Etude des processus physiques pilotant la dynamique sédimentaire en zone côtière : application à la morphodynamique des plages

Study of the physical processes controlling the sedimentary dynamics in the coastal zone : application to beach morphodynamics

• Auteur / Autrice : Alaa Khoury
• Direction : François Marin, Armelle Jarno-Druaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 11/06/2015
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Jury : Président / Présidente : Arnaud Héquette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nadia Sénéchal, Franck Levoy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Astruc, Nadia Sénéchal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments (géologie) -- Transport

Géomorphologie dynamique

Mots clés libres

Transport sédimentaire

Canal à houle

Plage mégatidale

Barre intertidale

Runup

Sediments

Sediment transport

Morphodynamic

Runup

Résumé

Malgré les nombreuses études qui ont été effectuées en raison des applications directes au niveau de l’érosion côtière, les processus physiques qui régissent la morphodynamique des plages nécessitent d’être mieux définis. L’objectif de ce travail est d’apporter une contribution à l’étude de ces processus à partir d’une modélisation physique bien contrôlée, menée dans un canal de 10 m de long du LOMC. Le cas particulier des plages intermédiaires selon la classification de Masselink & Short (1993) et mégatidal à marnage relatif faible est considéré. L’évolution temporelle des profils de plage est suivie par méthode acoustique. L’évolution de la surface libre au large et dans la zone de levée de la vague est enregistrée à l’aide de sondes résistives. La surface libre et le fond sableux sont suivis dans la zone de déferlement, la zone de surf et la zone de swash avec une méthode optique. L’effet de la marée sur les profils de plage a été analysé. Une barre intertidale (slip-face bar) est générée et leur processus de formation est analysé mettant en évidence le rôle de la barre subtidale et du déplacement des zones hydrodynamiques d’action au cours du cycle de marée. La dynamique du swash sur une plage mégatidale est étudiée par méthode optique. Une analyse détaillée de la dépendance du runup vis-à-vis des différentes variables est conduite. Celle-ci a permis d’identifier les paramètres les plus appropriés pour prédire le runup. Les résultats montrent qu’il est préférable d’utiliser la pente de la zone de surf et la hauteur de la houle au point de déferlement pour estimer cette grandeur. Une nouvelle formule de calcul du runup adaptée aux plages étudiées est développée.

Numerous studies have been carried out on sandy beach morphology; however, the physical processes which govern beach morphodynamics need to be better defined, despite the significance of this subject in view of the direct applications for coastal erosion. The aim of the present work is to bring a contribution to the study of these processes from well controlled tests carried out in a 10 m long wave flume at LOMC laboratory with a megatidal regime simulation. The tests were performed in the intermediate regime according to the Masselink and Short (1993) classification. The temporal evolution of beach profiles was obtained using an acoustic method. The incident waves and the free surface in the shoaling zone were measured with resistive probes. The free surface and bed level in the breaker, surf and swash zones were recorded with an optical method. The effect of tides on beach profiles was analyzed. Intertidal bar identified as a slip-face bar was generated. Formation processes of this bar were analyzed. The bar is alternately exposed to swash zone processes at low tide and breaker zone processes at high tide. The intertidal bar is fronted by a subtidal bar involved in its formation. Swash hydrodynamics were investigated on a megatidal beach using an optical method. A detailed analysis of the relationship between measured runup elevations and various variables was carried out. This allowed to determine the best parameters to predict runup. The results suggested that the slope of the surf zone and the wave breaking height should be used to estimate runup. A new runup estimation formula adapted to the studied beaches was proposed.