La déformation gravitaires des côtes à falaises sédimentaires : modélisations numériques et expérimentales du secteur côtier Le Havre – Antifer (Haute-Normandie)

Gravitational sliding of coastal sedimentary cliffs : numerical and experimental modeling on the coastline section between Le Havre and Antifer (Upper-Normandy)

• Auteur / Autrice : Jérôme Le Cossec
• Direction : Bruno Vendeville, Anne Duperret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Le Havre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Manche, Côte de la (France)

Simulation par ordinateur

Craie

Littoraux

Caux, Pays de (Seine-Maritime)

France

Falaises

Mots clés libres

Glissements gravitaires

Modélisation analogique

Résumé

Cette thèse porte sur les effets des niveaux d'argiles et de sables sur les instabilités gravitaires affectant les falaises côtières du Crétacé en Haute-Normandie, le long du littoral de la Manche entre les caps de la Hève et d'Antifer. L'impact de ces niveaux potentiels de décollements a requit une caractérisation mécanique des lithologies affleurantes. Le comportement de ce trait de côte a alors été analysé par une la simulation numérique en éléments finis (code ADELI) et une modélisation expérimentale avec surpression de fluides aux pores. Ces falaises sont affectées par un glissement translationnel vers la mer guidé localement par les argiles. Deux formations guident les déformations : les argiles du Kimméridgien situées en base de falaise et les argiles du Gault de l'Albien situées à une hauteur variable en front de falaise. Au-dessus du Gault, la craie du Cénomanien est affectée par un réseau de failles normales dont la propagation dans les terres varie avec la position verticale du Gault. En dessous, la basse falaise constituée des argiles du Kimméridgien, de l'Albien et des sables Aptien est extrudée avec une amplitude accentuée par l'élévation des argiles. Les niveaux d'argiles sont progressivement enfouis sous la plateforme littorale en progressant vers le Nord, du fait d'un pendage de 0,7° NE. Il en résulte une évolution différentielle du trait de côte avec des vitesses de glissement plus importantes au sud, qu'au nord. Cette évolution différentielle entraine une réorientation du trait de côte vers l'est ; hypothèse renforcée par les donnés bathymétriques mettant en évidence une géométrie en éventail entre les caps de la Hève et d'Antifer.

This study focuses on the effect of clay and sand layers on the gravity instabilities affecting the coastal chalk cliffs located along the French eastern English Channel coastline. The impact of these potential detachment layers is investigated using finite element numeric simulations and experimental modeling under conditions of pore-fluid overpressure. Results indicate that the cliff sliding ratio is linked to the clays layers position with regard to cliff base. The cliff instability is characterized by horizontal seaward sliding guided by the Kimmeridgian clays at the base of the cliff or by the Albian Gault clays at a variable elevation in the cliff. The gravitational deformation is associated with a normal fault network in the chalk and with an inland propagation as a function of the clays layer elevation. Moreover, the clay layer stops the downward propagation of the deformation and acts as a decoupling layer.