Hydrodynamique et transport de particules en suspension dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie - IRD - Institut de recherche pour le développement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Hydrodynamics and particle transport in the South West lagoon of New Caledonia

Hydrodynamique et transport de particules en suspension dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie

Résumé

This thesis participates to a study that has been lead for several years by IRD which aims increased knowledge of hydrodynamics and transport of dissolved substances and particles on the South-West Lagoon of New Caledonia (SLNC). This work stands on field measurements and numerical modelling. The first step of this thesis is an attempt to synthesise the great amount of data produced by a numerical hydrodynamic model (MARS3D). Indexes having the dimension of time and related to the renewal of water masses were computed from numerical tools applied to the hydrodynamic model. The computation methods, the significance and the application of these indexes to the Southwest Lagoon of New-Caledonia (SLNC) are exposed. Examples of application of these indexes aiming to quantify the influence of hydrodynamics on biological processes are shown. Out of flooding periods, the re-suspension of freshly deposited sediments is the main source of suspended particles on the SLNC. The combined actions of waves and currents induce a bottom shear stress that is responsible for particle re-suspension. In order to access the wave field characteristics, a wave model (WavewatchIII) was implemented over the SLNC. It was validated by in situ directional measurements of the wave field. The last part of this thesis focuses on the determination of physical properties of suspended particles such as particle size distributions, density, and fall velocity, are compulsory to model particle transport. This work stands on in situ measurements and laboratory experiences performed with laser particle size analyser. Results emphasise the importance of bioaggregation in a coral reef ecosystem.
Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une étude conduite depuis plusieurs années par l’IRD qui vise à mieux connaître les processus de l’hydrodynamique et du transport d’éléments dissous et de particules dans le Lagon Sud-Ouest de Nouvelle Calédonie (SLNC). Les travaux présentés s’appuient sur des mesures de terrain et la modélisation numérique. Le premier volet de la thèse vise à synthétiser l’abondante information produite par un modèle numérique hydrodynamique (MARS3D). Des indices relatifs au renouvellement des masses d’eau et ayant la dimension d’un temps, communément appelés temps de résidence, sont élaborés à partir d’outils numériques. La signification de ces indices, leur mode de calcul et leur application au SLNC sont exposés. Plusieurs applications mettent en évidence les effets de l’hydrodynamique sur des processus biologiques et biochimiques. Hors période de crue, les sédiments fraîchement déposés constituent la principale source de particules en suspension. Les tensions de cisaillement provoquées par les effets combinés de la houle et du courant provoquent leur remise en suspension. Pour les calculer en tout point, il est nécessaire de simuler précisément le champ de vagues. La seconde partie de la thèse y est consacrée. Pour cela, le modèle de houle WaveWatchIII est adapté au SLNC et validé par des mesures directionnelles de vagues. Le troisième et dernier volet de la thèse est focalisé sur la détermination des propriétés physiques des particules en suspension. Ces paramètres (concentration par classe granulométrique, densité, vitesse de chute) sont nécessaires pour modéliser le transport des particules. Ce travail s’appuie sur des mesures in situ et des expériences en laboratoire réalisées à l’aide d’un granulomètre laser.
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Dates et versions

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  • HAL Id : tel-01171150 , version 1

Citer

Aymeric Jouon. Hydrodynamique et transport de particules en suspension dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie. Milieux et Changements globaux. Université du Sud Toulon-Var, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01171150⟩
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