2. Tempête de projet



1. Détermination de notre tempête de projet

    On choisit un cas de tempête de projet pour les études ultérieures de géométries. Pour cela, on va faire varier la période de la houle et les angles d'incidence en se fixant une hauteur de houle à 2.5m correspondant à un cas de très mauvais temps avec une surcote de 1m. On remarque que les houles pouvant pénétrer dans l'avant-port ont une direction comprise entre 90°N et 160°N et que les périodes vont généralement de 4s (en temps normal) jusqu'à 12s (pour les tempêtes extrêmes). On choisit alors de fixer la période en faisant varier les angles puis une fois les directions critiques déterminées, on regarde quelle est la période la plus dommageable. 

    Comme on la vu précédemment, étant donné la hauteur d'eau propice à l'accueil de bateaux, on s'intéresse à la partie Est de l'avant port. Les critères d'agitation résiduelle seront observés dans cette zone ainsi qu'au centre de l'avant port (lieu de passage des bateaux entrant et sortant du port intérieur).

Angle d'incidence (°N) Angle dans Artemis (°) Période Hauteur de houle Commentaire
90 180 4   Forte agitation sur la partie avant Ouest
100 170 4   Agitation Ouest importante
110 160 4   Agitation globalement homogène
120 150 4   Agitation forte
130 140 4   Agitation forte
140 130 4   Agitation globalement homogène
150 120 4   Agitation de 0.5 : limite
160 110 4   Agitation de 0.5 : limite

  Légende :

  Agitation côté Est très forte : jusqu' à 1 mètre
  Agitation côté Est forte : jusqu'à 0.8 mètre
  Agitation côté Est moyenne : jusqu'à 0.6 mètre
  Agitation côté Est faible : jusqu'à 0.5 mètre

   Dans le cas d'un angle d'incidence de 90°N la houle pénètre directement dans l'avant-port et s'impacte sur la digue Ouest. Cela génère des hauteurs d'eau très élevées à l'entrée du port cependant, même si elle gêne beaucoup le trafic maritime pour les entrées et sortie des bateaux, ce n'est pas le cas le plus contraignant pour la localisation des places à flots dans la zone NE du port. 

   Le cas critique, d'après nos calculs, se situe entre 120°N et 140°N ce qui se confirme en observant les données réelles de tempêtes.

   On peut observer la phase de la houle sur les graphes ci-dessous pour deux directions différentes.

 

 

 

 

 

 

 

 

                            

  Phase de la houle à 90°N                                              Phase de la houle à 120°N   

    On s'intéresse donc aux directions entre 120 et 140°N pour voir l'influence de la période. 
    A partir de 7s, on voit une très forte agitation dans les zones potentielles de places à flots, celle-ci atteint une hauteur de 0.6 à 1m. Cette agitation augmente encore jusqu'à 9s, période que l'on retiendra dans notre cas de tempête de projet.
    Lorsque la période dépasse 9s, le côté Est redevient plus calme. Nous observons donc l'importance de la période sur le bon fonctionnement du port.

 


2. Tempête de Projet  

    On retient alors les paramètres suivants, caractéristiques d'une mer de vent du secteur Est-Sud-Est:

  • H1/3 = 2.5m
  • côte initiale = +1.1 m NGF
  • Angle = 120°N
  • T = 9s

3. Etude du cas de la tempête de projet

    On simule alors ce cas sous Artemis.
   On trouve des hauteurs de houle très élevées, de 0.6 à 1.2 m, dans tout l'avant-port ce qui n'est pas tolérable pour les bateaux.

   Cette tempête a les mêmes caractéristiques qu'une tempête de temps de retour 1 an. Pour ces cas, on possède de nombreuses données grâce aux houlomètres installés au large. En revanche, pour des temps de retour supérieurs à 10 ans, les données manquent et il est nécessaire de caler une loi statistique. Cela a été fait lors de la campagne CANDHIS où les mesures sur une durée de 5 ans environ ont permis d'estimer une loi statistique. Une loi souvent utilisée est la loi GPD, loi de Paréto généralisée:

$$ F_u(x)=1-(1-k.\frac{x-u}{\sigma})^\frac 1{k} $$

où les paramètres calés sont les suivants:   k = 0.23
                                                                     σ =0.9

et la valeur seuil   u = 2.75m
 

    Cette loi permet alors d'appréhender la hauteur de houle pour des tempêtes extrêmes. 


 

    On remarque une assez bonne corrélation pour les temps de retour faibles où l'on retrouve les hauteurs de houle observées. En revanche, au delà de Tr=10, les hauteurs sont moins adaptées. Néanmoins cela permet une estimation relativement correcte lorsque les données manquent.