Analyse des résultats

Sur la figure ci-dessous, l'amplitude du champ de vitesses est représentée à un instant donné. Il est possible de constater que les modules les plus élevés des vecteurs vitesses sur le domaine de simulation se situent au niveau du passage du Fromveur entre les îles de Ouessant et de Molène.

 

Champ de vitesse dans l'ensemble du domaine de simulation à un instant où les courants dans le passage du Fromveur sont forts 

En effectuant un zoom dans le passage du Fromveur, et en modifiant l'échelle pour une meilleure visualisation, on arrive a mieux délimiter notre zone potentielle d'implantation. Les vitesses locales peuvent atteindre les 4 m/s.

 

Zoom sur le passage du Fromveur

L'animation suivante représente l'évolution des courants dans le passage du Fromveur, pendant une période, soit 13h. L'instant initial correspond à une pleine mer (PM).

 

Animation du champs de vecteurs vitesses simulé avec Telemac 2D au niveau du passage du Fromveur pour deux cycles de marées (26 heures)

 

Les seules données de courants disponibles pour la validation des résultats, sont celles du SHOM. Ces données sont les résultats de simulations numériques; elles sont disponibles à l'adresse suivante: http://data.shom.fr/ onglet courants de marée. On constate que la norme de la vitesse obtenue, ainsi que les variations spatiales et temporelles de la direction des courants correspondent globalement aux données du SHOM. L'image qui suit donne un exemple d'un ordre de grandeur des courant au niveau du passage du Fromveur pour une marée de vive-eau 3h avant la plein mer (PM). Le module des courants (de 1 m/s à plus de 2 m/s) ainsi que leur direction sont similaires aux résultats de nos simulations.

 

Résultats obtenus par le SHOM pour une marée de vive eau (C>70 lors d'une sysygie) (source :  http://data.shom.fr/)

 

A l'aide de l'allure des courants obtenus ci-dessus, les contraintes bathymétriques (profondeur supérieure à 40m), et des résultats du binôme(1) sur les zones protégées, la zone d'étude d'étude est restreinte comme suit (figure ci-dessous):

Délimitation de la zone d'étude par le contour noir

 

Dans cette nouvelle zone restreinte, la variabilité temporelle de la vitesse est étudiée dans trois sections. On représente d'abord les profils de bathymétrie dans ces trois sections (sud (section 0), milieu (section 1), et nord (section 2)).

Profils d bathymétrie

 

D'après la figure ci-dessus, la bathymétrie de la section 2 est propice à l'implantation car le fond est plat sur près de 600 m, et les gradients de la côte du fond y sont très faibles: de l'ordre de 6 m pour 1000. Pour la section 0,  ces gradients sont toujours très faibles. C'est pour la section 1 que les gradients sont les plus élevés, jusqu'à 1m pour 100. Comme les hydroliennes sont très pesantes, on peut malgré tout envisager de les implanter sur un fond faiblement incliné.

Sur les deux figures qui suivent,les évolutions de la surface libre et de la vitesse sont représentées pendant une période, dans la section 2.

Évolution temporelle de la surface libre dans la section2

 

Évolution temporelle de la vitesse dans la section2

 

A l'instant initial, la marée est au plus haut, cela correspond à une vitesse minimale (nulle en théorie). Ensuite le niveau de l'eau commence à descendre (on suit les courbes en trait pleins sur la figure) / la vitesse augmente d'abord pendant 6 heures, puis diminue de nouveau pour atteindre un minimum lorsque la mer est au plus bas, 8 heures après la pleine mer. Pendant toute cette durée, la direction du courant est restée inchangée. Lorsque la mer commence à monter, le courant tourne de 180°. Ce changement de direction impose une annulation de la vitesse qui n'est pas visible sur la figure (on peut tout de même penser que la vitesse s'annule entre 8h et 10h) . Quand le courant change de direction, il reprend le cycle que l'on a décrit lorsque la mer descend. En conclusion, à une période de montée et descente des eaux, correspondent deux périodes pour les courants, mais dans des directions opposées. En outre, la durée où le niveau d'eau baisse (≈8h) est plus longue que celle où le niveau d'eau monte (≈5h).

Sur les figures qui suivent, les profils de vitesses dans les sections 0 et 1 sont représentés.

Évolution temporelle de la vitesse dans la section 0

 

Évolution temporelle de la vitesse dans la section 1

 

Dans la section 0, en comparant avec la section 2, on constate que les vitesses varient fortement le long de la section. Cela peut être dû au fait que l'on considère un domaine plus étendu dans la section 0. Aussi, si l'on se restreint dans cette section à un domaine compris entre les abscisses 600 et 2000 m, on retrouve des profils de vitesses à peu près constants.

D'ailleurs, les profils de vitesses variant peu dans les sections 1 et 2, ils peuvent être approximés par une valeur moyenne à chaque instant (nous ne nous intéressons plus à la section 0, où la vitesse est plus faible que dans les autres sections). On calcule des moyennes temporelles pendant une période, afin de pouvoir caractériser globalement, chacune des sections 1 et 2. On trouve 1.6 m/s et 2 m/s respectivement pour les sections 2 et 1 ce qui correspond aux courants moyen calculés par le SHOM. Aussi, l'allure des courbes sur les figures indique que la disparité temporelle des vitesses autour de la moyenne est comparable dans les deux sections. Ce critère de vitesse de 'vitesse moyenne' est très discutable, il peut permet juste d'avoir une idée globale sur l'intensité des courants, en moyenne sur une période. Cependant, une étude des valeurs maximales des vitesses peut aussi être pertinente.

Les résultats décris ci-dessus ont été obtenus avec le maillage grossier (taille de maille égale à 300 m).  Des simulations avec un maillage plus fin sont réalisées. Les temps de calcul étaient très grands (jusqu'à 13 heures avec 4 processeurs en parallèle), et la qualité des résultats obtenus ne justifient pas l'utilisation de telles capacités de calcul. La figure qui suit présente une illustration du champ de la norme des vitesses à un instant donné avec le maillage fin.

Champ de vitesses obtenu à un instant quelconque avec le maillage fin

 

Champ de vitesses obtenus avec un maillage fin au niveau du passage du Fromveur