Caracterisation De La Dispersion De Traceurs Passifs Dans Un Ecoulement Cotier Soumis A Un Regime Macrotidal
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Caractérisation de la dispersion de traceurs passifs dans un écoulement côtier soumis à un régime macrotidal
Caractériser la circulation et l'évolution de la qualité des eaux côtières en Manche orientale est un enjeu majeur pour de multiples applications dans une région riche en bio-diversité et en ressources halieutiques. L'hydrodynamisme, dominé par un régime megatidal, joue un rôle essentiel dans les processus de dispersion et de mélange le long du littoral du Nord-Pas-de-Calais. La physionomie en "entonnoir" de la Manche orientale donne lieu à une dyssimétrie de l'onde de marée qui induit un flot plus intense et plus bref que le jusant, engendrant une dérive résiduelle vers la mer du Nord accentuée par les vents dominants de sud-ouest. Ce contexte atypique confère une structure complexe à l'écoulement côtier, dans une région dite "à influence d'eau douce". L'utilisation du modèle hydrodynamique MARS3D a permis de mettre en évidence certains phénomènes complexes à l'échelle régionale et comprendre la gense et la dynamique du fleuve côtier. Grâce à la modélisation haute résolution, à l'échelle dite locale, la circulation dans l'enceinte du port de Boulogne-sur-Mer a pu être caractérisée. Il a été démontré qu'un tourbillon anti-cyclonique, caractéristique du régime de flot, permet une évacuation rapide des traceurs passifs transitant par le port. Lors du jusant, une dérive intense vers le sud piège les traceurs dans le port. Ce piégeage peut être accentué ou atténué selon le sens du vent ou le débit fluvial. Une étude de modifications morphologiques de la rade a été réalisée afin de montrer l'utilité de la modélisation pour proposer des solutions innovantes pouvant améliorer la qualité de l'eau. Un travail similaire a été mené en baie de Somme pour comprendre les problèmes relatifs à la qualité de l'eau. Certaines activités sont soupçonnées d'être à l'origine de contamination microbienne et en particulier les moutons de pré-salés, accusés de contribuer majoritairement à l'apport en E. Coli. En assimilant les traceurs passifs au matériel bactérien, nous avons pu appréhender la problématique de la qualité de l'eau. Notre étude a permis de mettre en exergue les conditions environnementales propices à la rétention ou à l'évacuation de matières contaminantes émises par de nombreuses sources alimentant la baie. La convergence des courants, et l'accumulation du matériel contaminant, ont été révélées au voisinage du Crotoyce qui peut expliquer en partie, la qualité médiocre de ces eaux. Ces schémas de circulation interne à la baie de Sommesuivant les conditions environnementales contribue à améliorer les études sur la qualité de l'eau et les futurs aménagements côtiers durables.
DISPERSION D'UN SCALAIRE PASSIF DANS UN ECOULEMENT A BULLES
CE TRAVAIL DE THESE EST CONSACRE A L'ETUDE DU MELANGE INDUIT AU SEIN DU LIQUIDE DANS LES ECOULEMENTS A BULLES. LE MELANGE MACROSCOPIQUE DU A LA PHASE DISPERSEE RESULTE D'UNE PART DES TRANSFERTS CONVECTIFS A L'ECHELLE DE LA BULLE INDUITS PAR SON MOUVEMENT RELATIF VIS A VIS DU LIQUIDE, ET D'AUTRE PART DES MOUVEMENTS A GRANDE ECHELLE APPARAISSANT, COMME EN CONVECTION NATURELLE, DU FAIT DES VARIATIONS DE DENSITE MOYENNE DU MILIEU. LE MELANGE ASSOCIE AUX CELLULES DE RECIRCULATION MACROSCOPIQUES, DANS LES REACTEURS CHIMIQUES A BULLES A ETE LARGEMENT ETUDIE. EN REVANCHE, LES PROCESSUS A L'ECHELLE DE LA BULLE OU D'UN NUAGE DE BULLES RESTENT MAL CONNUS. NOUS NOUS INTERESSONS A CES DERNIERS PAR UNE APPROCHE THEORIQUE ET UNE ETUDE EXPERIMENTALE. NOUS CONSIDERONS LE CAS D'UNE DISTRIBUTION UNIFORME DE BULLES MONODISPERSES EXTREMEMENT DILUEES MONTANT DANS UN LIQUIDE INITIALEMENT AU REPOS. NOUS UTILISONS UNE APPROCHE THEORIQUE LAGRANGIENNE POUR DECRIRE LA DISPERSION D'UNE PARTICULE FLUIDE INDUITE PAR UN ECOULEMENT A POTENTIEL AUTOUR D'OBSTACLES. POUR LES TEMPS TRES LONGS, NOUS OBTENONS UNE LOI DE DIFFUSION NORMALE DANS LE SENS LONGITUDINAL DE L'ECOULEMENT. PAR AILLEURS, NOUS AVONS CONCU UNE EXPERIENCE PERMETTANT DE SUIVRE DANS SON MOUVEMENT UN MARQUEUR DISCRET CONSTITUE DE SPHERES SOLIDES FLUORESCENTES DE DENSITE 1. LA LIF (LASER INDUCED FLUORESCENCE) EST ASSOCIEE A LA PTV (PARTICLE TRACKING VELOCIMETRY), CE QUI PERMET DE DISTINGUER LES PARTICULES FLUORESCENTES ENTRE LES INTERFACES GAZ-LIQUIDE, ET DE RECONSTITUER LEUR TRAJECTOIRE. UNE ETUDE STATISTIQUE SUR LES DEPLACEMENTS DES PARTICULES MONTRE QU'IL EXISTE DES ECHELLES DE TEMPS, CARACTERISTIQUES DES PROCESSUS DE DISPERSION, TRES DIFFERENTES ET DEVOILE UN COMPORTEMENT DIFFUSIF ANORMAL. ON OBSERVE EGALEMENT QUE LA DISPERSION DU MARQUEUR DEPEND DE SA TAILLE.
Caractérisation de la dispersion en aquifère hétérogène par méthodes de traçages et modélisation stochastique
La dispersion à grande échelle en aquifère est principalement dominée par la structure spatiale du champ des perméabilités. L'objectif ici estd e caractériser le spropriétés dispersives de l'aquifère alluvial du Drac par deux approches basées sur l'utilisation de données expérimentales de traçage.