Relations entre granularité des sédiments, pente des plages et déferlement des vagues

Relationship between sediment grain size, beach slope and wave breaking

• Auteur / Autrice : Carla Labarthe
• Direction : Bruno Castelle, Thierry Garlan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'environnement
• Date : Soutenance le 11/07/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Nadia Sénéchal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Robin, Pierre Weill
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : France Floc'h, Alain Trentesaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pentes (mécanique des sols)

Modèles mathématiques

Plages

Mots clés libres

Granularité

Pente de plage

Modèle d'équilibre

Plage sableuses

Mesures in situ

Grain size

Beach slope

Equilibrium model

Sandy beaches

Mesures in situ

Résumé

La pente de plage est le plus souvent considérée comme constante dans le temps, et reliée à une taille de grain de sable homogène. L’étude couplée des pentes et des sédiments des plages sableuses exposées à l'action des vagues est complexe car leur modélisation et les techniques d’analyse à mettre en œuvre sont longues et fastidieuses, et par conséquent limitées en temps et en espace. Dans cette thèse, en s’appuyant sur une large base de données topographique sur la plage du Truc Vert et une approche de modélisation à complexité réduite, nous démontrons que la pente de plage répond à un comportement d’équilibre dynamique, avec des valeurs maximales et minimales respectivement en fin d’été et fin d’hiver. Nous avons réalisé sur trois ans des suivis intensifs in situ biannuels (fin d’été et fin d’hiver sur les périodes de pentes extrêmes) de la granularité 4D sur cinq plages représentatives de la diversité naturelle des plages en France métropolitaine, associés à des suivis topographiques. L'ensemble des données recueillies révèle une variabilité spatiale et temporelle importante de la granulométrie (en surface et en profondeur) et de la morphologie des plages sableuses concernées. Les motifs temporels et spatiaux observés dépendent fortement de l’état de plage (réflectif, intermédiaire, dissipatif). Ces recherches contribueront à affiner les modèles prédictifs utilisés en océanographie, en particulier sur les aspects morphodynamiques et sédimentaires.

Beach slope is often assumed constant in time and depending of a given mean grain size. The coupled study of beach slope and beach sediments dominated by wave action is complex, because their numerical modelling and the analysis techniques involved are time-consuming and tedious, and consequently limited in both time and space. In the present PhD work, building a long-term dataset of bimonthly beach topography at Truc Vert beach, we demonstrate using a reduced-complexity modelling approach that beach slope shows an equilibrium response with maximum and minimum beach slope observed at the end of the summer and at the end of the winter, respectively. We conducted over three years an intensive in situ bi-yearly (end of summer and end of winter) monitoring of the 4D granularity on five representative beaches that showcase the natural diversity of the metropolitan France beaches, coupled with topographic surveys. The collected dataset reveals the large spatial and temporal variability of the granularity (both horizontally and vertically) and of the sandy beach morphology. The spatial and temporal patterns of beach slope and beach sediment variability are found to be linked with beach state (dissipative, intermediate, reflective). This research will contribute to improve oceanography predictive models, particularly in relation to morphodynamic and sedimentary aspects.