Dynamique côtière

Présentation

L’enseignement a pour but d’introduire la diversité des processus responsables de la dynamique en milieu côtier (du littoral jusqu’aux limites du plateau continental).Il vise à une description des principaux mécanismes et équilibre de la dynamique côtière.

Les cours sont assurés par des chercheurs impliqués dans cette problématique.

This course describes the main processes and equilibrium met in coastal dynamics.

« course taught in English »

Pré-requis nécessaires

Mécanique des fluides géophysiques / geophysical fluid dynamics

Océanographie physique descriptive / descriptive physical oceanography

Objectifs

L’objectif est que les étudiants connaissent la diversité des processus qui régissent la dynamique en milieu côtier (du littoral jusqu’aux limites du plateau continental)

The objective for students is to know the diversity of processes that drive the dynamics in coastal domain (from the coast to the shelf break)

Compétences visées

Identifier les informations dans la littérature scientifique et extraire le questionnement nouveau - récolter des données terrain ou en laboratoire et connaître les méthodologies et instruments de mesures - avoir une culture des ordres de grandeur du système océan-atmosphère-climat pour qualifier ou analyser des observations - développer des calculs nouveaux a partir de calculs existants pour résoudre un problème original

Connaître et savoir utiliser les codes d’analyses de données et de simulation numérique et éventuellement des outils des sciences de la donnée pour aborder des problèmes complexes

-mettre en œuvre du calcul intensif

-maîtriser les limites et champs d'application des outils numériques

Caractériser les interactions entre les parties du système telles qu’observées (par corrélation déterministe ou par analyse de régression) ; appliquer une analyse holistique si besoin ; puis quantifier les éléments individuels et structurels du système

 

Descriptif

Cours 1

Introduction à la dynamique côtière

Cours 2

Marée : marée statique, potentiel générateur, marée dynamique, interaction non-linéaire, génération d’harmonique, spectre de marée côtier

Travaux pratiques 1

Marée : prédictions de marée dans différents ports par la formule harmonique, calcul des surcotes.

Cours 3

Fronts : Structure frontale (surface et fond), fronts de marée, structure et équilibre hydrologique et dynamique, circulation associée, équilibre du vent thermique, instabilité de courant

Cours 4

Forçage vent : Réponses aux forçages météorologiques : en fluide homogène, en fluide stratifié, vent le long des côtes (upwelling, downwelling)

Travaux dirigés 1

upwelling

Travaux dirigés 2

amphidromie

cours 6

Turbulence : Couches limites de fond – Couches limites de surface : écoulements contrôlés par la friction au fond, pompage d’Ekman, influence des vagues sur les couches limite. Dissipation, origine de cisaillement, production de turbulence. Origine de la flottabilité – dissipation de la turbulence

Cours 7

Ondes : Système dynamique, propagation, signature, dissipation, relation de dispersion ; Effets Topographiques et ondes piégées à la côte : ondes de vorticité topographiques

Cours 8

Panaches : rivière versus marée coin salée, effet de la flottabilité sur le mélange, devenir des panaches fluviaux sur le plateau

Lecture 1

Introduction to coastal dynamics

Lecture 2

Tide : static tide, dynamic tide, non-linear interactions, harmonic generation, coastal tide spectrum

Practical 1

Tide : Tide predictions for different harbours. Surges

Lecture 3

Fronts : Frontal structure (surface and bottom), tidal fronts, structure and hydrological and dynamical equilibrium, associated circulation, thermal wind equilibrium, current instabilities

Lecture 4

Wind forcing: Responses to meteorological forcing: in homogeneous fluid, in stratified fluid, wind along the coasts (upwelling, downwelling)

tutorial 1

upwelling

Tutorial 2

amphidromy

Lecture 6

Turbulence: bottom layer– surface layer: flow controlled by bottom friction, Ekman pumping, wave influence on limit layer. Dissipation, origin of shear stress, production of turbulence. Origin of buoyancy – turbulence dissipation

Lecture 7

waves: dynamical system, propagation, signature, dissipation, relation of dispersion; Topographic effects and coastal trapped waves: waves of topographic vorticity

Lecture 8

Plumes: river versus tide, buoyancy effect on mixing, becoming of river plumes on shelf

 

Bibliographie

Cushman-Roisin Benoit and Beckers Jean-Marie, 2010 : Introduction to geophysical fluid dynamics :Physical and Numerical Aspects-academic Press. http://engineering.dartmouth.edu/~cushman/books/GFD.html

Stewart Robert H., 2008 : Introduction To Physical Oceanography. Department of Oceanography, Texas A & M University. http://oceanworld.tamu.edu/ocean410/ocng410_text_book.html