Postdoctorat (H/F) – Dissipation de l’énergie des vagues et transformation spectrale en zone de surf i

Missions :
Lors des tempêtes, la dynamique de la zone littorale est dominée par les processus de déferlement des vagues en eaux peu profondes. Lorsque les vagues de tempête déferlent, elles dissipent leur énergie et générent de forts courants qui contrôlent la réponse morphologique des plages. Par ces processus dissipatifs, les vagues déferlantes contribuent également aux surcotes en surélevant le niveau moyen à la côte, une contribution communément appelée le setup. Malgré son importance cruciale pour la prévision des aléas littoraux, le processus de déferlement des vagues reste assez grossièrement paramétré dans les modèles spectraux de vagues, en particulier parce que la distribution fréquentielle de l’énergie dissipée demeure inconnue. L’approche de modélisation standard suit les travaux d’Eldeberky et Battjes (1996) et repose sur l’hypothèse d’une relation linéaire entre l’énergie dissipée à une fréquence angulaire ω et l’énergie spectrale correspondante. Récemment, Bonneton (2023) a développé, et validé à l’aide de données expérimentales en laboratoire, un nouveau modèle théorique du spectre de vagues en zone de surf interne, en s’appuyant sur des analogies physiques entre la turbulence de Burgers et les vagues en forme de « dents de scie » caractéristiques de cette zone. Ce spectre est composé de deux sous-domaines : une sous-plage inertielle, où le spectre d’énergie présente la loi classiquement observée en ω^(-2), et une sous-plage diffusive dans les hautes fréquences, caractérisée par une décroissance exponentielle de l’énergie. Grâce à ce nouveau cadre théorique, Bonneton (2023) apporte des preuves solides que la paramétrisation d’Eldeberky et Battjes (1996) ne prédit pas correctement la distribution fréquentielle de la dissipation d’énergie des vagues en zone de surf interne.

Le spectre universel d’énergie des vagues se propageant en zone de surf interne développé par Bonneton (2023) est gouverné par trois variables physiques : la période moyenne des vagues T_m, l’énergie totale E_∞ et la fréquence diffusive ω_ν. Cette dernière, introduite pour la première fois dans le cadre de cette théorie, est une variable statistique liée à la “largeur” temporelle caractéristique des fronts de vague déferlée. Étant donné que les variables T_m and E_∞ peuvent être calculées à partir de spectres d’énergie des vagues, nous pensons qu’une meilleure compréhension de la variable inconnue ω_ν offre une piste pertinente pour développer une paramétrisation plus robuste et fondée sur la physique du déferlement dans les modèles spectraux de vagues.

L’objectif principal de ce postdoctorat est de mieux quantifier et prédire la fréquence diffusive ω_ν, notamment en explorant les caractéristiques spatio-temporelles des rouleaux (partie déferlée des vagues), qui sont des proxys pour la dissipation d’énergie en zone de surf interne (Martins et al., 2018). Pour cela, une caractérisation robuste de la sous-plage d
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