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Modélisation de la dissipation de l'énergie des vagues par la végétation de marais littoral

Lambert, Nicolas (2009). Modélisation de la dissipation de l'énergie des vagues par la végétation de marais littoral. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 97 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Les marais salés sont des écosystèmes composés de plantes halophytes qui ont une dynamique sédimentaire grandement modelée par l 'hydrodynamisme local causé par les vagues. Celles-ci, en se propageant dans les marais, contribuent au transport du sédiment en place. D'un autre côté, la végétation présente dans ces marais freine l'action des vagues tout au long de leur progression. Il est donc important de bien connaître l'interaction entre la végétation et l'hydrodynamisme de vagues. Le but de ce travail est de construire un modèle numérique de vagues qui soit en mesure de simuler la propagation des vagues dans les zones littorales ayant une couverture végétale. Le modèle de vagues SWAN a été utilisé comme modèle de base et une routine y a été ajoutée afin de calculer l'énergie des vagues dissipée par la végétation. La modélisation de cette routine est basée sur le calcul de la force de traînée causée par le mouvement entre l'eau et la végétation, et ce, sur l'ensemble de la hauteur de la couverture végétale. Ce calcul est répété indépendamment pour chacune des fréquences de vagues et pour chaque direction de propagation. Une série de mesures de terrain a été réalisée en vue de calibrer les paramètres de cette nouvelle routine. Le modèle SWAN, utilisé sans considérer la végétation, donne une hauteur significative en moyenne trois fois plus élevée que les données réellement mesurées à la station la plus haute dans le marais. La nouvelle routine a permis d'obtenir une hauteur significative de seulement 6 % plus élevée que la hauteur mesurée. À l'aide de ces simulations, il fut possible de conclure que l'atténuation de la hauteur des vagues causée par la végétation représente, sur 566 m, une perte d'énergie de 37 % à 88 %. Une série de simulations avec le nouveau modèle a aussi permis de déterminer les paramètres qui influencent le plus la dissipation : le niveau de l'eau, la densité de la végétation et la période des vagues. Cela a confirmé les analyses mathématiques préliminaires. Avec ces nouvelles données, il sera possible de mieux simuler l'hydrodynamisme au sein des marais salés et ainsi de bien comprendre la dynamique sédimentaire de ces milieux. ABSTRACT : Saltmarshes are ecosystems composed of halophyte plants, which influence significantly the sedimentary dynamic. Saltmarshes are modulated by local wave hydrodynamics. As waves progress in the marsh, the y erode sediment. However, vegetation dissipates the wave energy and minimises erosion. Therefore, it is important to leam more about the interaction between vegetation and wave hydrodynamics. The purpose of this study was to build a numerical model to simulate the wave propagation through a vegetated intertidal zone. The existing SWAN model (Simulating WAves Nearshore) was used as base mode l, and a new routine was added to ca1culate the wave energy dissipation by the vegetation. This routine calculates the drag force caused by the movement of water in the vegetation over the entire canopy height. These calculations are repeated for each wave frequency and for each wave propagation direction. Field measurements were recorded at the Isle-Verte marsh to calibrate the parameters of the new routine. When dissipation by the vegetation was ignored, the waves height generated by the SWAN model was generally three times higher than the actual measurements at the most land ward station in the saltmarsh. When the new routine was added to the model, simulated wave heights were only 6% higher th an the measured heights. The results showed a wave energy dissipation of 37% to 88%, and this dissipation was primarily due to wave attenuation by the vegetation over 566 metres. Several simulations of the SWAN model with the new routine were made to determine the influence of different parameters on the dissipation, such as water level, vegetation density and wave period. These model results confirmed preliminaries mathematics analyses. These results will be use fui in future studies to better simulate the hydrodynamics in saltrnarshes and to understand the sedimentary dynamic in these environments.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Neumeier, Urs
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Saucier, François
Informations complémentaires: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de maîtrise en océanographie. Publié aussi en version papier.
Mots-clés: Dissipation Energie Vague Hydrodynamisme Propagation Dynamique Sediment Vegetation Marais Littoral Modelisation Simulation
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 25 janv. 2011 19:28
Dernière modification: 25 janv. 2011 19:30
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/259

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