Modélisation numérique de l'hydrodynamisme et de la suspension sédimentaire induite par l'interaction houle-courant en présence de rugosités d'origine biogène

Un modèle numérique de couche limite oscillante a été développé sur la base de la fermeture turbulente k-w transitionnelle de Wilcox (1992) permettant de décrire des couches limites transitionnelles et turbulentes (programme européen SEDMOC). En modifiant les constantes de diffusion et de transition du modèle de Wilcox et en introduisant une condition de décollement de couche limite sous l'effet d'un gradient de pression adverse, on a pu reproduire avec un bien meilleur accord que le modèle originel de Wilcox des simulations directes (Vittori et Verzicco, 1998) ainsi que les mesures de Jensen et al. (1989) d'écoulement oscillant sur fond plat lisse dans le régime turbulent intermittent (version 1DV, Guizien et al., 2003). Ce modèle décrit également mieux que le modèle originel de Wilcox les grandeurs turbulentes mesurées dans l'interaction houle-courant par Dohmen-Janssen (1999) sur fond plat dans le régime turbulent rugueux (version 1DV, Guizien et al., 2003). En particulier, le modèle reproduit les fluctuations turbulentes lors de la décélération de l'écoulement ainsi que le déphasage des contraintes turbulentes sur la verticale. Ces deux points d'achoppement des modèles jusqu'alors expliquait en partie les difficultés des modèles existants à reproduire correctement les concentrations sédimentaires en présence de sédiment (Davies et al, 1997). Cette fermeture turbulente est également implémentée dans une version 2DHV du modèle qui permet d'étudier l'écoulement sur des fonds présentant des macro-rugosités. Il a été en particulier utilisé dans le cadre du programme européen SANDPIT pour calculer des profils de concentration en présence de formes de fond sédimentaires (ride de sable) et pour investiguer la notion de rugosité hydo-sédimentaire équivalente. La contribution du LOBB dans cette action transversale prévoyait les actions suivantes: - caractériser mathématiquement des rugosités d'origine biogène - modéliser l'hydrodynamisme pour une variété d'interaction houle-courant sur ces rugosités et paramétriser la rugosité macroscopique résultante (question 8) - comparer ces résultats avec ceux d'autres modèles numériques - tester la validité des simulations hydrodynamiques face aux expériences de laboratoire menées dans le cadre de ce projet (exemple des fonds de crépidules) - modélisation de la suspension sédimentaire pour ces mêmes fonds de crépidules pour des distributions granulométriques a) réalistes et b) idéales.