Thèse soutenue

Etude de la dynamique hydro-morpho-sédimentaire sur les plages de galets
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Auteur / Autrice : Antoine Soloy
Direction : Nicolas Lecoq
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'univers
Date : Soutenance le 06/06/2022
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Morphodynamique continentale et côtière (Caen ; 1996-....)
Jury : Président / Présidente : Benoît Laignel
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Stéphan, Bruno Castelle, Stéphane Costa, Imen Turki
Rapporteurs / Rapporteuses : François Schmitt, Marissa L. Yates

Résumé

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Les plages de galets sont des environnements côtiers très rependus sur les côtes de la Manche. Elles offrent une protection efficace aux structures côtières contre lesquelles elles reposent en absorbant une part significative de l’énergie des vagues, et sont par conséquent des environnements particulièrement dynamiques. Cependant, bien que la dynamique des plages de sable soit aujourd’hui bien documentée et comprise, celle des plages de galets reste à ce jour relativement mécomprise. La perspective scientifique faisant actuellement consensus décrit la dynamique complexe des plages de galets comme étant le résultat d’interactions rétroactives entre la morphodynamique, l’hydrodynamique et la dynamique sédimentaire. Plus particulièrement, les variabilités spatiale et temporelle de la granulométrie sont attendues de jouer un rôle important dans ces interactions. Ainsi, le manque de compréhension de la dynamique des plages de galet est lié à la difficulté à mesurer ces trois aspects simultanément.Le présent manuscrit rapporte le travail réalisé dans l’objectif d’investiguer sur la dynamique hydro-morpho-sédimentaire des plages de galets à des échelles multiples, en analysant un couplage de données multi-plateforme : drone (Unmaned Aerial Vehicle, UAV), et Système de surveillance par caméras vidéo (Video Monitoring System, VMS). Pour ce faire, deux méthodes innovantes basées sur des techniques de deep learning ont été développées afin de (1) cartographier la taille, la forme et l’orientation des galets à la surface d’une plage sur une ortho-image drone, et (2) de produire un ensemble de Modèles Numériques de Terrain (MNT, ou digital elevation model, DEM) journaliers de plages à partir d’images VMS. A cet effet, deux sites comportant une plage de galets ont été instrumentés et sont surveillés en continu depuis 2018 en Normandie. Les deux plages sont situées sur les côtes de la Manche, à proximité l’une de l’autre (64 km), et font face à des conditions de marée et de vagues considérées comme similaires. Cependant ils diffèrent dans leur organisation spatiale et leurs caractéristiques granulométriques : Etretat est une plage de galets pure située dans le creux d’une baie, et Hautot-sur-Mer est une plage composite de sable et galets située sur une côte semi-ouverte.Les données recueillies ont permis l’analyse la dynamique morphologique des plages en réponse aux forçages marins entre les échelles journalière et biannuelle. Différents mécanismes du mouvement des plages ont été mis en évidence (e.g. translation, rotation, rollover and breathing), et certains ont pu être reliés à des processus physiques. Les résultats sur variabilité de la granulométrie ont également mis en évidence la présence de patterns sédimentaires spatiaux en lien avec l’altitude comme un gradient cross-shore systématique, et en lien avec la présence d’épis comme la répétition périodique d’assemblages de clastes triés par taille. Enfin, l’évolution temporelle de la perméabilité au cours d’évènements de tempêtes a été analysées en utilisant une stratégie de calibration du modèle numérique XBeach-G, nourrit avec les données de morphologie et de granulométrie mesurées.