Simulation de panaches bactériens en mer: Validation d'un modèle hydrodynamique 3D de la grande rade de Toulon

International audienceSince 2008, a local-scale hydrodynamic model of the Bay of Toulon has been developed by Ifremer to be used in junction with the Veolia Girac wastewater Simulator in order to represent bacterial contamination in sea water related to plume outftow. This model was built with the MARS3D numerical code to generate, every 30 minutes, the current components, salinity and temperatures values. The grid has a 25 meters horizontal resolution and 30 unequally-spaced vertical sigma levels. The calibration and validation process of such model requires many measuring devices: CTD profiler for vertical stratification, TSG (thermosalinograph) for surface salinity maps, ADCP (acoustic Doppler current profiler) to get the vertical distribution of currents along a trajectory, ADCP fixed at the bottom to get on one point the long term variations in the water column, ARGO drifters to have the sub-surface path of the current along the boundary conditions of the model. The particular interest of each System will be discussed in this study, focusing on the method used to refine the model parameters in order to best match the measured reality. At the end of this validation process, the model should be able to reproduce accurately the flow of water at the release points of unregulated rain discharge along the coast. By coupling this hydrodynamic model with the optional module MARS3D/MET&0R, we can then perform Escherichia coli dispersion simulations, which take into account the light intensity variations Inight/day cycles), and predict the contamination levels at beaches and swimming areas, 24 hours after the storm event.Depuis 2008, l’Ifremer a développé un modèle hydrodynamique à petite échelle de la grande rade de Toulon, utilisé dans le cadre du projet Girac pour la représentation des panaches bactériologiques en mer. Ce modèle, construit sur la base du code numérique MARS3D, génère toutes les demiheures les composantes du courant ainsi que les valeurs de température et de salinité dans une grille horizontale de résolution 25 m, étendue sur 30 niveaux en profondeur suivant une échelle d’épaisseur variable en fonction de la bathymétrie. La calibration/validation d’un modèle de cette précision nécessite le déploiement de différent appareils de mesure : sondes CTD donnant des profils de température et de salinité, thermosalinographe donnant des cartes de répartition en surface, courantomètres Doppler (ADCP) permettant d’obtenir des profils verticaux de courant le long d’une trajectoire navire avec une précision dans notre cas de 1 à 4 mètres, courantomètres Doppler en station fixe permettant d’enregistrer sur une longue durée l’évolution de la colonne d’eau en un point donné, bouées dérivantes donnant la trajectoire des courants maritimes en frontière des modèles. On montrera dans cette étude l’intérêt particulier de chaque type de mesure et la méthode utilisée pour affiner les paramètres du modèle et approcher progressivement la réalité observable. Au terme de ce processus de validation, le modèle est apte à reproduire avec un indice de confiance acceptable les écoulements d’eau douce en sortie des exutoires. Par couplage avec le module complémentaire MARS3D/MET&OR, il permet ensuite de réaliser des simulations de dispersion d’Escherichia coli plus fines tenant compte des variations d’intensité lumineuse lors des cycles diurnes/nocturnes, afin de prédire le degré de contamination des panaches susceptible d’atteindre les zones de baignade dans les 24 heures consécutives à l’événement pluvieux