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Chassiron lighthouse

Phare de Chassiron sur l'île d'Oléron

Mise à jour:

20/03/2020
Version 1.0

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Introduction to TOMAWAC

"TOMAWAC est un logiciel scientifique qui modélise les changements, à la fois dans le temps et dans l'espace, du spectre de puissance des vagues entraînées par le vent et de l'agitation des vagues pour des applications dans le domaine océanique, dans les mers intracontinentales ainsi que dans la zone côtière. Le modèle utilise le formalisme des éléments finis pour discrétiser le domaine maritime ; il est basé sur les sous-programmes de calcul du système OPENTELEMAC-MASCARET, développé par le Laboratoire National d'Hydraulique et Environnement (LNHE) d'EDF R&D.

L'acronyme TOMAWAC adopté pour nommer le logiciel est dérivé de l'anglais TELEMAC-based Operational Model Addressing Wave Action Computation (en français : Modèle opérationnel basé sur le système TELEMAC concernant le calcul de l'action d'onde pour les vagues)

TOMAWAC est l'un des modèles du système OPENTELEMAC-MASCARET [Hervouet, 2007], qui aborde les différentes questions liées aux flux de surface libre (de type fluvial ou maritime) et aux flux souterrains, ainsi que les processus physiques associés : transport de la charge, qualité de l'eau, etc..

  • Mise en œuvre de TOMAWAC : TOMAWAC modélise les états de la mer en résolvant l'équation d'équilibre du spectre directionnel de la densité d'action. Pour ce faire, le modèle doit reproduire l'évolution du spectre directionnel de la densité d'action à chaque nœud d'une grille de calcul spatial. Dans TOMAWAC, le spectre directionnel des ondes est divisé en un nombre fini de fréquences de propagation fi et de directions qi. L'équation d'équilibre de la densité d'action des ondes est résolue pour chaque composante (f i , qi ). Le modèle est considéré comme un modèle de troisième génération (par exemple, comme le modèle WAM [WAMDI, 1988] [Komen et al., 1994]), car il ne nécessite aucune paramétrisation sur la distribution spectrale ou directionnelle de la puissance (ou de la densité d'action). Chaque composante du spectre de la densité d'action change dans le temps sous l'effet des processus modélisés par le logiciel.
  • Objectifs généraux de TOMAWAC : TOMAWAC peut être utilisé pour trois types de demandes :
    • 1. Prévision du climat des vagues quelques jours à l'avance, à partir des prévisions du champ de vent. Ce type d'application en temps réel s'adresse plutôt aux instituts de prévisions météorologiques tels que Météo-France, dont l'une des missions consiste à prévoir en continu l'évolution du temps et, le cas échéant, à publier des avis de tempête.
    • 2. Prévision a posteriori d'événements exceptionnels ayant gravement endommagé des structures maritimes et pour lesquels les enregistrements sur le terrain sont soit incomplets, soit indisponibles.
    • 3. Etude de la climatologie des vagues et des caractéristiques des sites maritimes ou côtiers, par l'application de conditions météorologiques diverses, moyennes ou extrêmes, afin d'obtenir les conditions nécessaires à la réalisation de projets et d'études (constructions portuaires, évolutions morphodynamiques des côtes, ...).

Lors du développement du modèle TOMAWAC, le laboratoire du LNHE s'est principalement intéressé à ces deux derniers types d'applications. Il a également envisagé la possibilité de mener des activités de recherche axées sur les thèmes suivants :

  • les interactions entre les vagues et les courants et les ondes de tempête, en particulier dans les endroits où la marée joue un rôle important,
  • la morphodynamique côtière,
  • la probabilité d'inondations dans les zones côtières,
  • la stabilité des structures côtières et la protection des côtes,
  • l'assimilation des données des satellites de vent ou de vagues pendant le calcul..."

pour en savoir plus, voir le site OpenTelemac-Mascaret