constitue un sous bassin du fleuve Nha Be, est située dans le sud du Vietnam. Cette rivière a une longueur d'environ 250 km et le bassin versant total à une surface de 4717 km2. Le réservoir de Dau Tieng, situé en amont de la rivière Saigon, a été construit pour mieux gérer l’irrigation, lutter contre les inondations et contrôler l’intrusion d’eau salée. En traversant HCMC, la rivière Saigon est connectée à plusieurs canaux puis rejoint la rivière Dongnai pour devenir le fleuve Nha Be qui traverse la zone de mangrove de Can Gio et se jette dans la mer de l'Est. La rivière Saigon et son bassin versant sont situés dans la plaine côtière et sont soumis au balancement quotidien des marées.L'objectif général de cette thèse est (i) d’évaluer l'état trophique de la rivière Saigon - Dongnai, (ii) d’étudier les processus à l’origine de la dynamique des nutriments, en particulier le rôle des sédiments en suspension, du mélange turbulent et du gradient de salinité, afin d'estimer la capacité de rétention par rapport aux flux d'éléments nutritifs; (ii) d’utiliser ces mesures de terrain et de laboratoire pour envisager une simulation numérique de ce système estuarien.La première étape de cette thèse a consisté en une étude des concentrations en nutriments (N, P, Si) sur quatre sites d’échantillonnage dans le système de la rivière Saigon – Dongnai. Les mesures ont été réalisées deux fois par mois de juillet 2015 à décembre 2017 pour évaluer les niveaux de concentration en éléments nutritifs et l’état d’eutrophisation. Cette thèse a mis en évidence un excès de nutriments dans HCMC avec des concentrations de NH4+ et de PO43- atteignant en moyenne 0.7 mgN L-1 et 0.07 mgP L-1, respectivement. Nous avons observé que des rejets domestiques non traités entraînaient une dégradation de la qualité de l’eau de la rivière Saigon, avec une valeur extrême de biomasse algale (150 µChl-a L-1) et des périodes d’hypoxie (DO < 2 mg L-1), principalement en saison sèche. L’eutrophisation de la rivière dans la zone urbaine dense n'a pas d'effet clair en aval, car la masse d'eau eutrophie de la rivière Saigon est efficacement mélangée avec les masses d'eau de mer et de la Dongnai pendant chaque cycle de marée. Ce qui met en évidence le rôle tampon (capacité de métabolisation) de l’estuaire entre les apports amont et la mer.Sur la base d'enquêtes de terrain et d’expérience en laboratoire, nous avons évalué les causes de l'eutrophisation de la rivière et étudié la capacité d'adsorption-désorption du phosphore sur les sédiments en suspension dans le gradient de salinité. Les enquêtes sur le terrain ont montré un impact clair de la mégapole, le P total augmentant de trois fois dans le centre de HCMC, par rapport aux valeurs en amont. En aval, dans la zone estuarienne mélangée par des marées, le P total descend à moins de 0.5 gP kg-1. Les expériences en laboratoire ont montré le rôle clé de la concentration en sédiments cohésifs en suspension sur la capacité d’adsorption de P sur les particules dans le gradient de salinité.Dans cette thèse, nous avons également analysé une base de données des nutriments, des sédiments en suspension et des rejets d’eau de 2012 à 2016 (données du service de surveillance de la qualité de l’eau vietnamien de la province d’HCMV). Neuf sites le long de la rivière Saigon et un site dans la rivière Dongnai ont permis de déterminer l’état de référence à l’amont et à l’aval d’Ho Chi Minh Ville. Les flux calculés permettent de dresser un premier bilan sédimentaire et nutritif à l’échelle des fleuves Saigon – Dongnai, de discuter de la contribution de chaque sous bassin aux flux totaux et de dresser des hypothèses sur l’état géomorphologique et environnemental actuel et futur des zones estuariennes et côtièresThe Saigon River, a part of Saigon – Dongnai River basin located in Southern Vietnam, is about 250 km long with a catchment area of 4,717 km2. The Dau Tieng reservoir in the upstream of the Saigon River has been constructed for irrigation, flood protection purposes and the control of the intrusion of saline water. When flowing through HCMC, Saigon River is connected with canals and then joins Dongnai River to become the Nha Be River flowing through Can Gio Mangrove to the East Sea. Draining a low elevation coastal zone (LECZ), Saigon River is affected by the asymmetric semi-diurnal tides.The general goal of this thesis is to (i) assess trophic status in the Saigon – Dongnai River, (ii) assess the processes that lead nutrient behavior in the salinity gradient to estimate retention capacity with respect to the nutrients fluxes and (iii) calculate nutrient budgets to further be used for numerical simulations.The first step of this thesis consisted in a survey of nutrient concentrations (N, P, Si) at four sampling sites within the Saigon – Dongnai River system, which was carried out bi-monthly from July 2015 to December 2017, allowing to quantify the levels of nutrient concentrations and of indicators of eutrophication. This thesis pointed out an excess of nutrients in HCMC with concentrations of NH4+ and PO43- averaging to 0.7 mgN L-1 and 0.07 mgP L-1, respectively. We observed that untreated domestic discharges lead to the degradation of Saigon River’s water quality with extreme value of algal biomass (up 150 µChl-a L-1) and hypoxia conditions occurring episodically (DO < 2 mg L-1) during dry season. The eutrophic issue in the city center has no clear effect downstream because eutrophic water mass from Saigon River is efficiently mixed with Dongnai and sea water masses during the semi-diurnal tidal cycle, leading to efficient metabolism of nutrients within the estuarine partBased on field and laboratory surveys, we assessed the eutrophication of the river, and investigated P adsorption-desorption capacity onto suspended sediment (SS) within the salinity gradient. Field surveys showed a clear impact of the megacity, total P increasing three fold in HCMC center, as compared with upstream values. Downstream, in the tidally mixed estuarine area, the total P lowered to less than 0.5 gP kg-1. Laboratory experiments were carried out to characterize the influence of SS concentrations, salinity and turbulence on sorption/desorption processes. Among these observed variables, SS concentration was shown to be the main driver for adsorption capacity of P onto SS in salinity gradient. This underlines the role of cohesive sediment dynamics, as an important driver of nutrient dynamic in this estuarine river system.In this thesis, we analyzed the nutrients, suspended sediments and water discharges database from the Vietnamese Center of Monitoring of the Department of Natural Resources and Environment (period 2012 to 2016). Nine sites along the Saigon River and one site in the Dongnai River were used to identify the reference water status before HCMC and the increasing fluxes from upstream to downstream. The calculated fluxes allow drawing a first sediment and nutrients budget at the scale of the Saigon – Dongnai Rivers and discussing the contribution of each sub basins to the total fluxes to the estuarine and coastal zones. Add one sentence pointing out the main result of this 2005-2016 dataseries analysis
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Denis, Jacques. "Développement et validation de méthodes de classification de la zone côtière : une contribution à sa gestion intégrée." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30297.
Full textAbstract:
Le littoral est au centre d'enjeux économiques lies a son développement et écologiques exiges par sa préservation. Une gestion raisonne peut aider a résoudre cette problématique accrue par la complexité de l'éco-sociosystème côtier. Cela demande a trouver une bonne adéquation entre l'expression des besoins des décideurs et les processus d'élaboration d'une information pertinente y répondant. Le sujet de recherche s'inscrit dans cette problématique en se focalisant sur l'évaluation de la qualité globale de l'espace côtier. Le travail entrepris développe une démarche méthodologique structurant l'information environnementale autour de principes de spatialisation, de qualification et de classification. Elle propose des règles de délimitation de l'espace côtier, considéré comme un territoire constitue d'une double bande terrestre et marine, une organisation des données caractéristiques des composantes bio-physiques et socio-économiques du milieu, des modes d'élaboration d'une information synthétique destinée a identifier des situations environnementales types. Les indices obtenus permettent la classification de l'espace côtier d'un triple point de vue de sa valeur écologique intrinsèque, de la pression anthropique exercée et de son état général. Au titre de la validation de la démarche, plusieurs applications ont été réalisées sur diverses thématiques côtières liées aux activités urbaines, portuaires et pétrolières. Celle développée pour le volet littoral du schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux du bassin Rhône-Méditerranée-Corse est pilote en la matière. Elle a permis de définir des unîtes cohérentes de gestion au sein desquelles des orientations spécifiques de planification ont pu être proposées. Le caractère polyvalent donne a la démarche méthodologique s'est traduit par la formalisation de produits de type guide et atlas, tous deux préfigurant les systèmes d'information et d'aide à la décision utiles à la gestion intégrée de la zone côtière.
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Durafour, Marine. "Dynamique sédimentaire en zone côtière dans le cas de sédiments hétérogènes : application au domaine côtier haut-normand." Thesis, Le Havre, 2014. http://www.theses.fr/2014LEHA0010/document.
Full textAbstract:
La forme des grains est reconnue comme influençant leur comportement hydraulique mais n’est pas utilisée dans les modèles de transport par charriage pour deux raisons: les mécanismes de mise en mouvement des sédiments selon leur forme sont mal connus et la difficulté à définir cette forme selon des paramètres communs. De nombreux instruments ont été déployés in-situ, en amont de cette thèse, au large des côtes de Manche Orientale en Mars 2011. Une analyse détaillée des données collectées est effectuée afin de suivre l’évolution des quantités de matériaux charriées au cours d’un cycle tidal sur les zones ateliers explorées. Ces mesures in-situ sont ensuite confrontées aux formulations existantes selon deux approches : mono-fractionnée, utilisant le diamètre médian du mélange, et multi-fractionnées, impliquant une discrétisation de la courbe granulométrique. La nécessité d’osciller entre ces deux méthodes selon l’étendue granulométrique du site est mise en évidence. Des photographies des grains du disponible sédimentaire puis charriés in-situ mettent en avant un transport préférentiel sur le fond des particules les plus circulaires. Une nouvelle formule est développée prenant en compte l’hétérogénéité en taille et en circularité des sédiments pour l’estimation du transport charrié sous l’action d’un courant seul. La modification proposée améliore significativement les prédictions des modèles, en particulier pour les fractions grossières. Des tests préliminaires en canal à courant sont également effectués pour valider un nouveau montage et protocole expérimental dans le but de confronter les résultats in-situ et expérimentauxParticle shape is recognized to influence the hydraulic behavior of grains but is not used in current bedload transport models for two reasons: the mechanisms of initiation of motion of sediments according to their shape are not well understood and the difficulties to define particle shape with common parameters. Several instruments were deployed in-situ, before this study, in the Eastern English Channel in March 2011. A detailed analysis of the data collected is carried out to monitor the quantities of bedload transported materials along a tidal cycle in the three study areas explored. These in-situ measurements are then compared to existing formulations using two approaches: a single fraction approach, using the median diameter of the sediment mixture, and a multiple fraction approach, involving a discretization of the granulometric curve. The need to oscillate between these two methods according to the granulometric extent of the site studied is highlighted. Photographs of grains of the sediment cover and transported in-situ by bed load highlight a preferential transport of the most circular particles of the seabed. A new formula is developed, which takes into account the heterogeneity of particles in size and in circularity, to estimate bedload sediment transport under the action of a single current. The proposed adjustment significantly improves model predictions, especially for coarse fractions of sediments. Preliminary tests in a current channel are also performed to validate a new experimental set-up and protocol in order to compare in-situ and experimental results