Mise en œuvre d'échanges supplémentaires de champs d'ondes spectrales dans une configuration couplée vague-courant tridimensionnelle WAVEWATCH-III (version 6.07) et CROCO (version 1.2) : évaluation de leurs implications pour l'hydrodynamique côtière macro-tidale

Résumé. Un couplage avancé entre un modèle de circulation océanique tridimensionnel (CROCO) et un modèle d'ondes spectrales (WAVEWATCH-III) est présenté pour mieux représenter les interactions des courants macro-tidaux avec les vents et les vagues. Dans la mise en œuvre précédente de l'interface couplée entre ces deux modèles, certaines des composantes induites par les vagues dans les équations dynamiques océaniques étaient calculées à partir de leurs approximations monochromatiques (par exemple, dérive de Stokes, tête de Bernoulli, vitesse orbitale des vagues près du fond, flux d'énergie des vagues vers l'océan). Dans la présente étude, les échanges de ces champs calculés à partir du modèle d'ondes spectrales sont mis en œuvre et évalués. Un ensemble d'expériences numériques pour une configuration côtière de la circulation macro-tidale au large de la Baie de Somme (France) est conçu. L'impact du calcul des termes induits par les vagues en mode spectral par rapport à la monocromie a un effet notable sur l'hydrodynamique macro-tidale, en particulier dans les scénarios impliquant des vagues de tempête et des vents opposés aux courants de marée. Cet effet se manifeste par une réduction de la décélération induite par les vagues du profil vertical des courants de marée. La nouvelle mise en œuvre fournit des magnitudes de courant plus proches des mesures que celles prédites en utilisant des formulations monochromatiques, en particulier à la surface libre. La dérive de Stokes de surface spectrale et la vitesse orbitale des vagues près du fond se révèlent être les champs spectrals ayant le plus d'impact, respectivement en augmentant l'advection vers la surface libre et en déplaçant le profil près du fond marin. Dans le cas particulier de la Baie de Somme, l'approximation de ces termes spectrals avec leurs homologues monochromatiques aboutit finalement à une sous-estimation des courants de surface océaniques. Nos développements de modèle fournissent ainsi une meilleure description des effets concurrentiels des marées, des vents et des vagues sur la circulation au large des baies macro-tidales, avec des implications pour l'étude des interactions air-mer et des processus de transport sédimentaire.