Couche limite et transport de sédiment en zone de déferlement

Wave boundary layer and sediment transport in the surf zone

• Auteur / Autrice : Noémie Fritsch
• Direction : France Floc'h
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 03/12/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Ardhuin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : France Floc'h, Fabrice Ardhuin, Daniel Conley, José Alsina, Héloïse Muller, Philippe Bonneton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Conley, José Alsina

Mots clés

Mots clés contrôlés

Couche limite

Dynamique hydro-sédimentaire

Sédiments (géologie) -- Transport

Mots clés libres

Flux de sable

Mesures in situ

Hydrodynamique

Couche limite de vague

Sand flux

Field measurements

Hydrodynamics

Wave boundary layer

Résumé

Pour prévoir l’évolution des côtes, les mécanismes d’érosion et d’accrétion doivent être définis avec précision. Les mécanismes conduisant à du transport de sable vers la plage dépendent de la dynamique de couche limite, qui demeurent peu étudiée du fait de la difficulté à réaliser des mesures précises dans quelques centimètres au-dessus du fond. Cette thèse présente pour la première fois des mesures haute-résolution spatio-temporelle sur une plage sableuse, de courant et de concentration, dans la couche limite proche de la zone de déferlement. Après avoir évalué l’influence des méthodes de moyenne de phase sur les paramètres intra-vagues de vagues irrégulières, les paramètres hydrodynamiques clés de la couche limite sont étudiés : l’avance de phase, les non-linéarités et l’épaisseur de la couche limite en fonction de l’excursion orbitale et de l’asymétrie. L’influence de ces paramètres sur le transport sédimentaire et sur le régime observé est également démontré avec une attention particulière portée à l’influence de l’irrégularité des vagues sur le transport. Les présents travaux permettent pour la première fois in situ de calculer un flux intégré sur la verticale intégrant la couche limite, démontrant l’influence de la composante orbitale sur le transport onshore. Ces mesures viennent valider les hypothèses formulées dans la littérature.

To predict coastal evolution, erosion and accretion mechanisms need to be accurately defined. The processes leading to sand transport on the beach depend on boundary layer dynamics are not so much studied due to the difficulty of making precise measurements within a few centimetres of the seabed. This thesis presents, for the first time, high-resolution spatio-temporal measurements on a sandy beach, of velocity and concentration, in the boundary layer close to the surf zone. After assessing the influence of phase-averaging methods on the intra-wave parameters of irregular waves, the key hydrodynamic parameters of the boundary layer are studied: phase lead non-linearities and boundary layer thickness as a function of orbital excursion and asymmetry. The influence of these parameters on sediment transport and on the observed regime is also demonstrated, with particular attention paid to the influence of wave irregularity on transport. For the first time in situ, this work calculates an integrated flow over the vertical, including the boundary layer, demonstrating the influence of the orbital component on onshore transport. These measurements support previous literature findings on neashore dynamics.