Etude nitrites/nitrates vent SE

 

►Fichier des paramètres de cette étude (fichier .cas) vent de 60 km/h du sud-est barrage ouvert

fichier cas de l'étude

 

►Zones de stockage d'un polluant dissous (Nitrites/Nitrates) dans le port vent Sud-est de 60 km/h avec le barrage ouvert

 

    L'illustration 40 ci-dessous permet de visualiser les zones où les polluants chimiques dissous vont avoir tendance à résider le plus longtemps. Ici aussi initialement un polluant à la concentration 1 est répartit sur tout la surface étudiée. La grandeur représentée sur les graphiques est la concentration relative en polluant dissous restante à la fin de la simulation ebn pourcentage.

 

    Les conditions pour ces simulations sont un vent de Sud-Est de 60 km/h, une côte de +0.1m NGF à la frontière Sud du domaine, ainsi qu'un débit de 30$m³/s$ entrant par le grau. De plus, nous tenons compte de la marée avec une période de 43.200s soient 12h comme dans les cas précédents.

 

Illustration 40 : Animation des courants et du polluant en fonction du temps dans le port

 

Interprétation :

    Nous remarquons sur l'illustration 40 comme attendu que les zones où le polluant peut potentiellement s'accumuler (pour un vent de Sud-Est) sont les deux ailes latérales du port (lieux où les bateaux sont stationnés). En effet, les polluants dissous résident le plus longtemps dans les zones présentant de fortes recirculations et/ou où les courants sont quasiment nuls.

    Le fait que le polluant reste plus longtemps dans les ailes gauche et droite du port est relativement gênant d'une part pour les poissons qui auront du mal dans ces zones à assimiler le $O_2$ nécessaire à leur bonne santé ; mais aussi car la formation de nitrates favorise la formation d'algues vertes qui s'attachent aux carènes des navires.

 

 

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   Illustration 41 : Zones de recirculation à t=16520s                 Illustration 42 : Zones de recirculation à t=60060s

 

 

Interprétation :

    Sur les illustrations 41 et 42 ci-dessus, nous observons que les zones de stockage des polluants sont les zones de recirculation, mais aussi évidemment les zones où la vitesse est négligeable devant les autres vitesses du domaine. En effet, si on on prend la moyenne des vitesses dans l'aile Est du port, on trouve une vitesse de 0.02 m/s, soit une vitesse quasiment 20 fois plus petite que celle dans le grau. Le fait d'avoir une vitesse si faible est un avantage en termes de tangage, mais un inconvénient en termes de renouvellement de l'eau dans le port. Les nitrites et nitrates ont par conséquent du mal à s'échapper des ces zones latérales ce qui engendre les problèmes déjà évoqués plus haut dans cette section.

    En termes de concentrations relatives, une concentration de 0.5 (contre 0.46 pour un vent de Nord-Est) est trouvée dans l'aile Est à t=60.060s contre une concentration de 0.22 (contre 0.17 pour un vent de Nord-Est) dans l'aile Ouest.

   Finalement pour un temps relativement grand de simulation, le polluant dissous est mieux évacué du port avec un vent de Nord-Est que avec un vent de Sud-Est et cela dans les deux ailes latérales. En effet, pour l'aile Est à t=60.060s pour un vent de Nord-Est la concentration est 2.7 fois plus petite que pour le vent de Sud-Est. Et pour l'aile Ouest pour un vent de Nord-Est la concentration est 4.9 fois plus petite.

 

 

►Zones de stockage d'un polluant dissous (Nitrites/Nitrates) dans le port vent Sud-Est de 90 km/h avec le barrage fermé

 

    Lorsque le barrage est fermé (côte au barrage de l'eau supérieure à +35cm NGF), un débit de 0 $m^3/s$ est imposé au niveau du grau (frontière nord).

   Dans cette simulation nous imposons la même marée de 12 heures de période et d'amplitude de 0.2m. Les deux différences avec le cas précédent sont que maintenant nous imposons un vent de Sud-Est d'intensité 90 km/h, et donc nous avons une configuration barrage fermé.

   De plus, le vent de 90 km/h a été imposé avec un coefficient d'influence du vent valant $2,513.10^{-6}$ puisque selon le manuel utilisateur de TELEMAC pour une vitesse supérieure à 19.22m/s (environ 70 km/h) ce coefficient est indépendant de la vitesse du vent. On obtient alors les résultats ci-après sur les illustrations 43 et 44.

 

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Illustration 43 : Concentration en traceur à t=16520s et barrage fermé  Illustration 44 : Concentration en traceur à t=60060s barrage fermé

 

 

►Interprétations de nos résultats

 

    Il est maintenant intéressant de comparer les résultats en configuration barrage fermé avec les résultats du cas barrage ouvert. On remarque que pour t=16.520s et t=60.060s le port entier (excepté pour le grau) contient une forte concentration en polluant dissous lorsque le barrage est fermé. Si nous zoomons sur le grau en analysant les courants nous nous apercevons que celui-ci est le siège d'inversion de courants qui entraînent le polluant vers le port. Pour mieux se le représenter il est possible de regarder l'illustration 45 suivante :

 

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Illustration 45 : des courants dans le grau avec barrage fermé, vent=90km/h Sud-est

 

    Nous remarquons sur l'image 45 ci-dessus qu'il existe un point de fuite pour le polluant à l'Est du grau. C'est par cet endroit que le polluant arrive à s'échapper du grau. L'écoulement étant quasiment stationnaire sur des périodes courtes (de l'ordre de 10 fois inférieures à la période de la marée), on peut considérer que le polluant dissous suit quasiment les lignes de courant sur cette courte période. Par conséquent la ligne noire permet de retracer la trajectoire d'un particule polluée. On remarque qu'elle fait le tour du grau avant d'être éjectée vers l'arrière port.

 

► Comparaison barrage ouvert/barrage fermé

    Si on compare avec les résultats obtenus en barrage ouvert nous remarquons que le débit entrant par le grau de 30 $m^3/s$ joue un rôle très important dans le renouvellement de l'eau dans le port. En effet, si nous comparons les résultats à t=60 060s, il n'y a quasiment plus de pollution lorsque le barrage est ouvert alors qu'il reste encore des nitrites/nitrates quand le barrage est fermé. Finalement, avec un temps de tempête dirigé Sud-Est (et donc le barrage fermé), les poissons attendent avec impatience le retour du beau temps sans vent (et donc avec le barrage ouvert) pour que les nitrites soient évacuées du port.