0.1. Modélisation de la houle et de la marée sous ARTEMIS

    Composante du logiciel TELEMAC, ARTEMIS (Agitation and Refraction with TElemac on a MIld Slope) permet de modéliser l'agitation d'un plan d'eau liée aux phénomènes de houle et de marée. Ce module, développé par le service R&D d'EDF, s'appuie sur la résolution de l'équation de Berkhoff. Ceci permet de visualiser les phénomènes de réfraction et diffraction affectant une houle arrivant dans une zone de bathymétrie faible et peu variée. Dans le cadre de notre étude, ARTEMIS  a été utilisé dans sa version 6.0 afin de modéliser les mouvements d'eau liés aux marées et à la houle à l'entrée de la brèche creusée dans la digue.

   La suite de cette page est consacrée à l'explication du fichier d'entrée d'ARTEMIS utilisé et visible dans sa version complète ici .

Fichiers d'entrée d'ARTEMIS

Fichier d'entrée Contenu
Fichier de géométrie Fichier Serafin en format binaire élaboré sous MATISSE et décrivant le maillage de la zone d'étude
Fichier des paramètres Fichier contenant nos données d'entrée en format .txt
Fichiers des conditions aux limites Fichier décrivant les conditions limites sur les contours du maillage
Fichiers des fonds Fichier de résultats binaire (optionnel)
Fichier Fortran Fichier contenant les sous-programme d'ARTEMIS que nous avons modifié
Fichiers des données binaires (optionnel) Non utilisé dans notre cas
Fichiers des données formatées (optionnel) Non utilisé dans notre cas

Fichiers de sortie d'ARTEMIS

Fichier de sortie Contenu
Fichier des résultats Fichier au format Serafin contenant les valeurs de houle (hauteur et périodicité) en chaque point du maillage
Listing de sortie Liste des résultats d'exécution d'ARTEMIS tous les 10 pas de temps (valeur paramétrée dans le fichier d'entrée)
Fichier de résultats formaté (optionnel) Non utilisé dans notre cas
Fichier de résultats binaire (optionnel) Non utilisé dans notre cas

Paramétrage des sorties graphiques

   Concernant les sorties graphiques, nous avons programmé ARTEMIS afin d'obtenir en sortie plusieurs variables :

  • HS : Hauteur de la houle
  • ZF : Cote du fond
  • C : Vitesse de phase
  • CG : Vitesse de groupe
  • INC : Incidence de la houle
  • ZS :Cote de la surface libre à (t=0)
  • PHAS : Phase de la houle

Conditions initiales imposées

    Cette étape permet de définir la cote initiale de la surface libre. Plusieurs options s'offrent à nous :

  • COTE NULLE : La surface libre est initialisée à une côte de 0.
  • COTE CONSTANTE: La surface libre est référencée à un niveau constant défini par la valeur du paramètre COTE INITIALE.
  • HAUTEUR CONSTANTE : La surface libre est initialisée en ajoutant à la cote de fond, une hauteur d'eau fixe imposée par la variable HAUTEUR INITIALE.
  • PARTICULIERES : Les conditions initiales sont détaillées au sein du sous-programme adapté.

    Dans notre cas, nous avons choisi d'imposer à t=0, une cote unique pour la surface libre à 1 m correspondant au niveau moyen de la mer dans cette zone du globe.

Définition du déferlement

   Par ce modèle, deux effets dissipatifs d'energie sont pris en compte. Le premier correspond au déferlement bathymétrique soit à l'arrivée de particules d'eau de vitesse supérieure à la célérité de propagation de l'onde à la surface libre. Le second effet découlant des forces de frottement n'est pas, dans notre cas, pris en compte.

Afin de considérer cet effet, nous avons opté pour l'utilisation du modèle de Battjes et Janseen au détriment de celui de Dally (FORMULATION DU DEFERLEMENT : 1) :

  • Puissance dissipée : $\epsilon\approx\frac{1}{4}gH^{3}\rho\sqrt{\frac{g}{h}}$
  • Coefficient de dissipation : $\mu=2f\frac{H}{hC_g}$
  • Hauteur houle critique au point de déferlement : $H_m=\frac{0.88}{h}.th(\frac{\gamma_s}{0.88}.kh)$
  • Paramètre de la hauteur de houle $\gamma_s$ : $\gamma_s=\frac{b}{1+a\frac{h}{gT^{2}}}$ avec $a=43.75(1-e^{-19m})$ et $b=1.56(1+e^{-19.5m})^{-1}$
Notation Unité Signification
$C_g$ m.s-1 Célérité du groupe
$f$ Hz Fréquence de houle
$g$ m.s-2 Accélération de la pesanteur $g=9.81 m.s^{-2}$
$h$ m Hauteur d'eau
$H$ m Hauteur de houle
$k$ m-1 Nombre d'onde
$L$ m Longueur d'onde de la houle
$m$ - pente du fond
$\rho$ kg.m-3 Masse volumique de l'eau de mer
$T$ s Période de houle

Accueil du projet

Étude hydro-sédimentaire

0. Présentation des outils utilisés

0.1. Modélisation de la houle et de la marée sous ARTEMIS              0.2. Calcul du transport sédimentaire sous SISYPHE