Télédétection par système vidéo de la dynamique des courants induits par les vagues et de l’evolution morpholoqique des plages soumises aux houles énergétiques

Remotely-sensed rip current dynamics and morphological control in high-energy beach environments

• Auteur / Autrice : Isaac Rodriguez Padilla
• Direction : Bruno Castelle, Philippe Bonneton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'environnement
• Date : Soutenance le 30/09/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Nadia Sénéchal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Castelle, Philippe Bonneton, Stefan Aarninkhof, Yann Balouin, Patricio Catalàn, France Floc'h, Denis Morichon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stefan Aarninkhof, Yann Balouin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télédétection en sciences de la Terre

Effets des vagues

Littoraux

Simulation, Méthodes de

Vagues

Mots clés libres

Station vidéo

Vagues de tempêtes

Plages sableuses

Courants d'arrachement

Évolution morphologique

Imagerie vidéo

Video monitoring

Storm waves

Sandy beaches

Rip currents

Morphological change

Image stabilization

Résumé

Comprendre les circulations induites par les vagues et les évolutions morphologiques du littoral est important scientifiquement et répond à une forte demande sociétale. Toutefois l’acquisition de ces données sur le terrain est coûteuse et reste un véritable défi logistique. Le développement de la télédétection optique combiné à la démocratisation de plateformes vidéo et d’algorithmes ouverts d’analyse d’image permet maintenant d’obtenir à faible cout une grande quantité d’informations sur le littoral. Ce travail s’appuie sur techniques existantes en imagerie vidéo, et sur des nouveaux développements, afin d’inférer la bathymétrie de l’avant-côte et les courants dans la zone de déferlement. Les méthodes sont validées avec une campagne de mesures intensive sur la plage d’Anglet dans le sud-ouest de la France. Pour la première fois, l’évolution spatiale et temporelle à la fois des courants et de la morphologie de la plage sont étudiés en présence de vagues de tempête.

Understanding the surf zone circulation and the morphological changes within the nearshore is essential for both scientific and societal interests. However, direct measurements with in-situ instruments are logistically challenging and expensive. The development of optical remote sensing techniques in combination with low-cost image platforms and open-source algorithms offers the possibility of collecting large amounts of information at a reasonable instrumental and computational cost. This work builds on existing and new video monitoring techniques to remotely sense the nearshore bathymetry as well as the surf zone circulation in a high-energy meso-macro tidal beach environment, including storm events. The methods are validated against a dense data set acquired during an intensive field campaign conducted at Anglet beach, SW France. For the first time the temporal and spatial variability of concurrent nearshore bathymetry and surface currents are addressed under high-energy wave forcing.