5. Propagation des ondes dans la nouvelle géométrie


    Afin d'avoir une idée de la propagation des ondes au sein de la nouvelle géométrie (épi de 70m sans allongement de la digue), nous allons utiliser le logiciel Ripple Tank Applet.

   Cette application est en open source sur internet, et permet de modéliser la propagation des ondes dans un milieu peu profond en deux dimensions ou en trois dimensions dans un domaine choisi. Elle permet également de mettre en avant les phénomènes de diffraction, réfraction, résonance au sein d'une géométrie prédéfinie par des murs entièrement réfléchissants.

    Différentes formes de sources ondulatoires peuvent être utilisées. Nous choisissons, pour modéliser notre port, d'employer une source linéaire en entrée de domaine arrivant sur le port avec un angle de 120°N d'incidence.

Géométrie du port dessinée accompagnée d'une houle incidente linéaire (Source : Binôme 1 avec Ripple Tank Applet)

    La fréquence de la houle peut varier selon la volonté de l'utilisateur. Souvent, ce logiciel est consacré à la détermination de la fréquence de résonance à l'intérieur d'un aménagement. Ici, nous l'utilisons seulement pour avoir une idée de la propagation à l'intérieur du port dans les premiers temps de simulation. En effet, nous ne pouvons pas régler les coefficients de réflexion constituant l'aménagement : ils sont par défaut tous égaux à 1 c'est-à-dire entièrement réfléchissants. Dans la réalité, la réflexion est limitée par des parois plus ou moins absorbantes (par exemple : les enrochements de la digue sont très absorbants).

Voici les premiers pas de temps d'une simulation avec Ripple Tank Applet :

Phénomène de diffraction sur le musoir (Source : Binôme 1 avec Ripple Tank Applet)

    Dans un premier temps, on constate que le musoir de la digue Est (côté gauche sur le dessin) diffracte la houle à son arrivée dans le port. La pointe de la digue est assimilée à une source ponctuelle qui réémet dans toutes les directions. La diffraction est souvent associée à un transfert d'énergie des zones fortement influencées par la houle vers des zones plus calmes. Elle apparaît lorsque la longueur d'onde est grande ou égale aux dimensions des obstacles percutés par la houle incidente.

Phénomène de diffraction sur le contre-épi (Source : Binôme 1 avec Ripple Tank Applet)

   Dans un second temps, la houle se propage dans l'avant port jusqu'à rencontrer l'épi, qui va à son tour engendrer une houle diffractée comme pour le musoir précédemment. La zone derrière l'épi est fortement protégée, la houle est de faible amplitude lorsque l'on regarde la vision 3D proposée par le logiciel. Nous avons donc vérifié notre géométrie avec un autre logiciel qu'Artémis. Nous nous confortons dans la validation de cette nouvelle géométrie.

Amplitude derrière le contre-épi en vision 3D (Source : Binôme 1 avec Ripple Tank Applet)

   Au bout d'un certain temps de simulation, un phénomène de résonance apparaît : le phénomène de seiche. L'amplitude des vagues à l'intérieur du port augmente fortement jusqu'à atteindre des valeurs plus élevées que la houle incidente à l'extérieur de l'avant port pour une certaine fréquence donnée. Comme expliqué précédemment, nous ne tiendrons pas compte de cette résonance due aux conditions de frontières réfléchissantes. Le port étant déjà existant, le dimensionnement a probablement été réalisée en tenant compte de cette fréquence de résonance.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Phénomène de Résonance, vue en 3D et 2D (Source : Binôme 1 avec Ripple Tank Applet)