M O D E L I S A T I O N N’UMERIQUE D E L...
M O D E L I S A T I O N
N’UMERIQUE
D E L A C I R C U L A T I O N D E MAREE
E T D E L A DISI’ERSION D U S E L
D A N S
L ’ E S T U A I R E D U F L E U V E S E N E G A L
B e r t r a n d M i l l e t
CENTRE DE RECHERCHES OCEANOCRAI'HIQUES DE DAKAR-THIAROYE
JUIN 1393.
----.--
-_- _-_---
---l_------- _-.-
t
t
I ..-. I.__-.--- .----._-.--.-
--AVANT pRopos .-.
--.--.--------t
Ce
docüment d e
travûil e s t
proposé
pûLXr
güideï la
compréhension du modèle numérique bidimensionnel t-ertical de
circü?ûtiOn e t
de dispersion mis en place sur
la
purtie
estuaïienne du Fleuve Senégal.
Les enregistrements effectués sur le terrain pour définir
.!e cholh du modèle et permettre son calage et sa validation,
û i n $c 1
qüe
les
formulations
mathématiques
et
les
r
CûïElCteriStiqiieZi
numériques
du
modèle,
sont
ici
présentés
rûpidement
e ii
+bant qu "infarmations
destinées aus éventuels
774. : 1 :
L4 LAA. I sûteuïs dii mûdele.
A f i n d e
mettre en
oeuvre le
modèle
selûn
la
nût;ce
T\\nt\\rt Y.-. 'n '
LjL uLabaee; â 1 8 fin de ce document, l'utilisateur devra disposer
d ii
mcdule exécutable SEN.EXE opérationnel
SGUS
1 E!
s:,-stème
d'eaploitûtion IIS/CCS,
ainsi que des copies types des fichiers
d' entïée
SALIXIT.TXT
et
EIAREE.TXT et de
sortie
ELE\\I . TXT >
Iv' 1 1 IL' , T \\- 'r
LL1, VITV.TXT et SAL.TXT.
___--..--
l--‘--
1
1 _.---____--____
-.--p.---.-----I
!!E!!EY-
- INTRODUCTION
p: 3
- CAXPACXES D'ENRECISTREMERTS EN CC)"T"'T"rU
I" 111"
p: 4
- CARACTERISTIQUES DU HVDELE NUMERIQUE
p: 6
- NVTICE
D'UTILISATIC?;
DU
XVDELE
p’. 2
- REFERENCES
DT L)T rm-~p~nuTnlrE~
U.LL~U.i.“C‘ L. * LLrq”
p: 10
~---_I-.---_-.--.-. -..- -.-.-- -
1
INTRODUCTION
i
Viîe
é tüde
-,,. ,;.A: ,,..;,3 ;,c.; ..c.
d’ envlïû~nement
c s t
I
plc’I lu.La%- .i ~~‘illc411 ‘
ne:lec?
depü 1 s l e d é b u t d e l’an;;éa ?JiJP,, s u ï lu puïtie at.ûl d ü Cleüve
C’
,enégûl,
e n t r e l e bûïïûge d e Viüiiiû et l’eiîtbûüîhüïe dü F?eu:e.
Cette
é t ü d e
û
pûur
ob.jectif d'éÿûluer
le s
noüwe 11 2 3
zûractéïistlques
éCOlC;.4 .-.*.,-%r.
,= .L y LI c .T d e cette
pûïtie ûvû?
du Fleuÿe,
yai demeure la seule & i*onsi:r.,-er un type de fonctionnement
estüaïlen, après la mise en service du bûïïage de SiZiZi&,
L'étude, à la fois physique et biologiqüe, îonsiste en un
îû.üp?âge
entre
le
comportement
des
peüplemezîts
phytoplanctaniques, et les sraïiat.ions des cûnditions physiques
de l'environnement e S t ü û r i. C 2 .
C'est
âinsi qüe
1 ' é~\\-olutlon a
différentes
échelles d'espnce et de temps, de
la biomasse
chlorophyllienne et
de la
diversité
taxinomique
du
phytoplancton
sera
confrûntée
Elu:<
évolütions
spatiales
et
temporelles de la circulation des eaux et des échanges entre
les masses d'eau douce et marines.
L'accent
est
mis
sür
la
reconnûissance
et la
quantification des différents
t-v,-
bJyes
de processus physiques
(advection longitudinale,
diffusion turbulente verticale) et
biologiques
(süccession
autochtone
d'espèces,
séquences
spécifiques
allochtone),
impliqués
dans le
nouveau
fonctionnement de cet écosystème perturbé, et susceptibles
d'en décrire la forte variabilite.
C'autïe
part,
'fi
*
m;se
en
place
d'une
modélisation
numéïiqüe
de la propicatl on de mürée et de 1~ dispersion du
sel dans
cette
partie
"estuarj.enne"
du
Fleuve,
doit enfin
permettre de
généïül i SC i‘
da.ns
l'espûce
et
16'
F<.emps
les
résultats
(-7 t
les
îonîepts
.-TL s s ü s
du
c. G ü p 1 n g e
entre les
obserrations
ins+~ûriti~~;-;EeJ
.,hT~+..,.l ,.Y.-+ .
.
LJiL3 bvkJLcrllL Loni.ques
e t
hydroclimatiques.
L'étude est menée dans !.e cadre des uctirités de Recherche
du Centre de Recherches Ccéanographiques de Dakar-Thiuroye
entre
âv ï i 1
198V et
septembre
!Cl01
Jl t
et û
bénéficié
d' ü n
financement du Ministère
franqûis d e lû Recherche,
d'un
financement du Ministère
français de l'Environnement et d'une
contribution de 1'UR 2C de ?'CRSTOM.
La partie biologique de l'étude est menée par Phi!ippe
Cecchi et Daniel Corbin, Les résultats des premières campagnes
de
mesures
sont
publiées
SOUS
1.2
fOïiX
d'ün
Document
d'Archives
du CROI?T (Corbin et Cecchi 1991). L'ensemble des
résultats et interprétations
seront publiés en octobre 1991
dans le cadre du mémoire de thèse de Philippe Cecchi, grésenté
devant l'Université de Montpellier.
Les mesures physiqües ainsi que le travail de modélisation
numérique
sûn t présentés
dans ce rapport qui comporte trois
parties : les résultats de deux campagnes d'enregistrements en
continu, puis les caractéristiqües du modèle numérique suivies
de la notice d'utilisation du modèle.
. .._ _ _. - ____ -_l_-_l_ _- -- .--.. -~--.-_._- -.-_____ --_
l
CAMPACNES
D'ENREGISTREMENTS
EN
CCNTINU
I
I-... --__.- .._--.--.-.-
_ ~- ..-.. --.---.-. -.---.
~ .---..--.-. --A
T-l,..,-
l./c Lt.%
îûmFûgne s
d’cnïegistïements
e ;-,
;: û rr +L j 7, .Li
S ü ï
ii 3 e
. .
cû1ûnr-ie
d’eâü
d e s
pï;nî ;pûu:;
,a.,,“,A+,,.,
>.L.c-r.: ce.7
yai CLIIIC L I c a
y,‘,. 3 I \\iues
d e
1 ’ enriïonnement
es+Lüariei;
sont
effeî+b.~ées
e iî
:,,.,-; A..
JC‘“* IC;I
c^ t
mû i
1 O<IA
da1ns
l e + ,-; . ..l
IJdV,
bI LrLe ûbjectif
zjü i ÿâÏ,+b
.
‘C
-- comple Leî l e s campagnes de me 5 ;; ïp s
: n, P. + : C.. 1 A m
h3di.OClll‘lu~lyc,c:3
instantanées
.
effectuees
fûngitüdinûlement d o n s
1 'ec.tüâiïe
(Corbin et Cecch; 1991:.
. .
-
preciseï
l&
nâtüre
et I1 ’ .?.*..,l
uir,Ll 1 eü ï
d e s
pïûcessüs
,-.l..-.-.:
c
r,l,v aLqües
impliques
dâns le
cûntïSle à
très
petite
éîhelle
d' cspâce
(qüelqües
mètres 1
et de
+. ,,--7r.
Lc:ukp.D
I,.,,l
, yLIGsqües
he üïf s )
d ü
déreloppement d e s o r g a n i s m e s p)l:rtGr’^““+-‘..;““-~
Ic%IIC b”I1Iyuc3.
- p e r m e t t r e l e cal.age e t la .v.âl i?Aü+L iv-.;
d-ù
mvdè?e
nümériqüe , en Yitesses de coürant et en salinité.
Chaque
Cam*pagne
consiste
en ün
mû.ùi j lûc-c^
r)
de
t r o i s
cûürantometres
Anderaa,
placés
e n
süb-surfâce C l'âmont
immédiat
du Pont Faidherbe â Saint-Louis,
répartis à des
profondeurs
différentes
(sub-surface,
mi-profondeur et
proximité du fond) sur trois colonnes placées zu centre du
L ,enâ?
-f-
et séparées d'une cinquantaine de mètres (Fig. 1).
La première campagne se déroule du 22 janvier 1990 ~2 9
heures jusqu'au
26 janvier 1990 à 13 heures, et correspond ô.
une période mârquée pnr une exceptionnelle h é t é r o g é n é i t é d a n s
le système.
En effet, un lâcher du barrage de Diama de 500
mètres-cube par seconde, ayant eu lieu entre le 21 ,janvier &
21 heures et le 22 janvier ,"; V heures, proroque 1:; circulation
û d .tv7 e c +b -; i. e
veïs
1' aval d'une grande
1entill.e
<j ' <z û .A
douce,
fûïtement
contrastée par rapport & lu salinité d'étiage de
'
I ‘estuâire ‘
Le démarrage des enregistrements coYh<:ide avec
? ' û ï r i i-é e à Saint-Louis dl; front sale associé a cette lentille
d'csu douce. En outre,
.
parâl?element û
c e t, t e
hétérogénéité
suL;ne,
une forte baisse du niveau de ?Û mer perturbe la
propagation de la marée dans l'estuaire, en confinant le
mtlieu, en annulûnt pratiquement les cscillations de courant à
. . I
r;rox;m;te
dü
fond,
et
e n
c
Aavoïisûnt
par
îC>TiSé~tieKlt
l e
phénomène de stratification verticale dl; champ de courant. Ces
discontinuités
dynamique et saline caractérisent un type de
fûnctionnement
stratifié,
essentiellement
"estuûrien" , qui
contrôle
désormais le
régime de l'estuaire
ciprès
la
construction du barrage de Clama.
La deuxième campagne se déroule du 21 mai 1929 k 14 heures
jüsqu'au 25 mai 1990 à 13 heures, et correspond a*u contrai.re i
une période de grande homogénéisation du système qui retroüve
alors le type de fonctionnement "lagunaire" qui caractérisait
les longues périodes d'étiage avant la construction du barrage
de Ciama.
Les figures 2, 3 et 4 présentent respectivement les séries
d'enregistrements de 1~ vitesse du courant de marée, de la
température et de la salinité au cours de cette campagne de
rnûi 1990, illustrant l'homogénéité stable de la colonne d'eau.
L û .
f;güïe
6
présente
1.u
s 5 ï i <^;- d' eï,ï~gistr~me;;ts
de ?û
teifip5ïâtüïe
ii u
toüïs
2
d
e
1 CI
cami:agne
d e
:,,,-:
. . ..-
1 aon
Jcl"* IL I
AJJ",
i?'lustrûïit
1 ' importance du ;.vthmc
fi~~Cténiéïû1 Ciüi 5.' iiEFCS@ j ?û
surface de la colonne d'ei;.l.
D ' ûutie
1 ' _ .-,h r. n c
-pûrt, I u~~y~.'L L
(-j ' eûü
douce
-,..,,.,Y..
p~uvvyue,
s 'LÀ ï t 0 ü t
û
d 4 b .J +L
ii
de
?û
c
73 t3 i' ii? (
üïie
strutification thermiqüe entrecoupée temrûrairement
d
eîoüïtes
periodes
d>Le- '
,,,,,,ogené i sat ion de 12 cûlûnne d'eaü.
1 e
î i-~ î 1 e de
cette rapide homogénéisrtion qui n'affecte pas encore I.e fond,
se süyerpose
parfaitement. û;vec Ie ~pcle du courant dr jüsûnt
(Fig.
51, ce qu * 1 traduit ün phenomène de déplûzement ;tdvectif
horizontal et oscillant d'u;; front s~?i, situé C cette époque
immédiatement & l'amont de Saint--Louis, à l'issue du lâcher de
. .
Di ümü du 21 Janvier. Enfin, ?û süpeïpos;t;ûn
ût-ec ?a l2; ,-?,*n
L 16ULe 5
renseigne également
sur 1' existenc.e
de plus courtes périodes
(inférieure à l'heure) pendânt lesquelles 1.z temperzture de la
coüche intermédiaire décroche légèrement de celle d-u fond pour
se
rapprocher de
la valeur de surface, qui se superposent
psrfaitement avec les périodes d'inaersion du champ de courant
sur la
colonne
d'eau, trctduisant
ains;. un
phenomène d e
diffusion
turbulente
verticale. A
nûter
toutefois que ces
processus de
diffusion
turbulente
verticale,
d'origine
essentiellement
dynamique,
semblent
soümis
ûu
cûntrôle
secondaire de la stratification thermique ~nyctémerale
qu '1
fâ-vrorise ou limite la propagation le long de la colonne d'eau,
de la diffusion turbulente potentiellement induite par les
îûüïânts
i n v e r s é s .
En effet, ?a diffusion verticale apparaît
être chûque fois de -l*--
pLc.43 grr;nde
~mp? i tude ?ûrSqü’d 1-e SüÏ’b*iCTit
âü cours des périodes nocturnes.
L a
figure 7
pïésentr ? ç?
-jéïiC
d' enïeg Istïcmcnta
d. i'_
lu
.
sûlinite ÜU cours de ?a CEiiTij>ûg2? d e Jûnrier
1.990. comme pûur
?a tempérûtuïe
(Fig. 6) ii;;
c: ;y- c 1 e
,-J y +,G..n~~
u,uoénii~ûtiü~ de lû
col.onne d'eau se superpose n\\*ec 1e z;,-cle de 'jüsûiit, traduisânt
?e déplxement advectif horizontu?
,
d u fïGEt sûle,
et
12s
coürtes périodes de décrochement de ?a salinité intermédiaire
par rapport 5 celle du fond se superposent z;'ec les périodes
d'inversion de
courantl,,é.toru;dt;isant
?a diffusion turbulente
-<erticâle. En outre,
v 1% ion parallèle de 1.6 Fente des
enregistrements de surface et de fend traduit une influence de
la dispersion longitudinale de In salinité, sous l'effet de ?a
marée.
Ces
deux
campagnes
d'enreg istïements
illüstrent
la
variabilité,
saisonnière et
hor-:
aire,
du
nouveau
ïégime
hydroclimatique de l'estuaire : for-Gage dynamique oscillant du
coursnt de marée,
forçage thermique nyctéméral, perturbations
thermiques et
halines
provoquées pâr le
déplecement des
lentilles d'eau douce,
processus
adveztifs
horizontaux
et
processus diffusifs verticaux.
I
A chzque l&cher du barrage de
l-l:
uiama,
l'ensironnement
estuarien
retrûce,
à
plus
lîâütc
fréquence, l'histoire
c.onp?ète
d'un
étiage,
ûlûïs
qü'elle
etait unique c;t-ant la construction du barrage.
. _ .__- __ __----- -. .--.--
_.-._---~_- .-._-
I
CARACTERISTIQUES
DU MODELE WMERXQUE
1
i _..._ _.. .__ ------ __.. -.-
J
lL:n r,udc” le
, .
numer;qüe
h:rl
LJ.LU11112113.LV11LICL
;m,.?,: ,.,,,.l
.r...n+:,r.l
#% -; n -.. , .
Vtl c.lL.cII de ~-1.Ls~~~l.8tiûii
UC
nâïée
et de .
m-4 n.-.
d;spel 31vil
d ii
sel. û
é t é m i s
e i,
place süï le
iii i 1 i e
l-.,-.T.n,l
ii
d' étüde
e n t r e
Diûmû e t
Candicle.
C
e
modefe Lci,vae süï
ü n F?
ïesû?ütion
nürné ï i que
d e s
éqüût
C.-.-A a7mF.r.C CL 1
iGilS
I"I*"cAIllç;‘,LLILeE;
de Iâ
d>-nûmiqüe d e s
flüides ..4 n,-1,.
.
. 1 Zly'Lelix ,
c t
r e p r o d u i t û üil i-;i*S Je +,-.m.-.‘-.
r.c,,*pa
(q.l à
e,
deüx
min-ütes, l e s châmps c?'é?évâtions, l e : ;
com~ûsântes
hoïizûRtûle e t -v' e ï t i c û 1 e
d e l a L- 1 te s se d*u c' 0 XLi L LT Ï, ,L
r3 c 1 <;r, 2 f â ‘i e
pïincipûl de l'estüaire et
r
moyennees
süï 1.3 l...x-.T.-,..,
1 CA* 5’LL” >
â i ris 1. q u e
1 ii
salinité de l'eau, en fcncti~n des conditions init*û?cs de
s û 1 i E i té dans 1' estuaire,
d ü forçage
mûï&
j j, ' ..v*,,l
d
e
C*"Q.J.
e
t
dü
débit
d'eau douce â l'amcnt, qui ûurcnt 6te
'nl.,hlnmrrn+
pïccII‘AuIc:1IIcII~
c h o i s i s .
Le
modèle
retenu
est
ün
iE0dèl.e ClûSSiCiU? 9
cûnçü
initialement
par Hamilton (1975) sur le Canal de Rotterdam
(Pays- E '
ûS/ > püis utilise par de Borne de Crandpri (?J'Y!?) et d-u
Penhoât
(1979)
sur l'estuaire de la Gironde,
puis
encore
amélioré par Salomon (1981) sur l'est-uaire de la Seine.
Le
modèle
utilise
une
discrétisation
spûtiale
longitudinale du milieu constitüée d'une série de 2'v :s 2 c t, ions
transversales
rectangulaires,
réparties
entre
Eiama
et
Candiole vers l'aval selon un pas d'espace constant de deux
kilomètres (Fig. S), et décrivânt ainsi une série de 19
comyartiments au
niveau desquels
les -v-ûleürs d'cl&-,-ât ion, de
vitesses et de salinité
sont cûlculées par ?e modele. L'ûiïe
de chaque section
ïectangulûiïe
considérée par !.e modèle est
cû!cu?ée de fûçon à conserveï une stricte e~*:GTT-l.T-~
LAN'1 " uLcllc>e
û v e c
! ' â i ï e de la section réelle .
Tv~eïticûleme-+
IIL,,
le
modèle
pïsÿc it
ÜiÎe
d i T i.3 ï 4 11. i Sût i. 0 n
c û ii s t i t ü é e
d’liiî
découpage
des
sectiûns
+ m..,z..l .-Y; n
ïfcLcALllbC41CIILes
éqü;aûlentes
e ri
cinq
nireûüx de 1
mètre
d'épuisseur
a.CAA...-.
L IIL1.L c*ll ,
depüis la
section
1
Jüsqu'à lû
section
1 1
I .L 1
t
E! n
qüâtre
niveaux de 1 mètre chacun depuis la section le!
Jusqa'$ la
s e c: t i 0 n 20. A
chacun de c.es niveaux, correspond le ca.?cul
d'une
'
'
sûl;nite,
d'une vitesse horizontale et d'une t-itesse
k-e ï t i c a ? e .
L’ informâtion
morphologique
et
b o +- h -T
‘+-; 1-111
uL.liymebL syuc
s ü ï
l'estuaire,
nécessaire
à
cette dis cïétisâtion
spatiûfe d u
m o d è l e ,
est
issue
de trois sources différentes :
1 'Btlûs
\\rzvâütique d u
Fleure
Sénégal
(Ee ziukov,
107-l \\
IJ,I/,
16
cûrte
bathymétrique du Service Hydrographique et Océanographique de
1la Marine disponible à la Capitainerie du Port de Saint-Louis
(Fig. 9), et
une
série de
relevés
effectüés
û.ù
sondeür
acoustique le 19 décembre 19S9 entre Saint-Louis et Candiole,
Cette
discrétisation spatiale qdi repose
sur
u n
ca?cul de
sectiûns
rectangulaires
équivrlentes
conduit
à
une
schimatisûtion de l'estuaire qui conserve des caractéristiques
d'ecoulement
équivalentes à celles
de l'estuaire réel, mais
.âb'C-c des
profondeurs différentes des mesures obser-<@es. Il
fa:idra
*
tenir compte de ce décalage géométriqüe du modèle par
1’ estüziii-e, dûris t 0 ii t. c 3 ! E :,
T
Le C,.Mc.r%dA
I”I ka.6t;
d ii mvdèle r-ii- pïeiîc! en cvmpta Ci ‘~1 Z 1 .y $L.it 1 r^ 3
1 ,$cb,e 1-3 du L..,,.-...n
I
U0.L .L age
de n:,,,
-
YlcLI*IcA>
û
1 ’ ûmûnt
e 1.
?c
m8ïegrûmmc de
Candiole à llnT-ml
CIVa.1. 1 Jû ritesse du tent' iî'cst, pc&3
Y-\\ ,-. n ;IriL"düi:c
, 1. + .,3 Y\\
dans le mdèle. loür lû mise .c n ûeürïc dU modèle > ü Ïl e stût iûr;
.
;,,+,11,c?.
-
. + A
~~~f~$ïâ~hi
. 1ue
c'"
a p
û
ï
2 û i-i s é *qa f n t
é t é
.LiL3LcLIIc‘
û
'-.'_ll-.l
L'L
--*-
LJ.iLfll L cc
il ü
1, L rj Y. ^
Cü;;di*le
par
le
Service
Régiofiûl
de
l'Ifs-dï~u?iyüi-
de
yiicri L de
F,FLi;;t
-Lu.dis l
: .-. + F. R .-A. n
,-l n .-. II
le
C
e
t
t
e
stâtion
û
d
e
p
u
i
s
é
t
é
I ii LG,S
L F“.
LLCLIi.>
“A”pü.~
hT#.C ; ,nr\\‘I
A,,,.
d ’ et.ïF
H,dïo
l
û
g
.
i
q
ü
e
1c.G 3 -
‘%CAL. L”IICI.L,
& t
cû;îtinüe
\\ACJlfL
S;ir’Ceillée.
Les
marégïûmmes
d U
pûste
c! c;
S&n?-Lû;iis
v ii +L
également été rend-us disponibles par le même Servicç, pendan-t
lû
d -'J ï 6 e
de
l'étude.
Les
enïeg i stremeï,ts
' ..,-.-.-i,;
iiiûïC?g~ oyi2~.<>liCS
effe ctüés
à
Diama
pïû-v- iennent
de
lu
s t 8 i. i 0 n
CE LCE ,
provisoirement installée par 1 'ORSTVM à 1 'û;-û? du Lr.---N,\\
UCCI I agc dûns
1 e cadre de
la convention avec ?'VI!VS, mûis déiliûntée depliiS
n.-v:1
c2.v 1. il
1990. Les figures 10 et Il. présentent ïespecti~~ement les
enregistrements marégraphiques de Saint-Louis et de Candiole
disponibles 2endant la durée de l'étude.
La formulation mathématique des équations est présentée en
Fig.üïe 12.
Les simulations de cûlûge du modèle ont conduit C
retenir 1s paramétrisation su;vante :
- coefficient de frottement
: k = 2.5.10-3 Sf,
- coefficient de diffusivité horizontale : c'Aix = 1 .2.103
SI
coefficient de viscosité Tv-erticule
. 1
-
t n - 3 , hT /:
3
.
L . 5 . L "
\\I"L. \\ Li . ?O-
coefficient de diffusivité verticcLle
: 0.3,?O-4~K,~!.IZ-4
Lû grille de calcul numériqüe est presentee
r^ n c * 4.l.T.
I I&"L e 13.
Le
mûdèle
fonctionne
avec ün pas
d'e".yP.
~Loi;zon+-û~
aLduce
de 2
kilûmètïe-=J> UE PELS d'espace verticc;? de ! m$trc C-C ;;n pas UC
+Lf?iilpS constant de 2 minutes
T,'n..
*..,fi+:
.
urpros lLIIck c.l~n d(-?s &q.~st~o~,-, pst
fa:lte pûï lû
méthode des différences finies.
Lc s
d&i;.r;es
si>ütiales
sont
centrées, â l'exception des
termes
n 0 n
?lnéuiïes
d'adrection en sel qüi st;r;t dÉcentré l,~--,cC-c.,m\\
I ciy3 L 1 C~CL,>, I
-i'ers l'ûmont ûu jusant, et vers l'aval aü flct. Les c!éri;Tées
teiilpOïel?eS sont traitées explicitement, ?i l'cZiCl3~tiûÏi des
termes
de
viscosité
et
de
di ffüsivi+bé
r 3. C
qu .L
sûïît
t ï û i t é s
implicitement pour des raisons de stûbilite nümerique.
Les résultats du calage et de lâ validation dl: mod$?c sont
présentés sur la figure 14. Le calage du modèle est effectüé i
p a r t i r des
élévations de mûrée
observées .& Saint-Louis
.
et û
Diamû ÛU cours
de la période du 9 au 12 fi:-rler IJJC, LÛ
validation du modèle est effectuée à partir des elev~tions de
marée
observées
i Diama,
et des débits
oscillants de
r
mûïee
calculés à
Saint-Louis à
partir des
enregistrements
des
courantomètres Aanderaa,
au cours de la période du 24 a:; 26
janvier 1990.
Un exemple de la validation du modèle en salinité est
presenté sur la figure 15 qui correspond 2 la période du 22 au
26 janvier 1990 â Saint-Louis pendant lûquel?e le déplacement
adrectif dl-une lentille d'eau douce,
en provenance du lâcher
de Diama du 21 jam-ier, provoqtie une forte stratification de
1 a
c o l o n n e
d'eau et une variation cyclique prononcée de lz
i
NOTICE D'UTILISATION DU MODELE
i
I....----
._I-----.~... 1
L a
m i s &
en oeuvre du modèle nécessite l'installation du
r
prealable d-u module exécutable SEN,EXE qui fonctionne sous le
.
s y s t e me A'exploitation
U
MS/DOS.
D'autre part, ce module exige
lû
constitution
parallèle de
deux
fichiers
d'cntrec
correspondants
ûux
valeürs
des
sâlinites
initiales
A
? ' estuaire et
ÛU
murégramme
de Candiole,
et
96. Ii.
dcïïû:fi
respectivement porter les noms de SALIXIT.TXT et de ?2AREE.TXT,
a i ii s i que les formats décrits dans ce qui suit.
Lû 4-4 dl.v?
LI~UIt-3 16 présente ün exemple de ?a facon dolit il faut
I
py(lpâr&>;.
le
fichier des salinités initiales. Les valeurs de
s <I :! i ;1 i +b é
SGfit,
lües
en
format
FCRTRAN
'
ïeel
e t
2 û i .*‘ c^ r, 4(,
obligûtoiïement
être écrites avec un peint décimû! et. être
espacées par an blanc.
Châque
ligne
correspond à
üne
section
définie
s Li Ï
1 'estüûiïe (Fig. 8). La première ligne 1 correspond au barrage
de Yiûmâ et
doit
être toujours
nülle .
L Û dernière ligne 2C
.
îorresi;ûnd û
1 â
salinité de Ia
section 19,
si.tuée à 2
kilümitïes A 1' amont de Candiole.
Chaq*ue
cûlonne
correspond
à une valeur de
Sâl ilîité ,,
Le
modèle est conçü avec des sections rectangülûiïes équiaûlentes
découpées avec un
'
maximum
de
5 niveaux de 1
mètre de
profondeur
chacuns.
Les 5
valeurs
observées de
salinité
.
;nitiâle,
rappoïtees â% l'échelle des sections rectangulaires
éyüivâlentes,
sont reportées sur les colonnes 2 (süïfâce), 3,
-?,
5 et E (fond).
La colonne 1 correspond à une extrapolation
obligatoire de la salinité de s-urface qui figure en colonne 2.
Tue 3
colonnes ? et 8
correspondent à
uhe
extrâpvlatiûn
obli gatoire de lu salinité de fond qui figure en colonne 6.
Chûqüe
va? eüï
CûïïeSpûTid
h ü Se
6 lé*,-ût ion
d c
,
~rûïce ,
expîrm-ée
e ri centlmètïe -981 ïûppo ït
I
aü n ‘~ V e a’~1 mûyen d e ?û muïee
ûü cûürs d e 18. périûde CCÏ‘S id<iy& > e t
,.T.RZIC1m+ A,
pïw * c LLCIII CI UC
! ii lcctuïe
dl;-ecte d ’ ü n m a r é g ï û m m e d e !.û stûtiûn d e Cûndiclc, cffcctüée
&.“rec -ùTi
?ûS
de
temps de 1.
heüïe .
t--h,,.,,
L 11uycie
1 igne
d ü
fichicï
cûrrespond par conséquent A une râleur horuiïe de !'Ê?ération
dela
'
mûïee
et
doit
Cûiii~ûïte~
û1~116~bv~1.c:lllen
; rz,+r.: x,'t."
t
Uri
po1nt
.
décimal. Les v a 1 e ü ï s coïrespûndûnt û ünf pér;ûds de f!.ût 3vllL
,Th..C
-pv:;itives et les vr*leürs de jusant sont negati*\\mes.
La première ligne duit correspondre a l'ilévation de marée
aü +,emp s 1' mI of 1 heüïe ,, après le démûïïûge de la simü?ation.
L a
;-aleür de l'élévation à TO sera demandez i l'ecr~n par le
modèle, après scn lancement.
Démarrage du modèle : SE?IT.EXE
Il faut taper "SEN" pour lûnceï le modèle.
Cinq questions apparûi ssent successirement & l'écra,n poür
.
déterminer les
caracteristiques d e l a
s imul aticn.
Chrque
valeur réponse doit être exprimée dans l'unit6 indiquée et
comporter obligatoirement un point décimal.
L û pïemière
question demande la valeur de l'élération
1 n .i t 1 8 1 e (en mètre). Cette -,raleur correspond à l'eléx*ation lue
S *Li ï 1 e marégramme de Candiole au temps To du démarrage de 1~
simülation .
Lû seconde quest;on demande la ;ya?cur de 1~ sa.?initd (en
pûüï-mille)
observée
8 ü
+-,.-?.,Y Tû dc
l, c "'~'3
1.2
z; i ;i, ,ù 1 â +; i v ;;
s ü r
1 a
section de Candiole.
La troisième question dcmazde la ;Valeur du débit moyen (en
mètre-cube par seconde) du 18cher a*u barrage de Ziama a-u co*urs
de la période simulée. Cette valeur demeure constante pendant
toute la simulation.
Si le baïrâge est feïmée, cette raleur
est nulle l
La quatrième question demande la valeur (en heure) de la
durée totale de la simulation.
La cinquième question demande la valeur (en heure) de la
fréqüence
avec
laquelle les
résultats
intermédiaires
d'élévations, de vitesses et de salinités seront saisis sur
leurs fichiers de sortie correspondants.
Fichiers de sorties
Les élévations de marée sortent sur le fichier EX,EV.TXT
dûnt la figure 18 présente un exemple. La ligne 1 correspond
ûü
compûrtiment
situé
immédiatement
à l'aval du barrage de
!!?
L’efiploitatiûn gïûg;hii2i.iC? (22 CPS fiCl,iC?rs Cli?
+éS;i?tats e;;
caïâctères ASCII est immédiate et peüt être enrisugke à pûrtir
d'une
pïogrammatiûn
û il
de
l'uti lisûticn
' ir,
1
ûg *
ic;el
classiqüe
(diagramme de s6~ie temporelle, Fsocontv:rs...l.
VT-I exemple de pros~ïûmmation gïuphique FORTRAN utilisant lû
bibliothèque de routines PLSTUV pour reprisenter le champ des
ÿecteürs
vitesses dâris 1 ‘@Sti.iûiïC? est FïGpûSé
S.ùI‘
le
f i c h i e r
CHAMP FOR Les
.
0
fichiers
d'entrée de ce programme s'intitulent
VIT et WITI, qui correspondent
ïespect;vement
ûux sûït*es des
fichiers VITU.TXT et VITK.TYT au yas de temps 24 heures de
simulation (Fig.19 et 20). 1,~ figure 22 présente le diagramme
de trac4
.
correspondânt a 1' utilis~tion'de ces deux fichiers
par le module eséc~tablc CHA?!J?.EXE.
Eeziükov, K.I. 1971. Atlas Nûu-tiqüe du Fleürc Sénégal. TGme 1.
Emboüch*xre-Port de Eoghé. ICI<, Iaris.
Corbin, C., et L. Cecchi. 1991. Hydroclimat de l'estücire du
Fleur-e Sénégal. Document. d'Archive du CRVDT n "lV5 .
De Borne de Grandpré, C. lnqcI
LJIJ. Yodè le bidimensionnei
e -ri temps
réel de la circulation werticâ?c estuarienne. Application à la
Gironde. Oceanol. Acta. 2:6!-68.
Du Penhoat, Y., et J.C. Salomon. 1979. Simulation numérique du
bouchon vaseux en estuaire. Application à la Cironde. Zceanol
Acta.
2:253-260.
Hamilton, P. 1975, A nümerical mode1 of vertical circülution
O f
tidal
estuâries
and its
applicâtion to
the
Rotterdam
Wâterwâys. Ceophys. J. R. Astron. SOC.
îO:l--21.
Salomon, J.C. 1381. Modeling turbidity maximum in the Seine
estüary. p. 285-317. ïTE J.C.J. Nihoul (ed '
'I> Ecûhydïûdynâmics.
Elsevier.
'OP
(
Pu: 'Oz:
= '02
JT'W'd '01
)
'0 'Of-
S/pP3
N3 'OZ-
3SS3U.h.
3
'OP
'4
-.r*e- __.._-..
--- .--z-
----=ilj(c_‘-.-
-
8
w “---
-a--
-r-
(
wu
=
S/KI
NB
3SS3,LIA
<;+--
”
-
--=z.zZ-
__..__..-._._.
‘2%
---.----
*-*-
-._- ----jt-,._---.-.,.I~--.
_..*******---
--rl----.-1I-r-
7'91
O'QT
6'ÇF
8'ÇT
L'ÇT
Q'ST
-“--
<
--~~~----..“-,--
(
.
L
_
rm---
_
-.
;-a “li”“““----
--.”
”
Y
”
-
*-”
“,-‘IS””
-”
-
-X&L\\,,
”
“V..Y”---
.-‘.
.““)
:---
-.....-c-‘..
.
%2z-
e”izz-c
~,,“““s----
~-----“--“----““““““““““““-““.
.
_
I”““““”
‘d
““““““““““““““-----
_-.
h”‘a”““““”
----.
.-
“”
--
”
--..
““”
-
”
““““““““““-“--
-----------
_
.
”
_“..“L__.
-.
“Y1
8
“““““““”
.,_
_
“----1
.”
.-Y:-
_._,.._
-3
--*SL.
.-.-
13
2 * .’
-Ik-
.
-7
i
FIGURE 1
M O U I L L A G E C O U R A N T O C R A I P H I Q U E
A
S A I N T - L O U I S
\\3
4
_--I. _
/.
--.
._ .__... -----
4
i
<(
7.60 I?l î:s.kl.
DEUX CAMPAGNES D'ENREGISTREMENTS :
PERIODE DU 22 JANVIER 1990 ii 9 HEURES
PERIODE DU 21 MAI 1990 B 14 HEURES
AU 26 JANVIER 1990 B 13 HEURES
AU 25 MAI 1990 ii 13 HEURES
FIGURE 8
.:
3
fl’Drr
. . .---.(-
11
SAINT-LOU
w
‘PI,
r-.--
-ml
td
,d
,d
,d
id
id
/d )i I
d
d
rri
d
d
xi
d
d
1
J
:
. d
1
d
i
FIGURE 12
- _ - _ . . -
- _
- - _ - - - . -
. _ .
. - - l - -
MODELISATION NUMERIQUE DE
CIRCULATION DE MAREE ET DE DISPERSION SALINE DANS
__. _.__ -_. ~-._---_
--
-
L'ESTUAIRE DU
'FLEtiVE ."SENtiCkXi ."
F O R M U L A T I O N M A T H E M A T I Q U E : - D U M O D E L E
a(BU)
+&.!L,
ax
az
5
a
BUdz
L%.L.,~
1
-0
a t
B
ax
au
au
a u
-t~U-tw---
- P
as -
(5 -2)
a;
o a(Nz -3
a t
ax
~tu~+w~~glp
as
as
a(l.iii) ’ a(KiL) o
az
a t
ax
a2
B
ax
a2
.
Nz - HUp- (Nl f(z)) (1 + 7 Ftip*25
Kz = HU/j? (Kl f(z)) (lot Ri) K'
u,w
.. les composantes hor izontale et verticale de la vitesse
El : la largeur des sections de l'estuaire
c
: l'élévation en surface
H
: la profondeur totale de la section équivalente
P
: la densité
-0I; : Ia densité moyennée sur la profondeur
s
: la salinité
Ni5
: coefficient de viscosité turbulente verticale
Lx, Kü : coefficients de diffusivité turbulente horizontale et
verticale
k : c,oefficient de frottement
Ri : nombre de Richardson
11, 9
K, et Ke
sont
des
constantes
déterminées
lors de
l'étalonnage.
FIGURE 13
.~- --.--.-_--
1
I
i __..._. _ _. .._______ !?ELUToN NUME.!FQUE DES EQUAT1oNS
-.-A
APPROXIMATION PAR LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES.
- DERIVEES SPATIALES CENTREES,
- TER"IE D'ADVECTIVN HORIZO?iTAL E?J SEL DECENTRE VERS
L'AYONT AV JUSANT ET VERS L'AVAL AU FLOT.
- TRAITE?IENTS EXPLI CITES A L'EXCEPTION DES TERMES DE
k-ISCOSITE ET DE DIFFCSIVITE TRAITES IMPLICITEME?4T.
GRILLE D E
CALCUL DU
MODELE
DOWI
* u
Computahon points.1 0 ws
‘OE
sInQl'+s ‘02
‘OI
u
‘0
OCI) ‘OI-
tiQIltlh313 ‘02-
‘OE-
LL
&
0'82
5-
/-.--
---.__ _.--
.-- ---_ .--
*-
%
1 0
. I
N3
31INI-W
FICURE 16
FICHIER : SALINIT.TXT
H
” u
FICURE 1 8
F I C H I E R : ELEV,TXT
FOND
FIGURE 19
FICHIER : VITU,TXT
-15.32
-14 .U?
-11.83
-1.c.25
-14 .zu
- 16 I 6, c3
-15.71
-11,65
-7. 71
-7< I 44
-6” 37
- ^7 . .5E?
-4.3û
AVAL
FIGURE 20
FICHIER : VITW.TXT
-
L \\-.,
_ ‘7 i-
IJ
i
” 55
. ,& .;
_ c a-7
. ..J i
n r,
.“”
_. . *r.,,
-.CJ
.^ .l?,,
.C”
_ 7, -7
* v I
‘,
1.-.1-.-,--1-
_ .
SURFACE
FOND
AVAL
FICURE '21
FICHIER : SAL.TXT
FIGURE 22
CHRMP IIE VITESSE DANS LE FLEUVE SENEGRL
L A C H E R fUWNf =
0 M31S
CFIS TYPOLOGIQUE - RENVERSE DE MI?REE
h o r i z o n t a l e m e n t : lcm = 7
CdS
uerticalsment :
lcm =
2 E-2 çm/s
N’UMERIQUE
D E L A C I R C U L A T I O N D E MAREE
E T D E L A DISI’ERSION D U S E L
D A N S
L ’ E S T U A I R E D U F L E U V E S E N E G A L
B e r t r a n d M i l l e t
CENTRE DE RECHERCHES OCEANOCRAI'HIQUES DE DAKAR-THIAROYE
JUIN 1393.
----.--
-_- _-_---
---l_------- _-.-
t
t
I ..-. I.__-.--- .----._-.--.-
--AVANT pRopos .-.
--.--.--------t
Ce
docüment d e
travûil e s t
proposé
pûLXr
güideï la
compréhension du modèle numérique bidimensionnel t-ertical de
circü?ûtiOn e t
de dispersion mis en place sur
la
purtie
estuaïienne du Fleuve Senégal.
Les enregistrements effectués sur le terrain pour définir
.!e cholh du modèle et permettre son calage et sa validation,
û i n $c 1
qüe
les
formulations
mathématiques
et
les
r
CûïElCteriStiqiieZi
numériques
du
modèle,
sont
ici
présentés
rûpidement
e ii
+bant qu "infarmations
destinées aus éventuels
774. : 1 :
L4 LAA. I sûteuïs dii mûdele.
A f i n d e
mettre en
oeuvre le
modèle
selûn
la
nût;ce
T\\nt\\rt Y.-. 'n '
LjL uLabaee; â 1 8 fin de ce document, l'utilisateur devra disposer
d ii
mcdule exécutable SEN.EXE opérationnel
SGUS
1 E!
s:,-stème
d'eaploitûtion IIS/CCS,
ainsi que des copies types des fichiers
d' entïée
SALIXIT.TXT
et
EIAREE.TXT et de
sortie
ELE\\I . TXT >
Iv' 1 1 IL' , T \\- 'r
LL1, VITV.TXT et SAL.TXT.
___--..--
l--‘--
1
1 _.---____--____
-.--p.---.-----I
!!E!!EY-
- INTRODUCTION
p: 3
- CAXPACXES D'ENRECISTREMERTS EN CC)"T"'T"rU
I" 111"
p: 4
- CARACTERISTIQUES DU HVDELE NUMERIQUE
p: 6
- NVTICE
D'UTILISATIC?;
DU
XVDELE
p’. 2
- REFERENCES
DT L)T rm-~p~nuTnlrE~
U.LL~U.i.“C‘ L. * LLrq”
p: 10
~---_I-.---_-.--.-. -..- -.-.-- -
1
INTRODUCTION
i
Viîe
é tüde
-,,. ,;.A: ,,..;,3 ;,c.; ..c.
d’ envlïû~nement
c s t
I
plc’I lu.La%- .i ~~‘illc411 ‘
ne:lec?
depü 1 s l e d é b u t d e l’an;;éa ?JiJP,, s u ï lu puïtie at.ûl d ü Cleüve
C’
,enégûl,
e n t r e l e bûïïûge d e Viüiiiû et l’eiîtbûüîhüïe dü F?eu:e.
Cette
é t ü d e
û
pûur
ob.jectif d'éÿûluer
le s
noüwe 11 2 3
zûractéïistlques
éCOlC;.4 .-.*.,-%r.
,= .L y LI c .T d e cette
pûïtie ûvû?
du Fleuÿe,
yai demeure la seule & i*onsi:r.,-er un type de fonctionnement
estüaïlen, après la mise en service du bûïïage de SiZiZi&,
L'étude, à la fois physique et biologiqüe, îonsiste en un
îû.üp?âge
entre
le
comportement
des
peüplemezîts
phytoplanctaniques, et les sraïiat.ions des cûnditions physiques
de l'environnement e S t ü û r i. C 2 .
C'est
âinsi qüe
1 ' é~\\-olutlon a
différentes
échelles d'espnce et de temps, de
la biomasse
chlorophyllienne et
de la
diversité
taxinomique
du
phytoplancton
sera
confrûntée
Elu:<
évolütions
spatiales
et
temporelles de la circulation des eaux et des échanges entre
les masses d'eau douce et marines.
L'accent
est
mis
sür
la
reconnûissance
et la
quantification des différents
t-v,-
bJyes
de processus physiques
(advection longitudinale,
diffusion turbulente verticale) et
biologiques
(süccession
autochtone
d'espèces,
séquences
spécifiques
allochtone),
impliqués
dans le
nouveau
fonctionnement de cet écosystème perturbé, et susceptibles
d'en décrire la forte variabilite.
C'autïe
part,
'fi
*
m;se
en
place
d'une
modélisation
numéïiqüe
de la propicatl on de mürée et de 1~ dispersion du
sel dans
cette
partie
"estuarj.enne"
du
Fleuve,
doit enfin
permettre de
généïül i SC i‘
da.ns
l'espûce
et
16'
F<.emps
les
résultats
(-7 t
les
îonîepts
.-TL s s ü s
du
c. G ü p 1 n g e
entre les
obserrations
ins+~ûriti~~;-;EeJ
.,hT~+..,.l ,.Y.-+ .
.
LJiL3 bvkJLcrllL Loni.ques
e t
hydroclimatiques.
L'étude est menée dans !.e cadre des uctirités de Recherche
du Centre de Recherches Ccéanographiques de Dakar-Thiuroye
entre
âv ï i 1
198V et
septembre
!Cl01
Jl t
et û
bénéficié
d' ü n
financement du Ministère
franqûis d e lû Recherche,
d'un
financement du Ministère
français de l'Environnement et d'une
contribution de 1'UR 2C de ?'CRSTOM.
La partie biologique de l'étude est menée par Phi!ippe
Cecchi et Daniel Corbin, Les résultats des premières campagnes
de
mesures
sont
publiées
SOUS
1.2
fOïiX
d'ün
Document
d'Archives
du CROI?T (Corbin et Cecchi 1991). L'ensemble des
résultats et interprétations
seront publiés en octobre 1991
dans le cadre du mémoire de thèse de Philippe Cecchi, grésenté
devant l'Université de Montpellier.
Les mesures physiqües ainsi que le travail de modélisation
numérique
sûn t présentés
dans ce rapport qui comporte trois
parties : les résultats de deux campagnes d'enregistrements en
continu, puis les caractéristiqües du modèle numérique suivies
de la notice d'utilisation du modèle.
. .._ _ _. - ____ -_l_-_l_ _- -- .--.. -~--.-_._- -.-_____ --_
l
CAMPACNES
D'ENREGISTREMENTS
EN
CCNTINU
I
I-... --__.- .._--.--.-.-
_ ~- ..-.. --.---.-. -.---.
~ .---..--.-. --A
T-l,..,-
l./c Lt.%
îûmFûgne s
d’cnïegistïements
e ;-,
;: û rr +L j 7, .Li
S ü ï
ii 3 e
. .
cû1ûnr-ie
d’eâü
d e s
pï;nî ;pûu:;
,a.,,“,A+,,.,
>.L.c-r.: ce.7
yai CLIIIC L I c a
y,‘,. 3 I \\iues
d e
1 ’ enriïonnement
es+Lüariei;
sont
effeî+b.~ées
e iî
:,,.,-; A..
JC‘“* IC;I
c^ t
mû i
1 O<IA
da1ns
l e + ,-; . ..l
IJdV,
bI LrLe ûbjectif
zjü i ÿâÏ,+b
.
‘C
-- comple Leî l e s campagnes de me 5 ;; ïp s
: n, P. + : C.. 1 A m
h3di.OClll‘lu~lyc,c:3
instantanées
.
effectuees
fûngitüdinûlement d o n s
1 'ec.tüâiïe
(Corbin et Cecch; 1991:.
. .
-
preciseï
l&
nâtüre
et I1 ’ .?.*..,l
uir,Ll 1 eü ï
d e s
pïûcessüs
,-.l..-.-.:
c
r,l,v aLqües
impliques
dâns le
cûntïSle à
très
petite
éîhelle
d' cspâce
(qüelqües
mètres 1
et de
+. ,,--7r.
Lc:ukp.D
I,.,,l
, yLIGsqües
he üïf s )
d ü
déreloppement d e s o r g a n i s m e s p)l:rtGr’^““+-‘..;““-~
Ic%IIC b”I1Iyuc3.
- p e r m e t t r e l e cal.age e t la .v.âl i?Aü+L iv-.;
d-ù
mvdè?e
nümériqüe , en Yitesses de coürant et en salinité.
Chaque
Cam*pagne
consiste
en ün
mû.ùi j lûc-c^
r)
de
t r o i s
cûürantometres
Anderaa,
placés
e n
süb-surfâce C l'âmont
immédiat
du Pont Faidherbe â Saint-Louis,
répartis à des
profondeurs
différentes
(sub-surface,
mi-profondeur et
proximité du fond) sur trois colonnes placées zu centre du
L ,enâ?
-f-
et séparées d'une cinquantaine de mètres (Fig. 1).
La première campagne se déroule du 22 janvier 1990 ~2 9
heures jusqu'au
26 janvier 1990 à 13 heures, et correspond ô.
une période mârquée pnr une exceptionnelle h é t é r o g é n é i t é d a n s
le système.
En effet, un lâcher du barrage de Diama de 500
mètres-cube par seconde, ayant eu lieu entre le 21 ,janvier &
21 heures et le 22 janvier ,"; V heures, proroque 1:; circulation
û d .tv7 e c +b -; i. e
veïs
1' aval d'une grande
1entill.e
<j ' <z û .A
douce,
fûïtement
contrastée par rapport & lu salinité d'étiage de
'
I ‘estuâire ‘
Le démarrage des enregistrements coYh<:ide avec
? ' û ï r i i-é e à Saint-Louis dl; front sale associé a cette lentille
d'csu douce. En outre,
.
parâl?element û
c e t, t e
hétérogénéité
suL;ne,
une forte baisse du niveau de ?Û mer perturbe la
propagation de la marée dans l'estuaire, en confinant le
mtlieu, en annulûnt pratiquement les cscillations de courant à
. . I
r;rox;m;te
dü
fond,
et
e n
c
Aavoïisûnt
par
îC>TiSé~tieKlt
l e
phénomène de stratification verticale dl; champ de courant. Ces
discontinuités
dynamique et saline caractérisent un type de
fûnctionnement
stratifié,
essentiellement
"estuûrien" , qui
contrôle
désormais le
régime de l'estuaire
ciprès
la
construction du barrage de Clama.
La deuxième campagne se déroule du 21 mai 1929 k 14 heures
jüsqu'au 25 mai 1990 à 13 heures, et correspond a*u contrai.re i
une période de grande homogénéisation du système qui retroüve
alors le type de fonctionnement "lagunaire" qui caractérisait
les longues périodes d'étiage avant la construction du barrage
de Ciama.
Les figures 2, 3 et 4 présentent respectivement les séries
d'enregistrements de 1~ vitesse du courant de marée, de la
température et de la salinité au cours de cette campagne de
rnûi 1990, illustrant l'homogénéité stable de la colonne d'eau.
L û .
f;güïe
6
présente
1.u
s 5 ï i <^;- d' eï,ï~gistr~me;;ts
de ?û
teifip5ïâtüïe
ii u
toüïs
2
d
e
1 CI
cami:agne
d e
:,,,-:
. . ..-
1 aon
Jcl"* IL I
AJJ",
i?'lustrûïit
1 ' importance du ;.vthmc
fi~~Cténiéïû1 Ciüi 5.' iiEFCS@ j ?û
surface de la colonne d'ei;.l.
D ' ûutie
1 ' _ .-,h r. n c
-pûrt, I u~~y~.'L L
(-j ' eûü
douce
-,..,,.,Y..
p~uvvyue,
s 'LÀ ï t 0 ü t
û
d 4 b .J +L
ii
de
?û
c
73 t3 i' ii? (
üïie
strutification thermiqüe entrecoupée temrûrairement
d
eîoüïtes
periodes
d>Le- '
,,,,,,ogené i sat ion de 12 cûlûnne d'eaü.
1 e
î i-~ î 1 e de
cette rapide homogénéisrtion qui n'affecte pas encore I.e fond,
se süyerpose
parfaitement. û;vec Ie ~pcle du courant dr jüsûnt
(Fig.
51, ce qu * 1 traduit ün phenomène de déplûzement ;tdvectif
horizontal et oscillant d'u;; front s~?i, situé C cette époque
immédiatement & l'amont de Saint--Louis, à l'issue du lâcher de
. .
Di ümü du 21 Janvier. Enfin, ?û süpeïpos;t;ûn
ût-ec ?a l2; ,-?,*n
L 16ULe 5
renseigne également
sur 1' existenc.e
de plus courtes périodes
(inférieure à l'heure) pendânt lesquelles 1.z temperzture de la
coüche intermédiaire décroche légèrement de celle d-u fond pour
se
rapprocher de
la valeur de surface, qui se superposent
psrfaitement avec les périodes d'inaersion du champ de courant
sur la
colonne
d'eau, trctduisant
ains;. un
phenomène d e
diffusion
turbulente
verticale. A
nûter
toutefois que ces
processus de
diffusion
turbulente
verticale,
d'origine
essentiellement
dynamique,
semblent
soümis
ûu
cûntrôle
secondaire de la stratification thermique ~nyctémerale
qu '1
fâ-vrorise ou limite la propagation le long de la colonne d'eau,
de la diffusion turbulente potentiellement induite par les
îûüïânts
i n v e r s é s .
En effet, ?a diffusion verticale apparaît
être chûque fois de -l*--
pLc.43 grr;nde
~mp? i tude ?ûrSqü’d 1-e SüÏ’b*iCTit
âü cours des périodes nocturnes.
L a
figure 7
pïésentr ? ç?
-jéïiC
d' enïeg Istïcmcnta
d. i'_
lu
.
sûlinite ÜU cours de ?a CEiiTij>ûg2? d e Jûnrier
1.990. comme pûur
?a tempérûtuïe
(Fig. 6) ii;;
c: ;y- c 1 e
,-J y +,G..n~~
u,uoénii~ûtiü~ de lû
col.onne d'eau se superpose n\\*ec 1e z;,-cle de 'jüsûiit, traduisânt
?e déplxement advectif horizontu?
,
d u fïGEt sûle,
et
12s
coürtes périodes de décrochement de ?a salinité intermédiaire
par rapport 5 celle du fond se superposent z;'ec les périodes
d'inversion de
courantl,,é.toru;dt;isant
?a diffusion turbulente
-<erticâle. En outre,
v 1% ion parallèle de 1.6 Fente des
enregistrements de surface et de fend traduit une influence de
la dispersion longitudinale de In salinité, sous l'effet de ?a
marée.
Ces
deux
campagnes
d'enreg istïements
illüstrent
la
variabilité,
saisonnière et
hor-:
aire,
du
nouveau
ïégime
hydroclimatique de l'estuaire : for-Gage dynamique oscillant du
coursnt de marée,
forçage thermique nyctéméral, perturbations
thermiques et
halines
provoquées pâr le
déplecement des
lentilles d'eau douce,
processus
adveztifs
horizontaux
et
processus diffusifs verticaux.
I
A chzque l&cher du barrage de
l-l:
uiama,
l'ensironnement
estuarien
retrûce,
à
plus
lîâütc
fréquence, l'histoire
c.onp?ète
d'un
étiage,
ûlûïs
qü'elle
etait unique c;t-ant la construction du barrage.
. _ .__- __ __----- -. .--.--
_.-._---~_- .-._-
I
CARACTERISTIQUES
DU MODELE WMERXQUE
1
i _..._ _.. .__ ------ __.. -.-
J
lL:n r,udc” le
, .
numer;qüe
h:rl
LJ.LU11112113.LV11LICL
;m,.?,: ,.,,,.l
.r...n+:,r.l
#% -; n -.. , .
Vtl c.lL.cII de ~-1.Ls~~~l.8tiûii
UC
nâïée
et de .
m-4 n.-.
d;spel 31vil
d ii
sel. û
é t é m i s
e i,
place süï le
iii i 1 i e
l-.,-.T.n,l
ii
d' étüde
e n t r e
Diûmû e t
Candicle.
C
e
modefe Lci,vae süï
ü n F?
ïesû?ütion
nürné ï i que
d e s
éqüût
C.-.-A a7mF.r.C CL 1
iGilS
I"I*"cAIllç;‘,LLILeE;
de Iâ
d>-nûmiqüe d e s
flüides ..4 n,-1,.
.
. 1 Zly'Lelix ,
c t
r e p r o d u i t û üil i-;i*S Je +,-.m.-.‘-.
r.c,,*pa
(q.l à
e,
deüx
min-ütes, l e s châmps c?'é?évâtions, l e : ;
com~ûsântes
hoïizûRtûle e t -v' e ï t i c û 1 e
d e l a L- 1 te s se d*u c' 0 XLi L LT Ï, ,L
r3 c 1 <;r, 2 f â ‘i e
pïincipûl de l'estüaire et
r
moyennees
süï 1.3 l...x-.T.-,..,
1 CA* 5’LL” >
â i ris 1. q u e
1 ii
salinité de l'eau, en fcncti~n des conditions init*û?cs de
s û 1 i E i té dans 1' estuaire,
d ü forçage
mûï&
j j, ' ..v*,,l
d
e
C*"Q.J.
e
t
dü
débit
d'eau douce â l'amcnt, qui ûurcnt 6te
'nl.,hlnmrrn+
pïccII‘AuIc:1IIcII~
c h o i s i s .
Le
modèle
retenu
est
ün
iE0dèl.e ClûSSiCiU? 9
cûnçü
initialement
par Hamilton (1975) sur le Canal de Rotterdam
(Pays- E '
ûS/ > püis utilise par de Borne de Crandpri (?J'Y!?) et d-u
Penhoât
(1979)
sur l'estuaire de la Gironde,
puis
encore
amélioré par Salomon (1981) sur l'est-uaire de la Seine.
Le
modèle
utilise
une
discrétisation
spûtiale
longitudinale du milieu constitüée d'une série de 2'v :s 2 c t, ions
transversales
rectangulaires,
réparties
entre
Eiama
et
Candiole vers l'aval selon un pas d'espace constant de deux
kilomètres (Fig. S), et décrivânt ainsi une série de 19
comyartiments au
niveau desquels
les -v-ûleürs d'cl&-,-ât ion, de
vitesses et de salinité
sont cûlculées par ?e modele. L'ûiïe
de chaque section
ïectangulûiïe
considérée par !.e modèle est
cû!cu?ée de fûçon à conserveï une stricte e~*:GTT-l.T-~
LAN'1 " uLcllc>e
û v e c
! ' â i ï e de la section réelle .
Tv~eïticûleme-+
IIL,,
le
modèle
pïsÿc it
ÜiÎe
d i T i.3 ï 4 11. i Sût i. 0 n
c û ii s t i t ü é e
d’liiî
découpage
des
sectiûns
+ m..,z..l .-Y; n
ïfcLcALllbC41CIILes
éqü;aûlentes
e ri
cinq
nireûüx de 1
mètre
d'épuisseur
a.CAA...-.
L IIL1.L c*ll ,
depüis la
section
1
Jüsqu'à lû
section
1 1
I .L 1
t
E! n
qüâtre
niveaux de 1 mètre chacun depuis la section le!
Jusqa'$ la
s e c: t i 0 n 20. A
chacun de c.es niveaux, correspond le ca.?cul
d'une
'
'
sûl;nite,
d'une vitesse horizontale et d'une t-itesse
k-e ï t i c a ? e .
L’ informâtion
morphologique
et
b o +- h -T
‘+-; 1-111
uL.liymebL syuc
s ü ï
l'estuaire,
nécessaire
à
cette dis cïétisâtion
spatiûfe d u
m o d è l e ,
est
issue
de trois sources différentes :
1 'Btlûs
\\rzvâütique d u
Fleure
Sénégal
(Ee ziukov,
107-l \\
IJ,I/,
16
cûrte
bathymétrique du Service Hydrographique et Océanographique de
1la Marine disponible à la Capitainerie du Port de Saint-Louis
(Fig. 9), et
une
série de
relevés
effectüés
û.ù
sondeür
acoustique le 19 décembre 19S9 entre Saint-Louis et Candiole,
Cette
discrétisation spatiale qdi repose
sur
u n
ca?cul de
sectiûns
rectangulaires
équivrlentes
conduit
à
une
schimatisûtion de l'estuaire qui conserve des caractéristiques
d'ecoulement
équivalentes à celles
de l'estuaire réel, mais
.âb'C-c des
profondeurs différentes des mesures obser-<@es. Il
fa:idra
*
tenir compte de ce décalage géométriqüe du modèle par
1’ estüziii-e, dûris t 0 ii t. c 3 ! E :,
T
Le C,.Mc.r%dA
I”I ka.6t;
d ii mvdèle r-ii- pïeiîc! en cvmpta Ci ‘~1 Z 1 .y $L.it 1 r^ 3
1 ,$cb,e 1-3 du L..,,.-...n
I
U0.L .L age
de n:,,,
-
YlcLI*IcA>
û
1 ’ ûmûnt
e 1.
?c
m8ïegrûmmc de
Candiole à llnT-ml
CIVa.1. 1 Jû ritesse du tent' iî'cst, pc&3
Y-\\ ,-. n ;IriL"düi:c
, 1. + .,3 Y\\
dans le mdèle. loür lû mise .c n ûeürïc dU modèle > ü Ïl e stût iûr;
.
;,,+,11,c?.
-
. + A
~~~f~$ïâ~hi
. 1ue
c'"
a p
û
ï
2 û i-i s é *qa f n t
é t é
.LiL3LcLIIc‘
û
'-.'_ll-.l
L'L
--*-
LJ.iLfll L cc
il ü
1, L rj Y. ^
Cü;;di*le
par
le
Service
Régiofiûl
de
l'Ifs-dï~u?iyüi-
de
yiicri L de
F,FLi;;t
-Lu.dis l
: .-. + F. R .-A. n
,-l n .-. II
le
C
e
t
t
e
stâtion
û
d
e
p
u
i
s
é
t
é
I ii LG,S
L F“.
LLCLIi.>
“A”pü.~
hT#.C ; ,nr\\‘I
A,,,.
d ’ et.ïF
H,dïo
l
û
g
.
i
q
ü
e
1c.G 3 -
‘%CAL. L”IICI.L,
& t
cû;îtinüe
\\ACJlfL
S;ir’Ceillée.
Les
marégïûmmes
d U
pûste
c! c;
S&n?-Lû;iis
v ii +L
également été rend-us disponibles par le même Servicç, pendan-t
lû
d -'J ï 6 e
de
l'étude.
Les
enïeg i stremeï,ts
' ..,-.-.-i,;
iiiûïC?g~ oyi2~.<>liCS
effe ctüés
à
Diama
pïû-v- iennent
de
lu
s t 8 i. i 0 n
CE LCE ,
provisoirement installée par 1 'ORSTVM à 1 'û;-û? du Lr.---N,\\
UCCI I agc dûns
1 e cadre de
la convention avec ?'VI!VS, mûis déiliûntée depliiS
n.-v:1
c2.v 1. il
1990. Les figures 10 et Il. présentent ïespecti~~ement les
enregistrements marégraphiques de Saint-Louis et de Candiole
disponibles 2endant la durée de l'étude.
La formulation mathématique des équations est présentée en
Fig.üïe 12.
Les simulations de cûlûge du modèle ont conduit C
retenir 1s paramétrisation su;vante :
- coefficient de frottement
: k = 2.5.10-3 Sf,
- coefficient de diffusivité horizontale : c'Aix = 1 .2.103
SI
coefficient de viscosité Tv-erticule
. 1
-
t n - 3 , hT /:
3
.
L . 5 . L "
\\I"L. \\ Li . ?O-
coefficient de diffusivité verticcLle
: 0.3,?O-4~K,~!.IZ-4
Lû grille de calcul numériqüe est presentee
r^ n c * 4.l.T.
I I&"L e 13.
Le
mûdèle
fonctionne
avec ün pas
d'e".yP.
~Loi;zon+-û~
aLduce
de 2
kilûmètïe-=J> UE PELS d'espace verticc;? de ! m$trc C-C ;;n pas UC
+Lf?iilpS constant de 2 minutes
T,'n..
*..,fi+:
.
urpros lLIIck c.l~n d(-?s &q.~st~o~,-, pst
fa:lte pûï lû
méthode des différences finies.
Lc s
d&i;.r;es
si>ütiales
sont
centrées, â l'exception des
termes
n 0 n
?lnéuiïes
d'adrection en sel qüi st;r;t dÉcentré l,~--,cC-c.,m\\
I ciy3 L 1 C~CL,>, I
-i'ers l'ûmont ûu jusant, et vers l'aval aü flct. Les c!éri;Tées
teiilpOïel?eS sont traitées explicitement, ?i l'cZiCl3~tiûÏi des
termes
de
viscosité
et
de
di ffüsivi+bé
r 3. C
qu .L
sûïît
t ï û i t é s
implicitement pour des raisons de stûbilite nümerique.
Les résultats du calage et de lâ validation dl: mod$?c sont
présentés sur la figure 14. Le calage du modèle est effectüé i
p a r t i r des
élévations de mûrée
observées .& Saint-Louis
.
et û
Diamû ÛU cours
de la période du 9 au 12 fi:-rler IJJC, LÛ
validation du modèle est effectuée à partir des elev~tions de
marée
observées
i Diama,
et des débits
oscillants de
r
mûïee
calculés à
Saint-Louis à
partir des
enregistrements
des
courantomètres Aanderaa,
au cours de la période du 24 a:; 26
janvier 1990.
Un exemple de la validation du modèle en salinité est
presenté sur la figure 15 qui correspond 2 la période du 22 au
26 janvier 1990 â Saint-Louis pendant lûquel?e le déplacement
adrectif dl-une lentille d'eau douce,
en provenance du lâcher
de Diama du 21 jam-ier, provoqtie une forte stratification de
1 a
c o l o n n e
d'eau et une variation cyclique prononcée de lz
i
NOTICE D'UTILISATION DU MODELE
i
I....----
._I-----.~... 1
L a
m i s &
en oeuvre du modèle nécessite l'installation du
r
prealable d-u module exécutable SEN,EXE qui fonctionne sous le
.
s y s t e me A'exploitation
U
MS/DOS.
D'autre part, ce module exige
lû
constitution
parallèle de
deux
fichiers
d'cntrec
correspondants
ûux
valeürs
des
sâlinites
initiales
A
? ' estuaire et
ÛU
murégramme
de Candiole,
et
96. Ii.
dcïïû:fi
respectivement porter les noms de SALIXIT.TXT et de ?2AREE.TXT,
a i ii s i que les formats décrits dans ce qui suit.
Lû 4-4 dl.v?
LI~UIt-3 16 présente ün exemple de ?a facon dolit il faut
I
py(lpâr&>;.
le
fichier des salinités initiales. Les valeurs de
s <I :! i ;1 i +b é
SGfit,
lües
en
format
FCRTRAN
'
ïeel
e t
2 û i .*‘ c^ r, 4(,
obligûtoiïement
être écrites avec un peint décimû! et. être
espacées par an blanc.
Châque
ligne
correspond à
üne
section
définie
s Li Ï
1 'estüûiïe (Fig. 8). La première ligne 1 correspond au barrage
de Yiûmâ et
doit
être toujours
nülle .
L Û dernière ligne 2C
.
îorresi;ûnd û
1 â
salinité de Ia
section 19,
si.tuée à 2
kilümitïes A 1' amont de Candiole.
Chaq*ue
cûlonne
correspond
à une valeur de
Sâl ilîité ,,
Le
modèle est conçü avec des sections rectangülûiïes équiaûlentes
découpées avec un
'
maximum
de
5 niveaux de 1
mètre de
profondeur
chacuns.
Les 5
valeurs
observées de
salinité
.
;nitiâle,
rappoïtees â% l'échelle des sections rectangulaires
éyüivâlentes,
sont reportées sur les colonnes 2 (süïfâce), 3,
-?,
5 et E (fond).
La colonne 1 correspond à une extrapolation
obligatoire de la salinité de s-urface qui figure en colonne 2.
Tue 3
colonnes ? et 8
correspondent à
uhe
extrâpvlatiûn
obli gatoire de lu salinité de fond qui figure en colonne 6.
Chûqüe
va? eüï
CûïïeSpûTid
h ü Se
6 lé*,-ût ion
d c
,
~rûïce ,
expîrm-ée
e ri centlmètïe -981 ïûppo ït
I
aü n ‘~ V e a’~1 mûyen d e ?û muïee
ûü cûürs d e 18. périûde CCÏ‘S id<iy& > e t
,.T.RZIC1m+ A,
pïw * c LLCIII CI UC
! ii lcctuïe
dl;-ecte d ’ ü n m a r é g ï û m m e d e !.û stûtiûn d e Cûndiclc, cffcctüée
&.“rec -ùTi
?ûS
de
temps de 1.
heüïe .
t--h,,.,,
L 11uycie
1 igne
d ü
fichicï
cûrrespond par conséquent A une râleur horuiïe de !'Ê?ération
dela
'
mûïee
et
doit
Cûiii~ûïte~
û1~116~bv~1.c:lllen
; rz,+r.: x,'t."
t
Uri
po1nt
.
décimal. Les v a 1 e ü ï s coïrespûndûnt û ünf pér;ûds de f!.ût 3vllL
,Th..C
-pv:;itives et les vr*leürs de jusant sont negati*\\mes.
La première ligne duit correspondre a l'ilévation de marée
aü +,emp s 1' mI of 1 heüïe ,, après le démûïïûge de la simü?ation.
L a
;-aleür de l'élévation à TO sera demandez i l'ecr~n par le
modèle, après scn lancement.
Démarrage du modèle : SE?IT.EXE
Il faut taper "SEN" pour lûnceï le modèle.
Cinq questions apparûi ssent successirement & l'écra,n poür
.
déterminer les
caracteristiques d e l a
s imul aticn.
Chrque
valeur réponse doit être exprimée dans l'unit6 indiquée et
comporter obligatoirement un point décimal.
L û pïemière
question demande la valeur de l'élération
1 n .i t 1 8 1 e (en mètre). Cette -,raleur correspond à l'eléx*ation lue
S *Li ï 1 e marégramme de Candiole au temps To du démarrage de 1~
simülation .
Lû seconde quest;on demande la ;ya?cur de 1~ sa.?initd (en
pûüï-mille)
observée
8 ü
+-,.-?.,Y Tû dc
l, c "'~'3
1.2
z; i ;i, ,ù 1 â +; i v ;;
s ü r
1 a
section de Candiole.
La troisième question dcmazde la ;Valeur du débit moyen (en
mètre-cube par seconde) du 18cher a*u barrage de Ziama a-u co*urs
de la période simulée. Cette valeur demeure constante pendant
toute la simulation.
Si le baïrâge est feïmée, cette raleur
est nulle l
La quatrième question demande la valeur (en heure) de la
durée totale de la simulation.
La cinquième question demande la valeur (en heure) de la
fréqüence
avec
laquelle les
résultats
intermédiaires
d'élévations, de vitesses et de salinités seront saisis sur
leurs fichiers de sortie correspondants.
Fichiers de sorties
Les élévations de marée sortent sur le fichier EX,EV.TXT
dûnt la figure 18 présente un exemple. La ligne 1 correspond
ûü
compûrtiment
situé
immédiatement
à l'aval du barrage de
!!?
L’efiploitatiûn gïûg;hii2i.iC? (22 CPS fiCl,iC?rs Cli?
+éS;i?tats e;;
caïâctères ASCII est immédiate et peüt être enrisugke à pûrtir
d'une
pïogrammatiûn
û il
de
l'uti lisûticn
' ir,
1
ûg *
ic;el
classiqüe
(diagramme de s6~ie temporelle, Fsocontv:rs...l.
VT-I exemple de pros~ïûmmation gïuphique FORTRAN utilisant lû
bibliothèque de routines PLSTUV pour reprisenter le champ des
ÿecteürs
vitesses dâris 1 ‘@Sti.iûiïC? est FïGpûSé
S.ùI‘
le
f i c h i e r
CHAMP FOR Les
.
0
fichiers
d'entrée de ce programme s'intitulent
VIT et WITI, qui correspondent
ïespect;vement
ûux sûït*es des
fichiers VITU.TXT et VITK.TYT au yas de temps 24 heures de
simulation (Fig.19 et 20). 1,~ figure 22 présente le diagramme
de trac4
.
correspondânt a 1' utilis~tion'de ces deux fichiers
par le module eséc~tablc CHA?!J?.EXE.
Eeziükov, K.I. 1971. Atlas Nûu-tiqüe du Fleürc Sénégal. TGme 1.
Emboüch*xre-Port de Eoghé. ICI<, Iaris.
Corbin, C., et L. Cecchi. 1991. Hydroclimat de l'estücire du
Fleur-e Sénégal. Document. d'Archive du CRVDT n "lV5 .
De Borne de Grandpré, C. lnqcI
LJIJ. Yodè le bidimensionnei
e -ri temps
réel de la circulation werticâ?c estuarienne. Application à la
Gironde. Oceanol. Acta. 2:6!-68.
Du Penhoat, Y., et J.C. Salomon. 1979. Simulation numérique du
bouchon vaseux en estuaire. Application à la Cironde. Zceanol
Acta.
2:253-260.
Hamilton, P. 1975, A nümerical mode1 of vertical circülution
O f
tidal
estuâries
and its
applicâtion to
the
Rotterdam
Wâterwâys. Ceophys. J. R. Astron. SOC.
îO:l--21.
Salomon, J.C. 1381. Modeling turbidity maximum in the Seine
estüary. p. 285-317. ïTE J.C.J. Nihoul (ed '
'I> Ecûhydïûdynâmics.
Elsevier.
'OP
(
Pu: 'Oz:
= '02
JT'W'd '01
)
'0 'Of-
S/pP3
N3 'OZ-
3SS3U.h.
3
'OP
'4
-.r*e- __.._-..
--- .--z-
----=ilj(c_‘-.-
-
8
w “---
-a--
-r-
(
wu
=
S/KI
NB
3SS3,LIA
<;+--
”
-
--=z.zZ-
__..__..-._._.
‘2%
---.----
*-*-
-._- ----jt-,._---.-.,.I~--.
_..*******---
--rl----.-1I-r-
7'91
O'QT
6'ÇF
8'ÇT
L'ÇT
Q'ST
-“--
<
--~~~----..“-,--
(
.
L
_
rm---
_
-.
;-a “li”“““----
--.”
”
Y
”
-
*-”
“,-‘IS””
-”
-
-X&L\\,,
”
“V..Y”---
.-‘.
.““)
:---
-.....-c-‘..
.
%2z-
e”izz-c
~,,“““s----
~-----“--“----““““““““““““-““.
.
_
I”““““”
‘d
““““““““““““““-----
_-.
h”‘a”““““”
----.
.-
“”
--
”
--..
““”
-
”
““““““““““-“--
-----------
_
.
”
_“..“L__.
-.
“Y1
8
“““““““”
.,_
_
“----1
.”
.-Y:-
_._,.._
-3
--*SL.
.-.-
13
2 * .’
-Ik-
.
-7
i
FIGURE 1
M O U I L L A G E C O U R A N T O C R A I P H I Q U E
A
S A I N T - L O U I S
\\3
4
_--I. _
/.
--.
._ .__... -----
4
i
<(
7.60 I?l î:s.kl.
DEUX CAMPAGNES D'ENREGISTREMENTS :
PERIODE DU 22 JANVIER 1990 ii 9 HEURES
PERIODE DU 21 MAI 1990 B 14 HEURES
AU 26 JANVIER 1990 B 13 HEURES
AU 25 MAI 1990 ii 13 HEURES
FIGURE 8
.:
3
fl’Drr
. . .---.(-
11
SAINT-LOU
w
‘PI,
r-.--
-ml
td
,d
,d
,d
id
id
/d )i I
d
d
rri
d
d
xi
d
d
1
J
:
. d
1
d
i
FIGURE 12
- _ - _ . . -
- _
- - _ - - - . -
. _ .
. - - l - -
MODELISATION NUMERIQUE DE
CIRCULATION DE MAREE ET DE DISPERSION SALINE DANS
__. _.__ -_. ~-._---_
--
-
L'ESTUAIRE DU
'FLEtiVE ."SENtiCkXi ."
F O R M U L A T I O N M A T H E M A T I Q U E : - D U M O D E L E
a(BU)
+&.!L,
ax
az
5
a
BUdz
L%.L.,~
1
-0
a t
B
ax
au
au
a u
-t~U-tw---
- P
as -
(5 -2)
a;
o a(Nz -3
a t
ax
~tu~+w~~glp
as
as
a(l.iii) ’ a(KiL) o
az
a t
ax
a2
B
ax
a2
.
Nz - HUp- (Nl f(z)) (1 + 7 Ftip*25
Kz = HU/j? (Kl f(z)) (lot Ri) K'
u,w
.. les composantes hor izontale et verticale de la vitesse
El : la largeur des sections de l'estuaire
c
: l'élévation en surface
H
: la profondeur totale de la section équivalente
P
: la densité
-0I; : Ia densité moyennée sur la profondeur
s
: la salinité
Ni5
: coefficient de viscosité turbulente verticale
Lx, Kü : coefficients de diffusivité turbulente horizontale et
verticale
k : c,oefficient de frottement
Ri : nombre de Richardson
11, 9
K, et Ke
sont
des
constantes
déterminées
lors de
l'étalonnage.
FIGURE 13
.~- --.--.-_--
1
I
i __..._. _ _. .._______ !?ELUToN NUME.!FQUE DES EQUAT1oNS
-.-A
APPROXIMATION PAR LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES.
- DERIVEES SPATIALES CENTREES,
- TER"IE D'ADVECTIVN HORIZO?iTAL E?J SEL DECENTRE VERS
L'AYONT AV JUSANT ET VERS L'AVAL AU FLOT.
- TRAITE?IENTS EXPLI CITES A L'EXCEPTION DES TERMES DE
k-ISCOSITE ET DE DIFFCSIVITE TRAITES IMPLICITEME?4T.
GRILLE D E
CALCUL DU
MODELE
DOWI
* u
Computahon points.1 0 ws
‘OE
sInQl'+s ‘02
‘OI
u
‘0
OCI) ‘OI-
tiQIltlh313 ‘02-
‘OE-
LL
&
0'82
5-
/-.--
---.__ _.--
.-- ---_ .--
*-
%
1 0
. I
N3
31INI-W
FICURE 16
FICHIER : SALINIT.TXT
H
” u
FICURE 1 8
F I C H I E R : ELEV,TXT
FOND
FIGURE 19
FICHIER : VITU,TXT
-15.32
-14 .U?
-11.83
-1.c.25
-14 .zu
- 16 I 6, c3
-15.71
-11,65
-7. 71
-7< I 44
-6” 37
- ^7 . .5E?
-4.3û
AVAL
FIGURE 20
FICHIER : VITW.TXT
-
L \\-.,
_ ‘7 i-
IJ
i
” 55
. ,& .;
_ c a-7
. ..J i
n r,
.“”
_. . *r.,,
-.CJ
.^ .l?,,
.C”
_ 7, -7
* v I
‘,
1.-.1-.-,--1-
_ .
SURFACE
FOND
AVAL
FICURE '21
FICHIER : SAL.TXT
FIGURE 22
CHRMP IIE VITESSE DANS LE FLEUVE SENEGRL
L A C H E R fUWNf =
0 M31S
CFIS TYPOLOGIQUE - RENVERSE DE MI?REE
h o r i z o n t a l e m e n t : lcm = 7
CdS
uerticalsment :
lcm =
2 E-2 çm/s