Importance de l’âge des vagues et de la résonance sur le plateau continental : le cas de la tempête Xynthia, février 2010

The importance of the age of waves and of resonance on the continental shelf: the case of the Xynthia storm, February 2010. The Xynthia storm severely hit the coastlines of Charente Maritime and Vendée (central part of the Bay of Biscay) in the night between the 27th and the 28th February 2010 of February 2010. The associated storm surge exceeded 1.5 m in la Rochelle while being in phase with a high spring tide, causing the overall sea-level to reach the exceptional value of 8.0 m above marine chart datum. Numerous dykes and dunes were flooded or breached and large coastal areas were flooded. This study aims to improve understanding the physical processes responsible for this exceptional storm surge by means of numerical modeling. A modeling system coupling the codes SELFE (Zhang et al., 2008) and WWIII (Tolman, 2009) was implemented over the North-East Atlantic Ocean and resulted in tides and wave predictions with errors of the order of 1 to 2% and 15%, respectively. The storm surge was well predicted in the Bay of Biscay, with only a 0.1 m underestimation of the peak. The analysis of model results revealed that the storm surge was due mainly to the SW wind that induced an Ekman pumping, amplified by the presence of young and steep waves in the bay of Biscay. Such wave conditions are related to the uncommon track of Xynthia, which crossed the Bay of Biscay from SW to NE. The presence of 6-hour oscillations in both the measured and modeled storm surge was interpreted as resulting from a resonant phenomenon of the storm surge over the continental shelf.
La tempête Xynthia a sévèrement touché les littoraux de Charente Maritime et de Vendée dans la nuit du 27 au 28 février 2010. La surcote associée a dépassé 1.5 m à la Rochelle et était en phase avec une marée haute de vives-eaux, si bien que le niveau de la mer a atteint la cote exceptionnelle de 8.0 m par rapport au zéro hydrographique. De nombreuses digues et cordons dunaires ont été submergés et se sont rompus et de larges territoires ont été submergés. Cette étude vise à mieux comprendre par modélisation numérique les processus physiques ayant généré une telle surcote. Un système de modélisation réalisant le couplage des codes SELFE (Zhang et al., 2008) et WWIII (Tolman, 2009) a été implémenté sur l’Atlantique NE et permet de reproduire les marées et les vagues avec des erreurs de l’ordre de 1 à 2% et 15%, respectivement. Le pic de la surcote pendant Xynthia est également reproduit de façon satisfaisante dans l’ensemble du Golfe de Gascogne, avec une légère sous-estimation de l’ordre de 0.1 m. L’analyse des résultats du modèle montre que la majeure partie de la surcote est due au vent de SW qui a généré un pompage d’Ekman, amplifié par la présence de vagues jeunes et cambrées dans le Golfe de Gascogne. La présence d’oscillations de période 6 h dans les signaux de surcote mesurés et modélisés est interprétée comme résultant d’un phénomène de résonnance de l’onde de tempête sur le plateau continental.
Bertin Xavier, Bruneau Nicolas, Breilh Jean-François. Importance de l’âge des vagues et de la résonance sur le plateau continental : le cas de la tempête Xynthia, février 2010. In: Evénements extrêmes fluviaux et maritimes. Leurs variabilités spatiales et chronologiques dans l'ouest de l’Europe. 34èmes journées de l’hydraulique Paris, 1 et 2 février 2012. 2012.