A distribuição e a variabilidade de propriedades termohalinas e a circulação tridimensional do estuário do rio Curimataú foram estudadas com a aplicação do modelo numérico de simulações Delft3D-Flow, validado com dados experimentais medidos durante dois ciclos consecutivos de maré de quadratura e de sizígia. Duas grades numéricas foram aplicadas com o intuito de observar as diferenças entre as simulações nos modos barotrópico e baroclínico. As condições iniciais de simulações tais como: salinidade, velocidade, densidade e coeficientes cinemáticos de viscosidade, difusividade horizontal e vertical foram obtidas mediante resultados de simulações sob condições iniciais homogêneas. A seguir, o modelo numérico foi utilizado em condições mais realistas que foram comparadas aos dados experimentais. As simulações para a estrutura de salinidade, no modo barotrópico na maré de sizígia, apresentaram os melhores resultados, em comparação com os resultados experimentais, confirmado pelo índice de validação Skill igual 0,96; no modo baroclínico as simulações também foram de boa qualidade e o Skill foi muito próximo ao anterior (0,94). As simulações teóricas do campo de velocidade também foram de boa qualidade, comparativamente aos dados experimentais; os índices de validação médios foram muito próximos para os modos barotrópico e baroclínico (0,80 e 0,79). Esses valores do índice de validação confirmam que a dinâmica e os processos de mistura de natureza advectiva e difusiva foram bem representados matematicamete. Durante a maré de quadratura os resultados teóricos dos modos barotrópico e baroclínico não foram de boa qualidade (índice skill próximo a 0,60), devido às dificuldades de imposição de condições de contorno adequadas para a alta descarga fluvial que ocorreu durante os experimentos. Além das simulações por intervalos de tempo de 25 h, que foram utilizadas para validação com os dados experimentais, também foram feitas simulações inéditas horárias das características termohalinas, da circulação e do transporte advectivo de sal em séries temporais de 16 e 90 dias nos modos baroclínico e barotrópico, respectivamente. Aos resultados simulados das estruturas de salinidade e de velocidade, no modo baroclínico e maré de sizígia, foram aplicadas as metodologias rotineiramente utilizadas no processamento e análise de dados experimentais, com a finalidade de interpretar o comportamento dinâmico e os processos de mistura e transporte. No modo baroclínico, durante ambas as marés de sizígia e quadratura, a região inferior do estuário foi classificada como parcialmente misturado (tipo 2a), com valores baixos para os parâmetros de estratificação O(10-2)<pe< O(10-3) e com o parâmetro de circulação variando consideravelmente entre valores altos (pc&#61627;50) e baixos (pc&#61627;2). A análise da variabilidade dos coeficientes cinemáticos de viscosidade e difusividade no canal estuarino do rio Curimataú indicou que esses coeficientes variaram no seguinte intervalo: 10-3 m2 s-1 a 1,2x10-2 m2 s-1. A energia cinética turbulenta e as taxas de energia dissipada por unidade de massa, nas proximidades da boca do estuário, apresentou os maiores valores com ordens de grandeza de 6,5x10-3 m2 s-2 e 2,4 m2 s-3, respectivamente. / The distribution and variability of the termohaline properties and the three-dimensional circulation of the Curimataú river estuary had been studied with the application of the numerical model of simulations Delft3D-Flow, validated with experimental data measured during two consecutive cycles of neap and spring tide. Two numerical grids were applied with the intention of observing the differences between the barotropic and baroclinic simulations. The initial conditions such as: salinity, velocity, density and the horizontal and vertical kinematic coefficients of viscosity and difusivity had been undertaken through the results under homogeneous initial conditions. After that, the numerical model had been used in more realistic conditions which were compared with the experimental data. The simulations of the structure of salinity, in the barotropic model during the spring tide, showed better results when compared with the experimental data, validated by the Skill equal to 0.96; in the baroclinic model the simulations also had presented a good quality and the Skill was very close to those one (0.94). The theoretical simulations of the field of velocity were also of a good quality, comparatively the experimental to the experimental data; the mean Skill had been very close the barotropic and baroclinic models (0.80 e 0.79). Those values of the Skill confirm that the dynamic and the mixing process of advective and diffusive nature had been well presented mathematically. During the neap tide the theoretical results of the barotropic and baroclinic models had not been of a good quality (Skill 0.60), due to the difficulties of imposition of suitable boundary conditions to the high river discharge during the experiments. Besides the simulations with time intervals of 25 h, which were used to the validation with the experimental data, also had been realized hourly simulations of the termohaline features, of the circulation and the advective salt transport into temporal series of 16 and 90 days in the barotropic and baroclinic models respectively. To the simulated results of the salinity and velocity structures, in the baroclinic model and under spring conditions, had been applied the aim methodology used in process and analyzes of experimental data, with the finality of interpretation of the dynamic behavior and the mixing process and the transport. In the barolinic model, during both tides, neap and spring, in the lower reaches of the estuary was classified as partially mixed (tipe 2a), with low values to the stratification parameters O(10-2)<pe< O(10-3) and with the circulation parameter varying considerably between high values (pc&#61627;50) and low values (pc&#61627;2). The analyses of the variability of the Kinematic and diffusivity coefficients in the Curimataú river channel indicated that those coefficients had been in the interval of: 10-3 m2.s-1 a 1.2x10-2 m2.s-1. The kinetic turbulent energy and the rate of energy dissipation had indicated that in the vicinity mediations of the estuary mouth are concentrated the highest values: 6,5x10-3 m2 s-2 and 2,4 m2 s-3, respectively.

A distribuição e a variabilidade de propriedades termohalinas e a circulação tridimensional do estuário do rio Curimataú foram estudadas com a aplicação do modelo numérico de simulações Delft3D-Flow, validado com dados experimentais medidos durante dois ciclos consecutivos de maré de quadratura e de sizígia. Duas grades numéricas foram aplicadas com o intuito de observar as diferenças entre as simulações nos modos barotrópico e baroclínico. As condições iniciais de simulações tais como: salinidade, velocidade, densidade e coeficientes cinemáticos de viscosidade, difusividade horizontal e vertical foram obtidas mediante resultados de simulações sob condições iniciais homogêneas. A seguir, o modelo numérico foi utilizado em condições mais realistas que foram comparadas aos dados experimentais. As simulações para a estrutura de salinidade, no modo barotrópico na maré de sizígia, apresentaram os melhores resultados, em comparação com os resultados experimentais, confirmado pelo índice de validação Skill igual 0,96; no modo baroclínico as simulações também foram de boa qualidade e o Skill foi muito próximo ao anterior (0,94). As simulações teóricas do campo de velocidade também foram de boa qualidade, comparativamente aos dados experimentais; os índices de validação médios foram muito próximos para os modos barotrópico e baroclínico (0,80 e 0,79). Esses valores do índice de validação confirmam que a dinâmica e os processos de mistura de natureza advectiva e difusiva foram bem representados matematicamete. Durante a maré de quadratura os resultados teóricos dos modos barotrópico e baroclínico não foram de boa qualidade (índice skill próximo a 0,60), devido às dificuldades de imposição de condições de contorno adequadas para a alta descarga fluvial que ocorreu durante os experimentos. Além das simulações por intervalos de tempo de 25 h, que foram utilizadas para validação com os dados experimentais, também foram feitas simulações inéditas horárias das características termohalinas, da circulação e do transporte advectivo de sal em séries temporais de 16 e 90 dias nos modos baroclínico e barotrópico, respectivamente. Aos resultados simulados das estruturas de salinidade e de velocidade, no modo baroclínico e maré de sizígia, foram aplicadas as metodologias rotineiramente utilizadas no processamento e análise de dados experimentais, com a finalidade de interpretar o comportamento dinâmico e os processos de mistura e transporte. No modo baroclínico, durante ambas as marés de sizígia e quadratura, a região inferior do estuário foi classificada como parcialmente misturado (tipo 2a), com valores baixos para os parâmetros de estratificação O(10-2)<pe< O(10-3) e com o parâmetro de circulação variando consideravelmente entre valores altos (pc&#61627;50) e baixos (pc&#61627;2). A análise da variabilidade dos coeficientes cinemáticos de viscosidade e difusividade no canal estuarino do rio Curimataú indicou que esses coeficientes variaram no seguinte intervalo: 10-3 m2 s-1 a 1,2x10-2 m2 s-1. A energia cinética turbulenta e as taxas de energia dissipada por unidade de massa, nas proximidades da boca do estuário, apresentou os maiores valores com ordens de grandeza de 6,5x10-3 m2 s-2 e 2,4 m2 s-3, respectivamente. / The distribution and variability of the termohaline properties and the three-dimensional circulation of the Curimataú river estuary had been studied with the application of the numerical model of simulations Delft3D-Flow, validated with experimental data measured during two consecutive cycles of neap and spring tide. Two numerical grids were applied with the intention of observing the differences between the barotropic and baroclinic simulations. The initial conditions such as: salinity, velocity, density and the horizontal and vertical kinematic coefficients of viscosity and difusivity had been undertaken through the results under homogeneous initial conditions. After that, the numerical model had been used in more realistic conditions which were compared with the experimental data. The simulations of the structure of salinity, in the barotropic model during the spring tide, showed better results when compared with the experimental data, validated by the Skill equal to 0.96; in the baroclinic model the simulations also had presented a good quality and the Skill was very close to those one (0.94). The theoretical simulations of the field of velocity were also of a good quality, comparatively the experimental to the experimental data; the mean Skill had been very close the barotropic and baroclinic models (0.80 e 0.79). Those values of the Skill confirm that the dynamic and the mixing process of advective and diffusive nature had been well presented mathematically. During the neap tide the theoretical results of the barotropic and baroclinic models had not been of a good quality (Skill 0.60), due to the difficulties of imposition of suitable boundary conditions to the high river discharge during the experiments. Besides the simulations with time intervals of 25 h, which were used to the validation with the experimental data, also had been realized hourly simulations of the termohaline features, of the circulation and the advective salt transport into temporal series of 16 and 90 days in the barotropic and baroclinic models respectively. To the simulated results of the salinity and velocity structures, in the baroclinic model and under spring conditions, had been applied the aim methodology used in process and analyzes of experimental data, with the finality of interpretation of the dynamic behavior and the mixing process and the transport. In the barolinic model, during both tides, neap and spring, in the lower reaches of the estuary was classified as partially mixed (tipe 2a), with low values to the stratification parameters O(10-2)<pe< O(10-3) and with the circulation parameter varying considerably between high values (pc&#61627;50) and low values (pc&#61627;2). The analyses of the variability of the Kinematic and diffusivity coefficients in the Curimataú river channel indicated that those coefficients had been in the interval of: 10-3 m2.s-1 a 1.2x10-2 m2.s-1. The kinetic turbulent energy and the rate of energy dissipation had indicated that in the vicinity mediations of the estuary mouth are concentrated the highest values: 6,5x10-3 m2 s-2 and 2,4 m2 s-3, respectively.

Les estuaires sont des zones à l’interface terre-mer au coeur de la question du devenir des apports continentaux drainés par les grands bassins versants. L’objet de cette étude est focalisé sur l’estuaire de la Loire et ses zones adjacentes (i.e. baie de Bourgneuf et le Mor-Bras) situés dans le nord-est du Golfe de Gascogne. C’est un environnement soumis à l’influence significative de la marée qui se propage en amont de l’embouchure à plus de 100 km, de forçages météorologiques de moyennes latitudes donc hautement variables qui induisent en particulier des débits fluviaux pouvant varier d’un facteur dix. Cette variabilité est étudiée à l’aide d’un modèle numérique et des outils de description de la circulation qui permettent de mieux cerner les temps de séjours et de transits des eaux continentales dans l’estuaire et vers les baies riveraines. L’approche s’appuie sur un modèle en grille structurée mais dont la malléabilité pour décrire la complexité du domaine à simuler est donnée par le caractère non orthogonal des mailles employées pour la discrétisation. Le choix d’un système de coordonnées optimale (covariantes ou contravariantes) est discuté puis implémenté dans le code MARS-3D. Ce nouvel outil est qualifié et validé sur des cas-test puis implémenté en conditions réelles sur un domaine à la géométrie particulièrement accidentée. Les simulations reproduisent très finement la dynamique du grand panache de la Loire et confirment sa très grande variabilité spatiale et temporelle que décrivent partiellement des observations à haute fréquence et ponctuelles ; elles permettent de décrire les chemins privilégiés des masses d’eau à travers les sections de références choisies. / Estuaries are key areas in between land and ocean which play a major role in the spreading ofcontinental runoff drained by large watershed. This study focused on the Loire Estuary and its adjacentbays (i.e. Bourgneuf bay and Mor-Braz sea) all located in the north-east side of the bay of Biscay. It isinfluenced by the large tidal wave that propagates upstream the mouth on more than a 100 km, by highlymid-latitude meteorological forcing that may not only induced High variability in the circulation driversbut also on the river runoffs that may vary from 1 to 10 from early spring to late summer. This Highvariability is studied thanks to numerical simulation and tools dedicated to describe the circulation withsynthetic index such as transit time and mean age of water. The approach lies on a numerical modeldiscretized on a structure grid which constraints have been relaxed to better fit the fractal coastal lineusing non orthogonal grid cells. The optimal coordinate framework (co or contra-variant) have beendiscussed, and implemented within a pre-existing code (i.e. MARS-3D). This tools was validated withtest cases and implemented on a domain with a particular complex geometry. The numerical simulationscatch very accurately the dynamic of this large plume at least as it is described by available in situobservations. This numerical solution allowed to exhibit the main path of water masses through the areaand from place to place and their variability according to the main forcings.