Modélisation de la dispersion des polluants dans un milieu marin via les oueds et les émissaires sous-marins : Application à la pollution de la baie de Tanger - Maroc

Abstract

Notre travail de thèse présente une contribution à l'étude du comportement d'un jet flottant horizontal, représentatif de la dispersion de rejets dans un milieu marin. Il consiste à modéliser ce type d'écoulement par une approche mathématique basée sur la résolution numérique moyennant la méthode des volumes finis, à valider le modèle numérique par des mesures à échelle réduite sur des maquettes expérimentales, et, enfin, à simuler la dispersion de polluants à grande échelle sur un cas réel. Trois cas d’étude ont été abordés: [1]. Le premier cas est relatif à l’étude numérique et expérimentale d'un jet flottant turbulent rond et "non-Boussinesq", injecté horizontalement dans un milieu statique et homogène. Il s'agit d'un jet de mélange air-hélium dans de l'air. En travaillant en adimensionnel, les problèmes des jets de gaz sont similaires à ceux des rejets des eaux usées via les émissaires sous-marins. Les résultats ont permis de décrire la nature du jet et son comportement en fonction des conditions initiales d’éjection. [2]. La deuxième étude a concerné un autre cas représentatif des rejets des émissaires de stations d'épuration. Il s’agit d’un jet pariétal admettant l’approximation de Boussinesq en régime de convection mixte. Dans ce cas également, nous avons procédé à une étude numérique validée expérimentalement par l'analyse du comportement d’un jet d’eau douce injecté tangentiellement à une paroi plane, dans un milieu ambiant statique et homogène d’eau salée. L’objectif est ici d’étudier l'influence de l'effet combiné de la turbulence et de la présence de la paroi sur le comportement du jet. [3]. Dans le dernier cas d’étude, on a modélisé, en 2D et en 3D, à grande échelle un processus côtier de dispersion de rejets en surface libre. Cette modélisation concerne, plus précisément, la dispersion de rejets dans un milieu marin en présence d'écoulements transversaux avec, comme application, la pollution au sein de la baie de Tanger. On a étudié en particulier le processus d’interaction des rejets des oueds débouchant dans la baie en incluant l'effet des courants marins et de la bathymétrie. Les résultats ont permis de visualiser le mécanisme de la dispersion et d’avoir des informations précieuses sur l’écoulement généré au voisinage des plages par l’interaction des rejets et des mouvements de flux et de reflux de la marée.