Morphodynamique de l’embouchure de la Somone, petite côte, Sénégal

Morphodynamic of the Sommone inlet, mouth, petite cote, Sénégal

• Auteur / Autrice : Marcellin Samou Seujip
• Direction : Xavier Bertin, Mouhamadoul Bachir Diouf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide et enveloppes superficielles
• Date : Soutenance le 18/12/2023
• Etablissement(s) : La Rochelle en cotutelle avec Université Cheikh Anta Diop (Dakar, Sénégal ; 1957-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Littoral, Environnement et Sociétés (La Rochelle)
• Jury : Président / Présidente : Seynabou Cisse Faye
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Bertin, Mouhamadoul Bachir Diouf, Seynabou Cisse Faye, Bamol Sow, Robert Lafite, Sylvain Ouillon, Isabelle Brenon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bamol Sow, Edward Anthony

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique hydro-sédimentaire

Vagues

Mangroves

Hydrodynamique

Sénégal

Lagunes

Mots clés libres

Morphodynamique

Embouchure

Lagune côtière

Marée

Vagues

Asymétrie

Modélisation numérique

SCHISM-WWM

WW3

Somone

Morphodynamics

Inlet mouth

Coastal lagoon

Tide

Waves

Asymmetry

Numerical modeling

SCHISM-WWM

WW3

Somone

Résumé

Présentes sur toutes les zones littorales du monde entier, les lagunes côtières sont des écosystèmes singuliers caractérisés par une richesse de leur biodiversité et offre beaucoup de services aux communautés côtières. Certaines lagunes présentent des caractéristiques d’évolution morphologique très rapides, pouvant conduire au comblement de leurs embouchures et mettant en danger la survie des espèces. Présentant une évolution morphologique très rapide, l’embouchure de la lagune de la Somone a connu des épisodes de comblements entre 1967-1969 et plus récemment en 1987. Les principaux mécanismes physiques responsables de la fermeture restaient méconnus. Portant sur la morphodynamique de la lagune de la Somone, cette thèse de doctorat a investigué l’ensemble des processus clefs de l’hydrodynamique responsable de l’évolution morphologique de l’embouchure. A cette fin, nous avons combiné des observations de terrains (données de morphologie, d’hydrodynamique et caractérisation sédimentaire) et la modélisation numérique. La bonne représentation des forçages hydrodynamiques à la base de nos modèles numériques (SCHISM-WWM, WW3) a permis : (1) d’évaluer l’impact de la végétation de la mangrove sur l’hydrodynamique de la lagune de la Somone. La mangrove favorise l’asymétrie de la marée et la dominance de jusant (courants >1,5 m/s, ~3h plus long) ce qui accroit la capacité de vidange de la lagune et le maintien d’une embouchure ouverte ; (2) de développer une nouvelle simulation rétrospective des vagues pour les côtes du Sénégal et d’améliorer la compréhension des climats de vagues au cours des 4 dernières décennies (42 ans, 1980-2021) et de montrer que sa variabilité est en partie contrôlée par les principaux modes climatiques de l’Atlantique extratropicale (NAO, EA, SAM) ; (3) une meilleure description des conditions météo-océaniques associées aux évènements majeurs de tempêtes passées (tempête de 1987, Cindy-1999, Fred-2015) et de leur rôle sur l’hydrodynamique de l’embouchure de la Somone. Parmi les mécanismes identifiés, le forçage des vagues à l’embouchure de la lagune, entraine : (i) le développement d’un setup (~4-14% de la Hs) de vagues qui se propage à l’intérieur de l’embouchure, (ii) le développement de forts gradients de pressions barotropes sur les 02 rives liées au développement d’un setup plus fort au niveau des littoraux adjacents, (iii) une réduction de l’asymétrie de la marée dans la lagune de la Somone avec des courants de jusants affaiblis, limitant la capacité de vidange de cette dernière. En perspectives, il est prévu d’analyser l’influence de ces conclusions sur le transport sédimentaire et le morphodynamique du système à long terme.

Present in all coastal areas around the world, coastal lagoons are unique ecosystems characterized by their rich biodiversity and offer many services to coastal communities. Some lagoons present characteristics of very rapid morphological evolution, which can lead to the filling of their mouths and endanger the survival of species. Presenting a very rapid morphological evolution, the mouth of the Somone lagoon experienced episodes of filling between 1967-1969 and more recently in 1987. The main physical mechanisms responsible for the closure remained unknown. Focusing on the morphodynamics of the Somone lagoon, this doctoral thesis investigated all the key hydrodynamic processes responsible for the morphological evolution of the mouth. To achieve this objective, we combined field observations (morphology, hydrodynamics and sediment characterization data) and digital modelling tools. The good representation of the hydrodynamic forcing at the basis of our numerical models (SCHISM-WWM, WW3) made it possible to: (1) assess the impact of mangrove vegetation on the hydrodynamics of the Somone lagoon. The mangrove favors the asymmetry of the tide and the dominance of the ebb (currents >1.5 m/s, ~3 hours longer) which increases the emptying capacity of the lagoon and the maintenance of an open mouth; (2) to develop a new retrospective wave simulation for the coasts of Senegal and to improve the understanding of wave climates over the last 4 decades (42 years, 1980-2021) and to show that its variability is partly controlled by the main extropical Atlantic climatic modes (NAO, EA, SAM); (3) a better description of the meteorological-oceanic conditions associated with major past storm events (storm of 1987, Cindy-1999, Fred-2015) and their role on the hydrodynamics at the Somone inlet mouth. Among the mechanisms identified, the forcing of waves at the mouth of the lagoon leads to: (i) the development of a wave setup (~4-14% of the Hs) which propagates inside the mouth, (ii) the development of strong barotropic pressure gradients on the 02 banks linked to the development of a stronger setup at the adjacent coastlines, (iii) a reduction in tidal asymmetry in the Somone lagoon with weakened ebb currents, limiting the latter's emptying capacity. In future, it is planned to analyze the influence of these conclusions on sediment transport and the long-term system morphodynamics.