Vers une modélisation unifiée des interactions entre les vagues, les courants et la turbulence en trois dimensions : application à le Raz Blanchard (France)

Cette thèse porte sur la représentation de la turbulence dans les environnements côtiers énergétiques, via l’implémentation du modèle de régularisation Leray-alpha dans la version non hydrostatique du modèle océanique CROCO. Les fermetures turbulentes classiques en océanographie côtière, telles que RANS ou la LES de Smagorinsky, introduisent souvent une dissipation excessive et sous-estiment la variabilité tridimensionnelle des écoulements tidaux. Les modèles de régularisation offrent une alternative en modifiant la dynamique non linéaire plutôt qu’en s’appuyant sur une viscosité turbulente empirique. Le modèle Leray-alpha est implémenté à l’aide d’un opérateur de filtrage dont l’échelle alpha contrôle le lissage des petites structures. Ses performances sont évaluées dans deux configurations : un cas idéalisé de promontoire côtier et une application réaliste au Raz Blanchard, l’un des détroits tidaux les plus énergétiques d’Europe. Les résultats montrent que Leray-alpha améliore la rétention d’énergie, modifie les structures turbulentes proches du fond et renforce le réalisme des dynamiques tridimensionnelles, au prix d’un surcoût numérique notable. Néanmoins, la qualité accrue de la représentation turbulente suggère que les approches de régularisation constituent une voie prometteuse pour la modélisation côtière future dans les environnements fortement énergétiques.