Caractérisation statistique des conditions d'états de mer multimodales dans le golfe de Gascogne pour le dimensionnement des structures en mer.

Statistical characterization of complex sea-states in the Bay of Biscay for the design of marine structures

IFREMER - ZI Pointe du Diable - CS 10070 - 29280 Plouzané - France
christophe.maisondieu@ifremer.fr

Résumé

La caractérisation de la réponse de structures placées en mer et soumises à l'action des vagues passe le plus souvent par des approches fréquentielles nécessitant de fait une bonne description du contenu spectral du chargement. Le contenu fréquentiel de l'état de mer constituant l'excitation est le plus souvent modélisé par une fonction analytique, spectre de densité d'énergie de type JONSWAP ou Pierson-Moskowitz par exemple, fonction dont la forme unimodale ne permet pas de représenter correctement la distribution spectrale de l'énergie au sein d'un état de mer complexe constitué de la superposition de plusieurs systèmes de vagues, houle et mer du vent. Une telle approximation de la distribution de l'énergie peut conduire à des biais importants dans l'évaluation de la réponse d'une structure. S'appuyant sur le jeu de données de partitionnement issu de la base de données HOMERE, une cartographie des statistiques d'occurrence des états de mer complexes est réalisée. Ces statistiques montrent la prévalence des états de mer multimodaux sur la zone considérée et confirment l'importance et la nécessité de prendre en compte une description plus fine de la distribution spectro-angulaire de l'énergie au sein des états de mer. Ces cartographies font également apparaître une variabilité tant saisonnière que spatiale de ce caractère multimodal des états de mer qu'il sera également important de prendre en compte dans les études de climatologies pour le dimensionnement des structures en mer.

Abstract

Response of marine structures undergoing wave action is generally assessed in the frequency domain hence requiring an accurate spectral description of the loading. Sea-states are generally described by analytical functions such as JONSWAP or Pierson-Moskowitz spectra which are not well suited for a proper description of complex sea-states hence can induce a bias in the assessment of the response of the structure. Taking advantage of the existing partitioning data available in the HOMERE database, a mapping of the occurrences of multimodal sea-states over the domain is completed, showing that such complex sea-states are numerous, hence a detailed and accurate description of the sea-states spectral content is necessary for a proper assessment of the response of marine structures.